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1、冻结法开挖隧道:①概述:本区间K39+714~K39+739和K39+637~K39+682两段下穿护城河,长度分别为25m和55m,拟采用局部(拱顶、拱侧)冻结法加固地层中洞法开挖施工。②冻结法施工工艺框图施工准备施工机房、基础冻结站安装冻结器安装集配液圈安装盐水系统安装、保温充R22、化Cacl2、试运转设备检修保养正常运转试挖拆除冻结管充填正式掘砌③施工方法:当开挖支护到该段时,需要封闭掌子面,扩大断面,沿断面径向增加净半径1.3m,以利于冻结器在隧道外侧不稳定地层中布设。冻结器离隧道开挖半径400mm,开孔间距600mm,布置25个冻结器,4个监测孔。冻结纵向和线路同
2、一坡度,略向隧道外偏斜,外偏斜度1.5%,在钻孔过程中应跟踪监测钻孔的质量,其冻结布置示意图及冻结壁结构形成示意图如下:主要工艺参数如下:控制最大间距1200mm冻结壁厚度1200~1600mm钻孔偏斜率0.8%最大需给量329.6kw积极冻结盐水温度-25℃~28℃维护冻结盐水温度—18℃扩大面径向增加值>1100mm④拟投入的机械设备,见下表:设备明细供应表序号设备名称数量规格型号主要工作性能指数打钻1钻机3MKD-5D30KW/台2泥浆泵3TBW850/5018.5KW/台3除砂泵1自制10KW/台4水平测斜仪2TY-1(自制)最大测深200米5水平定向仪2自制6造斜器
3、3自制7扶正器6自制8电焊机4BS-4009泥浆测定仪110试压泵2Pmax=2.5Mpa冻结1冷冻机1YSKF220203KW/台2冷冻机1YSKF216103KW/台3冷冻塔2DBL-2005.5KW/台4盐水泵1IS200-150-31545KW/台5盐水泵1IS125-100-31515KW/台6清水泵2IS(G)125-100-20018.5KW/台7测温仪14自制8流量仪59抽氟机1自制⑤工期安排:K39+714~K39+739段:工序工期123打钻准备3天水平钻孔13天冻结安装7天水平冻结25天隧道掘进30天维护冻结30天拆除3天K39+637~K39+682段
4、:工序工期1234打钻准备3天水平钻孔20天冻结安装7天水平冻结25天隧道掘进55天维护冻结50天拆除3天⑥开挖方法:(1)喷射砼按照初冬冬季环境施工,加入3%~5%防冻剂。(2)采取台阶式开挖施工,由于冻结壁的保护,开挖步距可适当调整。⑦工期及保证措施:a.提前加工冻结工程中所用的水平冻结管、组合钻具、水平冻结孔的导向管,水平冻结口密封装置、钻杆扶正器。b.两台钻机同时作业,定时进行测斜与纠偏,使最大孔间距控制在设计范围内,加快冻结交圈速度。c.经冻钻进行大制冷量快速冻结,加大冻结管内低温盐水的循环流量,加大低温盐水与地层间的交换热量,加快地温下降速度。采用快速低冻结工艺,
5、使盐水温度达-24℃以下。d.冻结壁达到设计要求厚度时,严格控制冻土进入隧道的开挖范围,有利于加快隧道的开挖速度。⑧质量技术保证措施:a.为了确保施工安全,在打第一个冻结孔时,及时分析主要地层钻进过程的参数变化情况,检查地质、水文情况,如有异常,及时采取针对性措施,必要时修正冻结钻孔施工参数。b.提高冻结施工质量标准。限制冻结孔向隧道内偏斜,最大孔间距一般控制在2m内,如个别超标,将整体分析交圈情况,决定是否采用补孔措施。c.为了保证冻结工程质量,将使用国内最先进的高精度水平陀螺测斜仪、纠偏组合钻具、氟里昂螺杆盐水制冷机组和冻结工程监测系统。d.开孔前对照设计图纸复查孔位,钻
6、机基础要牢固,钻机机身安平正。在钻进的过程中要随时检查钻机的平正情况。e.不同的地质条件使用不同的钻头,合理采用钻进技术参数,严格控制钻进压力,预先估计钻杆、钻具的自重影响,适当抬起钻杆角度,消除钻杆、钻具自重因素而造成的偏差。f.钻进过程中严格监测孔斜,原则上每20m~30m测斜一次,测斜后要及时绘制钻孔偏斜透视图,发现超偏及时纠正。g.在含水流泥地层中采用专用钻头钻孔,防止钻孔中泥土流失,采用优质泥浆护壁技术,防止钻进中孔壁坍塌,采用钻进和冻结管铺设一次完成的技术,保证地层在钻孔后保持稳定。冻结管接头采用螺纹连结并焊牢,为了确保冻结管的焊接质量,应严格执行冻结管的焊接操作
7、规程,不但要确保焊缝不漏,而且要保证接缝应有的强度。冻结管安装后及时进行测压试漏,并复测孔深,绘制冻结壁交圈图。h.按冻结孔的质量要求施工测温孔,必要时为了加快冻结壁形成,可将测温孔改用冻结孔。i.每个冻结器都要安装进回液阀门,及时调整各个冻结器的流量。通过流量测定和温度测定,随时掌握冻结器的运行情况。j.安装盐水干管时要确保设计坡度,以免管内聚积空气影响盐水的流动。必要时盐水系统应设置放空阀。k.用温度检测系统监测冻结孔的温度变化,及时预计冻结壁的发展状况。在掘进过程中,要经常测量隧道壁面温度和冻土实
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