一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)及其施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括多對環(huán)形凍結(jié)管；所述多對環(huán)形凍結(jié)管分別間隔設(shè)置在盾構(gòu)隧道端頭工作井內(nèi)的洞門處土體內(nèi)；在所述多對環(huán)形凍結(jié)管分別通入循環(huán)冷媒介質(zhì)在盾構(gòu)隧道端頭地層中形成半徑大于洞門半徑的半球形凍結(jié)壁加固體，為軟土地區(qū)富含水砂層端頭的地層加固方式，可有效解決該地區(qū)常規(guī)加固方式加固效果不佳的問題，并大大提高了人工凍結(jié)技術(shù)加固盾構(gòu)隧道端頭地層的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，可保證盾構(gòu)機(jī)順利進(jìn)出洞。
【專利說明】
一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種盾構(gòu)隧道端頭加固結(jié)構(gòu)，具體涉及一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié) 壁加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 盾構(gòu)隧道端頭加固是盾構(gòu)法施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有很大的工程施工風(fēng)險(xiǎn)。在盾 構(gòu)進(jìn)出洞時(shí)，要先進(jìn)行洞門區(qū)域的地下連續(xù)墻破除，并割除所有鋼筋;洞門破除要求的時(shí)間 非常緊，施工難度大，洞門破除后對加固體強(qiáng)度及密封性要求很高，加固效果不佳時(shí)，在洞 門破除時(shí)極易出現(xiàn)盾構(gòu)與洞門間隙涌泥涌砂及地表沉降現(xiàn)象，進(jìn)而危及附近地下管線和建 筑物的安全。為防止此類現(xiàn)象發(fā)生，必須選擇合理的盾構(gòu)隧道端頭地層加固處理方案，以滿 足強(qiáng)度和抗?jié)B性的要求。
[0003] 盾構(gòu)隧道端頭常用的加固方式有深層攪拌法、高壓旋噴法、SMW工法、人工凍結(jié)法、 注漿法、素混凝土灌注粧法和降水法等。土體加固可以采用一種工法或多種工法相結(jié)合的 加固手段;加固方式應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件、地下水位、結(jié)構(gòu)埋深、盾構(gòu)機(jī)型與直徑、作業(yè)環(huán)境 等條件來進(jìn)行選擇，同時(shí)考慮安全性、施工方便性、經(jīng)濟(jì)性、工期等因素。
[0004] 在沿海軟土地區(qū)，特別是盾構(gòu)隧道端頭地層為富含水砂層時(shí)，采用常規(guī)的化學(xué)加 固手段很難達(dá)到工程要求，在化學(xué)加固后探孔時(shí)常常會發(fā)現(xiàn)有嚴(yán)重漏水漏砂現(xiàn)象。此時(shí)，為 提高盾構(gòu)隧道端頭土體強(qiáng)度和充分止水，保證盾構(gòu)進(jìn)出洞安全，在富含水砂層端頭常采用 人工凍結(jié)法來進(jìn)行端頭土體加固。
[0005] 如附圖1所示為常規(guī)的人工凍結(jié)技術(shù)有在端頭地面打入垂直凍結(jié)管1實(shí)施垂直凍 結(jié)加固，或在工作井內(nèi)開挖洞門處打入水平凍結(jié)管2實(shí)施水平凍結(jié)加固，這兩種常規(guī)的凍結(jié) 加固方式都存在著打入土體凍結(jié)管過多、凍結(jié)需冷量大、整個(gè)凍結(jié)過程耗電量大、凍脹融沉 量大的缺點(diǎn)，如何找到一種高效節(jié)能的盾構(gòu)隧道端頭凍結(jié)加固方式是目前亟待解決的關(guān)鍵 問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是:為軟土地區(qū)富含水砂層端頭的地層 加固方式，可有效解決該地區(qū)常規(guī)加固方式加固效果不佳的問題，并大大提高了人工凍結(jié) 技術(shù)加固盾構(gòu)隧道端頭地層的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，可保證盾構(gòu)機(jī)順利進(jìn)出洞提出了一種盾構(gòu) 隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)及其施工方法。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié) 構(gòu)，包括多對環(huán)形凍結(jié)管;所述多對環(huán)形凍結(jié)管分別間隔設(shè)置在盾構(gòu)隧道端頭工作井內(nèi)的 洞門處土體內(nèi)；在所述多對環(huán)形凍結(jié)管分別通入循環(huán)冷媒介質(zhì)在盾構(gòu)隧道端頭地層中形成 半徑大于洞門半徑的半球形凍結(jié)壁加固體。
