浙江某轨道交通工程盾构区间冻结法联络通道及泵房施工组织设计(附图丰富).doc

宁波市轨道交通2号线一期工程黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间盾构区间冻结法联络通道（泵站）施工组织设计及安全技术措施编制： 审核： 审批： 中煤第三建设（集团）有限责任公司上海分公司第六项目经理部2013年5月 目 录1编制依据42工程概述42.1工程概况42.2工程地质63施工方案的选择73.1冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案73.2方案设计技术要点73.3主要施工流程83.4施工布署84冻结加固设计94.1冻结帷幕的设计要求94.2冻结孔布置104.3制冷设计135施工方案145.1准备工作145.2冻结孔施工155.3冷冻站安装175.4冻结运转185.5开挖与构筑施工195.6融沉控制306监测监控设计326.1监测内容326.2监测方法337临时用电组织设计337.1冻结工程用电电压等级337.2施工用电负荷统计337.3供电方案347.4规范标准368施工计划368.1施工进度计划368.2劳动力配备计划368.3设备与材料供应计划379现场安全生产、消防施工措施399.1现场潜在火灾危险及防范措施399.2现场潜在触电危险及防范措施399.3氧气瓶、乙炔瓶潜在爆炸危险及防范措施409.4高空坠落和物体打击潜在危险及防范措施409.5现场潜在冻伤危险及防范措施4110市容环卫和文明施工措施4211质量保证体系4211.1建立严密的组织体系4411.2制定严格的质量制度4411.3保证质量的管理措施4612应急预案4712.1总则4712.2冻结孔施工风险分析及主要技术措施4712.3冻结施工风险分析及主要技术措施4812.4开挖与构筑施工风险分析及主要技术措施5012.5施工应急预案5112.6应急预案组织机构及职责5213附图56 1 编制依据（1） 宁波市轨道交通号线一期工程施工图设计 第五篇区间工程 第二十二册黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间 第二分册盾构法区间隧道 第六部分联络通道（泵站）中铁二院工程集团有限责任公司；（2） 宁波市轨道交通号线一期工程施工图设计 第五篇区间工程 第二十二册黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间 第二分册盾构法区间隧道 第六部分联络通道（兼泵站）土层冻结加固大地工程开发（集团）有限公司；（3） 联络通道冻结法技术规程（DG/TJ08-902-2006，J10851-2006）；（4） 煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）；（5） 煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）；（6） 混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；（7） 地基基础设计规范（GB50007-2002）；（8） 地下铁道设计规范（GB50157-2003）。2 工程概述2.1 工程概况宁波市轨道交通号线一期工程TJ2102标的黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间隧道设有1个联络通道，联络通道(含泵站)采用冻结法施工，地面标高约3.1米。黄-鄞区间联络通道的技术参数如下表所示。表2-1 联络通道及泵房技术技术参数表区间线间距(m)位置中心标高结构形式黄隘车辆段鄞州大道站出入段线18.204DC1K0+305.400-12.405联络通道及泵房拟构筑联络通道所在位置的隧道管片为钢管片，隧道内径为5.5m，管片厚度350mm。联络通道采用土体冻结加固，型钢喷射混凝土初期支护+钢筋混凝土二次衬砌的支护、结构形式；初期支护层和结构层之间设防水层。在通道结构层底部预埋DN200不锈钢管作为排水管，联络通道结构见下图所示（结构施工以联络通道结构施工图为准）。联络通道及泵站采用暗挖法施工，由于在地面无条件进行地面地层加固，故采用冷冻法对土体进行加固，然后再采用暗挖法施工。