水平凍結(jié)孔鉆孔施工工藝研究
發(fā)布時間:2018-06-22 來源: 歷史回眸 點擊:
摘 要:隨著城市軌道交通的飛速發(fā)展,旁通道冷凍法也更廣泛的應用在地鐵隧道聯(lián)絡通道的施工中。本文著重介紹了水平冷凍法中凍結(jié)孔的施工方法,具體到凍結(jié)孔和凍結(jié)管的施工流程及工藝要點,以及鉆孔施工中的風險防治及處理方式,為水平鉆孔的施工提供了一些成功經(jīng)驗。
關鍵詞:冷凍法;凍結(jié)管;鉆孔
一、前言
凍結(jié)法是先布置好凍結(jié)孔,并且在孔中反復低溫鹽水,進而導致凍結(jié)孔周邊的含水地層結(jié)冰,產(chǎn)生極強的高度以及極好的封閉性的凍結(jié)壁是指凍土帷幕,有便于在凍結(jié)壁的維護下實行隧道、豎井以及地下工程的挖掘和襯砌的特殊施工技術。該實質(zhì)其實就是運用人工技術對巖土的情況進行提高,F(xiàn)凍結(jié)法已普遍運用在我們國家每一項地下工程當中,就是一項綠色環(huán)保的施工方法。
凍結(jié)法按照凍結(jié)壁的形成方向分為水平凍結(jié)法及垂直冷凍法,本文著重于介紹地鐵隧道聯(lián)絡通道施工中水平凍結(jié)孔鉆孔施工工藝。
二、水平鉆孔施工
2.1 凍結(jié)孔布置
地鐵隧道聯(lián)絡通道凍結(jié)孔布置一般是根據(jù)上仰、水平、下俯 這三種角度進行布置,同時為減小土層凍脹,隧道一般是根據(jù)上下對稱對凍結(jié)孔進行布置。隧道兩側(cè)均布置孔位,兩側(cè)的凍結(jié)管周圍土體在積極凍結(jié)完成后均形成完整封閉的凍土帷幕,設計凍結(jié)孔位置時應考慮左右線凍結(jié)孔在交界位置均勻交錯布置,避免在通道正中間位置出現(xiàn)凍土帷幕不封閉的情況發(fā)生。
2.2 施工準備
鉆孔前先按照圖紙要求預制凍結(jié)管、孔口管和堵頭等材料部件,并保證現(xiàn)場“三通一平”,利用木板在聯(lián)絡通道的位置對施工場地進行鋪設,根據(jù)搭設施工腳手架進而更好的方便鉆孔在施工的時候運用。
2.3 測量放線
建立一個專門對放線進行測量的小組,對儀器和工具的測量應當事先進行檢驗和按期校正。測量之后精準的位開透孔,先對聯(lián)絡通道兩邊隧道的透孔進行施工,檢驗隧道管片上留有洞門的響應位置。依照實際開透孔的差異對凍結(jié)孔施工方位進行調(diào)動,進而降低該結(jié)孔的偏斜值并且在隧道兩側(cè)進行i點,利用拉線的形式進行校驗以及掌控凍結(jié)孔的位置。
2.4 凍結(jié)孔開孔及孔口密封裝置
2.4.1 凍結(jié)孔開孔
開孔位置分為砼管片及鋼管片兩種:
砼管片:在開口較易的地方可以采用一次開孔直接到位的方法,若開孔難度較大,采用二次開孔:第一是要利用開孔機該直徑是在130mm,其深度大約為280mm左右,掌控不得鉆穿管片而且更好的防止砼管片內(nèi)受力主筋,并且加入加工完成的孔口管,利用超出四個之上固定點穩(wěn)固在管片上(固定點利用膨脹螺絲進行穩(wěn)固),膨脹螺絲穩(wěn)固之后,將螺母去掉,安裝DN125閘閥,并且將其打開,利用開孔器由閘閥當中進行第二次的開孔,該直徑在108mm左右,一直把砼管片全面開穿,若發(fā)生涌砂那么應該立即將閘門關閉。
鋼管片:在鋼管片上焊接好孔口管,在該管上焊接好閘閥以及孔口的安置,利用鉆機焊接金鋼石鉆頭,經(jīng)過孔口,將鋼管片鉆進進行切割。
