黄兴路-延吉路)旁通道施工组织设计

'区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计上海市轨道交通杨浦线(M8线)延吉中路站～黄兴路站区间隧道旁通道冻结法施工组织设计(修改)中铁四局上海地铁经理部一分部二○○四年五月51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计目录第一章旁通道施工方案３1.1工程概况３1.2冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案４1.3施工方案的选择依据４1.4冻结帷幕设计５1.5冻结孔布置及制冷设计８1.6冻结施工技术要点１０第二章冻结施工１１2.1施工准备１１2.2冻结孔施工１２2.3冷冻站安装１４2.4积极冻结与维护冻结１５第三章开挖与构筑施工方案１７3.1开挖顺序１７3.2支护方式１７第四章开挖与构筑１９4.1施工准备１９4.2防水门的设计２１4.3通风排水系统２２4.4施工２２第五章施工进度及配套计划２６5.1施工进度计划２６5.2项目管理２６5.3劳动力配备计划２７5.4设备与材料供应计划２７第六章工程监测３０6.1监测内容３０6.2冻结系统监测说明３０6.3冻土帷幕监测说明３０6.4地表和隧道变形监测说明３１第七章环境设施保护措施３２第八章安全质量技术措施及质量管理体系３３8.1质量保证体系３３8.2抓好前期施工准备工作搞好工艺协调３５8.3认真做好工程技术质量管理的基础工作３５51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计8.4施工安全保障措施３５8.5确保施工质量及安全的主要技术措施３７8.6开挖构筑安全质量技术措施３９8.7周边建筑物、地下管线等民用及公共设施保护措施４０8.8质量控制方法及手段４１8.9应急预备方案４１第九章临时用电组织设计４２9.1、冻结工程用电电压等级：４２9.2、施工用电负荷统计：４２9.3、供电线路安排：４２9.4、安全用电措施：４２第十章文明施工保证措施４３附件一：部分施工图………………………………………………………4351中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计第一章旁通道施工方案1.1工程概况上海轨道交通杨浦线（M8线）延吉中路站～黄兴路站旁通道位于两站区间隧道之间，旁通道所在隧道中心标高-14.273m，地面标高+3.11m，隧道中心埋深17.383m，上下行隧道中心距离为14.125m，旁通道泵站开挖后底部的标高为-19.913m；旁通道所在里程为：SK7+923；XK7+936.165。该旁通道所在地面，为控江路路面，楼房和建筑物距旁通道较远。旁通道及泵站采取合并建造模式。它既保证上、下行隧道间的联络作用和必要时乘客安全疏散的功能，又起到地铁运营中两车站之间集排水作用。工程结构由两个与隧道相交的喇叭口、通道及泵站等组成。其结构为隧道管片相接的喇叭口、直墙圆弧拱结构的通道及中部矩形集水井三个部分组成。喇叭口开挖尺寸约为1.1m（长）×4.4m（宽）×4.83m（高）；通道的开挖尺寸：5.725m（长）×3.3m（宽）×4.23m（高）；集水井开挖尺寸：4.8m（长）×3.3m（宽）×4.2m（深）。衬砌采用二次衬砌方式，所有临时支护层厚度均为200mm；通道墙和集水井的结构层为450mm厚的现浇钢筋混凝土，拱的结构层为400mm厚的现浇钢筋混凝土，通道底板其余的结构层为1000mm厚的现浇钢筋混凝土；支护层和结构层之间安装防水层。其结构见下图。根据地质资料，选用靠近旁通道的Q7G13号钻孔柱桩图，至上而下分别为：①1杂填土；①3素填土；②1褐黄色粉质粘土；②3a灰色粘质粉土夹淤泥质粉质粘土；③51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计灰色淤泥质粉质粘土；④灰色淤泥质粘土；⑤1a灰色粘土；⑤1b灰色粉质粘土；⑥暗绿—草黄粉质粘土。旁通道通过的主要土层为④灰色淤泥质粘土；⑤1a灰色粘土；⑤1b灰色粉质粘土。但是由于冻结法施工的特点，施工冻结孔时，应安装好孔口管及压紧装置预防漏水、漏沙，并根据具体情况进行充填注浆。1.2冻结土体加固、矿山法暗挖构筑方案根据工程地质条件及其它施工条件，确定采用“隧道内钻孔，冻结临时加固土体，矿山法暗挖构筑”的施工方案，即：在隧道内利用水平孔和傾斜孔冻结加固地层，使旁通道及泵站外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻土帷幕，然后根据“新奥法”的基本原理，在冻土中采用矿山法进行旁通道及泵站的开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行，其施工工艺见下（页）图：冻结孔施工和旁通道临时支护施工为本工程的关键工序。冻结的温度检测，土体变形，压力监测及旁通道永久支护施工为特殊工序。1.3施工方案的选择依据（1）《上海市轨道交通杨浦线（M8线）工程区间圆隧道（延吉中路站～黄兴路站）旁通道结构施工图》；（2）《地下铁道工程施工及验收规范·GB50299-1999》；（3）《盾构法隧道工程施工及验收规范·DGJ08-233-1999》；（4）《钢筋混凝土工程施工及验收规范·GB50240-92》；（5）《地下工程防水技术规范·GBJ50108-2001》；（6）《建筑变形测量规范·JGJ8-97》；（7）《煤矿井巷工程施工及验收规范·GBJ213-90》（8）《煤矿井巷工程质量检验评定标准.MT5009-94》；（9）上海地铁建设有限公司关于执行《上海轨道交通建设工程施工及质量检验平定标准——地下车站隧道工程》（试行稿）（10）《上海市轨道交通杨浦线（M8线）工程区间圆隧道（延吉中路站～黄兴路站）旁通道防水构造图》（11）《上海市轨道交通杨浦线（M8线）工程区间圆隧道（延吉中路站～黄兴路站）区间工程地质勘察报告》51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计1.4冻结帷幕设计为了泵站开挖时的安全，我们对以往方案进行改进，采用在两条隧道分别钻孔的方案，即在另一条隧道底部打一排孔，将旁通道和泵站封闭，这样泵站里面没有冻结管，挖泵站时，就挖不到冻结管（以往方案泵站内有十几根冻结管通过，挖冻土时，要割断冻结管，如后续工程慢，冻土融化，非常危险），确保了冻土的安全，另挖土时，减少了冻土的挖掘量；为安全考虑，满足冻结开挖工期要求，在通道下部布置一排冻结孔。由于采用了旁通道和泵站分开挖掘构筑的方式，而中间又布置了一排冻结孔，可将旁通道中间（最危险断面）处视为封闭两端固定框架，计算简图如下（图1）。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计旁通道冻结法施工工艺流程图施工前的准备工作（进场、加工件组织）钻孔定位钻孔冻结管打压下冻结器冻结管安装冻结系统调试冻结系统部分安装工程监测注浆积极冻结钢管片焊接、冻结测温监测、预应力支架安装维护冻结试挖旁通道开挖、临时支护旁通道防水施工旁通道永久结构施工泵站开挖、临时支护泵站防水施工泵站永久结构施工注浆竣工验收51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计1.4.1旁通道冻结帷幕1.4.1.1断面、荷载及冻土厚度（图1）根据地质资料，地面标高为+3.11m，隧道中心埋深17.383m，旁通道垂直土压力（P）和侧向上、下荷载（Ps、Px），按下式计算：[注：由于冻胀，土体向上膨胀，上部土体产生被动土压力，上、下垂直土压力应相等。]P=γ·H=γ·(Ho+Hx)+20=332.9(kPa)Pcs=ξ·Ps=ξ·γ·(Ho-Hs)=188.8(kPa)Pcx=ξ·Px=ξ·γ·(Ho-Hs+h)=289.6(kPa)式中：γ——土的容重，约为18kN/㎡（地面超载20kN/m2）；H、Ho——计算点的土的埋深；Hx、Hs——旁通道下部、上部冻结管到旁通道中心线的距离；ξ——侧压力系数，一般取0.7；h——开挖净高+冻土厚度；设冻土帷幕厚度为1.6m，通道开挖轮廓高为4.24m，宽3.30m，计算该结构内部的弯矩和轴力，进而求得截面内的压应力、拉应力和剪应力。1.4.1.2各截面的弯矩及轴力旁通道中部冻土结构的弯矩及轴力、列于表1并示于图2中。