郭 壘
上海地鐵旁通道凍結工程與礦山凍結工程項目相比:工程小,風險高,工序轉換快,但是,施工中的安全管理,質量管理,合同管理及進度控制等與礦山工程基本相同,由于上海地層相對復雜,施工速度快等特點,又與礦山凍結項目有很大的區(qū)別,本文主要從造孔施工、積極凍結、開挖構筑及后期注漿4個方面進行詳細闡述。
造孔施工質量的優(yōu)劣直接影響凍結效果,同時也是市政工程施工中風險較大的階段之一。在造孔施工前,現場施工人員要將旁通道處的鋼片管進行滿焊,提高鋼管片的整體性,并搭設施工平臺,鋪設電力、通訊電纜、給排水管路等,為開鉆做好準備。此階段最主要的是檢查鋼管片焊接質量及施工平臺搭設的平整性與穩(wěn)定性,做好電氣相關試驗。
技術人員要與總包方核實兩條隧道的位置關系,確定兩隧道的偏斜情況,并依據偏斜情況計算出開孔位置,并通過透孔施工對隧道偏斜情況及高程差進行核實,最終確定各孔的開孔位置,同時要求監(jiān)測單位在開鉆前做好監(jiān)測點的布設工作。技術人員在放孔位時,一定要記清孔位移位情況,并對后視點進行調整,從源頭上減少放樣誤差造成的孔位偏斜,從而保證造孔質量。放孔位是整個造孔施工的關鍵,在放設時務必要求操作人員嚴肅認真,細心周密。
造孔施工過程中,采用二次開孔施工工藝,并安裝孔口密封裝置,防止凍結孔穿透隧道管片時和跟管鉆進時孔口涌水噴砂。二次開孔工藝示意圖如圖1所示。
一次開孔前要反復核對孔位位置,確認無誤后進行開孔,開孔后安裝孔口管要認真檢查,防止出現孔口管脫落現象,造成工程事故。二次開孔時一定要安裝閥門,防止出現突水涌沙現象。在凍結管夯進時要時時刻刻檢查夯進角度,保證造孔施工角度正確,同時加強焊接質量的檢查,提高焊接質量,保證打壓合格。
單孔施工結束后,應立即用雙液漿進行封孔注漿、打壓、測斜,特別是地層條件較差的工程,應更加注意封孔注漿,良好注漿效果將為后期割管提供安全保障。
在對側造孔施工過程中,要關注已完成造孔側的孔位,防止出現碰管現象。在整個凍結孔施工過程中,項目部要做好24 h值班工作,值班人員要做好施工記錄,特別是實際開孔孔位及施工過程中出現可能影響凍結效果的情況,為將來作凍結交圈判定提供可靠的詳實資料。
在整個施工過程中,要做好充足的應急物資,做好應急預案的交底工作,從思想與行動上注視安全生產。為了保證凍土帷幕的有效厚度,在成孔間距不能滿足凍結要求時采用補打水平孔的方法保證凍結孔的終孔間距。如發(fā)現凍結孔施工過程中隧道沉降速率過大,及時進行補償注漿,控制隧道沉降。
造孔結束后,要進行凍結器的連接,在連接過程中要遵循低進高出長度相近的原則,凍結器連接后,要用清水進行打壓試漏,重點檢查高壓膠管連接可靠性,防止凍結過程中出現崩管現象造成鹽水損失。
開機前,冷凍機應先空轉1 h~3 h,觀察運轉是否異常。在試運轉時,要逐步調節(jié)能量、壓力、溫度和電機負荷等各狀態(tài)參數,使機組在有關設備規(guī)程和運行要求的技術參數條件下運行,確保設備在無病狀態(tài)下工作。
積極凍結過程中,要經常關注鹽水比重,使鹽水比重在設計規(guī)定范圍內,同時要安排專人進行放氣,防止凍結器內積氣,影響凍結施工安全。每天檢測去、回路干管鹽水溫度、凍結器回路鹽水溫度、鹽水箱液位、冷卻水溫度并觀察凍結器頭部結霜是否有異常。在凍結運轉初期,檢測各凍結器的鹽水流量,如發(fā)現流量小于設計要求,則應利用控制閥門進行調節(jié),或加大鹽水泵泵量,使其滿足設計要求。
每天檢測測溫孔溫度做好記錄,并根據測溫數據,分析凍土帷幕的擴展速度和厚度,預計凍土帷幕達到設計厚度時間。
在積極凍結期間,要完成開挖前的準備工作,首先是安裝隧道預應力支架,在安裝支架過程中,要注意物體打擊與高空墜落。
臨時支架、鋼筋加工及模板都要在開挖前完成,并將所有的物資運至旁通道附近,并加強對空壓機的檢修,保證開挖時機械設備正常運轉。
開挖采用短段掘砌技術,開挖步距控制在500 mm,特殊情況下最大不超過800 mm。開挖斷面超挖不大于30 mm;開挖中心線偏差不大于20 mm,凍結壁暴露時間不大于24 h,并要求凍結壁暴露面收斂不大于20 mm。開挖時要嚴格控制超挖及開挖步距,遵循“先探后挖,有疑必探,隨掘隨支”的原則,做好施工過程的記錄工作,在開挖過程中,每天監(jiān)測暴露凍土帷幕的表面溫度和位移量,如發(fā)現局部凍土帷幕溫度較高、變形較大,可用串接管道泵的方法加大對應位置的凍結孔流量。開挖期間,不允許提高鹽水溫度和減小鹽水流量。
每天定時監(jiān)測初期支護收斂、變形和支護層后凍土溫度,發(fā)現支護變形或凍土融化應分析原因,及時采取加強措施。
