轻轨轨道工程联络通道兼泵房施工方案.doc
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轻轨轨道工程
1#（右K23+611）、2#（左K24+724）联络通道兼泵房
施
工
组
织
设
计
二〇一三年七月二十五日
49
○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○
目录
1概述 1
1.1 工程概况 1
2 施工方案的选择规范 3
2.1 方案编制依据及参照的标准、规范 3
2.2 冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案 3
2.3 方案设计技术要点 3
2.4 联络通道施工顺序 5
3 冻结加固设计 6
3.1 冻结帷幕的设计要求 6
3.2 冻结孔布置及制冷设计 6
3.2.1 冻结孔布置 6
3.2.2 测温孔布置 7
3.2.3 卸压孔布置 7
3.3 制冷设计 7
3.3.1 冻结参数 7
3.3.2 单个联络通道需冷量计算和冷冻机选型 8
3.3.3 单个联络通道冻结系统辅助设备 8
3.3.4 管路选择 8
3.3.5 其它 8
4 准备工作 9
4.1 施工进场人员的安全技术交底工作 9
4.2 设备吊运及管线铺设 9
4.3 螺栓复紧 9
5 冻结孔施工 10
5.1 冻结孔施工顺序 10
5.2 冻结孔的定位 10
5.3 冻结孔开孔及孔口密封装置 10
5.4 冻结孔钻进与冻结管设置 10
5.5 钻孔质量技术要求 11
5.6 钻孔质量控制程序 11
6 冷冻站安装 13
6.1 冻结站布置与设备安装 13
6.2 管路连接、保温 13
7 积极冻结与维护冻结 14
7.1 冻结系统试运转与积极冻结 14
7.2 维护冻结 14
7.3 冻结施工参数 14
7.4 冻结质量控制程序 15
8 开挖与构筑施工 16
8.1 具备开挖冻结技术指标 16
8.2 施工准备 16
8.2.1 四通 16
8.2.2 隧道内工作平台搭设 16
8.2.3 抢险物资的堆放 17
8.2.4 钢管片接缝焊接 17
8.2.5 预应力支架、安全应急门及应急盖板安装 17
8.3 开挖 18
8.3.1 拉管片 18
8.3.2 土方开挖 18
8.3.3 临时支护 20
8.3.4 防水层施工 21
8.3.4.1 遇水膨胀橡胶条及注浆管施工 21
8.3.4.2 防水板施工 22
8.3.5 永久支护 22
8.4 收尾工作 24
8.5 开挖与构筑质量控制程序 25
9 融沉注浆 26
9.1 注浆管的布置 26
9.2 注浆工艺 26
9.2.1 浅部注浆孔注浆工艺 26
9.2.2 深部注浆孔注浆工艺 27
9.2.3 注浆施工过程的监测 27
9.2.4 融沉注浆结束标志 27
10 监测监控设计 28
10.1 监测内容 28
10.1.1 水平孔施工监测内容 28
10.1.2 冻结系统监测内容 28
10.1.3 冻结帷幕监测内容 28
10.1.4 周围环境和隧道土体进行变行监测内容 28
10.2 监测方法 28
10.2.1 冻结孔偏斜冻结器密封性能监测 28
10.2.2 温度监测 28
10.2.3 压力监测 29
11 临时用电组织设计 30
11.1 冻结工程用电电压等级 30
11.2 施工用电负荷统计 30
11.3 供电方案 30
11.4 规范标准 30
12 现场安全生产、消防、治安施工措施 32
13 市容环卫和文明施工措施 32
14 质量保证体系 32
14.1、建立质量组织机构 33
14.2、混凝土质量保证措施 33
14.3、施工期间对隐蔽工程的质量保证措施 34
14.4、防渗漏保证措施 34
14.5、思想保证体系 35
14.6、组织保证体系 35
14.7、过程保证体系 35
14.8、检验保证体系 36
15 施工进度及资源配置计划 36
15.1、 施工进度计划 36
15.2、 劳动力配备 36
15.3、 设备与材料供应计划 36
16 施工应急预案 40
16.1施工风险分析和主要技术措施 40
16.1.1冻结孔施工风险分析及主要技术措施 40
16.1.2冻结施工风险分析及主要技术措施 41
16.1.3开挖与构筑施工风险分析及主要技术措施 42
16.2施工应急预案 44
16.2.1冻结孔施工应急预案 44
16.2.2冻结施工应急预案 44
16.2.3开挖与构筑施工应急预案 44
16.3应急抢险人员安排 44
16.4雨季施工措施 46
16.4.1雨季施工质量保证措施 46
16.4.2雨季施工防汛抢险组织机构 47
16.4.3雨季施工安全保证措施 47
1概述
1.1工程概况
宁天城际轨道交通一期工程六合区政府站～雄州站区间设置两座联络通道兼泵站，1号联络通道兼泵站位置里程为右线K23+611，2号联络通道兼泵站位置里程为左线K24+724处，旁通道左、右线隧道中心线距离18m，联络通道中心标高左线-18m、右线-18m。
