凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道施工風(fēng)險及措施

1、凍結(jié)法聯(lián)系通道施工風(fēng)險及措施 1   凍結(jié)鉆孔漏水噴砂         1.1 引起凍結(jié)鉆孔漏水噴砂的原因        在地鐵聯(lián)系通道凍結(jié)施工中，往往會碰到地下水壓力較大的含水砂層。在這些地層施工近水平凍結(jié)孔，發(fā)生鉆孔漏水噴砂的狀況非常頻繁，嚴(yán)重時可以引起很大地層沉降，造成隧道管片和地面建筑變形損壞，甚至釀成隧道垮塌的災(zāi)難性事故。引起鉆孔漏水噴砂的原因主要有：孔口管松動或脫落、凍結(jié)管接頭斷裂、鉆頭逆止閥失效和孔口止水裝置損壞等。有時在

2、凍結(jié)壁解凍后，由于凍結(jié)管與隧道管片之間的空隙不能及時有效的封堵，也有發(fā)生漏水噴砂的狀況。依據(jù)過去經(jīng)驗，開始施工凍結(jié)孔時發(fā)生孔口管松動脫落、凍結(jié)管斷裂、鉆頭逆止閥失效和孔口止水裝置損壞等狀況較少，也易處理。但在凍結(jié)孔施工后期，由于地層擾動加大，滲透性提升，很容易引起塌孔抱鉆，使得發(fā)生上述狀況的可能性及處理難度顯著增加。        1.2 凍結(jié)鉆孔漏水噴砂的應(yīng)急處理        如因孔口管松動或脫落引起孔口管與管片之間 漏水，應(yīng)馬上停止鉆進，在凍結(jié)管上安

3、裝管卡，用鉆機推動凍結(jié)管將孔口管頂實，或者用膨脹螺栓等將孔口管固定牢固。然后用棉紗堵塞孔口管與管片之間漏水處，并通過孔口管旁通進行壓漿堵漏。注漿材料以采納化學(xué)漿液為宜，也可用水泥一水玻璃漿液。在緊急狀況下，可直接從凍結(jié)管中注入水泥一水玻璃漿液。        當(dāng)漏水涌砂點在隧道底部時，如遇緊急狀況，可以用堆壓法處理。采納這種方法時，先應(yīng)用棉紗等堵塞出水點控制漏水速度，并及時排水。然后，在出水點周邊壘一圈砂包，在出水口埋設(shè)導(dǎo)水管，并迅速將水泥和水玻璃撒到出水點，邊撒邊攪拌，使之快速凝固。在堆壓體中可埋一些鋼筋或型鋼，以便將其與

4、隧道管片固定以增加堆壓體的穩(wěn)定性。當(dāng)堆壓體有一定強度和體積后，可逐漸控制導(dǎo)水管的出水量。最后，通過導(dǎo)水管或從四周隧道管片開孔注漿封堵出水點。        如因凍結(jié)管接頭斷裂和鉆頭逆止閥失效引起漏水噴砂，可直接通過凍結(jié)管注漿。在采納鉆進法下凍結(jié)管時，可先準(zhǔn)備一個能與凍結(jié)管連接的注漿管接頭，這樣，一旦發(fā)生凍結(jié)管漏水噴砂的狀況，可以迅速擰上準(zhǔn)備好的管接頭，進行注漿。在用夯管法下凍結(jié)管時，可預(yù)備一個止?jié){塞進行堵水和注漿。如沒有止?jié){塞，可準(zhǔn)備一個凍結(jié)管木塞和一截帶閥門的注漿管，在凍結(jié)管漏水時，可用木塞堵塞凍結(jié)管( 用夯管錘將木塞夯人

5、凍結(jié)管) ，然后在凍結(jié)管上焊接注漿管進行注漿處理。        鉆孔堵漏時需要注意以下幾點：第一，要早發(fā)現(xiàn)，早做好應(yīng)急處理的準(zhǔn)備；第二、堵漏速度要快，要把握時機，疏堵結(jié)合；第三，要盡快進行補償注漿控制地層沉降；第四，要強化隧道和地層沉降監(jiān)測，及時對隧道和地面危險建筑采用加固措施。        關(guān)于漏水的凍結(jié)管，如下入地層深度已達(dá)到制定要求，則可以在凍結(jié)管中下人直徑較小的凍結(jié)管進行凍結(jié)，否則，可以移位補打凍結(jié)孔。   

