上海地铁旁通道冻结工程中的施工经验总结

2011-05-22郭垒

山西建筑 2011年20期

郭垒

上海地铁旁通道冻结工程与矿山冻结工程项目相比:工程小，风险高，工序转换快，但是，施工中的安全管理，质量管理，合同管理及进度控制等与矿山工程基本相同，由于上海地层相对复杂，施工速度快等特点，又与矿山冻结项目有很大的区别，本文主要从造孔施工、积极冻结、开挖构筑及后期注浆4个方面进行详细阐述。

1 造孔施工中的管理

造孔施工质量的优劣直接影响冻结效果，同时也是市政工程施工中风险较大的阶段之一。在造孔施工前，现场施工人员要将旁通道处的钢片管进行满焊，提高钢管片的整体性，并搭设施工平台，铺设电力、通讯电缆、给排水管路等，为开钻做好准备。此阶段最主要的是检查钢管片焊接质量及施工平台搭设的平整性与稳定性，做好电气相关试验。

技术人员要与总包方核实两条隧道的位置关系，确定两隧道的偏斜情况，并依据偏斜情况计算出开孔位置，并通过透孔施工对隧道偏斜情况及高程差进行核实，最终确定各孔的开孔位置，同时要求监测单位在开钻前做好监测点的布设工作。技术人员在放孔位时，一定要记清孔位移位情况，并对后视点进行调整，从源头上减少放样误差造成的孔位偏斜，从而保证造孔质量。放孔位是整个造孔施工的关键，在放设时务必要求操作人员严肃认真，细心周密。

造孔施工过程中，采用二次开孔施工工艺，并安装孔口密封装置，防止冻结孔穿透隧道管片时和跟管钻进时孔口涌水喷砂。二次开孔工艺示意图如图1所示。

一次开孔前要反复核对孔位位置，确认无误后进行开孔，开孔后安装孔口管要认真检查，防止出现孔口管脱落现象，造成工程事故。二次开孔时一定要安装阀门，防止出现突水涌沙现象。在冻结管夯进时要时时刻刻检查夯进角度，保证造孔施工角度正确，同时加强焊接质量的检查，提高焊接质量，保证打压合格。

单孔施工结束后，应立即用双液浆进行封孔注浆、打压、测斜，特别是地层条件较差的工程，应更加注意封孔注浆，良好注浆效果将为后期割管提供安全保障。

在对侧造孔施工过程中，要关注已完成造孔侧的孔位，防止出现碰管现象。在整个冻结孔施工过程中，项目部要做好24 h值班工作，值班人员要做好施工记录，特别是实际开孔孔位及施工过程中出现可能影响冻结效果的情况，为将来作冻结交圈判定提供可靠的详实资料。

在整个施工过程中，要做好充足的应急物资，做好应急预案的交底工作，从思想与行动上注视安全生产。为了保证冻土帷幕的有效厚度，在成孔间距不能满足冻结要求时采用补打水平孔的方法保证冻结孔的终孔间距。如发现冻结孔施工过程中隧道沉降速率过大，及时进行补偿注浆，控制隧道沉降。

2 积极冻结施工的项目管理

造孔结束后，要进行冻结器的连接，在连接过程中要遵循低进高出长度相近的原则，冻结器连接后，要用清水进行打压试漏，重点检查高压胶管连接可靠性，防止冻结过程中出现崩管现象造成盐水损失。

开机前，冷冻机应先空转1 h～3 h，观察运转是否异常。在试运转时，要逐步调节能量、压力、温度和电机负荷等各状态参数，使机组在有关设备规程和运行要求的技术参数条件下运行，确保设备在无病状态下工作。

积极冻结过程中，要经常关注盐水比重，使盐水比重在设计规定范围内，同时要安排专人进行放气，防止冻结器内积气，影响冻结施工安全。每天检测去、回路干管盐水温度、冻结器回路盐水温度、盐水箱液位、冷却水温度并观察冻结器头部结霜是否有异常。在冻结运转初期，检测各冻结器的盐水流量，如发现流量小于设计要求，则应利用控制阀门进行调节，或加大盐水泵泵量，使其满足设计要求。