联络通道位于江北大道和雄州南路下，车流量大，加固范围内地表有多条通信电缆、光缆。
联络通道平面见图1-1、图1-2。
图1-11#联络通道平面示意图图1-22#联络通道平面示意图
1号联络通道所处地层为②-1d2-3层粉砂、②-1bc3粉质黏土与粉土互层，2号联络通道所处地层为②-2b4粉质黏土层。
通道所处地层为③-3b1-2层粉质黏土层。
联络通道地质剖面图见图1-3、图1-4。
拟构筑联络通道所在位置的隧道管片为钢管片，隧道内径为φ5.5m，管片厚度350mm。
联络通道衬砌采用二次衬砌方式；临时支护层和永久结构层之间设防水层，联络通道结构见图1-5、1-6（详细结构以施工图为准）。
根据各区间联络通道的特点以及所处地层的特性，采取冻结法加固土体，然后用矿山暗挖法进行开挖构筑施工。
图1-31#联络通道地质剖面图图1-42#联络通道地质剖面图
图1-51#、2#联络通道结构图
图1-61#、2#联络通道结构剖面图
南京地铁宁天城际一期工程4标六合区政府~雄州站1#、2#联络通道兼泵房施工组织设计
2施工方案的选择规范
2.1方案编制依据及参照的标准、规范
（1）《宁天城际轨道交通一期工程施工设计第五篇第十一册第二分册联络通道、泵站结构设计图》·北京城建设计研究总院有限责任公司；
（2）《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90）；
（3）《煤矿井巷工程质量检验评定标准》（MT5009-94）；
（4）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）；
（5）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；
（6）《钢结构设计规范》GB50017-2003；
（7）《地基基础设计规范》GB50007-2002；
（8）《地下铁道设计规范》GB50157-2003；
（9）《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；
（10）《建筑抗震设计规范》GB50011-2001；
（11）《旁通道冻结法技术规程》DG/TJ08-902-2006。
（12）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）
（13）《地下防水工程质量验收规范》（GB50208-2002）
（14）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）
（15）《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）
（16）《施工现场临时用电安全技术规程》（JGJ46-2005）
2.2冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案
根据上述联络通道施工条件并结合南京地铁联络通道施工的经验，采用“隧道内水平冻结加固土体、隧道内矿山法开挖构筑”的全隧道内施工方案。
即：
在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻结加固地层，使联络通道外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。
在冻土中采用矿山法进行旁通道的开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。
2.3方案设计技术要点
由于联络通道所处地层主要为粉质黏土层，工程施工风险大。
在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联络通道施工的安全并保证施工工期。
根据本公司施工联络通道经验，提出以下技术要点：
（1）根据南京市联络通道冻结孔施工的成功经验，用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结管。
冻结孔开孔前，在布孔范围内打小孔径探孔，探测地层稳定情况。
如发现有严重漏水冒泥现象，先进行水泥—水玻璃双液壁后注浆，以提高孔口附近地层稳定性，然后再钻进冻结孔。
每个钻孔设有孔口管，并安装钻孔密封装置，以防钻进时大量水、砂涌出。
（2）针对施工冻结孔时容易产生冒泥涌水现象，采用强力水平钻机，尽量实现无泥浆钻进。
如发现钻孔泥水流失，及时进行补浆充填。
（3）由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，会影响隧道管片附近土层的冻结速度，从而影响冻结帷幕的整体稳定性和封水性。
所有的钢管片的格栅要用砼充填密实，同时管片外面采用PEF（B2级）板隔热保温，以减少冷量损失。