图2-1 联络通道及废水泵房结构图图2-2 联络通道及废水泵房结构剖面图2.2 工程地质 根据提供的联络通道部位的地质资料，联络通道施工深度范围内的土层分布如下：黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间联络通道位于1粘土层、1a砂质粉土层中。3 施工方案的选择3.1 冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案根据上述联络通道施工条件并结合地铁联络通道施工的经验，采用“隧道内水平冻结加固土体、隧道内矿山法开挖构筑”的隧道施工方案。即：在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻结加固地层，使联络通道及泵房外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。在冻土中采用矿山法进行联络通道及泵房的开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。3.2 方案设计技术要点由于联络通道所处地层复杂，所以工程施工风险较大。在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联络通道施工的安全并保证施工工期。根据本公司施工联络通道经验，提出以下技术要点：（1）根据联络通道冻结孔施工的经验，采用从隧道两侧打钻，用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结管。冻结孔开孔前，在布孔范围内打小孔径探孔，探测地层稳定情况。每个钻孔设有孔口管，并安装钻孔密封装置，以防钻进时大量水、砂涌出。（2）针对施工冻结孔时可能产生冒泥涌水现象，采用强力水平钻机，尽量实现无泥浆钻进。如发现钻孔泥水流失，及时进行补浆充填。（3）由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，会影响隧道管片附近土层的冻结速度，从而影响冻结帷幕的整体稳定性和封水性。管片外面采用PEF板隔热保温，以减少冷量损失。（4）加强冻结过程检测。在冻结帷幕内布置测温孔，以便正确判断冻结帷幕是否交圈和测定冻结帷幕厚度。对侧隧道管片附近土层的冻结情况将成为控制整个联络通道冻结帷幕安全的关键，为此，在对侧隧道管片上沿冻结帷幕四周布置测温孔，以全面监测冻结帷幕的形成过程。（5）在联络通道未冻区域布设卸压孔，以减小土层冻胀对隧道的影响。可利用管片上的注浆孔来卸压，该孔亦可作为冻结帷幕压力变化的观测孔。 （6）联络通道开挖前，在隧道开口环位置安装4榀钢支架，左右线内各两榀，两榀间距2环，以防打开预留钢管片时隧道变形和破坏。施工完联络通道临时支护层后再打开对侧隧道联络通道的预留钢管片。在联络通道衬砌中预埋压浆管，采用注浆方式以补偿土层融沉，注浆应配合冻结帷幕融化过程进行。（7）开挖前必须安装通道安全应急门 。（8）在开挖过程中必须及时进行冻结帷幕变形和温度观测，如遇冻结帷幕有明显变形，立即用钢支架加木背板支撑，调整开挖构筑工艺，并同时加强冻结。（9）由于冻胀力和冻土融沉的作用，影响周围土层的力系平衡，使隧道产生水平位移和沉降，故在整个施工过程中，加强隧道变形的监测，确保隧道安全。在冻结帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻结帷幕的形成过程和形成状况。（10）采用快速冻结减少冻胀；加强融沉注浆。3.3 主要施工流程联络通道施工可分为冻结孔施工、冻结施工和开挖构筑施工三个主要部分，其主要施工顺序见下图3-1所示。施工准备冻结孔封堵冷冻站系统拆除图 1融沉注浆充填冻结孔施工冻结站安装开挖、临时支护冻结运转(积极冻结和维护冻结)二次衬砌开挖准备图3-1 联络通道施工流程图3.4 施工布署根据现场施工的总体安排，该区间内布置一个冻结站。区间的联络通道按照钻孔、积极冻结、开挖、融沉注浆的顺序流水线施工。隧道内总体布置如图3-2所示：图3-2 区间隧道内施工平面布置图4 冻结加固设计此部分的设计根据冷冻设计要求和我单位的施工经验设计编制。4.1 冻结帷幕的设计要求图3-3 冻结帷幕设计图（1） 冻土强度的设计指标为：按冻结帷幕平均温度-10，单轴抗压不小于3.05Mpa，抗拉不小于2.42Mpa，抗剪不小于1.37Mpa ；（2） 在开挖轮廓外对土体进行加固，加固厚度为：联络通道兼泵房1.8m，冻结加固范围详见附图中所示。