表1旁通道中部冻土结构的弯矩及轴力截面12345弯矩M(KN.m)530-59455.6-600524轴力N(KN)50986586586556151中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计图2是旁通道中部冻土结构的弯矩及轴力图。1.4.1.3强度校验、安全系数校验结果列于表2。表2旁通道中部冻土结构各截面安全系数截面12345应力类型压压拉剪压压拉剪压应力值MPa1.561.931.070.540.671.951.060.541.58安全系数k2.021.962.962.01.982.96表2中的安全系数K是由冻土强度与其相应的冻土结构相关位置的应力比值。由于旁通道断面的土层以灰色淤泥质粘土和灰色粉质粘土为主，根据《建井工程手册·第四册》提供的参数，冻土强度以冻土平均温度为-10℃时的粘土强度为准，σ压=3.9Mpa,σ拉=2.1Mpa,τ剪=1.6Mpa。从表2数据可见，各截面的压应力安全系数K=2.00，拉应力安全系数K=1.96,剪应力安全系数K=2.96，安全，冻结壁厚度选取1.6m厚。1.5冻结孔布置及制冷设计1.5.1冻结孔的布置51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计根据冻结帷幕设计及旁通道的结构，冻结孔按上仰、近水平、下俯三种角度布置在旁通道和泵站的四周，在通道下部布置一排冻结孔，加强通道冻结效果，把泵站和通道分为两个独立的冻结区域，详见附A-A冻结帷幕交圈示意图。冻结孔数共计52个(下行线隧道46个包括4个穿孔、上行线隧道6个)。为考虑再施工下部泵站冻结孔时两侧隧道打到中间交接时相互碰上，在钻进时调整后施工侧冻结孔的方位角0.2°来避开对侧冻结孔。并根据管片配筋情况和钢管片加强筋位置，在避开主筋的前提下可适当调整，冻结孔的布置详见冻结孔施工图及冻结孔布置剖面图；在工程施工前对管片配筋图和冻结孔布置图进行对照，并绘制实际冻结孔开孔图。1.5.2制冷设计1.5.2.1冻结参数确定（1）设计盐水温度为-25℃～-28℃。（2）冻结孔单组流量不小于5m3/h。（3）冻结孔终孔间距Lmax≤1000mm（通道），冻结帷幕交圈时间为25天，达到设计厚度时间为35天。（4）积极冻结达到开挖时间为35天，维护冻结时间为30天。（5）测温孔8个，分别布置在通道内外和两侧隧道内，卸压孔布置2个，布置在冻结帷幕中间。（具体布置见下图,并根据现场情况作调整）1.5.2.2需冷量和冷冻机选型冻结需冷量由下式计算：Q=1.3·π·d·H·K51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计式中:H—冻结总长度；516+100=616md—冻结管直径；0.089mK—冻结管散热系数；250Kcal/h·㎡将上述参数代入公式得：Q=1.3·π·d·H·K=55948Kcal/h选用JYSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台套，设计工况制冷量为87500Kcal/h，电机功率110KW。1.5.2.3冻结系统辅助设备(1)盐水泵选用IS125-100～200型1台，流量200m3/h，电机功率45KW。(2)冷却水泵选用IS125-100～200C型1台，流量120m3/h，电机功率15KW。（3）冷却塔选用NBL-50型2台，补充新鲜水15m3/h。1.5.2.4管路选择(1)冻结管选用Φ89×8mm,20#低碳无缝钢管,丝扣连接,单根长度1～2m,总长度约550m。(2)测温孔管选用Φ32×3mm,20#低碳无缝钢管。(3)供液管选用″钢管，采用焊接连接，总长度约700m。(4)盐水干管和集配液圈选用Φ159×6mm无缝钢管。(5)冷却水管选用Φ114×4.5mm供水钢管。1.5.2.5用电负荷：用电负荷约250kw/h。1.5.2.6其它(1)冷冻机油选用N46冷冻机油。(2)制冷剂选用氟立昂R-22。(3)冷媒剂选用氯化钙溶液。1.6冻结施工技术要点在该地层冻结工程中，由于其特殊施工条件与要求，需采取特别工艺与技术措施，以控制冻结孔钻进，地层冻胀和融沉等对隧道的影响，根据国内外最新研究成果和施工经验，提出以下冻结施工技术措施:1.6.151中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计在已贯通的隧道钻冻结孔，根据旁通道的结构采用上仰、近水平和下俯三种成孔角度。1.6.2由于冻土抗拉强度低，因此除设计中尽量降低冻土帷幕所承受的拉应力外，主要做好冻结和开挖的配合工作，要求及时封闭薄弱的冻结壁，并根据开挖后冻结帷幕变形情况及时调整开挖构筑工艺。1.6.3为减小土层冻胀，隧道上下对称布置冻结孔，在适当部位设泄压孔，并采用小开孔距，较低盐水温度，较大盐水流量以加快冻结速度。1.6.4在冻土帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻土帷幕的形成过程和形成状况。1.6.5为解决冻结设备噪音问题，节省地面空间，将冷冻站设置在隧道内。1.6.6进行冻结地层温度、地层沉降的监测，以指导旁通道的施工。第二章冻结施工2.1施工准备2.1.1加工件工期较长，应在合同签定后，开工前进行。具体加工件见表3。2.1.2用”钢管在施工出入端头井内塔建脚手架，作为连接隧道与工作井底层平台的便桥。2.1.3由于旁通道离工作井长度大于500～600米，应在隧道内安装变压器一台,型号为S9-M-250/10-0.4，容量为250KVA，以满足冻结钻孔施工、隧道内冻结系统供电及开挖构筑供电。2.1.4在隧道内铺设两趟”管路至旁通道施工工作面，用于冻结孔打钻及冻结运转供水和排污。2.1.5在旁通道施工工作面两端砌高约0.25m的泥浆挡墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内环境整洁。2.1.6用厚5cm的木板在旁通道处铺设冻结施工场地，按不同位置的冻结孔钻进要求，用”钢管搭建冻结孔施工脚手架。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计表3加工件一览表序号加工件名称单位数量备注1钻头组合套552冻结管（兼作钻杆）M5501m、1.5m钻杆、2m3过渡接头个84孔口管个555上堵头用接长杆M206堵头个557冻结干管、集配液圈套18冻结管头个559保温板套110冷却塔水箱套111盐水箱套112隧道预应力支架套4[25#等组焊13端头井提升架套114内支撑套1[16#等组焊15各种预埋件组12.2冻结孔施工2.2.1冻结孔施工方法：冻结孔施工工序为：定位开孔及孔口管安装→孔口装置安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试验。具体地说：1．定位开孔及孔口管安装：根据设计在隧道内定好各孔位置。根据孔位在砼管片和钢管片上定位开孔，分述如下：（1）51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计砼管片上：首先注意砼管片内受力钢筋干涉时，调整孔位，用开孔器（配金刚石钻头取芯）按设计角度开孔，开孔直径130㎜，当开到深度300㎜时停止钻进，安装孔口管，孔口管的安装方法为：首先将孔口处凿平，安好四个膨胀螺丝，而后在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝或棉丝等密封物，将孔口管砸进去，用膨胀螺丝上紧，上紧后，再去掉螺母，装上DN125闸阀，再将闸阀打开，用开孔器从闸阀内开孔，开孔直径为91㎜，一直将砼管片开穿，这时，如地层内的水砂流量大，就及时关好闸门。（1）钢管片上：先在钢管片上开一小眼，无涌砂时，将钢管片割开焊好孔口管，在孔口管上接好闸阀。若涌水、涌砂大时，将小眼用木楔堵上，然后，在钢管片上焊好孔口管，接好闸阀和孔口装置，用钻机接上金刚石钻头，通过孔口装置，切割钢管片钻进。1．孔口装置安装：用螺丝将孔口装置装在闸阀上，注意加好密封垫片。详见如下示意图（图3）。当第一个孔开通后，没有涌水涌砂，后面的孔可不装孔口装置，若涌水涌砂较厉害，还应当进行注水泥浆（或双液浆）止水。2．