在冻结帷幕与管片胶结处放置测温点，以加强对冻结帷幕与管片胶结状况的检测。
（4）加强冻结过程检测。
在冻结帷幕内布置测温孔，以便正确判断冻结帷幕是否交圈和测定冻结帷幕厚度。
对侧隧道管片附近土层的冻结情况将成为控制整个联络通道冻结帷幕安全的关键，为此，在对侧隧道管片上沿冻结帷幕四周布置测温孔，以全面监测冻结帷幕的形成过程。
（5）在联络通道两端布设卸压孔，以减小土层冻胀对隧道的影响。
可利用管片上的注浆孔来卸压，该孔亦可作为冻结帷幕压力变化的观测孔。
（6）联络通道开挖前在隧道内设预应力支架，以防打开预留钢管片时隧道变形和破坏。
施工完联络通道临时支护层后再打开对侧隧道联络通道的预留钢管片。
在联络通道衬砌中预埋压浆管，采用注浆方式以补偿土层融沉。
注浆应配合冻结帷幕融化过程进行，注浆材料以双液浆为主，单液浆为辅。
（7）开挖前必须安装通道安全应急门。
（8）在开挖过程中必须及时进行冻结帷幕变形和温度观测，如遇冻结帷幕有明显变形，立即用钢支架加木背板支撑，调整开挖构筑工艺，并同时加强冻结。
（9）由于冻胀力和冻土融沉的作用，影响周围土层的力系平衡，使隧道产生水平位移和沉降，故在整个施工过程中，加强隧道变形的监测，确保隧道安全。
在冻结帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻结帷幕的形成过程和形成状况。
（10）采用快速冻结减少冻胀，采用强制解冻，加强融沉注浆，控制融沉量，保护隧道管片。
2.4联络通道施工顺序
施工主要分三个部分：
冻结孔施工、冻结施工、开挖构筑施工，其工序见下图2-1。
图2-1联络通道施工流程图
3冻结加固设计
3.1冻结帷幕的设计要求
（1）冻结帷幕平均温度设计为-10℃；
（2）冻结加固范围详见图3-1。
图3-1冻结加固范围图
3.2冻结孔布置及制冷设计
3.2.1冻结孔布置
1#、2#联络通道冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置在隧道内，共66个，左线布置51个，右线布置15个。
具体布置详见附图7、附图8。
联络通道设置4个穿透孔，供对侧隧道冷冻排管制冷用。
施工技术要求：
（1）冻结孔的开孔位置误差不大于100mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。
冻结孔最大允许偏斜150mm。
（2）冻结成孔控制最大允许孔间距为1300mm。
（3）冻结孔有效深度不小于冻结孔设计深度。
冻结管管头碰到冻结站对侧管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。
（4）冻结管用Φ89×8mm20#低碳钢无缝钢管，冻结管耐压不低于为0.8Mpa，并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。
（5）冻结管接头抗拉强度不低于母管的75%。
（6）施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时注浆控制地层沉降。
（7）首先施工透孔以复核对侧隧道预留口位置的偏差及钻孔施工质量，如大于100mm应按保证冻结壁设计的厚度的原则对冻结孔布置进行调整。
（8）冻结站对侧隧道上沿冻结壁敷设冷冻排管，冷冻排管采用Φ45×3mm无缝钢管。
3.2.2测温孔布置
联络通道测温孔布置8个，目的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全（详细布置见附图8）。
（1）测温管浅孔选用Φ32×3mm,深孔选用Φ89×8mm无缝钢管；
（2）测温管长度每个2～5.5（m）；
（3）管前端焊接密封，管内不得渗水。
3.2.3卸压孔布置
在冻结帷幕封闭区域内各通道均布置4个卸压孔（详细布置见施工图）。
在卸压孔上安装压力表，可以很直观的监测冻结帷幕内的压力变化情况，通过每日观测，及时判断冻结帷幕的形成，并可直接释放冻胀压力。
（1）卸压管选用Φ32×3mm,无缝钢管；
（2）卸压管长度每个2m；
（3）管前端开口，进入土体段钻孔呈梅花状,以确保冻结帷幕内的压力有效传递。
3.3制冷设计
3.3.1冻结参数
（1）积极冻结期盐水温度为-28℃～-30℃，维护冻结期温度为≤-28℃。
（2）积极冻结时间为40～45（d），维护冻结时间为28（d）（暂定，实际从开挖开始至主体结构施工结束）。
（3）冻结孔单孔流量不小于5m3/h。
3.3.2单个联络通道需冷量计算和冷冻机选型
冻结需冷量计算：
Q=1.2·π·d·H·K
式中:
H—冻结管总长度；
d—冻结管直径；
K—冻结管散热系数；
计算得需冷量为8.37×104Kcal/h，根据以上计算需冷量，考虑到盐水干管较长，2#联络通道选用TBS1100.ZJ型螺杆机组2台套，其中1台运转，1台备用。