（3） 冻结壁与隧道管片交界面处平均温度不高于-5°C，其部位设计平均温度不高于-10°C；4.2 冻结孔布置4.2.1 冻结孔布置联络通道冻结孔的布置采取从左、右线隧道两侧打孔方式进行。冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置。冻结孔的布置详见图中所示，相关参数如下表所示。表5-1 冻结孔的布置参数表隧道区间冻结管规格总孔数透孔数黄隘车辆段鄞州大道站出入段线区间联络通道89*8734图3-6联络通道兼泵房冻结孔布置立面图图3-7 联络通道兼泵房冻结孔布置开孔位置图施工技术要求：（a） 冻结孔的开孔位置误差不宜大于100mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。冻结孔最大允许间距及允许偏斜量要满足设计或规范要求。（b） 冻结孔有效深度不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。（c） 冻结管用89×8mm,20#低碳钢无缝钢管，冻结管耐压不低于0.8Mpa，并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。（d） 冻结管接头抗拉强度不低于母管的75%。（e） 施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时注浆控制地层沉降。（f） 首先施工透孔以复核对侧隧道预留口位置的偏差及钻孔施工质量，如大于100mm应按保证冻结壁设计的厚度的原则对冻结孔布置进行调整。4.2.2 测温孔布置联络通道测温孔布置8个，目的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全（详细布置见附图冻结孔布置图中所示。）。测温管：选用32×3mm和89×8无缝钢管。（1） 测温管长度每个3.5-5.0m；（2） 管前端焊接密封，管内不得渗水。4.2.3 卸压孔布置在冻结帷幕封闭区域内布置2个卸压孔，左、右线各1个。在卸压孔上安装压力表，可以很直观的监测冻结帷幕内的压力变化情况，通过每日观测，及时判断冻结帷幕的形成，并可直接释放冻胀压力。4.3 制冷设计4.3.1 冻结参数（1） 冻结期间7天盐水温度达到-20以下，冻结15天盐水温度达到-24以下，开挖前盐水温度将至-28以下，去回路温差不大于2，维护冻结期盐水温度不高于-28。（2） 开挖前冻结时间:4045天。（3） 维护冻结时间即实际为从开挖开始至主体结构施工结束约为30天（暂定时间）。（4） 冻结孔单孔流量不小于5m3/h。4.3.2 需冷量计算冻结需冷量计算：=1.3× q×A式中:A冻结总表面积，m2；q冻结管总吸热能力,kcal/ m2h；计算得出需冷量结果如下表所示。 表4-1 需冷量计算表隧道区间冻结管总长度m冻结管外直径mm冷冻排管总长度m冷冻排管外直径mm散热系数kcal/m2 h富裕系数需冷量kcal/h黄隘车辆段鄞州大道站出入段线联络通道746.29889121.428452801.38.2*105 4.3.3 冻结系统设备表4-2 冻结系统设备配置表设备名称栎社新村鄞州大道站冻结机组JYSLGF300II1冻结机组TBS-4101清水泵IS150-1253152盐水泵IS150-1253152冷却塔BCT-5024.3.4 管路选择（1）供液管选用48×3mm钢管，采用焊接连接。（2）盐水干管和集配液圈选用127×3mm钢管。（3）冷却水管选用127×3mm钢管。4.3.5 其它（1） 制冷剂选用氟立昂R-22。（2） 冷媒剂选用氯化钙（CaCL2）溶液。5 施工方案5.1 准备工作5.1.1 施工进场人员的安全技术交底工作施工人员进场后，技术人员及安全人员要对每个施工工人进行技术及安全交底，形成书面记录，职工熟悉施工过程和安全技术规范后方可进行施工，技术安全交底要有针对性。5.1.2 设备吊运冷冻设备、材料等采用25t吊车从工作井吊到隧道口，再在隧道内用平板车将设备和材料运到联络通道位置。5.1.3 管线铺设1) 供电线路：从地面的变电箱处接电缆至隧道内联络通道位置，隧道内电缆沿隧道一侧挂起。2) 供、排水管：从现场提供的自来水接驳处接出，并安装供水管至联络通道位置冻结站内，排水管从冻结站安装沿隧道一直安装到地面。隧道内所部采用挂设。5.2 冻结孔施工5.2.1 冻结孔施工顺序先施工透孔，根据穿透孔的偏差，进一步调整有关的钻进参数。