[0008] 優(yōu)選的，所述環(huán)形凍結(jié)管為無縫低碳鋼管或PVC、PPR、ABS、PE塑料管。
[0009] 優(yōu)選的，所述環(huán)形凍結(jié)管具有3對，所述環(huán)形凍結(jié)管離洞門約300~400mm。
[0010]優(yōu)選的，環(huán)形凍結(jié)管選用φ 127x4.5mm或φ 108x8mm無縫低碳鋼 管。
[0011]優(yōu)選的，所述循環(huán)冷媒介質(zhì)采用鹽水冷媒介質(zhì)，凍結(jié)期去路鹽水溫度為_28~-30 °C，回路鹽水溫度為-25~-28°C。
[0012] 優(yōu)選的，所述鹽水冷媒介質(zhì)的鹽水比重1.26;所述環(huán)形凍結(jié)管內(nèi)鹽水流量5m3/h。
[0013] 本發(fā)明提供的一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)施工方法包括以下工藝 步驟:凍結(jié)設(shè)計(jì)、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鉆孔施工、凍結(jié)施工、破除槽壁和凍結(jié)管拔除，
[0014] 所述凍結(jié)設(shè)計(jì)包括以下工藝步驟：
[0015] (1)凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì)
[0016] 結(jié)合工程特點(diǎn)、土層條件及施工現(xiàn)場情況對凍結(jié)帷幕厚度進(jìn)行設(shè)計(jì);半球形凍結(jié) 壁尺寸由洞門大小決定，應(yīng)保證在土體中形成半徑大于洞門半徑的半球形凍土帷幕；凍土 平均溫度取-10°c，凍土強(qiáng)度指標(biāo)需進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測定。
[0017] (2)凍結(jié)孔的布置
[0018] 環(huán)形凍結(jié)管布置3對，凍結(jié)管離洞門約300~400mm;
[0019] ⑶測溫孔布置
[0020] 目的主要是測量凍結(jié)帷幕范圍不同部位的溫度發(fā)展?fàn)顩r，以便采取相應(yīng)控制措 施，確保施工的安全；
[0021] 所述鉆孔施工包括以下工藝步驟：
[0022]鉆孔準(zhǔn)備4凍結(jié)孔測量定位4鉆機(jī)安裝找正4正常鉆進(jìn)4復(fù)測、檢漏4單孔完成 4鉆孔結(jié)束;在正常鉆進(jìn)的過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行糾偏；
[0023] 所述凍結(jié)施工包括各設(shè)備安裝調(diào)試及施工工藝流程：
[0024] 各設(shè)備安裝調(diào)試：（1)凍結(jié)站安裝；（2)冷凍機(jī)組的安裝；（3)清、鹽水栗的安裝； (4)冷卻塔的安裝；（5)冷凍機(jī)組調(diào)試；（6)清、鹽水栗的調(diào)試；
[0025] 所述施工工藝流程為：生產(chǎn)準(zhǔn)備-基礎(chǔ)施工-上述設(shè)備安裝調(diào)試-試壓、包扎保 溫-充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)-正常運(yùn)轉(zhuǎn)-盾構(gòu)進(jìn)洞；在充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)過程之前還需要進(jìn)行凍結(jié)孔驗(yàn) 收，在充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需要冷卻水供給;盾構(gòu)進(jìn)洞后，如采用無縫低碳鋼管則需拆除后 撤場；
[0026] 優(yōu)選的，所述清、鹽水栗的調(diào)試工藝包括如下步驟:檢查栗及管路及結(jié)合處有無松 動現(xiàn)象；用手轉(zhuǎn)動栗，試看栗軸轉(zhuǎn)動是否靈活；向軸承體內(nèi)加入軸承潤滑機(jī)油，觀察油位應(yīng) 在油標(biāo)的中心線處，潤滑油應(yīng)及時(shí)更換或補(bǔ)充；點(diǎn)動電機(jī)，試看電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確;開動電 機(jī)，當(dāng)栗正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，打開出口壓力表和，視其顯示出適當(dāng)壓力后，逐漸打開閘閥，同時(shí)檢查 電機(jī)負(fù)荷情況;觀察栗體及管路是否振動過大，過大時(shí)要停車檢查原因并進(jìn)行處理;盡量控 制栗的流量和揚(yáng)程在標(biāo)牌上注明的范圍內(nèi)，以保證栗在最高效率點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，才能獲得最大的 節(jié)能效果;栗在運(yùn)行過程中，軸承溫度不能超過環(huán)境溫度35°C，最高溫度不得超過80°C ;如 發(fā)現(xiàn)栗有異常聲音應(yīng)立即停車檢查原因。