為控制變形,凍土開挖后就要及時對凍結壁進行支護。旁通道的支護層既作維護地層穩(wěn)定、確保施工安全的一項重要技術措施,又作為結構層的一部分,是支護工藝最為關鍵的一步。在施工過程中采用兩次支護方式:第一次支護(支護層)采用鋼支架加木背板,并掛網噴射混凝土找平。第二次支護(結構層)采用現澆鋼筋混凝土。
鋼支架與凍土之間加木背板,木背板厚度為5 cm,木背板后空隙用砂充填滿。初期支護木背板厚度誤差不大于5 mm,背板間隙不大于8 mm,背板搭接鋼支撐長度不小于35 mm。木背板后用素水泥砂漿充填密實,不留空洞。噴射混凝土強度等級為C20,厚度不小于200 mm。
鋼筋規(guī)格及間距應嚴格按結構設計圖紙進行綁扎,鋼筋搭接部分應調直理順,綁扎牢固,搭接部分長度應符合設計要求,在結構混凝土與鋼管片接觸部位應按規(guī)定焊接錨筋,且縱筋與鋼管片搭接處采用T形焊接。
模板就位前,應在模板上均勻涂刷脫模劑,按結構特征順序安裝模板,并檢查模板的垂直度、水平度、標高、鋼筋保護層的厚度以及結構層尺寸,校正合格后,將模板固定保證施工時不跑模、不漏漿。
結構層采用商品混凝土,其強度等級應比設計高C5?;炷帘盟偷街Ш玫哪0鍍炔⒂貌迦胧秸駬v棒反復均勻振搗,不漏振、不過振。每次澆筑混凝土時在現場用試模制成標準試塊,用于檢測混凝土強度及抗?jié)B性。
1)注漿方式。
凍結壁的融化是從外壁和內壁兩個方向同時進行的。外層注漿主要利用隧道內預留的注漿孔以及部分穿透凍結壁的注漿孔注漿;內層應用旁通道內預留的注漿孔注漿。
a.外層注漿。
凍結壁外層注漿在結構施工結束后,根據隧道監(jiān)測情況,適時用風鉆從管片注漿孔或預埋注漿管內鉆孔,鉆孔深度為穿透凍結壁(≥1.6 m),然后插入φ32注漿管,孔口接上特制的孔口密封裝置,分層注漿。
b.內層注漿。
在結構層混凝土強度達到80%時即可根據隧道沉降變化量進行跟蹤注漿。先直接利用預埋管注漿,然后逐漸由里向外,插入2寸注漿管注漿,控制融沉量。
2)注漿原則及參數。
凍融注漿應結合監(jiān)測進行少量、多次復注。以單液水泥漿為主,水泥—水玻璃雙液漿為輔,注漿壓力不大于0.5 MPa,單孔單次注漿量0.2 m3~0.5 m3,單遍注漿量 12 m3~15 m3。雙液漿配比為:水泥漿水灰比0.8∶1,水玻璃 30 Be'~45 Be',模數 2.8~3.2,將水玻璃加1倍~2倍水稀釋后使用。水泥漿∶水玻璃(體積比)為 1∶1。
3)注漿順序。
注漿順序為通道底板→通道兩側→通道頂板,目的是使所注漿液均勻地由結構底部向上部擴展,提高注漿效果,改善結構受力狀態(tài)。
4)注漿結束標志。
a.注漿應根據隧道沉降監(jiān)測值,適時跟蹤注漿,旁通道隆起2.0 mm時應暫停注漿。b.嚴格控制注漿壓力和注漿量不超過設計范圍,結合監(jiān)測數據,按照少注多次的原則,逐步控制地層沉降趨于穩(wěn)定。c.注漿管端部的接頭絲扣應檢查完好無損,閥門密封可靠,在出現孔口噴泥水時能及時關閉。并準備一些木楔,在絲扣失靈或閥門關閉不嚴時能堵塞孔口。d.注漿時監(jiān)測隧道收斂變形,保證在注漿壓力作用下變形量在設計允許范圍內(+10 mm~-30 mm)。
精雕細刻鑄精品,精打細算創(chuàng)效益,防微杜漸抓安全,超前管控保平安,根據上海旁通道工程實際情況,科學組織,狠抓安全,嚴保質量,督促進度,同心協(xié)力,做好“三管三控一協(xié)調”,一定能不斷的推進旁通道施工中的項目管理水平,為地鐵旁通道的建設與發(fā)展發(fā)揮作用。
[1]汪仁和.對凍結法中幾個問題的討論[J].淮南工業(yè)學院學報(自然科學版),2000(3):70-73.
[2]郭瑞平.凍結法施工在地下工程施工中的應用[J].采礦技術,2007(6):47-48.
[3]成 虎,許葉林,李俊娜.對目前我國項目管理幾個問題的思考[J].項目管理技術,2008(3):102-105.
[4]吳華清.工程項目管理成本控制初探[J].四川水利,2008(2):85-87.
[5]夏 杰,樓根達,余志松.飽和粉砂地層中地鐵車站交叉穿越凍結法施工技術[J].建井技術,2006,27(1):10-12.
[6]楊志萍,李長忠,胡燦輝.天津地鐵1號線旁通道地層凍結施工技術[J].天津建設科技,2006(16):241-244.
[7]劉運生.提高氣動夯管錘鋪管精度的措施[J].石油建設工程,2006,32(4):35-36.
[8]欒德崇,劉忠寶,王志良.上海地鐵旁通道凍結法施工技術[J].中國市政工程,2008(3):61-64.
[9]劉艷濱.地鐵盾構隧道旁通道凍結法施工技術[J].鐵道建筑技術,2004(3):6-11.
[10]丁遠忠.淺談施工單位的項目管理[J].珠江水運,2008(1):9-11.