然后根据联络通道施工的孔位，采用由下向上的顺序进行施工，这样可防止因下层冻结孔的施工引起上部地层扰动，减小钻孔施工时的事故发生率，具体顺序如图所示。钻孔准备钻穿透孔（个）左线冻结孔、测温孔、卸压孔右线钻孔冻结孔、测温孔、卸压钻孔结束钻机移对侧隧道5.2.2 冻结孔的定位依据施工基准点，按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，在避开主筋、管缝、螺栓及钢管片肋板的前提下可适当调整，不大于100mm。5.2.3 冻结孔开孔及孔口密封装置开孔选用J-200型金刚石钻机，配130mm金刚石取芯钻头进行钻孔，深度约300mm，控制不得钻穿管片。用钢楔楔断岩心，取出后，打入加工好的孔口管，并用个固定点固定在管片上，然后安装孔口密封装置，如图5-1所示。图5-1 冻结孔开孔及钻孔示意图5.2.4 冻结孔钻进与冻结管设置（1） 钻孔设备使用MD-80A钻机，配用BW250型泥浆泵，钻具利用89×8冻结管作钻杆；冻结管之间采用套管丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度。（2） 每个冻结孔钻进前，先根据各孔的具体参数调整钻机，调整好后，将冻结管慢慢挺进已安装好的密封装置内，拧紧密封装置的螺栓，再将孔口管上的大球阀打开。利用安装在孔结管上的取芯钻头将剩下的管片钻通，取芯后换上一般钻头再进行正常钻进。（3） 正常钻进时，采用现场加工的简易钻头，优先采用无水钻进，这样可以减少水土的流失，对控制地面和隧道的沉降十分有利。如果钻进困难时，在钻头部位安装一个特制单向阀门，采用带水钻进。冻结管到达设计深度后冲洗单向阀，并密封冻结管端部。（4） 冻结管在焊接好后，将焊渣除净，全部检查一遍，如有问题及时进行补焊，自然冷却5-10分钟后再进行正常钻进作业。（5） 在钻进过程中，如发生水土流失，可根据每日的监测情况，及时通过安装在孔口管部位的旁通阀对土体进行补压浆，以单液浆为主，以控制钻孔对周边环境的影响。（6） 钻进过程中严格监测孔斜情况，发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，进行冻结管长度的复测，然后再用灯光测斜仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。（7） 在冻结管内下供液管,然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。5.2.5 钻孔质量技术要求（1） 钻孔的偏斜（冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离）应控制在设计范围之内，冻结孔间距超过最大允许值时要打补孔。（2） 冻结孔钻进深度应不小于设计深度（碰到隧道管片除外）。钻头碰到隧道管片的，不参与制冷循环的长度不大于150mm。（3） 冻结管长度和偏斜合格后再进行打压试漏，压力控制在0.8MPa，经30分钟压力下降不超过0.05Mpa，再延续15分钟压力保持不变为合格。5.2.6 钻孔质量控制程序5.3 冷冻站安装5.3.1 冻结站布置与设备安装根据现场施工环境，拟将冻结站设置隧道内靠近联络通道位置，站内设备主要包括冷冻机组、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控制柜等。设备安装按设备使用说明书的要求进行。5.3.2 管路连接、保温管路用法兰连接，隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上，以免影响隧道通行。在盐水管路和冷却水循环管路上要设置阀门和测温仪测试点、压力表等测试组件。盐水管路经试漏、清洗后用保温板或棉絮保温，保温厚度为20mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制流量。冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮或保温板保温，盐水箱和盐水干管用20mm厚的保温板或棉絮保温。联络通道两侧管片保温：由于混凝土和钢管片相对土层要容易散热得多，为加强冻结帷幕与管片胶结，联络通道两侧采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温，以减少冷量损失。