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淺談凍結法在地鐵聯絡通道施工中的應用
2020-03-21 08:29:09   來源:焦作新礦機械

《地鐵設計規范》中聯絡通道是指連接同一線路區間上下行的兩個行車隧道的通道或門洞,在列車于區間遇火災等災害、事故停運時,供乘客由事故隧道向無事故隧道安全疏散使用。通道規模不大,但技術難度大、工序復雜,地層加固處理不當易造成地面沉陷、房屋坍塌甚至隧道失去使用功能。通道施工以地層加固為主。“隧道內鉆進,(近)水平孔凍結加固土體”適用于含一定水量的松散土層,復雜水文地質如軟土、含水不穩定土層、流砂、高水壓及高地壓條件下仍有效可行。凍結法重點是控制凍結孔鉆進、地層凍脹和融沉。

1 聯絡通道及凍結加固范圍

聯絡通道由與隧道鋼管片相連的喇叭口、水平通道或泵站構成,長約14m。水平通道為直墻圓弧拱結構,開挖輪廓高約5m,寬約4m;凍結加固范圍為結構外2m。

2 施工順序

施工準備→凍結孔施工(同時凍結站安裝:凍結制冷系統、鹽水系統和監測系統)→管路連接、凍結系統調試→積極凍結→維護凍結→凍結管割除、結構充填注漿→自然解凍、融沉注漿。

3 凍結要求與孔位布置

《福建省城市軌道交通工程聯絡通道凍結法技術規程》中凍結壁是指用制冷技術在構筑物周圍地層所形成的具有一定厚度和強度的連續凍結巖土體。又稱凍結帷幕或凍土墻。

3.1 凍結要求。3.1.1 凍結壁厚度:喇叭口1.7m,通道2m;確保凍結壁與管片完全膠結。凍結孔布置圈上,凍結壁與管片交接面溫度小于-5℃,其它部位凍結壁-10℃。積極凍結時間大于45 天。3.1.2 低碳無縫鋼管;冷凍排管、泄壓孔濾水管Φ45×3mm,凍結管、對穿孔管Φ89×8mm,每米冷凍排管、凍結管散熱量≥100kcal/h。橡塑保溫層厚度5cm,導熱系數≤0.04W/MK。3.1.3 地層及環境有重大變化時,及時調整凍結壁厚度、溫度及凍結時間。

3.2 孔位布置。凍結孔凍結站側55 個,對側26 個;測溫孔凍結站側2 個,對側6 個,深2~5.5m;泄壓孔左、右線各2 個,深2m;對穿孔4 個。

課堂氣氛是課堂教學的重要組成,因此,課堂氣氛好,學生就會比較活躍,參與度也會相對較高,那么學習的效果就會好;反之,那么教學效果一定會不好;诖,教師一定要懂得利用合作學習的手段,活躍課堂氣氛,提高學生的參與性;加強教師與學生之間,學生與學生之間的交流,提高教學的有效性。

4 制冷系統

凍結站設在一側隧道內。配備兩臺冷凍機、鹽水泵、清水泵,冷凍機組運轉性能良好后開機冷凍。

4.1 管路連接、保溫。在鹽水、冷卻水循環管路上設置伸縮接頭、閥門和測溫儀、壓力表、流量計。鹽水管路經試漏、清洗后包保溫層,塑料薄膜包扎。集配液管與凍結管用高壓膠管連接,每組凍結管進出口各裝閥門一個。通道四周凍結管每4 個串聯一組,其他凍結管每5~6 個串聯一組,分別接入集配液管。兩側管片內側安裝保溫板,用膠水密貼在管片上,板材搭接不小于15cm;凍結壁附近管片內側敷設保溫層至凍結壁邊界外2m。

4.2 溶解氯化鈣和充氟加油。氯化鈣溶液比重1.25~1.27。管道內充滿清水,鹽水箱充一半清水,在有過濾裝置的箱內溶解氯化鈣,邊循環邊化氯化鈣,至濃度達到要求。進行制冷系統檢漏和氮氣沖洗,確保系統無滲漏后,抽真空,充氟加油。