钻孔：按设计要求调整好钻机位置，并固定好，将钻头装入孔口装置内，在孔口装置上接上”阀门，并将盘根轻压在盘根盒内，首先采用干式钻进，当钻进费劲不进尺时，从钻机上进行注水钻进，同时打开小阀门，观察出水、出砂情况，利用阀门的开关控制出浆量，保证地面安全，不出现沉降。钻机选用MK-5型锚杆钻机，钻机扭矩2000N·M，推力17KN。3．封闭孔底部：用丝堵封闭好孔底部，具体方法是，利用接长杆将丝堵上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同时，将丝堵上紧。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计1．打压试验：封闭好孔口用手压泵打水到孔内，至压力达到0.8MPa时，停止打压，关好闸门，观测压力的变化，30分钟内压力无变化为合格。2.2.2钻孔偏斜和终孔间距采用经纬仪和水准仪监测开孔前和钻孔时的上下仰俯角及方位角,钻孔的偏斜应控制在1%以内，在确保冻土帷幕厚度的情况下，终孔间距不大于1.0m。采用每3米钻进后测量一次偏斜,如偏斜大可有效的控制偏斜,进行纠偏。2.2.3冻结孔钻进与冻结管设置2.2.3.1使用MK-5钻机一台，利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，接缝要补焊，确保其同心度和焊接强度，冻结管到达设计深度后密封头部。2.2.3.2冻结管耐压试验压力>0.8Mpa，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。2.2.3.3在冻结管内下供液管，然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。2.2.3.4冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与管片之间的间隙。2.2.3.5利用钢管片上的注浆孔作泄压孔。2.3冷冻站安装2.3.1冻结站布置与设备安装将冻结站设置在隧道内,占地面积约70平方米，站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控制柜等。设备安装按设备使用说明书的要求进行。2.3.2管路连接、保温与测试仪表管路用法兰连接，隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上，以免影响隧道通行。在盐水管路和冷却水循环管路上要设置伸缩接头、阀门和测温仪、压力表、流量计等测试元件。盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温厚度为50mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，每根冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制流量。旁通道四周主冻结孔每两个一串联，其它冻结孔每三个一串联。冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板保温。2.3.3溶解氯化钙和机组充氟加油51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计盐水（氯化钙溶液）比重为1.26，先在盐水箱内充满清水，溶解氯化钙，再送入盐水干管内，直至盐水系统充满为止，溶解氯化钙时要除去杂质。机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。2.4积极冻结与维护冻结2.4.1冻结系统试运转与积极冻结设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数，使机组在有关工艺规程和设备要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中，定时检测盐水温度、盐水流量和冻土帷幕扩展情况，必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入积极冻结。2.4.2试挖与维护冻结在积极冻结过程中，要根据实测温度数据判断冻土帷幕是否交圈和达到设计厚度，测温判断冻土帷幕交圈并达到设计厚度后再进行探孔试挖，确认冻土帷幕内土层无流动水后（饱和水除外）再进行正式开挖。正式开挖后，根据冻土帷幕的稳定性，可适当提高盐水温度，进入维护冻结，但盐水温度不应高于-22℃。附：主要地层冻结施工参数一览表(表4)51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计序号参数名称单位数量备注1冻土设计厚度m1.62冻土墙平均温度℃-10取冻土抗压强度为3.9MPa3冻土墙设计交圈时间天25旁通道4冻结孔个数个525冻结孔设计间距m0.4～0.75旁通道周边孔6终孔最大间距m1.0旁通道周边孔7设计积极盐水温度℃-25～-288维护盐水温度℃-22～-259单孔盐水流量m3/h≥510冻结管规格mmΦ89×820#低碳钢无缝管11测温孔个数个812卸压孔个数个213冻结总长度m615冻结管+冷板14最大总需冷量Kcal/h55948工况条件15JYSLGF300II冷冻机台116用电功率KW250供电至隧道内（400V）17新鲜水量m3/h1518施工工期d9519其中：冻结孔施工d2520盐水系统安装d521积极冻结d3522维护冻结d30表4冻结施工参数一览表51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计第三章开挖与构筑施工方案旁通道开挖构筑施工占用一侧隧道，在旁通道开口处搭设工作平台，利用隧道作为排渣及材料运输通道。经探孔试挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，然后根据“新奥法”的基本原理，进行暗挖法施工。3.1开挖顺序根据工程结构特点，旁通道开挖掘进采取分区分层方式进行，其施工顺序如图3所示。开挖掘进采用短段掘砌技术，开挖步距控制在0.5m左右，由于冻土强度高，韧性好，普通手镐无法施工，需采用风镐进行掘进。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短冻土暴露时间，风镐尖需做特殊处理。另外，在冻土中掘进，环境温度在0℃以下，输风管路及风镐中的冷凝水容易结冰，需进行除湿处理。并要求每个掘进班配备5～6把风镐，以避免不能正常工作而影响施工进度。在掘进施工中根据揭露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。在开挖过程中，还要及时对暴露的冻土墙进行观察。3.2支护方式采用两次支护方式。第一次支护（临时支护）采用型钢支架加背板，挂网喷射混凝土。第二次支护（永久支护）采用现浇钢筋混凝土。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计3.2.1临时支护旁通道和泵站开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要对冻结壁进行及时的支护，所以旁通道的临时支护即做为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺最为关键的一步。将冻土帷幕简化为弹性材料制成的厚壁筒，假定厚壁筒处于静水压力状态，根据变形协调方程经过力学计算分析，确定旁通道临时支护的结构形式，如图4所示。临时支护采用16#槽钢加工成的直腿拱形支架和矩形支架。钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的临时支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架的间排距与通道的开挖步距相对应为0.5～0.7m，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。矩形钢支架用于泵站，支护间距为0.5m，上下两排支架间由8根拉杆相互连接，必要时增加纵横向支撑，以增加支架整体的稳定性及抗变形的能力。