6、60;     2  凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失        2 .1  引起凍結(jié)管斷裂與鹽水漏失的原因        在積極凍結(jié)和開挖期間均可能發(fā)生凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失的狀況。引起凍結(jié)管斷裂或滲漏的原因主要有三種狀況。一是由于凍結(jié)管螺紋連接補焊質(zhì)量或凍結(jié)管端頭絲堵安裝質(zhì)量存在缺陷，打壓試漏不夠嚴(yán)格，從而導(dǎo)致供鹽水時凍結(jié)管接頭或凍結(jié)管端頭絲堵滲漏；二是由于凍結(jié)管接頭質(zhì)量差，開凍后管材發(fā)生冷縮，引起凍結(jié)

7、管接頭焊縫開裂滲漏；三是開挖后凍結(jié)壁變形引起凍結(jié)管彎曲、拉伸，從而造成凍結(jié)管接頭斷裂。凍結(jié)管斷裂還與打鉆和凍結(jié)時引起的地層擾動、隧道沉降等有關(guān)。        凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失一方面使凍結(jié)管不能再正常工作，需要停止凍結(jié)；另一方面會融化凍結(jié)壁，或使凍土強度降低。因此，凍結(jié)管斷裂會嚴(yán)重威脅凍結(jié)施工的安全。這兩種狀況在過去工程中均有發(fā)生，所幸發(fā)現(xiàn)早、處理及時或鹽水漏失在粘土層中，從而避免了更為嚴(yán)重后果的發(fā)生。        在積極凍結(jié)期間發(fā)生凍結(jié)管斷裂和鹽水

8、漏失，不會馬上對工程安全造成威脅。但是，凍結(jié)管裂漏 后鹽水會滲入地層，即使地層已經(jīng)凍結(jié)也會逐步融化，使地層不能凍結(jié)或地層凍結(jié)后凍土強度顯然降低，這樣給以后聯(lián)系通道開挖帶來了很大的安全隱患。特別是一旦有鹽水滲入地層，凍結(jié)壁的擴展厚度和凍土強度就不能通過測溫孔測溫來檢查，給聯(lián)系通道開挖帶來了極大的風(fēng)險。         2 .2 凍結(jié)管斷裂與鹽水漏失的應(yīng)急處理        在積極凍結(jié)期間發(fā)現(xiàn)凍結(jié)管滲漏鹽水，可采納以下方法進行處理。 

9、60;      1馬上切斷凍結(jié)器鹽水供給。        2在滲漏的凍結(jié)管中下套管恢復(fù)凍結(jié)，套管與凍結(jié)管之間應(yīng)灌滿清水。關(guān)于向上傾斜的凍結(jié)管，下套管處理會在套管與凍結(jié)管之間存在空隙影響導(dǎo)熱，所以，應(yīng)改用液氮凍結(jié)。        3在緊靠漏管位置打探孔檢查漏鹽水位置和范圍。如漏水位置為透水砂層，可放水降低土層的含鹽濃度。        4

10、取芯測定漏鹽水點四周土體的含鹽量或凍土強度。評估凍土強度降低可能凍結(jié)壁承載力和穩(wěn)定性的影響。        5必要時采納液氮凍結(jié)降低凍結(jié)壁溫度，或延長積極凍結(jié)時間和局部補孔凍結(jié)增加凍結(jié)壁厚度。        在開挖期間碰到凍結(jié)管斷裂和鹽水漏失的狀況，應(yīng)馬上切斷鹽水供給。如果地層為含水砂層，應(yīng)馬上施工初期支護封閉開挖工作面。并應(yīng)盡快關(guān)閉防護門充壓氣堅持開挖區(qū)土壓平衡，然后在漏鹽水的凍結(jié)管中用液氮進行凍結(jié)，直至取芯檢查凍結(jié)壁強度達(dá)到制定要求后再恢復(fù)開挖。如果地

11、層為粘土層，也宜將漏鹽水凍結(jié)管改用液氮凍結(jié)并及時進行支護。在探明開挖面凍結(jié)壁穩(wěn)定性滿足施工安全需要的狀況下，方可持續(xù)進行開挖。        3   開挖期間長時間停凍         3 .1 開挖期間長時間停凍的原因            開挖期間停凍一般是由于停電或發(fā)生嚴(yán)重機電事故引起的。如果在聯(lián)系通道開挖期間發(fā)生長時間停

12、凍，會使凍凍結(jié)壁溫度迅速升高，使凍結(jié)壁的承載力迅速降低、變形速度加快。特別是停凍后凍結(jié)壁與隧道管片交界面很容易解凍引起透水。因此，會給工程安全帶來嚴(yán)重威脅。在過去，聯(lián)系通道開挖時因停電或機電事故停凍的時間一般在幾小時內(nèi)，只要盡快恢復(fù)凍結(jié)，不會對施工安全帶來嚴(yán)重影響。但是，過去往往采納較高的鹽水溫度進行維護凍結(jié)， 當(dāng)快施工完聯(lián)系通道結(jié)構(gòu)時，又提前停凍或提前關(guān)閉部分凍結(jié)器，從而引發(fā)險情。       3.2 開挖期間長時間停凍的應(yīng)急處理         在積極凍結(jié)期間，

