1、2 0 0 6 年 7 月 出 版!“!“! ! ! ! ! “ !“1 冷 冻 加 固 土 体 施 工 概 述地 铁 隧 道 根 据 区 间 的 长 短 , 按 规 范 要 求 在 上 、 下 行 线间 设 有 一 条 或 几 条 联 络 通 道 , 便 于 区 间 隧 道 内 发 生 意 外 事故 时 , 乘 客 能 在 地 下 通 过 联 络 通 道 安 全 疏 散 到 另 一 条 隧 道内 。 一 般 在 隧 道 线 路 最 低 点 处 设 有 一 条 联 络 通 道 , 故 采 用了 通 道 、 泵 站 合 并 建 造 的 模 式 。 在 建 造 通 道 、 泵 站 处 , 应预 先
2、 按 设 计 要 求 对 地 基 加 固 范 围 内 的 土 体 进 行 地 基 加 固 。经 加 固 后 的 土 体 应 有 很 好 的 匀 质 性 、 自 立 性 。 无 侧 限 抗 压强 度 和 渗 透 系 数 都 要 达 到 设 计 要 求 。 依 据 多 种 土 体 加 固 的特 点 , 冷 冻 法 加 固 土 体 具 有 强 度 高 、 封 水 性 好 、 安 全 可 靠的 优 点 , 因 此 广 泛 应 用 在 联 络 通 道 泵 站 施 工 的 土 体 加 固 施工 中 。上 海 地 铁 隧 道 联 络 通 道 施 工 , 首 次 使 用 冷 冻 法 加 固 是在 地 铁 一
3、号 线 人 民 广 场 站 新 闸 路 站 区 间 隧 道 的 联 络 通 道处 的 加 固 盲 区 ( 即 盾 构 推 进 后 从 地 面 进 行 旋 喷 加 固 , 在 隧道 周 边 底 部 留 下 了 无 法 加 固 到 的 盲 区 ) 。 对 加 固 盲 区 采 用 冷冻 法 加 固 的 方 案 经 过 专 家 多 次 论 证 后 确 定 , 并 且 精 心 施 工 ,在 通 道 泵 站 的 开 挖 构 筑 过 程 中 , 完 全 达 到 了 挡 土 、 止 水 的作 用 , 取 得 了 试 验 性 的 成 功 。 接 着 整 个 联 络 通 道 、 泵 站 施工 全 部 使 用 冷
4、冻 法 加 固 的 第 一 个 工 程 是 在 地 铁 二 号 线 , 杨高 路 站 中 央 公 园 站 区 间 隧 道 工 程 中 。 上 海 软 土 地 基 从 一侧 隧 道 内 向 另 一 侧 隧 道 全 断 面 水 平 冷 冻 法 加 固 土 体 , 水 平开 挖 构 筑 , 取 得 了 圆 满 的 成 功 。 之 后 , 冷 冻 法 加 固 土 体 作为 具 有 成 功 经 验 的 加 固 措 施 , 结 合 工 程 及 地 质 的 具 体 情 况得 到 推 广 应 用 。2 冷 冻 法 加 固 土 体 和 薄 弱 环 节 的 控 制 措 施联 络 通 道 、 泵 站 的 结 构 是
5、 由 与 上 、 下 行 线 隧 道 正 交 的水 平 通 道 及 通 道 中 部 的 集 水 井 组 成 。 通 道 为 直 墙 圆 弧 拱 结构 , 集 水 井 为 矩 形 结 构 。 通 道 和 集 水 井 均 采 用 两 次 衬 砌 ,其 中 初 衬 厚 度 为 2 0 0 m m , 通 道 墙 、 拱 和 集 水 井 内 衬 厚 度 为4 0 0 4 5 0 m m , 通 道 底 板 和 通 道 与 隧 道 连 接 处 ( 喇 叭 口 内 衬厚 度 为 1 0 0 0 m m 。 通 道 内 净 尺 寸 , 一 般 高 2 . 1 m , 宽1 . 5 m ) 。 在 隧 道 内
6、 采 用 冷 冻 法 加 固 土 体 , 使 联 络 通 道 外 围土 体 冻 结 , 形 成 强 度 高 、 封 闭 性 好 的 冻 土 帷 幕 , 然 后 在 冻土 帷 幕 中 采 用 矿 山 法 进 行 通 道 及 集 水 井 的 开 挖 和 构 筑 施 工 ,主 要 的 优 点 是 : 施 工 不 占 用 地 面 , 能 把 冷 冻 和 开 挖 引 起 的地 表 隆 沉 控 制 在 规 范 要 求 之 内 , 确 保 区 间 隧 道 的 安 全 , 控制 隧 道 的 水 平 、 垂 直 变 位 不 大 于 3 0 m m , 冻 土 帷 幕 与 隧 道管 片 结 合 严 密 , 尤 其