为了控制支架间冻结壁的变形，减少冻结壁冷量损失，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同冻结壁紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙较大时，可增加背板厚度和木橛子，以提高支护效果，待通道开挖贯通后，钢支架挂网喷射混凝土进行临时支护。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计3.2.2永久支护永久支护为结构设计中的钢筋砼结构，为减少砼施工接缝，旁通道开挖及临时支护完成后，一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性，通道顶板内的砼浇筑较为困难，为提高砼施工质量，可采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。上部结构施工完成以后，开挖泵站，泵站开挖到设计深度，首先对泵站底板进行封底浇筑，然后一次完成泵站的钢筋砼浇筑施工，考虑衬砌时混凝土处于低湿环境中，采用设计要求的C30S8商品混凝土，必要时加入防冻剂等外加剂，缩短混凝土凝固时间。第四章开挖与构筑4.1施工准备准备工作是整个工程施工进展顺利的前提和保证，具体工作内容如下：4.1.1三通一平4.1.1.1供水，将水管接送至施工场地，水量为5m3/h。4.1.1.2供电，50kw电量接送至施工场地。4.1.1.3道路，能允许5～10t卡车进出施工场地，市内运输，必要时应提供通行证。4.1.1.4旁通道施工现场增设通讯系统和视频监视系统，为通道开挖时联系监视之用。4.1.2端头井提升架结构提升系统采用端头井行车提升。除此之外，也可采用建筑用门式提升机，安装在端头井内。其型号为SMZ150型自升式门架升降机，该设备安全可靠，安装方便等优点。4.1.3隧道内工作平台搭设按旁通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一斜坡道构成。在旁通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输手推车换向之用，面积约为2m×3.5m=7m251中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计。在旁通道运输侧，搭设斜坡道与中间平台相连接，斜坡道高端宽约3m，坡长约18m，坡度以方便手推车运输为原则可以适当调整。在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，为节省材料，平台面可低于中间平台0.3m，面积8m×4.5m=36m2。平台梁可用长4.5m，间距为2m的16#槽钢，直接搭在砼管片上，台面用50mm厚木板铺盖而成。4.1.4临时支护金属支撑架根据土体加固技术参数，土体压力等，计算、设计金属支撑架的材料、结构形式。4.1.4.1喇叭口、通道内为拱形金属支撑架结构，按两种断面尺寸加工，结构形式如图6所示。4.1.4.2泵站部位为矩形支撑圈，结构及分段加工尺寸如图7所示。4.1.4.3接头部位结构：如图8所示，连接板厚10mm，A3钢板与型钢焊接，螺栓取M18×60。支架在地面预加工成型后，在工作面组装安设。4.1.5金属管片接缝焊接将旁通道的金属管片之间接缝采用满焊的方式将每条拼装缝—一焊接好，以提高其整体性。焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。将旁通道口部的金属管片之间（拉开的六块管片除外）接缝采用满焊的方式将每条拼装缝—一焊接实，以提高其整体性。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。焊接时，划分32个区，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片和隧道的变形。焊接材料选J422型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。4.1.6型钢支架安装开挖施工之前，需在通道开口处隧道中设置简易预应力隧道支架，以减轻旁通道开挖构筑施工对隧道产生不利的影响。简易预应力隧道支架形式为圆形支架，每榀钢支架为组合结构（其结构见附图），区间隧道上下行线旁通道开口两侧各架两榀，两榀钢支架间距2.5m，在旁通道两侧沿隧道方向对称布置，两榀支架间用67×67等边角钢搭焊组合。架设时要有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧，每榀支架有八个支点，由六个32t螺旋式千斤顶提供预应力，施加预应力时每个千斤顶要同时慢慢平稳加压，每个千斤顶以压实支撑点为宜。高处千斤顶应系在主架上，防止脱落。要定期检查千斤顶压力情况，发现情况要及时处理。4.2防水门的设计考虑到旁通道施工的成功与否对保护隧道的作用，为保证旁通道施工安全，预防突发事件的发生，决定在旁通道口加设安全防水门。安全门是在旁通道开挖施工过程中发生出水出砂或冻结失败，以及其他一些突发事件时使用，关闭旁通道安全门，保证隧道安全。（具体尺寸见附图1、图2）4.2.1为便于快速安装与密封质量，用钢板焊接于钢管片上引出至同51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计一平面安装安全门框架。4.2.2安全门框架内插入厚60mm木板，木板间用无纺布挡砂止水。4.2.3安全门两侧面上下各安装一个两寸阀门，共4个，作为注浆孔。4.2.4安全门中间用20号槽钢安装一支撑加固装置。4.2.5安全校验H=PL/4(τ)，H=44mm，取木板厚H=60mm当H1=60mm(τ1)=7.4kg/cm2<(τ)=10kg/cm2安全系数K=(τ)/(τ1)=1.35满足安全要求。4.3通风排水系统通风：采取用压入式通风系统，将风机和管路布置好，把旁通道施工区段附近隧道内混浊气体排送到地表或送至空闲隧道的远端。排水：从旁通道口到地铁车站区间布置一条排水管路，水泵设在旁通道口附近，形成排水系统，用于旁通道端口处集水、开挖构筑中产生的出水或涌水排放之用。4.4施工加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后开挖构筑工作就可正式开始，总体施工流程如下。4.4.1开管片钢管片可以用千斤顶及手拉葫芦拉开。拆除顺序如下图（先拉一号，接着拉二、三、四，待通道贯通后在拉五、六号）。开管片时，准备2台32t千斤顶，5t、1051中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计t和2t手拉葫芦各一个。两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁同钢管片直接相连，通过顶推横梁向外推拉钢管片，5t、10t葫芦作为主拉拔管片用，一端钩住欲拆管片，一端套挂在对面隧道管片上，水平方向加力向外（隧道内）拉拔管片。2t葫芦悬吊在欲拆管片上方管片上，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。在用千斤顶及5t葫芦拉拔期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2t葫芦拉紧程度和方向。因管片锈蚀而拉出困难时，应用大锤锤振管片，减轻拔出拉力。4.4.2开挖构筑施工4.4.2.1土方开挖土方开挖是按照前面提到施工工序进行。由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结壁承载能力大，因而开挖时（除喇叭口侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖，开挖步距视土体加固情况，一般控制在0.5m。人工开挖的工具根据土体强度，可用风镐或手镐。由于通道中冻土温度较低，风镐中空气中的水凝结成冰屑经常积集在管子的接头或进风口处，堵塞管路。这就要采取措施，一方面把风管悬吊起来，另外每隔1～2小时向风管内注入酒精，防止冰屑的出现，保证施工的顺利进行。开挖断面严格按照施工图进行，尽量避免超挖。喇叭口处考虑到断面较大，而且一端冻结管分布较为密集，另一端冻土强度相对较弱，该处采取分断面开挖，缩短支护时间。4.4.2.2临时支护土方开挖过程中，要对暴露段的土体及时施加临时支护，它一方面对冻结壁起到保温和隔热的作用，另一方面能承受冻土压力和控制冻结壁的位移。