图5-3冻结站及冻结管路安装5.4 冻结运转冻结运转分两个主要施工期，分积极冻结和维护冻结。积极冻结期为冻结帷幕的形成期，当冻结帷幕达到设计要求后，冻结进入维护冻结期，同步进入开挖和结构施工阶段。5.4.1 冻结系统试运转与积极冻结设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数，使机组在有关工艺规程和设备要求的技术参数条件下运行。冻结系统运转正常后进入积极冻结。此阶段为冻结帷幕的形成阶段，积极冻结期盐水温度为-28以下，设计冻结时间55天；积极冻结7天盐水温度降至-20以下，积极冻结15天盐水温度降至-24以下，去回路温差不大于2；开挖时盐水温度降至-28以下。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应延长积极冻结时间。5.4.2 维护冻结在积极冻结过程中，要根据实测温度资料判断冻结帷幕是否交圈和达到设计厚度，同时要监测冻结帷幕与隧道的胶结情况，测温判断冻结帷幕交圈并达到设计厚度且与隧道完全胶结后，可进入维护冻结阶段。维护冻结期温度应保持在-28以下，冻结时间贯穿联络通道及泵房开挖和主体结构施工始终。5.4.3 冻结质量控制程序 充氟、试运转积极冻结维护冻结冻结结束冷却水供给冻结孔验收检 测试压、保温冻结站安装冻结器安装设备试压冻结站基础施工生产准备开挖与结构施工 5.5 开挖与构筑施工5.5.1 具备开挖冻结技术指标要确定打开管片进行开挖还需结合测温孔资料、卸压孔压力、探孔情况等方面综合考虑，需具备如下条件，方可开挖。表5-3 开挖前冻结技术指标项目数值备注冻结帷幕有效厚度1.8m喇叭口1.5m冻结帷幕平均温度-10用成冰公式法计算盐水温度积极期-28用测温仪监测维护期-28盐水去、回路温差积极期2以内冻结至设计温度时维护期2.0以内卸压孔交圈前静水压力通过压力表观测交圈后增加0.150.3MPa5.5.2 开挖准备准备工作是整个工程施工进展顺利的前提和保证，具体工作内容如下：5.5.2.1 四通（1） 水通：将水管接送至施工场地，供水量为10m3/h；排水，从联络通道到地铁车站区间利用排水管路，水泵设在联络通道口附近，形成排水系统。（2） 电通：从冻结施工用电处取电，不低于400KW供电量。（3） 路通：道路能允许20t卡车进出施工场地。在基坑内安装载重1t的货运提升井架，供井上，井下垂直运输用。工作井与联络通道之间采用翻斗车做水平运输用。（4） 信息通：井上、井下通讯联系使用内部专用电话监控系统。5.5.2.2 隧道内工作平台搭设按联络通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一斜坡道构成。（5） 在联络通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输手推车或翻斗车换向之用，面积约为4m×15m=60m2。平台梁可用长4.5m，间距为2m的槽钢，直接搭在砼管片上，台面用50mm厚木板铺盖而成。（6） 在联络通道运输侧，搭设斜坡道与中间平台相连接，斜坡道高端宽约3m，坡长约10m，坡度以方便翻斗车运输为原则可以适当调整。5.5.2.3 抢险物资的堆放为了应对冻结孔施工及开挖构筑过程中可能出现的突发情况，施工现场需要堆放一定数量的抢险物资：水泥、木楔、麻丝、聚氨酯、主球阀等，以保证联络通道施工的安全。应急抢险物资应堆放有序，并设立醒目的标识牌，抢险物资应专项专用，不得随便挪用，并设有专人看护、保管，定期检查。5.5.2.4 钢管片接缝焊接将联络通道开口部的钢管片之间（欲拉开的管片除外）环向及纵向接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，提高其整体稳定性，以控制隧道管片变形。注意事项：（1） 焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。（2） 焊接时，划分区域，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片变形。（3） 焊接材料选E4303型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。