7、 适 合 于 流 砂 地 层 的 加 固 和 封 水 。由 于 冻 结 管 的 布 置 不 可 能 做 到 平 行 , 冻 结 孔 的 施 工 偏差 , 土 层 的 变 化 , 物 理 性 质 不 均 匀 一 致 , 热 交 换 界 面 边 际效 应 不 同 , 热 传 递 也 难 以 均 匀 , 隧 道 内 空 气 的 流 动 , 影 响隧 道 管 片 附 近 土 层 的 冻 结 速 度 等 , 在 冷 冻 薄 弱 环 节 存 在 着【 作 者 简 介 】 金 中 林 ( 1 9 4 6 - ) , 男 , 本 科 , 高 级 工 程 师 , 公 司 副 总 工程 师 , 联 系 地 址 :
8、 上 海 市 老 沪 太 路 2 0 0 号 ( 2 0 0 0 7 2 ) , 电 话 : ( 0 2 1 )5 6 0 3 6 2 3 2 转 3 1 2 。【 收 稿 日 期 】 2 0 0 6 - 0 6 - 2 3B U I L D I N G C O N S T R U C T I O N建 筑 施 工第 2 8 卷 第 7 期V o 1 . 2 8 N o . 7地 基 基 础地 铁 隧 道 联 络 通 道 施 工 中 的 冷 冻 法 加 固土 体 技 术 和 施 工 管 理 金 中 林( 上 海 市 机 械 施 工 有 限 公 司 2 0 0 0 7 2 )【 摘 要 】 地
9、铁 隧 道 联 络 通 道 冷 冻 法 加 固 土 体 施 工 方 法 , 通 过 有 效 的 技 术 措 施 和 完 善 的 施 工 管 理 , 已 成 功 的 在 上 海 地 区 地 铁1 0 个 联 络 通 道 中 进 行 了 应 用 , 已 成 为 一 种 成 熟 的 工 法 。 但 在 设 计 冻 土 结 构 强 度 的 参 数 选 取 等 方 面 , 还 须 进 一 步 研 究 , 并 制 定 相应 的 技 术 规 程 。【 关 键 词 】 地 铁 隧 道 联 络 通 道 冷 冻 法 冻 胀 融 沉 施 工 管 理【 中 图 分 类 号 】 T U 4 7 2 . 9 / 文 献
10、标 识 码 B 【 文 章 编 号 】 1 0 0 4 - 1 0 0 1( 2 0 0 6 ) 0 7 - 0 5 1 3 - 0 3T e c h n o l o g y o f S o i l - F r e e z i n g C o n s o l i d a t i o n a n d i t sC o n s t r u c t i o n M a n a g e m e n t f o r S u b w a yC o n n e c t i o n P a s s a g e5 1 3 建 筑 施 工 第 2 8 卷!“!“! ! ! ! ! “ !“第 7 期 7 / 2
11、0 0 6风 险 , 因 此 必 须 采 取 控 制 对 策 。图 1 联 络 通 道 、 泵 站 冷 冻 管 布 置 示 意主 要 措 施( 1 ) 在 联 络 通 道 近 旁 的 隧 道 采 用 保 温 材 料 封 面 隔 热 ,以 确 保 该 处 隧 道 的 外 界 的 良 好 冻 结 状 态 。( 2 ) 在 喇 叭 口 处 根 据 需 要 增 设 冷 冻 管 以 及 缩 短 喇 叭 口的 施 工 时 间 , 以 防 喇 叭 口 处 的 冻 结 土 厚 度 达 不 到 设 计 要 求 。( 3 ) 布 置 泄 压 孔 , 设 定 合 理 的 冻 结 时 间 , 预 防 冻 胀 力对 管