临时支护采用型钢支架和木背板进行支护，型钢支架为封闭支护结构，为防止通道底板底鼓，支架加有底梁。支架间距为0.5m，为增加支架的稳定性，相临两排支架间必须用支撑杆相互连接。泵站的临时型钢支架为矩形且上下支架用Φ16园钢吊挂，支架间距0.5m。所有支架间冻土体全用用木板背实背紧，少量空隙用木楔背严。在开挖和临时支护过程中，布设通道收敛变形测点，及时掌握冻结壁位移发展速度，通过调整开挖步距和支护强度来控制冻结壁的位移量，确保施工安全和施工进度。4.4.2.3永久支护结构永久支护是采用施工图中设计的450mm厚钢筋砼结构。为安全起见，在通道砼结构浇筑完成后，再施工泵站。以下简要阐述结构砼浇筑施工工序。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计A、止水带施工：喇叭口部位全部刷扩至设计尺寸，临时支护完成后，即可进行止水带施工。止水带是用粘接剂沿着临时支护断面内侧直接粘到隧道管片上，粘接前必须对管片进行清洗，止水带一定要粘牢，不能留有空隙。B、防水层施工：防水材料选用EVA板[或PVC板]（外加土工布），防水层紧贴临时支护结构内侧，铺平之后，用射钉将其固定，在用手工焊上EVA板[或PVC板]，靠近隧道一侧，先在钢管片上焊上压条钢片，在把EVA板[或PVC板]卷压在上，用螺丝拧紧，按防水设计图的要求施工防水层。C、钢筋绑扎：钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分应调直理顺，绑扎牢固，搭接部分长度应符合设计要求，在结构砼与钢管片接触部位应按规定焊接锚筋，且纵筋与钢管片搭接处应采用T形焊接。D、立模板：顶部模板选用钢模。模板就位前，应在模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装模板，并检查模板的垂直度、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度。校正合格后，将模板固定。E、浇灌混凝土：按照设计混凝土强度要求，将砼送入支好的模内并用插入式振捣棒反复均匀振捣。每次用的混凝土用试模制成标准试块，用于检测混凝土强度及抗渗性。4.4.3结构层后注浆和地层跟踪注浆4.4.3.1注浆孔布置和固定结构层和防水层间注浆，其布置按约4.0m长度布置一个注浆断面，每个注浆断面布置4个孔，即顶板一个孔，两帮各一个孔，底板一个孔。临时支护外层地层注浆，其布置按约3.0m长度布置一个注浆断面，每个注浆断面布置4个孔，即顶板一个孔，两帮各一个孔，底板一个孔。注浆管采用φ40㎜镀锌管，管外端接带内螺纹的管箍，并用丝堵封闭。内层注浆管，浇筑砼前将其绑扎在钢筋上，注浆管外口离模板约3㎜，管口另一端离防水层约2㎜。内外层注浆管都加焊止水钢板，集水井处各设4个，内层注浆保证混凝土浇筑时留有的空隙，外层注浆是为了保证开挖时留有的空隙，以及冻结化冻时控制融沉作用。旁通道衬砌中预埋注浆管：两端喇叭口各布置1个圈全断面注浆管，其根据设计需要在防水层与永久结构之间钢管片上设全断面注浆IT塑料出浆管，以加强在永久支护与临时支护之间的密实度及防水效果。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计4.4.3.2注浆方案A：材料选用：为增加压浆的可注性，开始时可注粘土水泥浆；二次补浆选用单液水泥浆或1：1水泥-水玻璃浆液，准确配比根据实验确定。全断面注浆选用单液水泥浆及化学浆。B：注浆设备选用：一次注浆用BW250型变速注浆泵，二次补浆用YBL200型双液注浆泵，以方便调整注浆工艺。C：注浆压力和注浆量：为防止隧道管片及旁通道结构受到影响，拟选用小压力、多注次的方式；注浆压力一般为0.3～0.8MPa。D：注浆顺序：管片底部——喇叭口处——通道及集水井。每一注浆段中遵循先下部、后上部的原则。4.4.3.3地层跟踪注浆措施根据地面监测和隧道监测、管线监测反馈的信息，进行地层跟踪注浆压密加固土体：（1）利用隧道管片压浆孔对隧道管片底部、喇叭口部位进行补压浆；（2）通过旁通道衬砌中的预留的注浆管进行跟踪注浆，以防止融沉。4.4.5施工收尾工作4.4.5.1冻结孔管补强：冻结站拆除，回收供液管，放出CaCl2盐水后，先用千斤顶顶出孔口管,用50#水泥砂浆充填冻结孔管，封闭孔口。初凝后用氧气—乙炔割去露出隧道管片的冻结管，并在隧道管片上用预水膨胀木撅逢堵,最后再用早强水泥对管片逢堵。4.4.5.2待通道混凝土结构达到设计强度后，拆除隧道内的预应力支架，并再次对称拧紧特殊衬砌环内的所有连接螺栓。4.4.5.3用砼浇筑钢管片内格栅，并将外露钢构件表面刷涂环氧沥青漆二度。4.4.6施工平面布置打钻和开挖施工分别在隧道内进行。冻结站布置在隧道内，具体布置见附图。工人宿舍、库房、材料堆放场地和施工辅助设施布置进工地后确定。第五章施工进度及配套计划5.1施工进度计划施工进度安排见“施工进度计划表”（下页）。地层冻结和旁通道开挖与结构施工总工期约95天。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计从开钻之日开始计算工期，至泵站砼浇灌完毕。该旁通道由于工期短，采用隧道推进和旁通道同时施工方式，即盾构推好一条隧道和另一条隧道过旁通道位置后，复测旁通道贯通线坐标后，在以贯通的隧道内进行冻结孔施工和冻结站安装，待另一条隧道的盾构进洞后，再把钻机设备等搬入对面隧道，施工其对面隧道的冻结结孔，施工结束后开始冻结制冷，具体施工时间根据现场情况而定，这样在采用交叉作业，对隧道推进和旁通道施工都无影响。5.2项目管理成立工程项目部，实行项目法施工，任命经验丰富、技术业务熟练、组织能力强的项目经理，并组成管理素质高的项目班子组织施工管理。其管理机构见网络图。施工进度计划序号施工工序天数1020304050607080901001单面钻孔202对面钻孔551中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计3冷冻安装304积极冻结355维护冻结306开挖与构筑305.3劳动力配备计划劳动力配备计划见表4“劳动力配备计划表”。打钻工先进行施工准备。开钻后冻安工进场进行冻结系统安装。开冻后部分冻安工进行开挖施工准备。冻土帷幕交圈后掘进工进场，进行开挖和构筑施工。开挖、构筑完毕后，留下15人进行地层跟踪注浆，拆除设备等。其余人员全部撤场。同时施工最多人数为50人。表4劳动力配备计划表工种人数工种人数打钻工15辅助工4冻安工9技术人员3掘进工36管理人员5机修工3电工6合计815.4设备与材料供应计划地层冻结与开挖构筑施工的设备与材料用量分别见附表1“冻结施工主要设备及材料用量表”与附表2“开挖与构筑主要设备及材料用表”。由于施工时间极短，基本上要求前者在开钻前备齐，后者在开挖前备齐。冻结施工主要设备及材料用量表附表1编号项目单位数量备注一主要设备1JYSGF300II螺杆冷冻机组台151中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计2IS125-100-200水泵台1盐水泵3IS125-100-200C台1清水泵4真空泵（或抽氟机）台15经纬仪台16测温仪台17NBL-50冷却塔台28MK-50钻机台19电焊机台2二主要材料1Ф89×8无缝钢管T9.0650m2Ф159×6T8.2360m31.5”钢管T161400m4高压胶管m300耐压0.8Mpa5冷冻机油KG500N466氟里昂R22KG5007氯化钙T108逆止阀只609丝堵只60锥型丝扣10”阀门只130115”阀门只6128”阀门只2013保温材料M230014合金钻头只15Ф91附表2开挖构筑施工主要设备及材料用量编号项目单位数量备注一主要设备10.4m3混凝土搅拌机台1购商品混凝土时不用2插入式振捣器台251中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计30.9m3空压机台642”水泵台25电焊机台26风机台27风镐把1082T绞车台19双液注浆泵台110圆盘锯台211电锯台112手推车辆1013经纬仪台114水准仪台115手拉葫芦(5T,3T,2T,1.5T)个各116千斤顶(32T)个24二主要材料1425#水泥t50购商品混凝土时不用2中砂m3100购商品混凝土时不用3石子(15～25mm)m3150购商品混凝土时不用418”工字钢t10516”槽钢t8610”槽钢t275”槽钢t28方木(150×150)m3109Φ16钢筋t1010Φ20钢筋t1611Φ25钢筋t0.512板材(50mm)m330第六章工程监测6.1监测内容6.1.1水平孔施工监测内容为：冻结管钻进深度；冻结管偏斜率；冻结耐压度；供液管铺设长度。