进出洞免拔管冻结加固施工方法与流程

本发明涉及一种掘进机进洞时免拔管冻结加固施工方法，尤其涉及用于盾构机进出洞对隧道与顶管接收井和始发井围护结构外侧土体进行加固的免拔施工方法。
背景技术：
：城市轨道交通建设常用盾构法施工，盾构机在出洞时，为了保证土体具有较好的自立性，一般采用水泥系工法进行出洞区域地基加固。近年来随着轨道交通的飞速发展，车站的深度越来越深，不可避免会碰到砂性土层。为了保证盾构出洞安全，更好的封堵承压含水层，会辅助以冻结法加固。冻结法施工作为一种成熟的施工工艺，已在城市轨道交通建设中取得了相当丰富的经验成果。其主要目的是维持出洞区域加固土体的稳定，保证盾构机出洞安全，而常规冻结管采用的材质为碳素钢，在冻结效果达到设计要求后，需要把洞圈内部的冻结管拔除后盾构才可以正常推进。正常拔管时间一般需8-10小时，耗费时间较长，且拔管前需临时解冻；碳素钢在低温条件下会变脆，在进行拔除作业时存在断管风险，一旦拔断，处理过程会异常复杂，且耗时较长，土体会发生回温解冻，则盾构出洞就存在相当大的风险。为了避免拔断冻结管这种施工风险，考虑采用一种pvc管作为冻结管，pvc管在冻结后会变脆，盾构刀盘可以直接切削冻结管，不需要进行拔管作业，避免拔管时可能的出现断管、涌沙冒水等险情，提高盾构机出洞的安全性。技术实现要素：本发明是要提供一种进出洞免拔管冻结加固施工方法，该方法使掘进机进(出)洞过程中，无需进行拔除冻结管作业，可以在冻结施工达到要求后直接进行盾构施工，从而避免在以往拔管作业中因拔管而造成冻结孔破裂而导致施工安全问题。为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种进出洞免拔管冻结加固施工方法，其步骤为：1)冻结孔钻进与冻结器安装(1)水平冻结孔钻进前，先采用φ121mm金刚石钻头一次开孔，钻进400mm后取芯，安装固定孔口装置和压紧装置，再换用φ96mm金刚石钻头，将砼衬墙和围护墙钻透，然后换φ89mm冻结管作为钻杆钻进，直到钻达设计孔深；(2)冻结孔内装入冻结管，并打压试漏；(3)冻结管内装入供液管，然后安装去、回路羊角和冻结管端盖；(4)采用与冻结孔相同的施工方法进行温孔施工，在温孔内的测温管内灌满比重1.26～1.265的盐水；2)免拔管制作和粘接在制作好的免拔管内均匀地涂上胶水，然后在待粘接面上打上胶水，将免拔管顺着一个方向旋转四分之一圈插入管件，使胶水分布均匀，完全插入后，固定25min以上；3)免拔管的下放为保证免拔管顺利的下放，在下放的过程中，可借用钻进顶进，匀速缓慢进行挤压放入冻结孔；4)免拔管打压测试免拔管下放结束进行打压测试；5)免拔管羊角安装为保证进、回液管有足够的空间连接，在免拔管法兰盘外接一节钢管，免拔冻结孔采用并联的方式接入集配液圈，在冻结期间便于观察及控制每个冻结孔的盐水循环；6)积极冻结在免拔管冻结过程中，定时检测盐水温度、盐水流量和冻土墙扩展情况，及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；7)洞门凿除在冻结温度后，进行洞门凿除；8)拔出供液管，掘进始发洞门凿除后拔出供液管，掘进机无需拔出冻结管，刀盘正常旋转直接出洞。步骤1)中，为了保证钻孔精度，钻进前5m钻孔时，要反复校核钻杆垂直度，调整钻机位置，并采用减压钻进。步骤1)中，冻结管下入钻孔内前要先配管，粘接时，胶水应涂抹均匀饱满。下好冻结管后，用测斜仪测斜，并复测冻结孔深度；冻结管长度和偏斜合格后进行打压试漏；冻结孔试漏压力控制在0.7～1.0mpa之间，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。本发明的有益效果是：本发明的进出洞免拔管冻结加固施工方法，采用用于冻结作用的免拔管，在掘进机进出洞时，无需进行拔除冻结管作业，可以在冻结施工达到要求后直接进行盾构施工，从而避免在以往拔管作业中因拔管而造成冻结孔破裂而导致施工安全问题。附图说明图1是掘进机进洞示意图；图2是掘进机出洞示意图；图3是免拔管装置示意图；图4是免拔管位置分布示意图；图5是本发明的进出洞免拔管冻结加固施工方法流程图。具体实施方式下面结合附图与具体实施，进一步阐述本发明。