12、 片 的 破 坏 。( 4 ) 注 意 薄 弱 位 置 的 温 度 分 析 , 掌 握 温 度 场 变 化 梯 度 ,控 制 冻 土 结 构 的 交 圈 和 冻 土 帷 幕 的 厚 度 达 到 设 计 要 求 。( 5 ) 实 现 信 息 化 施 工冷 冻 施 工 中 , 由 专 业 的 监 测 单 位 进 行 地 表 沉 降 监 测 ,隧 道 的 变 形 监 测 , 隧 道 的 水 平 及 垂 直 方 向 的 收 敛 变 形 监 测 ,地 面 建 筑 物 沉 降 监 测 , 并 根 据 监 测 情 况 调 控 冻 结 帷 幕 的 强度 和 变 形 。冷 冻 系 统 监 测 项 目 , 冻 结
13、 孔 盐 水 去 回 温 度 , 冷 却 循 环水 进 出 水 温 度 , 盐 水 泵 工 作 压 力 , 冷 冻 机 吸 排 气 温 度 、 压力 、 制 冷 系 统 冷 凝 压 力 、 汽 化 压 力 等 。3 冷 冻 法 加 固 土 体 的 技 术 施 工 管 理3 . 1 专 业 施 工 队 伍 的 选 择由 于 冷 冻 法 施 工 专 业 性 很 强 , 不 同 于 一 般 的 土 建 施 工 。用 于 联 络 通 道 泵 站 施 工 的 土 体 加 固 必 须 根 据 土 建 设 计 对 加固 土 的 要 求 作 冻 结 帷 幕 的 专 业 设 计 , 也 就 是 临 时 工 程
14、的 设计 。 所 以 必 须 具 有 冷 冻 设 计 资 质 的 单 位 才 能 进 行 这 项 设 计工 作 。 冷 冻 法 加 固 的 施 工 单 位 也 必 须 具 有 专 业 资 质 。 而 且要 求 能 在 本 地 有 类 似 工 程 的 业 绩 。冻 结 帷 幕 的 施 工 和 联 络 通 道 、 泵 站 的 开 挖 构 筑 是 一 个连 续 的 一 体 化 的 工 程 , 不 宜 有 多 家 单 位 进 行 单 独 施 工 , 对于 冻 结 帷 幕 施 工 , 通 道 开 挖 、 构 筑 、 土 体 温 度 的 控 制 以 及解 冻 、 注 浆 等 各 个 分 项 工 程 , 应
15、 统 一 由 一 家 具 有 资 质 的 专业 单 位 进 行 施 工 , 有 利 于 明 确 职 责 , 提 高 施 工 单 位 的 责 任性 。3 . 2 联 络 通 道 泵 站 的 实 际 位 置 的 确 定联 络 通 道 泵 站 的 位 置 是 由 设 计 里 程 确 定 的 , 而 且 通 道的 中 心 轴 线 一 般 垂 直 于 二 条 平 行 隧 道 的 轴 线 。 因 此 上 、 下行 线 的 隧 道 不 论 是 同 向 掘 进 , 还 是 相 向 掘 进 都 要 对 隧 道 的首 环 里 程 和 环 缝 间 隙 进 行 计 算 和 预 估 , 使 联 络 通 道 泵 站 二端
16、 连 接 的 特 殊 管 片 里 程 误 差 控 制 在 允 许 范 围 之 内 。冻 结 帷 幕 开 始 施 工 前 , 首 先 钻 通 二 条 隧 道 的 特 殊 管 片的 中 心 点 , 作 为 冻 结 帷 幕 的 中 心 轴 线 , 保 证 了 冻 结 帷 幕 的正 确 定 位 和 联 络 通 道 的 安 全 施 工 。3 . 3 冻 结 帷 幕 的 施 工 和 管 理按 设 计 确 定 的 位 置 进 行 冻 结 孔 的 施 工 。 为 防 止 钻 孔 时漏 泥 冒 砂 , 一 是 在 回 流 旁 路 上 增 加 压 力 , 使 钻 孔 内 保 持 一定 的 压 力 , 维 护 孔
17、壁 的 稳 定 , 二 是 采 用 孔 口 密 封 装 置 , 控制 回 流 量 。利 用 经 纬 仪 和 水 准 仪 检 测 开 孔 前 和 钻 孔 时 的 上 下 仰 俯角 及 方 位 角 , 钻 孔 的 偏 斜 控 制 在 1 % 以 内 , 钻 孔 深 度 不 小 于设 计 深 度 , 这 些 是 影 响 冻 土 交 圈 和 帷 幕 质 量 的 因 素 之 一 。开 始 冻 结 时 采 用 逐 步 降 温 的 过 程 , 根 据 流 量 及 去 回 路温 差 监 控 冻 结 器 的 盐 水 流 量 及 均 匀 性 , 确 保 冻 结 帷 幕 支 护可 靠 。通 过 测 温 孔 检 测