6.1.2冻结系统监测内容为：51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计冻结孔去回路温度；冷却循环水进出水温度；盐水泵工作压力；冷冻机吸排气温度；制冷系统冷凝压力；冷冻机吸排气压力；制冷系统汽化压力。6.1.3冻结帷幕监测内容为：冻结壁温度场；冻结壁与隧道胶结；开挖后冻结壁暴露时间内冻结壁表面位移；开挖后冻结壁表面温度。6.1.4周围环境和隧道土体进行变行监测内容为：地表沉降监测；隧道的沉降位移监测；隧道的水平及垂直方向的收敛变形监测；地面建筑物沉降监测。6.2冻结系统监测说明6.2.1盐水流量与盐水温度监测在去、回路盐水干管上安装热电偶传感器测量去、回路盐水温度。在去路盐水干管上安装流量计测量总盐水流量，测量冻结器回路的盐水流量。在每组冻结器上设测温口，安装热电偶温度传感器测量盐水回路温度。冻结系统总流量在开冻时测量，其它温度与流量测量每班1次；确保每组冻结孔盐水流量≥5m3/小时，盐水去回路温差在冻结壁交圈以后应小于1.2℃。6.2.2其它在盐水箱中安装液面监测装置，防止盐水流失。另外，需要进行冻结制冷系统工况的常规监测。6.3冻土帷幕监测说明6.3.1温度监测通过设测温孔检测冻土帷幕温度。测温孔布置及结构见前述。每个测温孔设2～5个测点，分别布置在靠近管片处和测温管中未部。按设计要求布置8个测温孔，实际可根据偏斜情况适当的增加测温孔数。在开冻前测出原始地温，以后监测频率可为每天1次，温度量测用热电偶测温器，精度为0.5℃。6.3.2未冻土空隙水压力监测51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计通过在泄压管口安装压力表测量未冻土空隙水压力变化。根据煤矿井筒冻结经验，土体冻结会产生水分迁移，冻结交圈后，冻胀压力无法释放，会产生冻土内部的水土压力升高，并要释放出来，直到中心被冻实。测压孔的压力变化会邂逅冻土交圈变化1-2天。冻结是否交圈，可否开挖，压力观测孔可作明确的指示，冻结处在交圈临界时，当班人员应记录压力观测的压力变化情况，准确掌握冻结帷幕的形成时间，以确定开挖时间。在施组中要求设置2个泄压孔，上下行线各1个，用来观测冻结压力变化的，在冻结运转前期，测压孔每天观测一次，在测温孔估算要交圈时，测压孔每天观测2-3次。6.3.3、冻结帷幕形成后的探孔监测根据测温资料及测压孔资料，计算冻结帷幕是否按设计要求形成，需要对旁通道内外侧进行探孔监测，即在推算的冻土内外边缘处开Ф32的小孔。并下测温线监测其温度的变化，监测频率为每2小时1次。在监测中其数据与推算的相同（接近0℃）说明整个冻结帷幕已形成，要是不一致，在反推算出冻土帷幕的发展情况。根据探孔情况，断定旁通道是否安全开挖。6.4地表和隧道变形监测说明6.4.1；地面建筑物沉降监测和地表隆起与沉降监测。根据经验，冻结施工的影响范围约为旁通道附近20m的区域，在可能的情况下，最好对整个影响区域都进行地表隆起与沉降监测。监测范围建议为：边长30m的正方形区域。测点间距按2～5m考虑，在旁通道正上方取较小的间距。旁通道上方有建筑物，测点布置在建筑物上，其间距可作适当调整。地表监测时间从开始施工冻结孔起，到冻结壁融化结束、监测地表变形基本稳定为止。测量频度视地表变化速度及可能对地面结构造成影响的严重程度确定，变形速度越快，施工影响越大，则监测时间间隔越短。初步考虑在钻孔、冻结期间每天测量1次，开挖期间每天监测1～2次。根据监测情况来调整监测频率。地表隆起、沉降用水准仪和水准标尺等仪器，采用水准测量方法监测，精度在±0.3㎜左右。6.4.2隧道管片变形监测和水平及垂直方向的收敛变形监测。隧道变形通过量测管片的水平和垂直位移来测定。监测范围为沿隧道40m。测点间距按2m考虑，在旁通道附近测点布置应加密。测量仪器、方法同地表沉降监测。监测频率同上。6.4.3隧道沉降的监测。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计在通道两侧20m范围内对隧道水平及垂直方向的收敛变形及施工影响范围内的隧道整体进行监测。沉降监测点布设在隧道底环片上，测点间距为2m，测点用道钉打入环片内牢固（可采用收敛监测下部测点兼用省去在隧道内布点过多）。监测频率同上。6.4.4冻胀与融沉的监测在地面和已施工好的旁通道内测点使用水准仪、经纬仪进行监测，监测频率每天1-2次，必要时随时跟踪监测。施工用仪器清单（见下表）序号名称型号数量备注1水准仪1台2经纬仪1台3测温仪1台测量冻土温度4打压机20MPa1台冻结器打压试漏5收敛仪1台隧道收敛6钢卷尺30m（详细监测方案见旁通道地面环境监测）第七章环境设施保护措施旁通道施工位于地下十多米处,为防止施工时对地面周边建筑、地下管线、民用及公共设施带来不良影响，必须制定严格的保护措施。7.1必须选用无污染、效率高、安装运输方便的螺杆冷冻机组作为制冷系统的主机。防止挥发性气体污染环境。7.2施工之前必须认真查清地面建筑、地下管线、民用及公共设施的具体情况，针对性制定具体保护措施。7.3施工过程中旁通道中心线的地面沉降和隆起量应控制在+20～-30mm以内。在旁通道轴线上，沿中心线每5m布置一沉降测点。每一测量断面以轴线为中心，向两侧2m、4m、7m各布置一沉降测点，共计7点。7.4旁通道施工全过程中延旁通道两侧设立40沉降观察标志,每环设置一个沉降点,设在拱底块的两肩上。测试频率为1次/天；施工结束后15天内51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计对隧道范围及旁通道范围1～2次/周。7.5随时向甲方及监理工程师汇报隧道沉降变形测量情况。7.6地表及隧道沉降控制：旁通道开挖构筑施工结束后，在冻土墙及结构外壁之间必然存在一定的间隙，这就为隧道及地表的移动提供了空间，为消除这种施工间隙，减少地面及隧道的沉降，在结构施工中预埋注浆管，在结构施工结束后，及时对这种施工间隙进行壁后注浆充填。第八章安全质量技术措施及质量管理体系8.1质量保证体系8.1.1思想上、组织上的高度重视是确保工程质量及工期按时完的重要保证，根据工程的重要性，成立以公司法人代表为总负责的质量管理机构，建立以项目部项目经理为组长的质量监督检查小组，每周至少两次对现场各分部分项工程的质量进行全面检查，项目部任命各分项工程质量负责人，每天对工地各施工班组进行质量检查。在施工过程中，必须严格按照有关设计图纸和设计文件施工，严格执行国家和行业规范、规程、质量标准及有关规定，按照本公司质量保证体系要求进行施工质量控制。并采用最新的冻结施工设备、技术，组织安全、文明施工。以达到施工安全、优质、快速、高效，争创全优工程。为了实现这一目标，根据本公司质量保证体系要求，建立行之有效的施工现场质量保证体系。8.1.2思想保证体系采取劳动竞赛、技术评比、技术讲座、脱产轮训、上岗教育等多种方式对职工进行质量、安全的思想教育和技术教育，树立安全第一、质量第一、用户第一的思想，坚持贯彻本公司的质量方针与质量目标，坚持照章施工操作。对于特殊工种，进行专业培训考核，持证上岗。实际严明的奖惩制度，提高职工责任，杜绝事故隐患。据各分部工程需要，及时投入施工劳动力量，充分发挥和调动施工队伍的工作积极性，提高工效。8.1.3组织保证体系51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计实行项目经理负责制，责任到人，从项目经理、班组长到生产工人层层落实。并设立安全与质量管理小组，制定与监督实施有关安全与质量管理制度，收集合理化建议。建立统一的、权威的、完善的管理机构，协调和控制各分部工程的交叉平行施工，避免出现相互影响和窝工现象，确保总工期按计划进行。8.1.4过程保证体系质量管理机构图公司总经理:质量总负责项目经理:项目工程质量总负责代表冻结孔施工质量负责人冻结施工质量负责人质量管理小组测量监控质量负责人注浆施工质量负责人冻结孔施工质量员冻结作业质量员设备检修质量员供电作业质量员掘进作业质量员综合作业质量员材料供应质量员支护施工质量员工程管理部经理:工程质量总负责代表严格按照程序文件、作业指导书、工艺规程和工程管理制度组织施工。