13、由于停電或發(fā)生嚴(yán)重機電事故引起停凍的狀況時有發(fā)生。此時，只要延長積極凍結(jié)時間即可。延長積極凍結(jié)工期一般取停凍時間的2倍。如果在開挖期間發(fā)生停凍，依據(jù)凍結(jié)壁的穩(wěn)定狀況和溫度回升狀況可以采用以下應(yīng)對措施。        1排除機電故障，盡快恢復(fù)凍結(jié)。        2強化凍結(jié)壁收斂和溫度變化監(jiān)測，尤其是要密切監(jiān)測凍結(jié)壁與隧道管片交界面溫度的變化，防止凍結(jié)壁局部融化透水。        3強化

14、凍結(jié)壁與隧道管片交界面保溫，最好沿交界面敷設(shè)管路進行液氮凍結(jié)。        4快速開挖、及時支護。并依據(jù)凍結(jié)壁和支護層變形狀況， 增加初期支護的內(nèi)支撐。        如果停凍時間在 35天之內(nèi)，通過采用上述措施，一般是可以持續(xù)安全地進行聯(lián)系通道開挖的。如果停凍時間和聯(lián)系通道開挖時間需要更長，可以合計先施工部分混凝土襯砌，并封閉開挖作業(yè)面，或者關(guān)閉防護門，充上壓縮空氣，待恢復(fù)正常凍結(jié)后持續(xù)開挖。     

15、   4  凍結(jié)壁失穩(wěn)和透水         4 .1  凍結(jié)壁失穩(wěn)和透水的原因             在聯(lián)系通道開挖過程中，一旦發(fā)生凍結(jié)管鹽水漏失、碰到長時間停凍 ，或者由于開挖凍結(jié)壁形成遠(yuǎn)未達(dá)到制定要求，就有可能發(fā)生凍結(jié)壁承載力不夠和嚴(yán)重變形的狀況。特別是在凍結(jié)壁與隧道管片的交界面四周，由于隧道管片散熱，往往存在局部凍結(jié)壁溫度過高、厚度過小的問題，導(dǎo)致在開挖過程

16、中局部凍結(jié)壁嚴(yán)重變形，或者有軟土擠出，甚至發(fā)生凍結(jié)壁透水險情。一旦凍結(jié)壁發(fā)生嚴(yán)重變形、失穩(wěn)或透水，將嚴(yán)重威脅工程的安全，必須采用應(yīng)急措施進行快速、有效的處理。        4 .2 凍結(jié)壁失穩(wěn)和透水的應(yīng)急處理        一旦發(fā)現(xiàn)凍結(jié)壁變形速度迅速增大，說明凍結(jié)壁承載力不夠，有失穩(wěn)破壞的危險。此時必須馬上支護，并合計強化內(nèi)支撐。如果在開挖集水井時碰到這種狀況，也可用土袋迅速進行回填。同時，要強化凍結(jié)，降低鹽水溫度，并檢查凍結(jié)孔是否有堵塞的狀況，保證每個

17、凍結(jié)孔的鹽水供給正常。然后，暫停開挖，對凍結(jié)壁和初期支護表面進行保溫，并嚴(yán)密觀測凍結(jié)壁和初期支護的變形。如檢查凍結(jié)壁及支護層變形得到了有效控制，可馬上施工混凝土襯砌否則，可關(guān)閉防護門，直到凍結(jié)壁強度達(dá)到安全施工的要求后再行開挖。        凍土遇水沖刷容易融化，水流速度越快，融化速度越快。因此，凍結(jié)壁一旦開窗透水，不能硬堵，尤其不能注漿，否則凍結(jié)壁“窗口擴展速度會更快。此外，如果凍結(jié)壁透水已成線流，即使采納液氮凍結(jié)在凍土表面噴灑低溫氮氣一般也無濟于事。因此，凍結(jié)壁透水的最好處理方法是馬上關(guān)閉防護門并向聯(lián)系通道內(nèi)充壓縮空氣

18、，堅持開挖區(qū)水土壓力平衡，使凍結(jié)壁不再漏水，這樣持續(xù)凍結(jié)，凍結(jié)壁窗口很快就會彌合。在開挖區(qū)內(nèi)水土壓力平衡后，可灌水并注入聚氨酯漿液置換壓縮空氣。         如果在施工完初期支護后發(fā)生凍結(jié)壁與隧道管片交界面滲水的狀況，可先用液氮噴灑出水點四周，并觀測滲水量是否有增大趨勢。如果滲水小且沒有增大趨勢，可盡快澆筑混凝土襯砌。        在凍結(jié)壁嚴(yán)重變形和漏水時，應(yīng)檢查隧道管片的變形狀況，對隧道管片進行支撐加固。同時，應(yīng)測地面和建筑物沉降，檢查水