5.5.2.5 预应力支架、安全应急门及集水井防护门安装开挖施工之前，在通道开口处隧道管片开口环中不开口部位均匀设置8个支撑点隧道支架（支撑点的支撑能力不小于500KN/点），以减轻联络通道开挖构筑施工对隧道产生不利的影响。根据结构施工图要求，单个钢支架6个预应力千斤顶、2个固定支撑及支撑保护板等部分组成。安装方法：在区间隧道左、右线联络通道开口两侧各架两榀，共四榀，并在联络通道两端沿隧道方向对称布置，每榀支架有8个支点，由6个50t螺旋式千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。安全应急门是安装在开挖侧隧道预留洞口上，并配备风量不小于6m3/min的空压机为防护门供气。安全门在开管片前安装，安装后进行耐压密封实验，先向防护门内注满水，再用空压机加压，在不停止空压机时，压力能保持设计压力为合格。集水井防护门是在泵房开挖前进行安装，是防止开挖过程中发生位移变形超值，或冒泥、涌水，其它措施抢救无效的情况下，为确保隧道安全而使用的。图5-3预应力支架及安全门图5.5.3 开挖 5.5.3.1 拉管片加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后开挖构筑工作就可正式开始，探孔无水或泥沙等物流出后即可开管片。开管片前，首先准备2台5t千斤顶，5t和2t手拉葫芦各一个。将两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根型钢横梁同钢管片直接相连接，通过千斤顶顶推横梁向外顶推钢管片。操作时，要认真观察管片受力及位移情况，消除局部受阻因素，防止管片变形。5t葫芦作为辅助拉拔管片用，一端挂住欲拆管片，一端系在对面隧道管片上，水平方向稍加力向外（隧道内）拉拔管片，要配合千斤顶操作。2t葫芦悬吊在欲拆管片的上方，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。图5-4 拉钢管片示意图5.5.3.2 土方开挖经探孔确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，然后根据采用矿山法进行暗挖施工。根据工程结构特点，联络通道开挖掘进采取分区分层方式进行。在上部通道结构施工完毕，强度达到60%后，再进行泵房的开挖，其施工顺序如图所示。图5-5 联络通道开挖顺序图由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结帷幕承载能力大，因而开挖时（除喇叭口处侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖，开挖步距为0.45m左右（特殊情况不大于0.8m）。开挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏差不大于20mm。泵房开挖过程中将出现部分冻结管被暴露，为确保安全，根据冻结孔布置图孔位布置特征，跟班技术员跟踪监测开挖面深度，当开挖面距离泵房内冻结管约510cm时，关闭该组冻结管的去、回路阀门，等该组冻结管全部暴露后，再打开原先关闭的阀门，恢复冻结。待泵房250mm厚的临时支护层施工结束后，在防水层施工之前，即可将泵房内暴露的冻结管割除，再进行防水层及永久结构的施工。另外，冻土强度高，韧性好，需采用风镐进行掘进。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短冻土暴露时间，风镐尖需做淬火处理。而且掘进环境温度在0以下，输风管路及风镐中的冷凝水容易结冰，需进行除湿处理，一方面把风管悬吊起来，另外每隔12小时向风管内注入酒精，防止冰屑的出现。并要求每个掘进班配备56把风镐，以避免不能正常工作而影响施工进度。在掘进施工中根据揭露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。 开挖的土方用翻斗车运至隧道口，转由提升机运至地面指定的堆放处，再集中运出场地。5.5.3.3 临时支护采用两次支护方式。第一次支护（临时支护）采用钢筋格栅和喷射混凝土。第二支护（二次衬砌）采用现浇钢筋混凝土。图5-6 临时支护与二衬结构图(1)临时支架的安装临时支护采用钢拱架外加喷射混凝土进行支护。为增加支架的稳定性，相临两排支架间用钢筋2 21000mm焊接相互连接。最后在钢支架外挂8100×100mm钢筋网，用喷砼机进行喷砼支护。