每天检测测温孔温度做好记录，并根据测温数据，分析冻土帷幕的扩展速度和厚度，预计冻土帷幕达到设计厚度时间。

在积极冻结期间，要完成开挖前的准备工作，首先是安装隧道预应力支架，在安装支架过程中，要注意物体打击与高空坠落。

临时支架、钢筋加工及模板都要在开挖前完成，并将所有的物资运至旁通道附近，并加强对空压机的检修，保证开挖时机械设备正常运转。

3 开挖期间的项目管理

开挖采用短段掘砌技术，开挖步距控制在500 mm，特殊情况下最大不超过800 mm。开挖断面超挖不大于30 mm;开挖中心线偏差不大于20 mm，冻结壁暴露时间不大于24 h，并要求冻结壁暴露面收敛不大于20 mm。开挖时要严格控制超挖及开挖步距，遵循“先探后挖，有疑必探，随掘随支”的原则，做好施工过程的记录工作，在开挖过程中，每天监测暴露冻土帷幕的表面温度和位移量，如发现局部冻土帷幕温度较高、变形较大，可用串接管道泵的方法加大对应位置的冻结孔流量。开挖期间，不允许提高盐水温度和减小盐水流量。

每天定时监测初期支护收敛、变形和支护层后冻土温度，发现支护变形或冻土融化应分析原因，及时采取加强措施。

为控制变形，冻土开挖后就要及时对冻结壁进行支护。旁通道的支护层既作维护地层稳定、确保施工安全的一项重要技术措施，又作为结构层的一部分，是支护工艺最为关键的一步。在施工过程中采用两次支护方式:第一次支护(支护层)采用钢支架加木背板，并挂网喷射混凝土找平。第二次支护(结构层)采用现浇钢筋混凝土。

钢支架与冻土之间加木背板，木背板厚度为5 cm，木背板后空隙用砂充填满。初期支护木背板厚度误差不大于5 mm，背板间隙不大于8 mm，背板搭接钢支撑长度不小于35 mm。木背板后用素水泥砂浆充填密实，不留空洞。喷射混凝土强度等级为C20，厚度不小于200 mm。

钢筋规格及间距应严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分应调直理顺，绑扎牢固，搭接部分长度应符合设计要求，在结构混凝土与钢管片接触部位应按规定焊接锚筋，且纵筋与钢管片搭接处采用T形焊接。

模板就位前，应在模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装模板，并检查模板的垂直度、水平度、标高、钢筋保护层的厚度以及结构层尺寸，校正合格后，将模板固定保证施工时不跑模、不漏浆。

结构层采用商品混凝土，其强度等级应比设计高C5。混凝土泵送到支好的模板内并用插入式振捣棒反复均匀振捣，不漏振、不过振。每次浇筑混凝土时在现场用试模制成标准试块，用于检测混凝土强度及抗渗性。

4 后期融沉注浆施工中的项目管理

1)注浆方式。

冻结壁的融化是从外壁和内壁两个方向同时进行的。外层注浆主要利用隧道内预留的注浆孔以及部分穿透冻结壁的注浆孔注浆;内层应用旁通道内预留的注浆孔注浆。

a.外层注浆。

冻结壁外层注浆在结构施工结束后，根据隧道监测情况，适时用风钻从管片注浆孔或预埋注浆管内钻孔，钻孔深度为穿透冻结壁(≥1.6 m)，然后插入φ32注浆管，孔口接上特制的孔口密封装置，分层注浆。

b.内层注浆。

在结构层混凝土强度达到80%时即可根据隧道沉降变化量进行跟踪注浆。先直接利用预埋管注浆，然后逐渐由里向外，插入2寸注浆管注浆，控制融沉量。

2)注浆原则及参数。

冻融注浆应结合监测进行少量、多次复注。以单液水泥浆为主，水泥—水玻璃双液浆为辅，注浆压力不大于0.5 MPa，单孔单次注浆量0.2 m3～0.5 m3，单遍注浆量 12 m3～15 m3。双液浆配比为:水泥浆水灰比0.8∶1，水玻璃 30 Be'～45 Be'，模数 2.8～3.2，将水玻璃加1倍～2倍水稀释后使用。水泥浆∶水玻璃(体积比)为 1∶1。

3)注浆顺序。

注浆顺序为通道底板→通道两侧→通道顶板，目的是使所注浆液均匀地由结构底部向上部扩展，提高注浆效果，改善结构受力状态。

4)注浆结束标志。

a.注浆应根据隧道沉降监测值，适时跟踪注浆，旁通道隆起2.0 mm时应暂停注浆。b.严格控制注浆压力和注浆量不超过设计范围，结合监测数据，按照少注多次的原则，逐步控制地层沉降趋于稳定。c.注浆管端部的接头丝扣应检查完好无损，阀门密封可靠，在出现孔口喷泥水时能及时关闭。并准备一些木楔，在丝扣失灵或阀门关闭不严时能堵塞孔口。d.注浆时监测隧道收敛变形，保证在注浆压力作用下变形量在设计允许范围内(+10 mm～－30 mm)。