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淺談凍結(jié)法在地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用
2020-03-21 08:29:09   來源:焦作新礦機械

《地鐵設(shè)計規(guī)范》中聯(lián)絡(luò)通道是指連接同一線路區(qū)間上下行的兩個行車隧道的通道或門洞,在列車于區(qū)間遇火災(zāi)等災(zāi)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(guī)模不大,但技術(shù)難度大、工序復(fù)雜,地層加固處理不當(dāng)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(nèi)鉆進(jìn),(近)水平孔凍結(jié)加固土體”適用于含一定水量的松散土層,復(fù)雜水文地質(zhì)如軟土、含水不穩(wěn)定土層、流砂、高水壓及高地壓條件下仍有效可行。凍結(jié)法重點是控制凍結(jié)孔鉆進(jìn)、地層凍脹和融沉。

1 聯(lián)絡(luò)通道及凍結(jié)加固范圍

聯(lián)絡(luò)通道由與隧道鋼管片相連的喇叭口、水平通道或泵站構(gòu)成,長約14m。水平通道為直墻圓弧拱結(jié)構(gòu),開挖輪廓高約5m,寬約4m;凍結(jié)加固范圍為結(jié)構(gòu)外2m。

2 施工順序

施工準(zhǔn)備→凍結(jié)孔施工(同時凍結(jié)站安裝:凍結(jié)制冷系統(tǒng)、鹽水系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng))→管路連接、凍結(jié)系統(tǒng)調(diào)試→積極凍結(jié)→維護(hù)凍結(jié)→凍結(jié)管割除、結(jié)構(gòu)充填注漿→自然解凍、融沉注漿。

3 凍結(jié)要求與孔位布置

《福建省城市軌道交通工程聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法技術(shù)規(guī)程》中凍結(jié)壁是指用制冷技術(shù)在構(gòu)筑物周圍地層所形成的具有一定厚度和強度的連續(xù)凍結(jié)巖土體。又稱凍結(jié)帷幕或凍土墻。

3.1 凍結(jié)要求。3.1.1 凍結(jié)壁厚度:喇叭口1.7m,通道2m;確保凍結(jié)壁與管片完全膠結(jié)。凍結(jié)孔布置圈上,凍結(jié)壁與管片交接面溫度小于-5℃,其它部位凍結(jié)壁-10℃。積極凍結(jié)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(jié)管、對穿孔管Φ89×8mm,每米冷凍排管、凍結(jié)管散熱量≥100kcal/h。橡塑保溫層厚度5cm,導(dǎo)熱系數(shù)≤0.04W/MK。3.1.3 地層及環(huán)境有重大變化時,及時調(diào)整凍結(jié)壁厚度、溫度及凍結(jié)時間。

3.2 孔位布置。凍結(jié)孔凍結(jié)站側(cè)55 個,對側(cè)26 個;測溫孔凍結(jié)站側(cè)2 個,對側(cè)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(xué)的重要組成,因此,課堂氣氛好,學(xué)生就會比較活躍,參與度也會相對較高,那么學(xué)習(xí)的效果就會好;反之,那么教學(xué)效果一定會不好;诖,教師一定要懂得利用合作學(xué)習(xí)的手段,活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的參與性;加強教師與學(xué)生之間,學(xué)生與學(xué)生之間的交流,提高教學(xué)的有效性。

4 制冷系統(tǒng)