单台机组设计工况制冷量为23×104Kcal/h，电机功率220KW，1#联络通道选用W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组3台套，其中2台运转，1台备用。
单台机组设计工况制冷量为8.75×104Kcal/h，电机功率110KW，完全满足各旁通道的制冷需求。
3.3.3单个联络通道冻结系统辅助设备
（1）盐水循环泵选用IS200-50－315型1台，电机功率55KW;
（2）冷却水循环选用IS150-125－315型1台，流量200m3/h，电机功率30KW;
（3）冷却塔选用YHA-200C型2台，补充新鲜水15m3/h。
3.3.4管路选择
（1）供液管选用Φ45×3mm钢管，采用焊接连接。
（2）盐水干管和集配液圈选用Φ159×6mm无缝钢管。
（3）冷却水管选用Φ133×4.5mm无缝钢管。
（4）冻结站对侧隧道的冷冻排管选用Φ32×3mm无缝钢管。
3.3.5其它
（1）制冷剂选用氟立昂R-22。
（2）冷媒剂选用氯化钙（Cacl2）溶液。
4准备工作
4.1施工进场人员的安全技术交底工作
施工人员进场后，技术人员及安全人员要对每个施工工人进行技术及安全交底，形成书面记录，职工熟悉施工过程和安全技术规范后方可进行施工，技术安全交底要有针对性。
4.2设备吊运及管线铺设
钻孔设备及零星材料等用吊车从工作井吊到井下隧道口，再采用简易的水平运输车将设备及材料等运到联络通道位置。
冷冻设备采用25t吊车从车站吊到区间风井二层平台设立冻结站，冷却塔吊放在区间风井顶板上。
供电：
从地面的变电箱处敷设2条5芯120mm2动力电缆，沿地面围栏挂设至冻结站位置。
钻孔用电电缆采用50mm2动力电缆沿隧道挂设至联络通道处。
供水：
从地面水箱2趟″管路用水管路分别至联络通道位置和冻结站清水池。
4.3螺栓复紧
首先把靠近旁通道中心的管片各环之间的连接螺栓全部进行复紧一遍。
5冻结孔施工
5.1冻结孔施工顺序
先施工透孔，根据穿透孔的偏差，进一步调整有关的钻进参数。
然后根据联络旁通道施工的孔位，采用由上向下的顺序进行施工，这样可防止因下层冻结孔的施工引起上部地层扰动，减小钻孔施工时的事故发生率。
5.2冻结孔的定位
依据施工基准点，按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，在避开主筋、管缝、螺栓及钢管片肋板的前提下可适当调整，冻结孔开孔位置误差不大于100mm。
5.3冻结孔开孔及孔口密封装置
开孔选用J-200型金刚石钻机，配Φ130mm金刚石取芯钻头进行钻孔，深度约300mm，控制不得钻穿管片。
用钢楔楔断岩心，取出后，打入加工好的孔口管，并用至少有4个固定点固定在管片上，然后安装孔口密封装置，如图5-1所示。
图5-1冻结孔开孔及钻孔示意图
5.4冻结孔钻进与冻结管设置
（1）钻孔选用1台MD-80钻机，BW250泥浆泵辅助施工，钻具利用Φ89×8㎜冻结管作钻杆；冻结管之间采用套管丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度。
（2）正常情况下，钻进时安装简易钻头，直接无水钻进。
如果钻进困难时，在钻头部位安装一个特制单向阀门，采用带水钻进。
冻结管到达设计深度后冲洗单向阀，并密封冻结管端部。
（3）钻进过程中严格监测孔斜情况，发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，进行冻结管长度的复测，然后再用灯光测斜仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。
（4）在冻结管内下供液管,然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。
5.5钻孔质量技术要求
（1）冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离应控制在150mm内，否则应补孔。
（2）冻结孔钻进深度应不小于设计深度。
钻头碰到隧道管片的，不参与制冷循环的长度不大于150mm。
（3）冻结管长度和偏斜合格后再进行打压试漏，压力控制在0.8MPa，稳定15分钟压力无变化者为试压合格。
5.6钻孔质量控制程序
钻孔结束
开孔，安密封装置
测斜、检漏
测斜
纠偏
单孔完成
正常钻进
钻机安装找正
冻结孔测量定位
生产准备
图5-2钻孔质量控制程序
6冷冻站安装
6.1冻结站布置与设备安装
将冻结站设置在区间风井二层平台。
站内设备主要包括冷冻机组、盐水箱、盐水泵、清水泵及配电控制柜等，冷却塔安装在区间风井顶板上。
设备安装按设备使用说明书的要求进行。
其布置参见（附图9：
冻结站平面布置图）。
6.2管路连接、保温
管路用法兰连接，隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上，以免影响隧道通行。
