换乘通道冻结施工技术.pdf

:./.换乘通道冻结施工技术收稿日期:作者简介:丁少令()男助理工程师从事地层冻结技术管理工作丁少令 叶玉西(.天地科技建井研究院北京 .北京中煤矿山工程有限公司北京)摘 要:介绍了上海轨道交通 号线某换乘通道的工程特点及冻结施工情况指出该通道长度较大所处地层条件比较复杂冻结暗挖段处于某园区 号楼与 号楼之间地下室下地下室为园区车库车辆出入频繁故要严格控制地下室及地面变形保证施工安全 针对工程特点采用低温快速冻结及时泄压控制冻胀开挖中初支快速闭合壁后及时注浆等方式有效控制地层变形对于类似工程的施工具有参考意义关键词:换乘通道冻结注浆沉降控制中图分类号:文献标识码:文章编号:()引言由于具有加固土体强度高、封水效果佳、环境影响小等优势自 年在开滦矿区首次使用以来冻结法作为一种特殊施工方法在我国的井筒建设中得到了广泛应用 自 世纪 年代未建井分院在国内开发水平冻结技术并成功应用于北京、上海和广州等一线大城市的地铁建设工程后人工地层冻结技术就逐步进入到市政地下建设领域并起到了越来越重要的作用 目前在数值分析及其应用、施工监测方面均取得了较大进步 上海轨道交通 号线某换乘通道原破除地下室明挖后复建变更为冰冻法加固矿山法开挖 工程概况上海轨道交通 号线某换乘通道全长 其中有部分线路要穿越某业园区地下室穿越段工程结构为一矩形混凝土结构通道下穿地下室段暗挖长度.通道净宽度.净高度.结构层厚度 换乘通道冻结加固暗挖段地层为黏土、淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土中 根据地质资料淤泥质黏土具高含水量、高压缩性、高灵敏度、低强度在钻孔和开挖施工时易造成塌孔等不良现象见表 图 表 暗挖段穿过地层统计表土层名称层厚状态压缩性土层描述黏土.可塑软塑中等高等含氧化铁斑点及铁猛质结核土质自上而下渐变软局部夹粉质黏土及少量粉性土淤泥质粉质黏土.流塑高等含云母、有机质夹薄层状粉性土土质尚均匀淤泥质黏土.流塑软塑高等含云母、有机质局部为淤泥质黏性土及粉质黏土 由工程概况可知本工程具有以下特点:)换乘通道穿越地下室冻结暗挖段距离长 该换乘通道穿越地下室冻结暗挖段穿越长度达到.穿图 1暗挖换乘通道地质柱状图地面标高 4.900 m4.450 m地库顶板地面既有柱子地面既有柱子结构中心线0.750 m-0.374 m111人工填土黏土淤泥质粉质黏土淤泥质黏土-4.974 m7 8246 0241 80013 9001 8001 8003 5003 3003 500单位：mm地库底板越距离长钻孔难度大开挖构筑时间长冻胀融沉控制难度大)开挖断面大 该换乘通道穿越地下室冻结暗挖段开挖宽度达 开挖高度为 开挖断面大因此要分台阶开挖严格控制开挖时的冻结壁位移)施工环境控制要求高 该换乘通道穿越地下室冻结暗挖段处于某园区 号楼与 号楼之间地下室下地下室为园区车库车辆出入频繁故要严格控制地下室及地面变形保证施工安全)穿越段障碍多 暗挖段需要穿过 排 的钻孔灌注桩同时有 根桩开挖时要凿除需要穿越原九号线桂林路车站出入口围护结构钢板桩施工难度极大)冻结工期长冻胀控制难度大 由于穿越地下室段长度达到.开挖构筑时间约 个月再加上积极冻结时间约 预计冻结时间达 冻结体量大故要采取稳妥的控制措施控制冻结体量保护地下车库及车库集水井的安全 地下车库桩位置示意图见图 冻结设计情况根据设计取冻土帷幕的有效厚度为.见图 图 冻结壁平均温度 可以安全抵御各个方向土压力作用冻结孔及其他施工孔布置:第 卷 第 期 年 月 山西建筑 .