凍結(jié)站設(shè)在一側(cè)隧道內(nèi)。配備兩臺冷凍機、鹽水泵、清水泵,冷凍機組運轉(zhuǎn)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(huán)管路上設(shè)置伸縮接頭、閥門和測溫儀、壓力表、流量計。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后包保溫層,塑料薄膜包扎。集配液管與凍結(jié)管用高壓膠管連接,每組凍結(jié)管進(jìn)出口各裝閥門一個。通道四周凍結(jié)管每4 個串聯(lián)一組,其他凍結(jié)管每5~6 個串聯(lián)一組,分別接入集配液管。兩側(cè)管片內(nèi)側(cè)安裝保溫板,用膠水密貼在管片上,板材搭接不小于15cm;凍結(jié)壁附近管片內(nèi)側(cè)敷設(shè)保溫層至凍結(jié)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(nèi)充滿清水,鹽水箱充一半清水,在有過濾裝置的箱內(nèi)溶解氯化鈣,邊循環(huán)邊化氯化鈣,至濃度達(dá)到要求。進(jìn)行制冷系統(tǒng)檢漏和氮氣沖洗,確保系統(tǒng)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(xiàn)在圖8 中,就是遮擋物向左延伸。原因是:當(dāng)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(chǎn)生任何影響),此時點O 能接收到的光照強度變?yōu)椤鱈’,△L’<△L。由此可得:在其他條件保持不變時,當(dāng)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(yīng)地,遮擋系數(shù)v 就應(yīng)該越大。即遮擋系數(shù)與遮擋物的大小成正相關(guān)。

5 凍結(jié)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(nèi);膨脹螺絲上緊,裝上閘閥;閘閥打開,從閘閥內(nèi)Φ108mm二次開孔;管片鉆穿后涌砂,閘門及時關(guān)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(diào)整好鉆機,孔口裝置接上閥門,將盤根輕壓在盤根盒內(nèi);通過孔口裝置干式鉆進(jìn),不進(jìn)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(xiàn)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(nèi),至0.8Mpa 且大于鹽水壓力1.5 倍時,停止打壓,關(guān)好閥門,觀測30 分鐘壓力無變化為合格。

5.2 鉆桿(凍結(jié)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(shè)計深度后密封頭部。

5.3 凍結(jié)孔鉆進(jìn)。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(jù)測斜情況,孔位適當(dāng)調(diào)整。5.3.2 壓緊孔口密封裝置,打開孔口閥門鉆進(jìn)。5.3.3 鉆進(jìn)前2m時,反復(fù)校核凍結(jié)管方向,確保無問題。5.3.4 凍結(jié)孔最大允許偏斜15cm,調(diào)整角度與參數(shù)及時糾偏,超出要求須補孔。5.3.5 每孔土體流失量應(yīng)小于該孔體積,結(jié)合地表沉降監(jiān)測注漿。5.3.6 成孔后進(jìn)行孔口注漿,拆除孔口密封裝置。5.3.7 打透孔復(fù)核預(yù)留口位置,若誤差大于10cm,孔位進(jìn)行調(diào)整。5.3.8 凍結(jié)孔有效深度應(yīng)滿足要求;凍結(jié)管管頭碰到對側(cè)管片的,不能循環(huán)鹽水的管頭長度小于15cm。

5.4 鉆孔偏斜控制。確定通道兩側(cè)實際與設(shè)計中心坐標(biāo)的偏值,參數(shù)相應(yīng)調(diào)整;鉆頭直徑略大于鉆桿直徑;鉆機較設(shè)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(yù)防鉆孔涌砂冒水

準(zhǔn)備好注漿材料及設(shè)備,用Φ38mm鉆孔檢查地層穩(wěn)定性,如嚴(yán)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(xiàn)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(guān)閉旁路閥;無法鉆進(jìn)時,打開閥門泄壓,再關(guān)閉閥門,反復(fù)進(jìn)行,使孔內(nèi)保持一定壓力,保證孔壁穩(wěn)定。

5.6 凍結(jié)器安裝

5.6.1 安裝前,先配管;復(fù)測凍結(jié)孔深度,測斜并繪制鉆孔偏斜圖。5.6.2 下好凍結(jié)管后長度復(fù)測,進(jìn)行打壓試驗。上仰孔,安裝供液管后打壓或延長穩(wěn)壓時間。5.6.3 凍結(jié)管內(nèi)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(jié)管安完后,截去露出管片的孔口管,用堵漏材料密封凍結(jié)管與管片、孔口管的間隙。5.6.5 沿凍結(jié)站對側(cè)隧道上沿,通道外圍凍結(jié)壁敷設(shè)5~6 排冷凍排管,間距為40~50cm;排管敷設(shè)密貼管片。