喷射混凝土强度为C25，喷砼厚度250mm。(2)喷射混凝土工艺流程 各种材料（不含水）按照设计配比要求进行干拌和拌和好的松散混凝土直接喂入喷射机料斗由空压机提供的压缩空气裹携物料通过输料管送到喷头处在此处加入水与物料混合在风压作用下喷射到受喷面上。(3)喷射混凝土材料要求a骨料粒径 为体现喷射混凝土的综合经济指标，采用骨料粒径不宜过大，一般控制在15mm 内。沙选用中粗沙，模度系数大于2.5，必要时用5mm 筛网过筛。石子粒径5-15mm，必要时用5mm 和15mm 筛网分别过筛。 b. 材料配比 水泥：沙：石子 = 1：2：2 ，初期按本配比进行试验，再根据试验进行调整。 c.速凝剂 速凝剂初凝时间不大于5 分钟，终凝时间不大于10 分钟，28 天强度保持率大于85%。速凝剂的掺量要严格控制，粉状速凝剂3-5%。(4) 混凝土喷射根据结构要求特点，按照从下到上的顺序进行施工，分层进行喷射。施工时要正确地控制喷射机的工作风压和保证喷嘴料流的均匀性。喷射机处的工作风压应根据适宜的喷射速度而进行调整，若工作风压过高，即喷射速度过大，动能过大，使回弹增加，若工作风压过低，压实力小，影响混凝土强度，喷射机的料流要均匀一致，以保证速凝剂在混凝土中均匀分布。 喷射完毕，要及时进行表面的修整，以方便防水层的施工。（5）注意事项：（1） 开挖及支架架设应按中腰线严格控制，防止支架偏移。（2） 联络通道兼有泵房结构的，在防水层施工前一定要先把2根DN200的排水管安装好，坡度为2%，周围用素混凝土充填密实。（3） 在开挖和临时支护过程中，布设通道收敛变形测点，及时掌握冻结帷幕位移发展速度，通过调整开挖步距和支护强度来控制冻结帷幕的位移量，确保施工安全和施工进度。（4） 喷射混凝土前，在临时支护层中预埋注浆管，注浆管选用50的焊接管，顶端接管箍，并用丝堵封闭。 （5） 开挖过程中注意冻结管的位置，以防风动工具打破冻结管。若发生打破冻结管，应及时通知冻结站人员，关闭阀门，补焊冻结管。5.5.4 防水层施工（）遇水膨胀橡胶条及注浆管施工钢管片与支护层和结构层的接缝处设置兜绕成环的遇水膨胀橡胶条和预埋注浆管。喇叭口部位全部刷扩至设计尺寸，临时支护完成后，即可进行橡胶条施工。遇水膨胀橡胶条用粘接剂沿着临时支护断面内侧直接粘到隧道管片上。粘接前必须对管片进行清洗，止水带一定要粘牢，不能留有空隙。遇水膨胀橡胶条固定好后，再在管片上安装环绕成圈的IT注浆管，采用金属件固定，注浆口引出结构层外，注浆管搭接长度不小于200mm。（）防水板施工铺设防水板前必须对初期支护表面找平，拱墙补喷找平，底部砂浆找平，对外部的钢筋接头切除、磨平。防水板铺设由拱顶开始，然后沿侧墙下翻与由底板铺设上翻的防水板相接，构成一封闭防水层。防水板的施工须保持连续与完整、且表面无破损情况。先铺设一层无纺布缓冲层，然后铺设防水板，再铺设一层无纺布保护层。缓冲层以机械固定方法固定于支护层上，保护层以点粘法热熔固定。防水板接缝搭接长度应为100mm，焊接宽度为不小于50mm。5.5.5 二衬施工永久支护是为现浇钢筋砼结构。为减少砼施工接缝，联络通道开挖及临时支护完成后，一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性，通道顶板内的砼浇筑较为困难，为提高砼施工质量，采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。上部结构施工完成以后，开挖泵房，泵房开挖到设计深度，首先对泵房底板进行封底浇筑，然后一次完成泵房的钢筋砼浇筑施工。 5.5.5.1 钢筋绑扎（1） 钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分长度应符合设计要求，且不低于35d（d为钢筋直径），受力钢筋之间绑扎接头应相互错开；（2） 从任一绑扎接头中心至搭接长度的1.3倍区段范围内，有绑扎接头的受力钢筋截面积占受力钢筋总面积的百分率不超过25%；（3） 在结构砼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应采用L形焊接。5.5.5.2 立模板根据结构尺寸定制钢模板，立模采用16#槽钢制作的碹骨作为模板支撑，碹骨间距9001200mm，碹骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑，以防浇砼时侧墙内移，碹骨脚底加垫一层厚20mm的木板防止骨腿下沉。