联络通道及泵站冻结加固工程施工组织设计

中铁十九局集团有限公司 三阳广场站～南禅寺站区间隧道联络通道冻结加固工程

6 开挖与构筑

6.1施工方案

6.1.1 开挖方案

联络通道开挖构筑施工占用一侧隧道，在联络通道开口处搭设工作平台，利用隧道作为排渣及材料运输通道。在做好施工准备并经探孔确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，从冷冻站侧开口向对侧方向暗挖。工程作业采用风镐、铲及手镐相结合，人工出土，工作面排土用小型推土车，推到井口附近的专用排土箱内，用施工现场原有门吊吊至地面排出；工程用料，利用门吊吊至井下，用平板车及小型推土车运至工作面，砼原则上用商品混凝土，砼运输车运至井口通过溜灰管下至小型推土车送至工作面。

6.1.2 支护方案

采用两次支护方式。第一次支护为临时支护，采用钢支架加木背板，然后喷射混凝土。在第二次支护前，进行防水施工。第二次支护为永久支护，采用现浇钢筋混凝土。

联络通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后要及时对冻结帷幕进行及时的支护，所以联络通道的临时支护既作为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺最为关键的一步。

临时支护采用I16。“I”字钢加工成直腿拱形支架和矩形支架。钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的临时支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架排间距为0.50～0.55m，排间距最大不超过0.8m，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。

为了控制支架间冻结帷幕的变形，减少冻结帷幕冷量损失，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同冻结壁紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙较大时，可增加背板厚度和木橛子，以提高支护效果。

永久支护为结构设计中的钢筋砼结构，为减少砼施工接缝，联络通道侧墙开挖及临时支护完成后，一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性，通道顶板内的砼浇筑较为困难，为提高砼施工质量，可采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。

通道支护及结构层施工时，在背板和冻土之间及防水层和结构层之间预埋注浆管，作最后充填注浆用。

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6.2 施工准备

6.2.1 三通一平

⑴ 供水，将水管接送至施工场地，水量为15m3/h；排水，从联络通道到地铁车站区间利用排水管路，水泵设在联络通道附近隧道内，形成排水系统；

⑵ 供电，将电接送至施工场地。

⑶ 道路，能允许5～10t卡车进出施工场地，市内运输，必要时应提供通行证。工作井与联络通道之间采用手推车或翻斗车做水平运输用。

⑷ 通讯：井上、井下通讯联系使用内部专用电话或安装远程视频监控系统。 6.2.2 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一斜坡道构成。在联络通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输和推土车换向之用，面积约为2m33.5m=7m2。在联络通道运输侧，搭设斜坡道与中间平台相连接，斜坡道高端宽约3m，坡长约18m，坡度以方便推土车运输为原则可以适当调整。在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，为节省材料，平台面可低于中间平台0.3m，面积约6m2。平台可用16#槽钢，槽钢经倒角后搭在砼管片上，台面用50mm厚木板铺盖而成。

6.2.3 临时支护金属支撑架

喇叭口、通道内为拱形金属支撑架结构，结构及分段加工尺寸详见结构设计图纸。 6.2.4 金属管片接缝焊接

将联络通道口部的金属管片之间（欲拉开的管片除外）接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，以提高其整体性。

焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。焊接时，划分区域，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片变形。焊接材料选E4303型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。

6.2.5 预应力支架安装

⑴ 在积极冻结和开挖构筑期间，冷冻站对侧隧道内要进行铺轨施工，冷冻站侧隧道内安装普通预应力支架，冷冻站对侧隧道在冻结期间进行铺轨施工，在掘砌期间冷冻站对侧隧道内有轨道车通行，拟安装特殊预应力支架。为防止碰破冻结管，预应力支架可在进行冻结之前安装。联络通道处铺轨施工节点工期与钻孔、冻结和掘砌工期，有待铺轨单位给予确认。预应力支架具体布置见图6-1。

⑵ 其中冷冻站侧隧道内共设2榀预应力支架，冷冻站对侧隧道内安装能通轨道车的预应力支架，共设4榀。预应力支架安装方法：在区间隧道冷冻站侧和其对侧联络通道开口两侧

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各架两榀，两榀钢支架间距2m，并在联络通道两端沿隧道方向对称布置，预应力支架加工及制作详见设计图纸。施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。

注意事项：架设时要有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，高处千斤顶应固定在主架上，防止脱落。要定期检查千斤顶压力情况，发现松动等异常情况要及时处理。

⑶ 预应力支架安装偏离隧道管片环缝处截面不大于20mm。

⑷ 安装好预应力支架后顶实千斤顶，但每个千斤顶的顶力不得大于100KN，且各个千斤顶的顶力要基本均匀。

⑸ 根据实测隧道收敛变形子调整各个千斤顶的顶力，收敛大的部位要求千斤顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力，隧道收敛达到报警值10mm时，千斤顶顶力达到设计最大值500KN。

⑹ 千斤顶前部放置250mm3250mmm见方、12mm厚钢板，以增大其受力面积。

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图6-1 预应力支架布置平、立面图

6.2.6 排水系统

从联络通道附近隧道到地铁车站区间布置一条排水管路，水泵设在联络通道附近一侧隧

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道内，形成排水系统，以保证冷冻排管及去回路头部无明水汇集。

6.2.7 设备及材料的进场与验收

设备及材料进场后，要向监理报验。设备进场要提供合格证和出厂质量保证书以及相应的检验报告；原材料进场按规范要求见证取样并进行试验。

6.2.8 防护门的安装

⑴ 通道防护门在积极冻结期间安装。防护门结构详见设计图纸。

⑵ 在开挖侧隧道联络通道预留洞口上安装应急防护门。并配备风量不小于6m3/min的空压机给防护门供气。

⑶ 防护门开关应便于人工操作，且不影响施工。紧固螺栓、风管及连接件、扳手等配件及操作工具应准备到位。

⑷ 通道防护门耐压设计值为0.30Mpa，安装好防护门后进行气密性试验，要求在不停空压机时试验气压能保持在0.22Mpa。

⑸ 挖通水平通道后即可拆除通道防护门。

6.3 开挖

通过对测温孔、测压孔和卸压孔的实测数据分析，判定冻结帷幕达到设计的强度和厚度后，开始进行开挖。开挖前对联络通道的中线进行放样，开挖过程中以中线为准进行开挖。

6.4 施工方法

6.4.1 开挖顺序

根据工程结构特点，拉开钢管片以后，联络通道开挖掘进采取分区分层方式进行，其施工顺序如图6-2所示。

图6-2 联络通道开挖顺序图

6.4.2 开管片

在施工必需的准备工作做好后，根据冻结壁的厚度和强度及探孔情况，可先拆除一片钢

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