6 積極凍結(jié)

凍結(jié)時間根據(jù)實際效果調(diào)整。鹽水降溫按預(yù)計降溫曲線進(jìn)行。凍結(jié)孔單孔流量大于5m3/h;凍結(jié)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(dá)不到要求,延長凍結(jié)時間。凍結(jié)時,凍結(jié)區(qū)附近200m內(nèi)無降水且區(qū)內(nèi)無集中水流。根據(jù)測溫判斷凍結(jié)壁交圈并滿足設(shè)計厚度后打探孔,確認(rèn)土層無壓力后開挖。

7 維護(hù)凍結(jié)

從開挖到結(jié)構(gòu)層完成,鹽水溫度低于-28℃,去回路溫差小于2℃。凍結(jié)過程中,確保凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常,及時分析凍結(jié)壁溫度變化。

8 凍結(jié)施工監(jiān)測

8.1 凍結(jié)孔監(jiān)測

偏斜監(jiān)測用經(jīng)緯儀或測斜儀。凍結(jié)器密封性能監(jiān)測用管內(nèi)注水,手動試壓泵加壓試漏,每孔監(jiān)測1 次。

IoT系統(tǒng)策略的安全性是保障其正確運行的重要基礎(chǔ),也是各類IoT設(shè)備行為一致性驗證的重要前提,而基于SDN架構(gòu)的安全策略分發(fā)已不再適應(yīng)日益擴大的IoT規(guī)模。相比較而言,基于區(qū)塊鏈的IoT去中心化安全管控不僅能夠?qū)崿F(xiàn)龐大IoT設(shè)備數(shù)量下安全策略的分發(fā),更能為異構(gòu)IoT系統(tǒng)提供較高的容錯性,是新型IoT技術(shù)發(fā)展的一個很好趨勢。

8.2 溫度流量監(jiān)測。8.2.1 每個測溫孔內(nèi)布設(shè)3~4 個測點;凍結(jié)開機后,監(jiān)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(guān)鍵凍結(jié)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(tǒng)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(tǒng)和冷卻水循環(huán)以及凍結(jié)壁溫度用點溫儀結(jié)合精密水銀溫度計監(jiān)測,每天1 次。8.2.4 凍結(jié)系統(tǒng)及凍結(jié)壁溫度監(jiān)測,自凍結(jié)運轉(zhuǎn)至停凍。

8.3 壓力監(jiān)測。泄壓孔一側(cè)安裝壓力表。開機凍結(jié)時監(jiān)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(tǒng)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(cè)敷設(shè)保溫層。減小凍結(jié)孔與對側(cè)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(nèi)濾管不包紗網(wǎng),凍脹引起地層壓縮時,土體從泄壓孔排出。

9.3 積極凍結(jié)時,孔內(nèi)水壓增加,打開閥門卸壓。

9.4 通過監(jiān)測凍結(jié)過程中管片變形,及時調(diào)整凍結(jié)參數(shù)。調(diào)整鹽水流量和溫度,控制凍結(jié)壁厚度在設(shè)計值附近。

9.5 停止凍結(jié)后,自然解凍融沉注漿。在通道底板、兩側(cè)、頂部中預(yù)埋注漿孔;必要時在管片上鉆孔,化凍時進(jìn)行注漿補償。

凍結(jié)加固在隧道內(nèi)進(jìn)行,施工場地狹小,涉及鉆孔、凍結(jié)工序,難度大、風(fēng)險高;通過每孔布設(shè)孔口管、安裝孔口密封裝置及監(jiān)測凍結(jié)地層溫度、地層沉降變形、隧道變形,及時調(diào)整施工工藝,才能確保工程的順利實施,進(jìn)一步加快城市軌道交通工程建設(shè)。
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