在盐水管路和冷却水循环管路上要设置、阀门和测温仪、压力表等测试组件。
盐水管路经试漏、清洗后采用双层保温，第一层保温板厚度为20mm，第二层保温板厚度为20mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。
集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制流量。
冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用保温板或棉絮保温。
旁通道两侧管片保温：
由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，为加强冻结帷幕与管片胶结，旁通道两侧管片表面采取保温措施，以减少冷量损失。
将钢管片格栅内用素砼填充密实，然后采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。
在冻结站对侧隧道的冻结管的端部区域范围内布置冷冻板，同样将钢管片格栅内用素砼填充密实，然后采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。
7积极冻结与维护冻结
7.1冻结系统试运转与积极冻结
设备安装完毕后进行调试和试运转。
在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数，使机组在有关工艺规程和设备要求的技术参数条件下运行。
冻结系统运转正常后进入积极冻结。
此阶段为冻结帷幕的形成阶段，积极冻结期盐水温度为-28℃～-30℃，设计冻结时间40～45天，要求冻结孔单孔流量不小于5m3/h；积极冻结7天盐水温度降至-18℃以下，积极冻结15天盐水温度降至-24℃以下，去回路温差不大于2℃；开挖时盐水温度降至-28℃以下。
如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应延长积极冻结时间。
7.2维护冻结
在积极冻结过程中，要根据实测温度资料判断冻结帷幕是否交圈和达到设计厚度，同时要监测冻结帷幕与隧道的胶结情况，测温判断冻结帷幕交圈并达到设计厚度且与隧道完全胶结后，可进入维护冻结阶段，维护冻结盐水温度≤-25℃，冻结时间贯穿旁通道及泵房开挖和主体结构施工始终。
7.3冻结施工参数
表7-1单个联络通道冻结施工参数一览表
序号
名称
单位
数值
备注
1
冻结帷幕设计厚度
m
≥1.8m
2
冻结帷幕平均温度
℃
≤-10
3
设计冻结孔
个
66
4
测温孔
个
8
孔深2～5.5（m）
5
卸压孔
个
4
孔深2m
6
冻结孔总长度
m
727.392
7
冻结成孔控制间距
m
1.3
8
冻结孔单孔流量
m3/h
5～7
9
Φ89×8冻结管
m
727.392
20#低碳钢无缝管
10
Φ32×3卸压管
m
8
20#低碳钢无缝管
11
Φ32×3测温管
m
12
20#低碳钢无缝管
Φ89×8测温管
9.5
12
积极冻结期设计盐水温度
℃
-28～-30
13
维护冻结盐水温度
℃
≤-25
14
最大总需冷量
Kcal/h
8.37×104
7.4冻结质量控制程序
生产准备
冻结站基础施工
设备试压
冻结站安装
冻结器安装
试压、保温
冻结孔验收
冷却水供给
充氟、试运转
监测
积极冻结
开挖与结构施工
维护冻结
冻结结束
冻结站拆除
图7-1冻结质量控制程序图
8开挖与构筑施工
8.1具备开挖冻结技术指标
要确定打开管片进行开挖还需结合测温孔资料、卸压孔压力、探孔情况等方面综合考虑，需具备如下条件，方可开挖。
表8-1具备开挖技术指标表
项目
数值
备注
冻结帷幕平均温度
-10℃
用成冰公式法计算
盐水温度
积极期
-28℃～-30℃
用测温仪监测
维护期
≤-25℃
盐水去、回
路温差（包括各支路）
积极期
2℃以内
冻结至设计温度时
维护期
1.0℃以内
卸压孔
交圈前
静水压力
通过压力表观测
交圈后
剧增至0.15～0.3MPa
8.2施工准备
准备工作是整个工程施工进展顺利的前提和保证，具体工作内容如下：
8.2.1四通
（1）水通：
将水管接送至施工场地，水量为10m3/h；排水，从旁通道到区间风井利用排水管路，水泵设在旁通道口附近，形成排水系统。
（2）电通：
从冻结施工用电处取电，不低于400KW供电量。
（3）路通道路能允许5～10（t）卡车进出施工场地。
在已建区间风井内安装载重1t的货运提升机，供井上，井下垂直运输用。
区间风井与旁通道之间采用手推车或翻斗车做水平运输用。
（4）信息通：
井上、井下通讯联系使用内部专用电话及安装远程视频监控系统。
8.2.2隧道内工作平台搭设
按联络通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和
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