18、冻 结 帷 幕 温 度 , 根 据 测 温 孔 资 料 、 泄压 孔 及 探 孔 观 测 试 验 , 确 认 冻 结 帷 幕 已 封 闭 形 成 , 已 达 到设 计 厚 度 而 且 开 挖 前 先 在 钢 管 片 上 开 探 测 观 察 孔 , 无 泥 水流 出 , 方 可 正 式 开 挖 。3 . 4 开 挖 条 件 审 查开 挖 之 前 , 专 业 施 工 单 位 提 出 土 体 冻 结 状 况 开 挖 条 件分 析 报 告 和 开 挖 申 请 , 由 公 司 技 术 领 导 组 织 各 有 关 部 门 进行 逐 项 审 查 。在 设 计 的 积 极 冻 结 期 间 , 盐 水 去 路
19、温 度 一 直 稳 定 的 保持 在 - 2 5 - 2 8 之 间 , 各 冻 结 孔 组 的 回 路 温 差 不 超 过1 . 2 , 盐 水 系 统 循 环 总 流 量 应 大 于 设 计 值 1 2 0 m3/ h 。冻 结 帷 幕 厚 度 大 于 设 计 要 求 ( 约 1 . 8 m ) 有 效 冻 土 平均 温 度 要 达 到 - 1 0 以 下 。测 温 孔 资 料 , 泄 压 孔 及 探 孔 观 测 试 验 。根 据 地 面 变 形 监 测 和 隧 道 变 形 监 测 资 料 分 析 , 地 面 变形 稳 定 , 隧 道 变 形 稳 定 。上 、 下 行 线 隧 道 支 撑
20、已 安 装 完 成 , 应 急 设 施 防 护 门 已安 装 完 成 , 应 急 预 案 措 施 齐 全 , 材 料 落 实 到 位 。 各 项 条 件审 查 合 格 后 才 能 进 行 开 挖 。金 中 林 : 地 铁 隧 道 联 络 通 道 施 工 中 的 冷 冻 法 加 固 土 体 技 术 和 施 工 管 理5 1 42 0 0 6 年 7 月 出 版!“!“! ! ! ! ! “ !“4 冻 胀 土 体 的 融 沉 控 制在 冷 冻 法 施 工 过 程 中 存 在 着 冻 胀 和 融 沉 的 问 题 , 地 下结 构 因 冻 胀 产 生 变 形 , 地 下 管 线 、 地 表 建 筑
21、和 地 面 交 通 因冻 土 的 融 沉 产 生 不 均 匀 沉 降 , 造 成 不 同 程 度 的 危 害 , 因 此必 须 采 取 有 效 的 措 施 进 行 控 制 。在 冷 冻 阶 段 冻 结 时 间 越 长 , 冻 结 土 体 越 大 , 冻 胀 力 对隧 道 管 片 破 坏 越 大 , 后 期 融 沉 量 也 越 大 。 所 以 适 时 开 挖 也是 一 个 有 效 的 措 施 , 上 海 地 铁 隧 道 的 联 络 通 道 根 据 深 度 和地 层 条 件 一 般 开 挖 冻 结 期 在 4 5 5 0 d 。融 沉 主 要 是 冻 土 融 化 时 失 水 固 结 引 起 的 ,
22、 融 化 时 的 沉降 量 与 冻 土 厚 度 、 融 沉 土 的 特 性 有 关 。 根 据 地 面 沉 降 观 测 ,可 在 隧 道 内 或 联 络 通 道 内 向 土 体 进 行 跟 踪 注 浆 , 减 少 融 沉对 周 围 环 境 的 影 响 。融 沉 注 浆 的 方 案 是 利 用 结 构 内 预 设 的 注 浆 管 对 融 沉 进行 注 浆 , 注 浆 压 力 最 大 应 为 土 体 压 力 的 1 . 5 倍 。 注 浆 量 略大 于 依 据 融 化 速 度 , 估 算 出 的 土 体 收 缩 量 。 注 浆 顺 序 先 注帷 幕 的 内 部 融 层 , 再 注 外 部 融 层
23、, 先 下 后 上 的 顺 序 进 行 。融 沉 是 连 续 不 断 的 过 程 , 注 浆 也 应 该 是 连 续 不 断 的 过程 , 注 浆 基 本 和 冻 土 融 化 同 步 , 对 地 面 沉 降 控 制 较 为 有 效 。如 果 隧 道 内 和 联 络 通 道 内 进 行 融 沉 注 浆 条 件 不 允 许 时 ,可 采 取 在 通 道 顶 部 地 面 融 沉 影 响 的 范 围 内 进 行 地 面 注 浆 加固 。同 时 由 于 结 构 施 工 过 程 中 产 生 的 空 隙 , 即 临 时 支 护 与永 久 结 构 之 间 的 空 隙 , 临 时 支 护 与 冻 结 帷 幕 之
