武汉地铁二号线s509清障液氮冻结方案(10.10)

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1、武汉市轨道交通二号线越江隧道项目经理部左线S509盾构机障碍物处理方案编制：审核：审批：中铁隧道集团有限公司武汉地铁二号线越江隧道项目经理部二○一○年十月四日目录一.工程概况01.工程现状02.盾构机停机位置周围环境条件及地质条件1二.施工准备21、场地围挡及场地平面布置22、树木、路灯及管线改移和保护33、施工用水用电3三.施工方案31.钻孔施工41.1液氮管的布置41.2液氮孔施工51.3测斜52.冻结施工52.1液氮冻结52.2冻结时间估算63.带压进仓开挖洞室64.带压进仓切割钢管75.检查泥水仓下部76.盾构恢复掘进77.冷冻拔管，场地

2、注浆加固7四.主要技术要点71.钻孔施工72.液氮施工8五.施工工期8六.保证工程质量的主要技术要求与措施81.冻结工程质量的主要措施82.冻结孔施工方面的具体要求及措施93.高粘度聚合物泥浆的具体要求及措施9七.安全保证措施9八.应急救援预案10一.工程概况武汉地铁二号线越江隧道工程右线总长约3085米，左线总长约3098米，其中长江江底段约1300米。区间设武昌、汉口通风井、联络通道5座，其中2座联络通道设在风井内，2座位于江中，一座位于武昌侧。本区间隧道线间距为13m～16m，线路纵坡大致为U形，线路最大下坡为2.7%，最大上坡为2.56%

3、，隧道外径6.2m，衬砌厚度为0.35m。详见下图1。图1工程平面位置图盾构开挖直径Φ6520mm，盾构机总长度84m，推进速度0～60mm/min，最大推力36490KN，最大水土压力6bar。隧道管片外径6200mm，管片内径5500mm，管片环宽1.5m。1.工程现状2010年8月21日18点20分，左线盾构机S509在掘进562环至1300mm时，盾构机扭矩突然开始波动，同时推力增大，盾构机停止推进，开始排查故障原因。2010年9月1日，下午13点时分，在3.8bar的压力下进行带压进仓检查，经检查发现掌子面内存在障碍物，两根直径200m

4、m左右、壁厚10mm左右的钢管，在掌子面外露长度分别为1900mm、1030mm，在掌子面外地层中的长度不能确定，见图二：1900mm长钢管，图三：1030mm长钢管，图四：障碍物钢管与刀盘位置示意图。掌子面下半部是否存在障碍物由于条件所限无法查明。图2长1900mm钢管图3长1030mm钢管障碍物与刀盘位置示意图（面对刀盘）2.盾构机停机位置周围环境条件及地质条件现左线盾构掘进至561环，刀盘位置处于新河街云涛土菜馆围栏外人行道上，详见图五。图5左线盾构机平面位置图图6左线盾构机断面位置图目前左线S509盾构机顶部埋深32.5m，底部埋深39m

5、，处于粉砂层中，其压缩模量为10.3MPa，具中等偏低压缩性；抗剪指标φ值约为34.00；标贯击数一般14—34击，平均22.4击。隧道中线刀盘位置图7S509盾构机地面位置图二.施工准备1、场地围挡及场地平面布置场地围挡如图8，占用新河街1个非机动车道及人行道。图8施工区域图图9施工场地布置图2、树木、路灯及管线改移和保护如上图8，掌子面周边冷冻范围内共需改移4棵树木（1棵桂花树、2棵香樟、1棵法国梧桐）和1个路灯。如图9，施工钻孔及冷冻区域内2根Φ800砼排水管道，在钻孔及冷冻过程中采取专项保护方案进行管线保护，防止钻孔施工和冻胀作用对管线造

6、成破坏。图9施工区域管线图3、施工用水用电施工现场用水主要为2台钻机引孔制浆用水，给水管路借用云涛土菜管一根φ25PVC水管，沿临时围挡敷设。施工用电主要为钻孔机械设备、泥浆泵、电焊机、现场照明等。动力电源采用200KW的发电机。三.施工方案采用“掌子面液氮循环冷冻加固、带压进仓切割”方案因盾构机埋深较深，且土体稳定性自立性差，因此采用“垂直钻孔冻结加固掌子面周边，带压进仓切割”的施工方案，即：在盾构机上部及掌子面前方利用垂直冻结孔冻结加固地层，使掌子面左右侧、上部和前方范围内土体冻结，形成“∩”状冷冻加固体，起到带压进仓切割钢管时稳定掌子面的作

7、用，如施工工序图10。图10施工工序图第一，场地规划，做到三通一平；第二，液氮孔钻孔施工；第三，液氮循环冻结；第四，冷冻运行的同时带压开挖工作面、切割钢管；第五，降低液位，检查泥水仓下部；第六，A型孔维持冻结，B型孔拔除至盾壳以上1m位置然后继续冻结；第七，盾构机推进待盾尾脱离加固体后，进行同步注浆，待水泥浆达到强度后，停止冻结，冷冻拔管，场地旋喷桩加固；第八，场地恢复。1.钻孔施工1.1液氮管的布置冻结孔梅花形布置，孔间距1.0m～1.2m。三排冷冻孔布置如下图11所示，共计31个，A型孔位于盾构机正上方，其深度根据盾构机顶部深度确定，孔底距盾

8、构机周边1m，共计16个，B型孔孔深42m，低于盾构机底部3m，共计13个；同时设置2个测温孔T1、T2，深42m。图11冷冻孔布置图1