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飽和粉砂地層中地鐵車站交叉穿越凍結法施工技術

  
評論: 更新日期:2010年11月05日


 ?。?)合理安排凍結順序,減小凍脹引起的地層變形。根據(jù)不同位置凍結壁受力分布情況以及不同位置地層的凍脹和強度特性變化,分5步進行凍結。其中一號線上體館站底板下第2、第3個凍結孔晚開凍7d,以便形成緩凍層,減小凍脹力。
 ?。?)在積極凍結過程中,待地鐵一號線車站底板隆起接近警戒值時,立即減少車站底板下1~2m范圍內(nèi)凍結孔的供冷量,使凍土溫度升高,利用高溫凍土在荷載作用下容易蠕變和應力松弛顯著的特點,迅速減小凍結壁作用在車站底板上的凍脹力,從而達到減小車站底板隆起量的目的。
 ?。?)在靠近上體館車站底板附近凍結壁墻界面上水平布置凍脹變形釋放孔。根據(jù)車站底板變形監(jiān)測情況,必要時可拔出凍脹釋放孔內(nèi)的鋼管,使土體內(nèi)的凍脹力得到釋放。
 ?。?)對凍結過程中車站結構的變形或受力變化情況進行監(jiān)測,分析凍結施工對車站結構的最終影響,為調整凍結施工參數(shù)提供依據(jù)。通過調整鹽水流量和鹽水溫度來控制凍結壁厚度,使其保持在設計值左右。
 ?。?)由于凍結壁解凍時有少量收縮,從而使地層產(chǎn)生融沉,可能給上部一號線上體館站帶來不良影響。為此,施工時在隧道襯砌上預留注漿管,在凍結壁化凍過程中進行注漿,以補償?shù)貙尤诔痢?br />   (8)停凍后采取強制化凍措施,以盡快化凍,恢復穿越段附近地層的水土壓力,減小地鐵一號線車站底板沉降,縮短融沉補償注漿工期。

  4、凍結壁質量保證措施
 ?。?)凍結壁邊界保溫。穿越段頂部和東西兩側均為原地鐵車站混凝土結構,屬易散熱體。為了保證凍結壁質量,施工中對這3側混凝土結構暴露面采用現(xiàn)場噴涂聚胺脂泡沫層的方法保溫,收到了較好效果。
 ?。?)在凍結壁兩端處的地鐵一號線車站地下連續(xù)墻表面敷設冷凍排管,以加強凍結壁與連續(xù)墻交界面處的凍結。
 ?。?)控制凍結孔與地鐵一號線車站底板間的距離。由于混凝土散熱比土層要容易得多,會嚴重影響車站底板和地下連續(xù)墻附近土層的凍結速度和凍土強度,進而影響凍結壁的整體穩(wěn)定性和封水性。為此,設計要求位于地鐵一號線車站底板下的凍結孔要盡量靠近底板布置,并在車站底板下挨近底板布置兩個凍結孔,確保車站底板下的凍結壁厚度與溫度達到設計要求。
 ?。?)為了確保凍結壁與對側地下連續(xù)墻之間沒有影響安全的薄弱環(huán)節(jié),穿越段外圍凍結壁側墻和底板的主凍結孔必須穿透對側地下連續(xù)墻,同時凍結管進入對側地下連續(xù)墻內(nèi)不得小于400mm。
 ?。?)加強凍結過程中的檢測和控制。通過檢測和控制各凍結孔的鹽水流量和鹽水溫度,使凍結壁快速均勻發(fā)展。在穿越段開挖過程中,通過對凍結壁暴露面和支護層的溫度、變形以及地鐵一號線上體館站結構變形等的監(jiān)測,判斷凍結壁質量是否滿足設計要求,凍結施工是否會對地鐵一號線上體館站的正常運行和穿越段開挖造成不良影響,并根據(jù)具體情況,及時調整凍結時間、凍結鹽水溫度和鹽水流量,確保開挖施工安全順利。

  5、結語
 ?。?)穿越段凍結施工中提出的“田”字形凍結壁設計,夯管法與鉆進法相結合的凍結孔施工技術,控溫凍結與間歇凍結相結合的凍脹控制技術,以及凍結壁界面處加強凍結措施,符合工程特點,地層加固效果好,為穿越段安全順利施工創(chuàng)造了良好條件,同時確保了穿越段上方地鐵一號線車站結構穩(wěn)定及地鐵運營安全。
 ?。?)采用夯管法結合鉆進法的凍結孔施工技術,解決了在流砂地層中施工凍結孔時(尤其是穿透對側地下連續(xù)墻時)容易發(fā)生水砂突出的問題;并且施工工藝簡單,效率較高,施工質量完全能滿足凍結施工安全的需要。
 ?。?)實測顯示,凍脹引起的地鐵一號線車站底板隆起主要發(fā)生在凍結壁交圈期間;車站底板凍脹隆起總量在3mm以內(nèi),與預計值接近,未超過規(guī)定值。這表明控溫凍結和間歇凍結等抑制凍脹的措施對控制地層凍脹隆起具有明顯的作用。
 ?。?)施工中合理布置凍結孔,同時采取在凍結壁易散熱界面上噴涂聚胺脂泡沫層和敷設冷凍排管等保溫與加強凍結措施,使凍結壁與老結構之間基本不存在凍結薄弱區(qū),對保證施工安全具有重要意義。
 ?。?)隧道開挖時,開挖區(qū)地層已基本凍實,開挖面穩(wěn)定,凍結壁具有足夠的承載力,可保證施工安全。開挖時實測的凍結壁變形量不超過2mm,初期支護承受的壓力也不大。
 ?。?)下行線隧道停凍后的監(jiān)測表明,由于凍結壁解凍時采取盡快化凍,恢復水土壓力和融沉補償注漿等措施,地層凍融引起的地鐵一號線車站底板基本上未發(fā)生沉降。

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