抓好施工组织设计会审，施工措施编制、审批、贯彻、材料与设备管理，工序控制，质量检验把关，工程计量等各个环节，及时收集整理施工资料和听取有关方面意见，发现问题，立即处理。各分项工程严格按照项目法要求施工，认真优化施工方案。确保在各种条件因素下的施工均能保质保量按时完成任务。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计8.1.5检验保证体系由项目经理组织职工对工程的安全、质量进行自检和互检。由公司安全与质检部门派人进行专门的安全、质量监督检查。为认真贯彻施工技术设计和业主及总承包商质量管理的方针，在项目部的直接领导下，建立由队长、技术人员、专职安全员、钻机机长、冷冻站站长及班长等人组成的安全管理网络，质量安全齐抓共管。开展以安全、质量为主题的劳动竞赛活动，增强职工的质量、安全意识，确保工程质量、安全目标的顺利实现。(保证体系管理机构见上图、保证体系见下图)8.2抓好前期施工准备工作搞好工艺协调8.2.1前期冻结孔施工以及其他分部工程施工，要充分考虑与总包方的交叉平行作业，为总工期的完成创造良好的条件。8.2.2为确保各工期节点的按期完成，各分部工程中投入足够并留有一定富裕系数的施工设备。8.3认真做好工程技术质量管理的基础工作8.3.1在技术设计与施工上精心设计，确保新技术、新工艺的安全要求。施工中严格及时检查各项指标是否符合设计标准。8.3.2在材料质量管理上严格把好材料采购关，各种原材料、产品必须有合格证，并经过抽查检验合格方可使用。8.3.3施工过程中合理安排各工序的协调，避免间断施工，而影响工程质量。8.3.4施工各分部工程应按质量技术标准进行验收评定和签证。8.4施工安全保障措施8.4.1各分项工程施工建立健全各种安全责任规章制度。8.4.2各种机械设备设专人操作，持证上岗。8.4.3认真落实现场安全帽、安全网、安全带制度。8.4.4夜间施工设立灯光示警装置。8.4.5现场供电系统设立安全保护接零和安全罩等。8.4.6吊装作业制定专门安全措施和操作规则，配备专职信号工、吊装工进行操作。8.4.7现场成立联合消防保卫小组，建立值班制度，设置防火宣传标志，施工现场备有足够的消防器材。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计质量保证体系图思想保证（项目经理）经理部每月一次质量教育会班组每周质检活动项目部质检小组项目部副经理组织保证（项目经理）质量管理体系岗位质检责任制质量管理条例、质量检验制度、操作规程与经济收入挂钩的考核制度、质量否决制度制度保证（项目经理）进度考核制度：每月考核与工资奖金挂钩质量技术措施计划施工组织质量措施、质量技术交底技术保证（项目总工）质量技术培训质量QC小组资源保证（专职质检工程师）质量宣传教育、质量评比及竞争活动8.4.8施工现场主要出入口设立警卫室，建立警卫制度和现场保卫记录。8.5确保施工质量及安全的主要技术措施8.5.1思想上高度重视51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计冻结法应用于旁通道帷幕支护，在本质上完全不同于煤矿井筒冻结。在实际施工的各个环节上慎之又慎，高度重视，是确保安全的重要条件。因此在施工组织设计与施工的全过程中，要遵循如下原则。8.5.1.1设计要考虑各种最不利条件，保证方案安全可靠：8.5.1.2设计计算的各种最不利条件，在施工组织设计及施工中，做到重点防范，采取切实可行、有效的措施加以控制。8.5.1.3设备的配备方面超常规取备用系数。以防没有预料到的因素或情况出现。8.5.2确保冻结帷幕形成的保证措施8.5.2.1选用无污染、效率高、体积小、重量轻、制冷量大、安装运输方便的螺杆冷冻机组作为制冷系统的主机。以适应地铁施工场地小、工期紧的需要。8.5.2.2加大盐水在冻结管内的流量，采用串并联循环方式，加快冻结管的热交换。8.5.2.3在对面隧道内，增设冷冻板，冷冻板排管外设置泡沫保温材料，以确保对面隧道交接处的完好冻结状态；在旁通道的左右侧各钻一个Φ89的冻结孔，作为冷冻板盐水循环的进回液管。8.5.2.4认真作好冻结站的运转记录，严格执行各项规章制度和冻结站的岗位责任制。8.5.2.5严格控制冻结孔的开孔孔位，不得任意移孔，冻结孔的偏斜率不宜大于1％.8.5.2.6严格控制冻结孔的偏斜方向及偏值。8.5.2.7采用逐步降温的过程，防止冻结管由温度应力造成的开裂。冻结孔每三个串联供液，并根据流量及去回路温差监控冻结器的盐水流量及均匀性，确保冻结帷幕支护可靠。8.5.2.8根据监测的测温孔温度计算的各个剖面冻结壁的平均温度，对温度偏高的部位，调整盐水流量予以调控。8.5.2.9冻结盐水温度应按设计要求保持稳定，冻结壁帮在暴露后应及时测量井帮温度，在同一水平各个方位所测的井帮温度误差应小于3℃。8.5.3冻结帷幕安全的保证措施8.5.3.1实现信息化施工，加强冻结壁的监测监控。根据监测情况调控冻结壁强度和变形。8.5.3.2旁通道掘进时，冻土墙帮壁暴露,应及时临时支护.51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计8.5.4冻结管质量保证措施8.5.4.1冻结管安装与试漏冻结管(含测温管)采用丝扣联接加焊接。管子端部采用底盖板和底锥密封。冻结管安装完，进行水压试漏，初压力0.8MPa，经30分钟观察，降压≤0．05MPa，再延长15分钟压力不降为合格。否则按程序进行处理。8.5.4.2冻结管断裂预防及处理本工程冻结管采用螺纹连接加焊接，可大大提高接头强度，增强抗断管能力。如万一发生断管，必须采取补救措施。A.选择φ63×4mm无缝钢管，在断管中下套管，恢复盐水循环。B.冻结壁达到安全性能后，再转入常规盐水循环冻结，加强监测，必要时采用液氮冻结补强。8.5.5冻结孔施工质量主要技术安全保证措施和偏斜控制措施8.5.5.1认真贯彻冻结孔施工质量控制程序.8.5.5.2保证冻结孔位精度的措施开孔间距误差控制在±20mm内。钻孔放线定位工作应在打钻设备就位前完成，以提高定位精度。8.5.5.3控制钻孔偏斜，提高钻进效率.8.5.5.4确保冻结管安装质量的措施配管和试压工作由钻机负责，配管前必须复查钻孔深度，配管时管子必须逐根丈量，认真记录，要求下管长度不小于设计孔深，也不长于设计孔深0.5m。焊接工作责任到人，地面焊接和下管焊接由一人操作，并做好焊接记录。管子下完后及时注入清水作水压试验，不合格必须重下。施工记录由值班技术员收回存档。8.5.5.4钻进3m时，测斜一次，如果偏斜不符合设计要求，立即采取调整钻孔角度及钻进参数等措施进行纠偏，如果钻孔仍然超出设计规定，则进行补孔。8.5.5.5为防止钻孔时漏泥冒砂，因此从两个方面采取措施：在回流旁路上增加背压力，使钻孔内保持一定的压力，维护孔壁的稳定。8.5.6确保冻结站及制冷质量的施工和地层冻结安全质量主要技术措施8.5.6.151中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计冷冻站安装完成后要按《矿山井巷工程施工及验收规范》要求进行试漏和抽真空，确保安装质量符合设计要求。8.5.6.2为确保冻结施工顺利进行，冷冻站安装足够的备用制冷机组。冷冻站运转期间，要有足够的配件，备用设备完好，确保冷冻机运转正常，提高制冷效率。8.5.6.3为加快冻土发展，积极冻结运转期间，在设计时间内把盐水温度降到-25～-28℃，维护冻结期，根据井帮温度和冻土进入荒径情况以及冻结壁的监测情况，灵活调整盐水流量和温度，确保和控制冻结壁的强度和厚度符合设计要求。盐水温度维持在-22～-25℃左右。8.5.6.4旁通道开挖期间，加强对冻结壁的变形和并帮位移监控，当预测井帮位移量超过设计规定值时，及时采取加大供冷量、降低盐水温度或增加坑内支撑等措施，确保冻结壁帷幕的稳定性。8.6开挖构筑安全质量技术措施8.6.1隧道内钢管片的焊接：为增加钢管片的整体性，增加其承受不均匀荷载的能力，减少隧道变形，在打开钢管片前，须将旁通道两边的钢管片拼接缝进行焊接，焊缝高度以填满拼装缝为准。8.6.2安装预应力隧道支架：在隧道上下行线两侧各安装两榀预应力钢支架，每榀支有8个支点，均匀地支撑在隧道管片上，施工中可根据观测到的隧道变形情况，调整各个支点的预应力大小，控制隧道变形。