图 2地下车库桩位置示意图CAAAAABABCA 排桩排桩BL1 7001 800排桩排桩排桩A72Z2 7001 1001 8007004 1504 1507001 800单位：mm图 3冻结壁剖面设计图图 4冻结壁横剖面设计图离壁墙基础（余同）120300结构中心线1 8001 8001 8004 2504 25013 9009 6241 8002 0501 8002 0501 924单位：mm)冻结孔布置要求能达到冻土帷幕设计厚度)沿换乘通道冻结暗挖段结构外侧布置一圈冻结孔地下室底板下不布设冻结孔)由于开挖面较大工作井侧结构面中部设置一横一纵两排加强孔将结构面划分为几个小矩形方便分部分区开挖)工 作 井 侧 结 构 面 内 部 设 置 个 卸 压 孔 用 低碳无缝钢管制作成花管形式用于控制土层冻胀 在结构右侧为保护地库集水井设置温控区域设置 个测温孔 个加热孔 个泄压孔冻结孔布置图见图 图 主要冻结施工参数见表 图 5工作井侧冻结孔布置平面位置图 冻结施工情况换乘通道工作井侧钻孔施工于 年 月 日开始至 年 月 日结束工作井侧共钻孔 个其中冻结孔 个加强孔 个测温孔 个卸压孔 个温控孔 个 号口侧共钻孔 个其中冻结孔 个测温孔 个 打压试漏全部合格冻结站及盐图 6车站出入口侧冻结孔布置平面位置图水管路和集、配液圈于 年 月 日全部安装完成 月 日转入积极冻结至 年 月 日冻结历时 表 主要冻结施工参数一览表序号参数名称数量备注冻土墙设计厚度/.冻土墙平均温度/积极冻结时间/冻结孔个数/个冻结孔允许偏斜/最低盐水温度/冻结 盐水温度达 以下单孔盐水流量/()冻结管规格/深度大于 深度不大于 测温孔个数/长度 个/.泄压孔个数/长度 个/.解冻孔个数/长度 个/.冻结管总长度/.需冷量/().工作面盐水干管去路于 月 日达到 .月 日达到 月 日达到 以下 月 日盐水干管去路 .回路 .去回路温差为.符合设计要求 由于冻结土体上部普天信息产业园地下室地库隆起 月 日将盐水干管去路温度升高至.左右盐水干管回路温度 .去回路温差为.符合设计要求 盐水温度降温曲线见图 施工中为控制地层冻胀情况及时对泄压孔进行取土泄压释放冻胀力有效地控制了地层变形达到了良好效果 经检测冻结效果满足设计要求后及时进行了开挖施工该工程安全快速地施工完毕图 7冻结盐水进回水温度曲线3020100-10-20-30-40温度/-05-30-06-04-06-14-06-24-06-09-06-19-06-29-07-04-07-14-07-09盐水进水；盐水回水日期在换乘通道开挖区域布置了 个卸压孔分别为初始压力均为 至 年 月 日卸压孔压力开始上涨 至 年 月 日由于地下车库第 卷 第 期 年 月 山西建筑 底板隆起进行卸压目前无带压泥水持续流出 满足开挖要求卸压孔压力统计表见表 表 换乘通道冻结施工泄压孔压力统计表泄压孔 备注 .泄压 .持续泄压 注:泄压孔压力单位:卸压孔与换乘通道冻结圈外围无水力联系压力增长是冻土帷幕交圈挤压冻胀所致说明冻土帷幕已交圈 结语上海轨道交通 号线某换乘通道穿越地下室段长度较长且所处地层条件比较复杂开挖区域紧贴普天地下室车库底板地层沉降控制要求高 本工程结合冻结及地下车库监测及时开启泄压孔释放冻结冻胀力确保了地层变形符合设计要求保障了施工安全同时本工程对相邻地区及类似工程施工有一定的借鉴和参考意义参考文献:周兴旺.我国特殊凿井技术的发展与展望.煤炭科学技术():.杨维好.十年来中国冻结法凿井技术的发展与展望中国煤炭学会.中国煤炭学会成立五十周年高层学术会议论坛文集.北京:中国煤碳学会成立五十周年高层学术论坛:.王建平刘晓敏陈红蕾深大井筒近千米冻结设计的探讨.冰川冻土():.陈湘生徐兵壮汪崇鲜.冻结法在上海地铁建设中的几种应用形式中国煤碳工业协会.地层冻结工程技术和应用:中国地层冻结工程 年论文文集.北京:煤碳工业出版社:.付财韩圣铭韩玉福.浅覆土条件下地铁出入口冻结法暗挖施工技术.施工技术():.叶玉西李 宁.基于有限元法的冻结温度场反演分析及预测.煤炭技术():.霍永鹏伍旺张生权等.地铁联络通道冻结法施工有限元分析.山西建筑():.李方政楼根达余志松.基于蠕变效应的穿越隧道冻结帷幕开挖与支护三维数值模拟.岩土力学(增刊):.赵玉明李长忠郭 垒等.信息化施工技术在冻结法中的应用.施工技术():.(.):.:第 卷 第 期 年 月 丁少令等:换乘通道冻结施工技术