2.4.2 孔口裝置安裝
利用螺絲把孔口安置在閘閥上面,防止加好密封墊片。詳見圖2。
2.5 凍結(jié)孔鉆進
、佟€@孔設備使用鉆機,配用泥漿泵,鉆具運用凍結(jié)管當作鉆桿,根基整體施工的設計應該選擇利用各種鉆桿;
、、凍結(jié)管間運用套管絲扣進行連接,接頭螺紋穩(wěn)固之后應該用人工技術進行焊接,進而保證該同心度以及焊接強度,焊接之后實行粗打磨,確保焊縫沒有任何的突起不平。
、邸⒃谝话愕那闆r下,在鉆頭裝置一個特制的單向閥門,利用帶水鉆進;凍結(jié)管鉆進到達設計深度之后應該將單向閥處理干凈,并且將其完全封閉。
、、鉆進時應該嚴格掌控凍結(jié)孔所具有的測斜問題,若出現(xiàn)應該盡快糾偏,在凍結(jié)管下好之后,應該對其長度的復測進行凍結(jié),并且利用燈光測斜儀實行測斜進而制作出鉆孔偏斜圖。
、、在凍結(jié)管中放置供液管,并且和該端蓋和去以及回路羊角進行焊接。
2.6 封閉孔底部
利用絲堵將其凍結(jié)孔底部完全封閉,主要方式為,運用接長桿把絲堵至在孔的底部,運用反扣以及卸扣時,把絲堵完全封閉。
2.7 打壓試驗
將其孔口完全封閉,利用手壓泵打水至孔內(nèi),在壓力取得1.0Mpa點的時候,應該立刻打壓,將閥門完全關閉,觀察壓力所具有的變化,半個小時之內(nèi)變化<0.05MPa則為通過。
2.8 施工注意事項
1)施工透孔主要是根據(jù)復核對側(cè)隧道預留口位置的偏差和鉆孔施工質(zhì)量,若超出100mm應應當根據(jù)確保凍結(jié)壁設計厚度對其布置實行相應的調(diào)動。
2)凍結(jié)孔鉆進深度不能低于設計深度。鉆頭若觸及隧道管片的,不加入制冷循環(huán)的長度不能低于150mm。
3)鉆孔的偏斜應控制在150mm以內(nèi)。
4)凍結(jié)管長度以及偏斜通過之后應該實行打壓試漏,壓力應該掌控在0.8MPa左右,前15分鐘的壓力耗損應該低于0.05MPa,后半個小時壓力沒有任何變化的則為通過。沒有通過的,能夠?qū)鼋Y(jié)管拔出再從新實施鉆孔,或者下套管實行處量。
5)再對凍結(jié)孔進行施工的時候土體流失量不能低于凍結(jié)孔的整體面積,不然應該盡快注漿對地層的下降進行掌控。
6)若凍結(jié)孔在鋼管片上時,認定孔位之后,應該充填水泥,再進行焊接鋼板,焊接完好之后,待水泥穩(wěn)定之后再實行開孔。
三、風險防治及補救措施
3.1 凍結(jié)鉆孔漏水涌砂
3.1.1 形成原因
在地鐵聯(lián)絡通道凍結(jié)進行施工時,一般會遇到極大的地下水壓力的含水砂層。在該地層施工貼近水平凍結(jié)孔,若出現(xiàn)鉆孔漏水噴砂的問題,那么就會產(chǎn)生極為嚴重的地層下降,因此也對隧道管片以及地表建筑形成一定的耗損,乃至還會發(fā)生隧道垮塌等事件。引起鉆孔漏水噴砂的原因主要有:孔口管松懈以及分離、凍結(jié)管接頭脫落以及孔口止水安置耗損等等。起初在對凍結(jié)孔進行施工的時候得出孔口管分離以及凍結(jié)管脫落、鉆頭逆止閥無效以及孔口止水裝置耗損等這些問題基本沒有,不過在凍結(jié)孔施工之后,因為地層干擾過大,具有極強的滲透性,極易導致塌孔抱鉆,很可能出現(xiàn)以上情況。
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