盛莫路站~福庆北路站联络通道地质层剖面图
② ② ③2 ④1-2 东外环路站~天童庄车辆基地出入段线联络通道地质剖面图
根据中铁二院工程设计研究院施工图设计,区间联络通道由与隧道管片相连的喇叭口、水平通道和泵站构成。其中通道和喇叭口为直墙圆拱型结构,泵站为矩型结构,均采用二次支护方式。所有初期支护层厚度为250mm,采用型钢架结合素喷C20早强混凝土。二次支护结构层采用现浇钢筋混凝土,混凝土强度等级为C40,抗渗等级为P8。通道及泵站结构层厚450mm,喇叭口结构层拱顶750mm、底板厚1350mm,两侧墙
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厚450mm。初期支护层和结构层之间安装防水层,通道结构层底部埋设二根DN219mm不锈钢管连接左、右线隧道与泵站。具体尺寸详见《徐州市轨道交通1号线(盛莫路站~东环南路站)联络通道及泵站施工图设计》,《徐州市轨道交通1号线(盛莫路站~福庆北站)联络通道及泵站施工图设计》,《徐州市轨道交通1号线(东外环路站~天童庄车辆基地出入段线)联络通道及泵站施工图设计》
盛莫路~东环南路区间联络通道位于宁穿路下方,联络通道正上方有范围内有1根砼DN300雨水管(埋深2米),1根塑DN80路灯(埋深2.5米),距联络通道中心水平距离约11~13米处有1个钢300x200电信管(埋深1.92米),1根砼DN500雨水管和1根砼DN300雨水管(埋深分别为1.7米、2.2米),距离联络通道中心最近的建筑物是混2层建筑,约为20米。
盛莫路~福庆北路区间联络通道位于宁穿路下方,距离联络通道中心最近的建筑物是混2层建筑,约为21米,距离梅墟港桥约32米,附近无重要管线。
东外环路站~天童庄车辆基地出入段线联络通道位于东外环路下,附近无重要管线及建筑物。
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图2-2 盛莫路~东环南路区间联络通道管线分布图
3 施工方案 3.1 施工方案的选择
根据山西约翰芬雷华能设计工程有限公司的联络通道及泵站冻结法设计,并依据地层特点和同类工程施工经验,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倾斜孔+冷冻排管冻结加固地层,使联络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,在冻土中采用矿山法进行开挖构筑施工,地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。选用冻结法加固土体具有冻结壁均匀性好,与隧道管片结合严密,强度高,封水性好,安全可靠的优点,极适于本工程的土体加固。详见《徐州市轨道交通1号线(盛莫路站~东环南路站)联络通道及泵站施工图设计》,《徐州市轨道交通1号线(盛莫路站~福庆北路站)联络通道及泵站施工图设计》,《徐州市轨道交通1号线(东外环路站~天童庄车
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辆基地出入段线)联络通道及泵站施工图设计》,主要内容如下并增加冻结制冷系统设计。 3.2 冻结壁设计
(1) 冻土强度的设计指标为:东盛区间、盛福区间单轴抗压不小于3.05Mpa,弯折抗拉不小于2.42Mpa,抗剪不小于1.37 Mpa(-10℃);东天区间单轴抗压不小于2.69Mpa,弯折抗拉不小于2.42Mpa,抗剪不小于1.08 Mpa(-10℃);
(2) 设计的冻结壁的有效厚度为2.0m(东天区间1.8米),喇叭口处为1.7m(东天区间无喇叭口),平均温度为-10℃。 3.3 冻结孔及冷冻排管布置
(1) 根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置在联络通道和泵站的四周。
(2) 为了保证联络通道及泵站开挖时的安全,采用在两条隧道分别钻孔的方案,即在另一条隧道底部打两排孔插花布置,将联络通道和泵站封闭,这样泵站里面没有冻结管,挖泵站时,就挖不到冻结管,确保了冻土的强度及安全,减少了冻土的挖掘量。
(3) 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,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,可将联络通道中间(最危险断面)处视为封闭两端固定框架。
(4) 东盛区间及盛福区间联络通道冻结孔数各为67个(左线隧道54个包括4个透孔、右线隧道13个)。东天区间联络通道冻结孔为64个(左线隧道51个包括4个透孔、右线隧道13个),根据管片配筋情况和钢管片肋板位置,在避开管片缝、主筋的前提下可适当调整。
(5) 冻结站对侧隧道沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管,排管间距为500mm。 3.4 测温孔、泄压孔布置
为了准确掌握冻结温度场变化情况,在与联络通道相接的隧道内设置8个测温孔监测冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结壁与隧道管片界面温度和开挖区附近地层冻结情况。可根据现场情况调整测温孔数量、位置和角度。
为准确判断冻结壁是否交圈,并释放减少土层水土冻胀压力,在与联络通道相接的隧道内两侧非冻结处,各布置2个泄压孔,共计4个。
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3.5 冻结制冷系统设计
(1) 冻结需冷量
东盛区间冻结管的散热系数取250kcal/m2?h,冷量损失系数取1.3,采用Q=πdHKmc,得冻结需冷量为:7.21万kcal/h。
盛福区间冻结管的散热系数取250kcal/m2?h,冷量损失系数取1.3,采用Q=πdHKmc,得冻结需冷量为:6.51万kcal/h。
东天区间冻结管的散热系数取250kcal/m2?h,冷量损失系数取1.3,采用Q=πdHKmc,得冻结需冷量为:5.9万kcal/h。
(2) 冻结制冷设备选型
①冷冻机组选用W-YSLGF300Ⅱ型2台,运行一台,备用一台。每组标准制冷量23.65万kcal/h,实际工况制冷量8.5万kcal/h,电机功率110kw。
②盐水循环泵选用IS150-125-400型2台,运行一台,备用一台,流量200m3/h,扬程32m,电机功率45kw。
③冷却水循环泵选用IS125-100-250型2台,运行一台,备用一台,流量100m3/h,扬程20m,电机功率11kw。
④冷却塔选用NBL-50型2台,运行两台,电机总功率8kw。 (3) 各种管路选型
①盐水干管和集配液管均选用159×5mm无缝钢管,集、配液管与羊角连接选用2″高压胶管。
②冷却水管选用127×4mm钢管。
③冻结管采用20#(Q235B)钢材的Ф89×8mm的低碳无缝钢管,丝扣连接,单根长度1~2m。
④供液管选用1.5″钢管,采用焊接方式或Ф45×3mm白色硬塑料管。
⑤测温管浅孔采用Ф32×3mm钢管,深孔采用Ф89×8mm无缝钢管;冷冻排管及泄压管均选用Ф45×3mm无缝钢管。
(4) 其它
①盐水箱一个,容积4.5m3;冷却水箱一个,容积8m3。 ②冷冻机油:选用N46冷冻机油。 ③制冷剂:选用R22制冷剂。
④冷媒剂:用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。盐水比重为1.26。
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