首先觀察遮擋物的大小對陰影形成的影響。在圖7 中,被遮擋物遮擋的物體表面上一點O 能接收到的來自面光源的光照強度為△L。在圖8 中,其他條件均不變,僅遮擋物的大小變大(這里特指遮擋物向著遮擋面積變大的方向變大,表現在圖8 中,就是遮擋物向左延伸。原因是:當遮擋物向右延伸時,雖然遮擋物的大小變大,但是它對光照不產生任何影響),此時點O 能接收到的光照強度變為△L’,△L’<△L。由此可得:在其他條件保持不變時,當遮擋物越大,物體表面接收到的光照強度就越小,最終的顏色也就越暗,相應地,遮擋系數v 就應該越大。即遮擋系數與遮擋物的大小成正相關。

5 凍結孔施工

5.1 施工工序。定位開孔→孔口管安裝→孔口裝置安裝→鉆孔→測量→封閉孔底部→打壓試驗。5.1.1 定位開孔:全站儀定孔位。(1)混凝土管片:Φ130mm開孔,25cm時停鉆,安裝孔口管。(2)鋼管片:焊好孔口管,管上接好閘閥和孔口裝置,通過孔口裝置切割鋼管片。5.1.2 孔口管安裝:將孔口處鑿平,安裝膨脹螺絲;魚鱗扣上纏好麻絲砸入孔內;膨脹螺絲上緊,裝上閘閥;閘閥打開,從閘閥內Φ108mm二次開孔;管片鉆穿后涌砂,閘門及時關閉。5.1.3 孔口裝置安裝:裝置安在閘閥上,加好密封墊片。5.1.4 鉆孔:調整好鉆機,孔口裝置接上閥門,將盤根輕壓在盤根盒內;通過孔口裝置干式鉆進,不進尺時從鉆機上注水,打開小閥門,觀察出水出砂情況,用閥門控制出漿量,確保地面不出現沉降。5.1.5 封閉孔底部:絲堵下到孔底,反扣在卸扣同時,將絲堵上緊。5.1.6 打壓試驗:封閉孔口,手壓泵打水到孔內,至0.8Mpa 且大于鹽水壓力1.5 倍時,停止打壓,關好閥門,觀測30 分鐘壓力無變化為合格。

5.2 鉆桿(凍結管)。管材耐壓大于0.8Mpa 且大于鹽水壓力1.5倍。鉆桿絲扣連接后焊接,確保同心度和焊接強度,接頭抗壓強度大于母管的75%,滿足設計深度后密封頭部。

5.3 凍結孔鉆進。5.3.1 孔位誤差小于10cm,避開管片接縫、螺栓、主筋和鋼管片肋板;根據測斜情況,孔位適當調整。5.3.2 壓緊孔口密封裝置,打開孔口閥門鉆進。5.3.3 鉆進前2m時,反復校核凍結管方向,確保無問題。5.3.4 凍結孔最大允許偏斜15cm,調整角度與參數及時糾偏,超出要求須補孔。5.3.5 每孔土體流失量應小于該孔體積,結合地表沉降監測注漿。5.3.6 成孔后進行孔口注漿,拆除孔口密封裝置。5.3.7 打透孔復核預留口位置,若誤差大于10cm,孔位進行調整。5.3.8 凍結孔有效深度應滿足要求;凍結管管頭碰到對側管片的,不能循環鹽水的管頭長度小于15cm。

5.4 鉆孔偏斜控制。確定通道兩側實際與設計中心坐標的偏值,參數相應調整;鉆頭直徑略大于鉆桿直徑;鉆機較設計傾角上仰0.1°~0.5°。保持主動鉆桿軸線與通道軸線平行。

5.5 預防鉆孔涌砂冒水

準備好注漿材料及設備,用Φ38mm鉆孔檢查地層穩定性,如嚴重涌砂冒水,及時堵漏。開孔后,安裝帶填料密封盒的孔口管;通過旁路閥防止孔口噴砂;若出現涌砂,通過旁路閥注漿。為防止打鉆時砂土涌出,在回流旁路上增壓或關閉旁路閥;無法鉆進時,打開閥門泄壓,再關閉閥門,反復進行,使孔內保持一定壓力,保證孔壁穩定。