如图1至图5所示，一种进出洞免拔管冻结加固施工方法，涉及掘进机1、工作井2、围护结构3、隧道4、围护加固区5、冻结加固区6、免拔管7。免拔管选用：根据所需冻结地区地质及温度选择相应材质的高分子pvc管。免拔管粘接所需设备、工具：免拔管粘接所需主要材料如表1表1免拔管粘接所需材料分类免拔胶水抹布细砂纸标识笔卷尺切割机数量若干若干若干若干若干若干免拔管冻结施工具体实施方法：1)冻结孔钻进与冻结器安装①水平孔钻进前，必须先将采用φ121mm金刚石钻头一次开孔，钻进400mm后取芯，安装固定孔口装置和压紧装置，然后换用φ96mm金刚石钻头，将砼衬墙和围护墙钻透，然后换φ89mm冻结管作为钻杆钻进，直到钻达设计孔深。②为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。钻进前5m钻孔时，要反复校核钻杆垂直度，调整钻机位置，并采用减压钻进。③结管下入钻孔内前要先配管，粘接时，胶水应涂抹均匀饱满。下好冻结管后，用测斜仪测斜，并复测冻结孔深度。冻结管长度和偏斜合格后进行打压试漏。冻结孔试漏压力控制在0.7～1.0mpa之间，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。④在冻结管内下入供液管，然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。⑤温孔施工方法和要求与冻结孔相同，在下好的测温管内灌满比重1.26～1.265的盐水。2)免拔管前期准备工作：①、下料：量好待切割管道的长度，做好标识，将管道放置切割机处固定(若不固定，必须保证切割片与管道垂直，切割口的整齐)，启动切割机，一刀切断管道；②、倒角：刚切割的管道，必须将切割口在角磨机的角磨片上磨边，要对管端进行2-3毫米的倒角，以免粘接时胶水被刮入承口内，避免因人为施工不当减少粘接面造成管道粘接部位泄露；③、磨花：用砂纸将两粘接面磨花，保证管道的粘接质量，根据管道尺寸来磨花粘接面长度为60-70mm，不能过大或过小；④、清洁：两粘接面必须用抹布擦拭干净，旧管件必须使用清洁剂清洗粘接面。3)免拔管的粘接①、在管件内均匀地涂上胶水，然后在待粘接面上打上胶水，管道端口长约1cm需均匀涂厚一点胶水，而后1-4cm处，均匀地涂一层薄胶水；②、将免拔管顺着一个方向轻微旋转四分之一圈插入管件，使胶水分布均匀，完全插入后，需要固定不小于25min。4)免拔管的下放为保证免拔管顺利的下放，在下放的过程中，可借用钻进顶进，匀速缓慢进行挤压放入冻结孔，如图4。5)免拔管打压测试免拔管下放结束需进行打压测试，打压头连接方式如图3：压力表8、⑨钢法兰盘9、pvc法兰盘10、钢管11、胶皮垫12、免拔管7。下好冻结管后，用测斜仪测斜，并复测冻结孔深度。冻结管长度和偏斜合格后进行打压试漏。冻结孔试漏压力控制在0.7～1.0mpa之间，稳定15分钟压力无变化者为试压合格。6)免拔管羊角安装为保证进、回液管有足够的空间连接，在pvc免拔管法兰盘外接一节钢管，。pvc免拔冻结孔采用并联的方式接入集配液圈，在冻结期间便于观察及控制每个冻结孔的盐水循环。7)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计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、盐水流量和冻土墙扩展情况，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。由于pvc免拔管冻结管导热系数较传统的碳素钢小，在冻结早期对冻结温度有一定的影响，前期冻结时间较长，但在后期冻结发展速率基本与碳素钢管一致。一般pvc免拔冻结管冻结时间比常规冻结周期长10天左右，总共约需要40-45天。8)洞门凿除在冻结温度后，进行洞门凿除，由于pvc冻结供液管采用的塑料与钢法兰盘进行连接，在洞门凿除过程中，砼块不可避免会砸到法兰盘，极易砸裂冻结管，造成冻结盐水流失，影响冻结效果，在施工需考虑对法兰盘进行专项保护。9)拔出供液管，掘进始发洞门凿除后拔出供液管，由于pvc在低温下极易脆断，掘进机无需拔出冻结管刀盘正常旋转直接出洞，给复杂地层盾构出洞带来了很大的便利。当前第1页12