19、、電、燃?xì)獾裙芫€是否安全。并對建筑物四周地層進行跟蹤注漿。注漿應(yīng)在地面進行，不得離凍結(jié)壁太近，以免壓壞凍結(jié)壁。注漿材料宜采納水泥一水玻璃雙液漿。        如凍結(jié)壁透水，應(yīng)馬上通知相關(guān)部門，盡快疏散四周地面人員。        5 地層快速融沉         5 .1 地層快速融沉的原因        凍結(jié)壁融化

20、時會發(fā)生收縮，從而引起地層沉降。在一般狀況下，凍結(jié)壁融化的速度較慢，地層沉降更緩慢，因此，只要進行正常的環(huán)境監(jiān)測和跟蹤注漿處理，不會給四周建筑物和管線等的安全構(gòu)成威脅。但是，在一些特別狀況下，如施工凍結(jié)孔時地層水土流失嚴(yán)重、 聯(lián)系通道開挖時凍結(jié)壁變形大、施工支護和襯砌時與凍結(jié)壁之間存在大的空洞且未進行有效的注漿充填等，停止凍結(jié)后地層可能發(fā)生快速沉降，從而，給四周地面建筑物和管線等造成險情。        5.2 地層快速融沉的應(yīng)急處理        在聯(lián)系

21、通道施工期間及停止凍結(jié)后，應(yīng)對施工影響范圍內(nèi)的隧道管片、地下管線、地面及其建(構(gòu)) 筑物變形等進行監(jiān)測。一旦監(jiān)測結(jié)果達(dá)到了警戒值或者隧道管片、地下管線和建(構(gòu)) 筑物有損壞跡象，地面沉降將影響車輛或行人安全通行，應(yīng)馬上采用以下方法行應(yīng)急處理。        1對地下管線、地面及其建( 構(gòu)) 筑物的安全狀況進行評估，如果存在安全隱患或險情，按相關(guān)規(guī)定對地下管線、地面和建( 構(gòu)) 筑物采用保護措施。        2觀察隧道管片和聯(lián)系通道結(jié)構(gòu)是否有破壞、滲漏狀

22、況，如隧道管片和聯(lián)系通道結(jié)構(gòu)有破壞或隧道變形超過了規(guī)定要求，馬上報制定單位，制定技術(shù)方案對隧道進行加固處理。如果隧道管片接縫、凍結(jié)孔孔口和聯(lián)系通道結(jié)構(gòu)等有滲水，馬上采納注漿方法進行堵漏，注漿材料可以采納化學(xué)漿液或水泥一水玻璃漿液。        3采納注漿方法控制地層沉降。注漿區(qū)域應(yīng)選在地層沉降較大的位置，最好是地面注漿與隧道內(nèi)注漿相結(jié)合。應(yīng)先注地層沉降大的位置，再注地層沉降較小的位置，先注地層深部，再注地層淺部。注漿應(yīng)遵循少量、多次、均勻的原則，注漿引起的地面抬升要嚴(yán)格控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。注漿漿液宜以水泥一水玻璃雙液漿為主

23、， 單液水泥漿為輔。水泥一水玻璃雙液漿配比可為： 水泥漿與水玻璃溶液體積比1 :1 ，其中水泥漿水灰比1 :1 ，水玻璃溶液可采納 B 3 5B 4 0水玻璃加 l2倍體積的水稀釋。在隧道四周注漿壓力不得大于0.5 M P a或隧道和聯(lián)系通道結(jié)構(gòu)制定要求的同意值。         6  凍結(jié)孔成孔偏斜過大        6.1 凍結(jié)孔成孔偏斜過大原因        凍結(jié)孔成孔最大偏斜度在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中有嚴(yán)格的規(guī)定，凍結(jié)孔成孔偏斜過大會減小凍結(jié)帷幕有效厚度，成為整體帷幕中的最薄弱點，開挖過程中成為最大隱患點；凍結(jié)孔偏斜過大往往是因為在凍結(jié)孔開孔及鉆孔過程中為控制好開孔角度，未能按制定角度進行開孔。        6.2 凍結(jié)孔偏斜過大解決措施        開孔器安裝后應(yīng)仔細(xì)核準(zhǔn)開孔器的偏斜度和開孔角度，保證偏斜度和開孔角度符合制定要求。 &