碹骨按中腰线安设并做到牢固可靠。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，即先按设两侧墙模板，浇完后再从一端向另一端安齐顶模。检查模板的垂直度、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度，校正合格后，将模板固定。图5-7 钢筋绑扎及模板安装5.5.5.3 浇灌混凝土结构层混凝土选用商品防水混凝土，要求混凝土强度等级C35，抗渗等级P10。因隧道内长距离运输和结构浇筑时间长，可在混凝土内加入一定量的缓凝剂。混凝土由安装在工作井处的溜灰管输入到隧道口的手推车或翻斗车内，然后运至工作面，优先选用翻斗车运输，缩短运输时间，防止混凝土离晰和硬化现象。用人工法将砼送入支好的钢模内并用插入式振捣棒反复均匀振捣。搅拌的混凝土用试模制成标准试块，现场用于检测混凝土强度及抗渗性。通道顶板内的混凝土浇筑采用分段浇筑的施工方式，必要时用气动输送泵输送混凝土，采用外部震捣（即用附着式振动器震捣），以提高工作效率，确保砌筑质量。注意事项：（1） 砼浇筑尽量连续浇筑，如因特殊原因不能连续浇灌时，在接茬部位应凿成毛面，确保混凝土粘接性；施工缝止水选用止水钢板或橡胶止水条。（2） 在泵房上方通道墙部浇筑时，墙基应用木板制成斜坡，确保砼基础与通道成一整体结构。（3） 砼结构强度达到设计强度70%时方可拆模。（4） 砼震捣：采用斜向震捣，即震动棒与砼表面约成40°45°角，震捣要求做到“快插慢拔”。砼分层浇筑时，每层砼厚度不超过振动棒长度的1.5倍。在震上分层时，应插入下层砼中50mm左右，且在下层砼初凝之前进行。震捣时布点均匀，震捣程度以下面四条标准控制：不出现气泡、砼不下沉、表面泛浆、表面形成水面。5.5.6 收尾工作（1） 通道地面用1：2水泥砂浆找平。（2） 冻结孔封堵，砼管片上的采用速凝剂封堵，钢管片上的用钢板进行封堵。（3） 浇筑钢管片内格腔混凝土，外露钢构件表面均涂无溶剂超厚膜型环氧涂料二度。（4） 拆除隧道内钢支架，再次拧紧特殊衬砌环内所有连接螺栓。（5） 集水井钢盖板的加工制作，安装，盖板外涂无溶剂超厚膜型环氧涂料二度。5.5.7 开挖与构筑质量控制程序生产准备开管片通道土方开挖临时支护喇叭口开挖喇叭口临时支护通道砼结构施作泵房开挖临时支护泵房结构层施作融沉注浆整理、收尾维护冻结立通道模板扎钢筋立通道模板扎钢筋5.6 融沉控制融沉控制主要是根据冻结壁的融化规律并结合现场实测地层沉降量，通过在结构层中预埋的注浆管和隧道管片上的注浆孔对冻土融化区域进行压密注浆，以达到控制冻结壁融化后地层沉降的目的。在注浆同时，可根据施工现场的实际要求，采取自然解冻方式。5.6.1 注浆孔的布置（1） 联络通道隧道底部和喇叭口处利用管片注浆孔，必要时再利用钻机在管片上开孔，增加布设注浆孔；（2） 联络通道结构预埋注浆孔的布置：注浆孔的布置如图10中所示，在联络通道两端喇叭口各布置1个注浆断面，在泵房内设置12个注浆孔，通道部位按1.5m间距布设一个断面；预埋管结构：选用50mm的焊接管，顶端接带螺纹的管箍，并用丝堵封闭 。图5-7联络通道及泵房注浆孔布置图5.6.2 注浆工艺5.6.2.1 充填注浆充填注浆的目的:一是防止冻结壁局部解冻透水后衬砌后间隙导水而增加衬砌透水的可能性，二是通道拱项混凝土不容易浇注密实，及时充填注浆有利于补强衬砌并减小冻结壁解冻过程中的变形。（）注浆孔布置：采用在结构中预埋的注浆孔进行压浆及管片上原有注浆孔。（）注浆时间：在停止冻结后37天内，结构混凝土强度达到设计强度60%以上时开始注浆，直到充填注浆到拱项结束。（）注浆材料：浆液为单液浆，重量配比为：水：水泥0.81：1。（）注浆压力：通道部位注浆压力不得大于静水压力，集水井部位注浆压力不得大于0.1Mpa。（）注浆顺序：注浆按由下而上的顺序进行，当上一层注浆孔连续返浆后即可停止下一层注浆，直到注到拱项结束。（）注意事项：在注入水泥浆前应先注入清水，检查各注浆孔之间衬砌后间隙是否畅通。5.6.2.2 融沉注浆（1） 注浆原则融沉注浆应在充填注浆完成后，根据监测反馈的信息（其沉降报警值设定为-30+10），迅速组织注浆，并依此控制注浆量。采用在冻结帷幕两侧同时注浆的方式，将整个冻结区域全部进行压密注浆。注浆以少量多次为原则，反复注浆，直至达到控制要求。（2） 注浆孔布置采用在结构中预埋的注浆孔进行压浆及管片上原有注浆孔（图9.1-1中