24、 间 的 空 隙 也必 须 及 时 进 行 壁 后 充 填 注 浆 , 否 则 是 增 加 了 地 面 沉 降 。5 结 语冷 冻 法 加 固 土 体 在 上 海 地 铁 隧 道 联 络 通 道 、 泵 站 施 工中 的 采 用 , 已 成 为 一 种 成 熟 的 工 法 , 而 且 应 用 日 趋 广 泛 。近 几 年 来 , 我 公 司 在 上 海 地 区 已 连 续 完 成 了 1 0 个 联 络 通 道的 施 工 , 工 程 质 量 、 工 期 、 安 全 文 明 等 各 项 指 标 都 达 到 要求 。 对 联 络 通 道 采 用 冷 冻 法 加 固 而 引 起 的 冻 胀 、 融
25、沉 , 虽然 采 取 了 注 浆 措 施 , 有 所 控 制 , 但 在 设 计 冻 土 结 构 强 度 的参 数 选 取 , 冻 胀 和 融 化 量 化 的 理 论 计 算 和 施 工 工 艺 上 还 存在 许 多 课 题 亟 待 研 究 , 还 需 通 过 大 量 的 工 程 实 例 积 累 经 验和 寻 找 规 律 , 制 定 相 应 的 技 术 规 程 。目 前 对 于 一 般 工 程 施 工 而 言 , 立 塔 工 作 都 是 在 土 方 开挖 后 进 行 , 基 础 采 用 钢 筋 混 凝 土 基 础 。 面 积 较 大 的 , 对 深基 坑 内 布 置 多 台 塔 吊 的 工 程
26、 , 先 安 装 塔 吊 , 再 进 行 土 方 开挖 , 土 质 为 软 土 、 淤 泥 土 的 地 基 , 对 塔 吊 的 基 础 、 设 计 、施 工 与 安 装 极 为 重 要 。本 文 就 我 公 司 在 天 津 承 建 的 弘 泽 湖 畔 国 际 广 场 深 基 坑工 程 中 , 采 取 灌 注 桩 、 钢 管 柱 作 塔 吊 基 础 成 功 的 设 计 与 施工 方 案 。1 工 程 概 况【 作 者 简 介 】 王 志 平 ( 1 9 6 5 - ) , 男 , 大 专 , 高 级 工 程 师 , 一 级 项 目 经理 , 联 系 地 址 : 江 苏 南 通 海 门 市 常 乐
27、 镇 北 首 中 南 大 厦 ( 2 2 6 1 2 4 ) , 电 话 :( 0 5 1 3 ) 8 2 7 3 8 8 0 5 。【 收 稿 日 期 】 2 0 0 6 - 0 6 - 2 3B U I L D I N G C O N S T R U C T I O N建 筑 施 工第 2 8 卷 第 7 期V o 1 . 2 8 N o . 7地 基 基 础深 基 坑 工 程 中 大 型 塔 吊 支 撑体 系 的 设 计 与 施 工 王 志 平( 中 南 集 团 南 通 建 筑 工 程 总 承 包 有 限 公 司 2 2 6 1 2 4 )【 摘 要 】 对 于 基 坑 面 积 大 、
28、场 地 狭 小 的 深 基 坑 内 布 置 多 台 塔 吊 的 工 程 , 塔 吊 自 身 基 础 的 设 置 相 当 重 要 。 介 绍 了 塔 吊 的 基 础设 计 、 施 工 和 安 装 , 先 进 行 立 塔 安 装 工 作 , 再 进 行 基 坑 土 方 开 挖 , 节 省 了 工 期 , 提 高 了 功 效 。【 关 键 词 】 建 筑 深 基 坑 塔 吊 基 础 设 计 施 工 安 装【 中 图 分 类 号 】 T U 4 7 3 / 文 献 标 识 码 B 【 文 章 编 号 】 1 0 0 4 - 1 0 0 1( 2 0 0 6 ) 0 7 - 0 5 1 5 - 0 3D e s i g n a n d C o n s t r u c t i o n o f S u p p o r t i n g S y s t e m o f L a r g eT o w e r C r a n e f o r D e e p F o u n d a t i o n P i t E n g i n e e r i n g$5 1 5