5.6 凍結器安裝

5.6.1 安裝前,先配管;復測凍結孔深度,測斜并繪制鉆孔偏斜圖。5.6.2 下好凍結管后長度復測,進行打壓試驗。上仰孔,安裝供液管后打壓或延長穩壓時間。5.6.3 凍結管內下供液管,液管底端連接0.2m支架,再焊接端蓋和去、回路羊角。5.6.4 凍結管安完后,截去露出管片的孔口管,用堵漏材料密封凍結管與管片、孔口管的間隙。5.6.5 沿凍結站對側隧道上沿,通道外圍凍結壁敷設5~6 排冷凍排管,間距為40~50cm;排管敷設密貼管片。

6 積極凍結

凍結時間根據實際效果調整。鹽水降溫按預計降溫曲線進行。凍結孔單孔流量大于5m3/h;凍結7 天鹽水溫度降至-18℃以下,15 天降至-24℃以下,開挖時降至-28℃,去、回路溫差小于2℃。如鹽水溫度和流量達不到要求,延長凍結時間。凍結時,凍結區附近200m內無降水且區內無集中水流。根據測溫判斷凍結壁交圈并滿足設計厚度后打探孔,確認土層無壓力后開挖。

7 維護凍結

從開挖到結構層完成,鹽水溫度低于-28℃,去回路溫差小于2℃。凍結過程中,確保凍結系統運轉正常,及時分析凍結壁溫度變化。

8 凍結施工監測

8.1 凍結孔監測

偏斜監測用經緯儀或測斜儀。凍結器密封性能監測用管內注水,手動試壓泵加壓試漏,每孔監測1 次。

IoT系統策略的安全性是保障其正確運行的重要基礎,也是各類IoT設備行為一致性驗證的重要前提,而基于SDN架構的安全策略分發已不再適應日益擴大的IoT規模。相比較而言,基于區塊鏈的IoT去中心化安全管控不僅能夠實現龐大IoT設備數量下安全策略的分發,更能為異構IoT系統提供較高的容錯性,是新型IoT技術發展的一個很好趨勢。

8.2 溫度流量監測。8.2.1 每個測溫孔內布設3~4 個測點;凍結開機后,監測每天1 次。8.2.2 鹽水干管上安裝熱電偶傳感器測量去、回路鹽水溫度。關鍵凍結管頭部焊測溫插座,安裝熱電偶溫度傳感器測量鹽水回路溫度。系統總流量開凍時測量,其他溫度與流量每天1 次。8.2.3 制冷系統和冷卻水循環以及凍結壁溫度用點溫儀結合精密水銀溫度計監測,每天1 次。8.2.4 凍結系統及凍結壁溫度監測,自凍結運轉至停凍。

8.3 壓力監測。泄壓孔一側安裝壓力表。開機凍結時監測,開挖前停止,每天1 次,凍脹上漲期間每天2 次。制冷、鹽水系統工作壓力用氨用、通用壓力表測量,每天1 次。

9 凍脹、融沉控制措施

9.1 管片靠近喇叭口側敷設保溫層。減小凍結孔與對側管片距離,小開孔距、較低鹽水溫度、較大鹽水流量。

9.2 泄壓孔內濾管不包紗網,凍脹引起地層壓縮時,土體從泄壓孔排出。

9.3 積極凍結時,孔內水壓增加,打開閥門卸壓。

9.4 通過監測凍結過程中管片變形,及時調整凍結參數。調整鹽水流量和溫度,控制凍結壁厚度在設計值附近。

9.5 停止凍結后,自然解凍融沉注漿。在通道底板、兩側、頂部中預埋注漿孔;必要時在管片上鉆孔,化凍時進行注漿補償。

凍結加固在隧道內進行,施工場地狹小,涉及鉆孔、凍結工序,難度大、風險高;通過每孔布設孔口管、安裝孔口密封裝置及監測凍結地層溫度、地層沉降變形、隧道變形,及時調整施工工藝,才能確保工程的順利實施,進一步加快城市軌道交通工程建設。
關鍵詞:   地鐵鋼管片、聯絡通道鋼管片

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