8.6.3地表及隧道沉降控制：旁通道开挖构筑施工结束后，在冻土墙及结构外壁之间必然存在一定的间隙，这就为隧道及地表的移动提供了空间，为消除这种施工间隙，减少地面及隧道的沉降，在结构施工中预埋注浆管，在结构施工结束后，及时对这种施工间隙进行壁后注浆充填。8.6.4融沉补救措施：融沉都是冻结法加固施工中不可避免的两种情况，如果融沉太大，对隧道将产生不利影响。为减少融沉，可通过隧道及旁通道预留的注浆孔，采取跟踪注浆的形式，根据观测到的隧道及地层沉降情况，及时地对地层进行补偿注浆。8.6.551中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计抢险措施：钢管片打开之前，除根据测温孔温度情况外，还应在冻结可能存在的最薄弱部位打几个探孔，以确定冻土的强度，确信冻土强度达到设计值后，再打开钢管片。钢管片打开后，开挖施工过程中，如果加固强度不够，影响正常掘进时，除缩短开挖步距，增加支护强度外，还可以打超前板桩，进行超前支护。若出现流沙或涌泥，除采取措施积极封堵外，必要时为防止流沙或流泥涌入隧道，应封闭工作面，采取注浆或强制冻结的方式进行封堵。8.6.6加强工程量测：工程量测作为该工法的一项重要施工内容。其目的就是根据量测结果，掌握地层及隧道的变形量及变形规律，以指导施工。其主要监测内容为：地表沉降监测，隧道变形监视，通道收敛变形监测，冻土压力监测。8.6.7喇叭口开挖施工措施：喇叭口是连接上下行隧道的桥梁，其施工质量的好坏是影响隧道变形的关键，为此在施工过程中应采用以下措施：开挖步距应不超过0.5m，如开挖过程发现冻结壁变形，应缩小开挖步距，立即进行临时支护。在浇筑砼前，将管片上冲洗干净，以保证喇叭口与隧道的连接质量。采用钢拱架加木背板进行临时支护，背板要紧贴冻结壁，不能有松动。预埋注浆管，必要时进行壁后充填，同时起到防止地面及隧道的沉降。8.7周边建筑物、地下管线等民用及公共设施保护措施8.7.1采取必要的措施，防止打冻结孔时水土流失；在钻孔施工期间加强沉降的监测，发现跑泥漏沙水土流失严重引起的沉降，影响到建筑物和地下管线，应立即停止施工，立即注浆，防止沉降影响周围建筑物和地下管线，到没有沉降为止，待地层较稳定后再施工钻孔。8.7.2加强冻胀与融沉监测，发现冻胀影响到建筑物和地下管线，通过打的卸压孔减小冻胀或打冻结孔加热循环，进行解冻；预留注浆孔，进行跟踪注浆，防止融沉影响周围建筑物和地下管线。8.7.3在管线交底后也可对地下管线和隧道进行必要的支撑。对离冻结区较近的管线与建筑物进行暴露或保温，防止冻坏。8.8质量控制方法及手段8.8.1造孔质量8.8.1用经纬仪精确确定开孔孔位。8.8.1.2准确丈量钻杆尺寸，控制钻进深度。8.8.1.3按要求钻进、用灯光测斜，偏斜过大则进行纠偏。8.8.1.4成孔后用水压试漏。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计8.8.1.5用优质焊接材料保证焊接质量，并责任到人。8.8.1.6选择合适泥浆性能参数(试验与实践相结合)。8.8.1.7合理选择钻具组合(实践检验)。8.8.2冻结质量8.8.2.1选择性能完好的设备(进行耐压试验)。8.8.2.2按1.5倍制冷系数选配制冷设备。8.8.2.3严格冻结孔的验收(深度、测试及水压试验)。8.8.2.4选择优质冻结材料(合格证等齐全)。8.8.2.5积极制冷降温(温度测试)，合理分配流量(总流量计)。8.8.2.5准确分析冻结实况，适时组织开挖(温度场测试)。8.8.2.6控制冻土的发展，合理调整生产(温度场测试)。8.9应急预备方案8.9.1冻结加固中打设的冻结孔将穿越④、⑤号土层，该土层局部夹有粉砂薄层，有钻孔突水、涌砂的可能。A、加大钻具推力，强行顶入套管B、利用原钻具系统注浆，浆液选用水泥—水玻璃或丙烯酸盐类浆液。C、必要时压紧孔口管密封装置，封闭该孔。8.9.2为预防开挖中停电等导致停工，甚至出现冒顶、涌砂事故，采取以下预案：在旁通道开挖期间，通道内准备3米长16#槽钢（或钢管）6根，粘土2.0t和足够的砂袋，以在必要时堆粘土和砂袋封闭通道，预防淹隧道。8.9.3旁通道设安全防水门，一备发现险情关闭防水门，保护隧道之用。8.9.4采用通讯系统和视频系统有效的监控施工现场，对施工中发现的问题及时汇报处理，杜绝一切不安全的施工现象和违章的操作，把事故制止在萌芽状态。8.9.5旁通道开挖期间项目管理人员采用二十四小时值班制，对施工的各个环节要起到及时的检查和督促作用，在施工现场准备足够的备用设备和物资，以备应急之用。第九章临时用电组织设计9.1、冻结工程用电电压等级：冻结加固工程用电设备均采用低压供电，电压等级0.4kv.50Hz。三相五线制供电。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计9.2、施工用电负荷统计：序号用电设备名称单位设备功率（KW）额定电流（A）1螺杆机组1台110197.82盐水泵1台4586.73清水泵1台15284冷却塔2台8175其它钻机、泥浆泵406结构施工509.3、供电线路安排：施工区域用电设备均为低压系统，采用电缆从箱式变配电间引至施工现场，系统为：箱式变配电间低压干线现场总配电箱支线漏电保护开关电箱用电设备在考虑线路电压损失较大的情况下，采用高压供到旁通道工作面，再安装一台变压器，其型号为S9-M-250/10-0.4。输入电压为10KV，输出电压为400V。电缆在竖井垂直铺设，用支架固定，每隔2-3m安装支架一个，在隧道内采用挂钩铺设。并在电缆上挂上“有电危险”警告牌。现场照明采用漏电开关保护接零。9.4、安全用电措施：9.4.1安全用电技术措施（1）、开关箱与各分配电箱必须设置漏电保护。（2）、配电箱需作重复接地。（3）、电器设备选用正确的保护措施。（4）、临时使用的移动电气设备的绝缘必须良好，使用完毕要及时拆除。（5）、电工人员需持证上岗，不得指派无电工操作证人员进行电气设备的安装、维护工作。（6）、在装设照明、电焊机、电热装置等单相负荷设备时，要尽量保持三相供电基本平衡。9.4.2安全用电组织措施：（1）建立安全检查，检测制度。（2）建立电气设备维护制度。（3）认证作好值班记录，切实履行电工交接班制度。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道（延吉中路~黄兴路）旁通道冰冻法施工组织设计（4）建立用电安全责任制。（5）电气操作人员应认真执行各种规范。（6）电气设备的安全用具及消防器材应完整，做到定期检查。第十章文明施工保证措施文明施工不仅是圆满完成工程的一个重要组成部分、共同塑造一个清洁有序文明城市的表现，也是体现施工队伍技术、能力、文化素质的一个侧面。对此，本公司努力以下方面入手搞好文明施工。10.1坚决执行市政工程管理局颁发的有关“市政文明施工条例”，对全体职工进行文明施工重要性及意义教育，使之成为自觉的行动。10.2场地清洁、消防器材齐全到位，从技术上采取切实可行的措施，消除或减少施工可能造成的环境污染及扰民现象。10.3职工要做到持证上岗，不违章作业，自检自律，消除安全隐患。10.4职工宿舍要实行标准化管理，组织好文明宿舍达标评比活动。10.5开展“劳动竞赛”活动，遵守上海市市民守则，力争精神文明和物质文明建设双丰收，为上海市文明建设做出新的贡献。附件一：部分施工图。51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道旁通道冰冻法施工方案51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道旁通道冰冻法施工方案51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道旁通道冰冻法施工方案51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道旁通道冰冻法施工方案51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道旁通道冰冻法施工方案51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道旁通道冰冻法施工方案51中铁四局上海地铁经理部一分部 区间隧道旁通道冰冻法施工方案51中铁四局上海地铁经理部一分部'