[0027] 由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0028] 本發(fā)明與傳統(tǒng)的盾構(gòu)隧道端頭垂直凍結(jié)或水平凍結(jié)加固結(jié)構(gòu)相比，凍結(jié)管用料大 大減少，凍結(jié)需冷量也大大減少，凍脹融沉量也很小，在保證加固效果特別是止水效果的同 時(shí)，大大節(jié)約了能源，從而有較好的經(jīng)濟(jì)效益，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。此外本發(fā)明為軟 土地區(qū)富含水砂層端頭的地層加固方式，可有效解決該地區(qū)常規(guī)加固方式加固效果不佳 的問題，并大大提高了人工凍結(jié)技術(shù)加固盾構(gòu)隧道端頭地層的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，可保證盾 構(gòu)機(jī)順利進(jìn)出洞。
【附圖說明】
[0029] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明：
[0030] 附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中所采用的凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]附圖2為本發(fā)明的半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]附圖3為本發(fā)明中半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)施工工藝流程圖；
[0033]附圖4為本發(fā)明中鉆孔施工流程圖；
[0034]附圖5為各設(shè)備安裝調(diào)試及施工工藝流程； 其中：1、垂直凍結(jié)管;2、水平凍結(jié)管；11、環(huán)形凍結(jié)管；12、半球形凍結(jié)壁;13、盾構(gòu)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明。
[0036] 附圖1為現(xiàn)有技術(shù)中所采用的凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 如附圖2所示的本發(fā)明所述的本發(fā)明是一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié) 構(gòu)，是一種新型的盾構(gòu)隧道端頭加固結(jié)構(gòu);該發(fā)明是在盾構(gòu)隧道端頭工作井內(nèi)的洞門處向 土體中打入3對環(huán)形凍結(jié)管，通過在環(huán)形凍結(jié)管11中循環(huán)冷媒介質(zhì)，最終在盾構(gòu)隧道端頭地 層中形成半球形凍結(jié)壁12,在半球形凍結(jié)壁12的保護(hù)下，盾構(gòu)機(jī)13順利始發(fā)或到達(dá);環(huán)形凍 結(jié)管11直徑一般為108或127mm;環(huán)形尺寸由洞門大小決定，應(yīng)保證在土體中形成半徑大于 洞門半徑的半球形凍土帷幕。凍結(jié)管材質(zhì)通常為無縫低碳鋼管，也可以采用PVC、PPR、ABS、 PE等塑料管；當(dāng)采用塑料管時(shí)，盾構(gòu)始發(fā)或到達(dá)無需拔除凍結(jié)管，可直接切削推進(jìn)。
[0038] 本發(fā)明與傳統(tǒng)的盾構(gòu)隧道端頭垂直凍結(jié)或水平凍結(jié)加固結(jié)構(gòu)相比，凍結(jié)管用料大 大減少，凍結(jié)需冷量也大大減少，凍脹融沉量也很小，在保證加固效果特別是止水效果的同 時(shí)，大大節(jié)約了能源，從而有較好的經(jīng)濟(jì)效益，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。
[0039]凍結(jié)施工是在盾構(gòu)掘進(jìn)前，用人工制冷的方法，將工作井端頭區(qū)域內(nèi)的含水地層 凍結(jié)成一個(gè)封閉不透水的帷幕，用于抵抗地壓、水壓，隔絕地下水，保證盾構(gòu)進(jìn)出洞的安全。 [0040] 首先進(jìn)行環(huán)形凍結(jié)孔的鉆孔施工，同時(shí)進(jìn)行凍結(jié)站的安裝施工，環(huán)形凍結(jié)孔施工 完畢后，進(jìn)行凍結(jié)孔串聯(lián)管路及保溫工作。然后進(jìn)行積極凍結(jié)，通過測溫孔觀測計(jì)算，確定 凍結(jié)滿足洞門鑿除條件后，開始破除洞口槽壁，如果凍結(jié)管是塑料材質(zhì)，則無需拔除環(huán)形凍 結(jié)管，如果凍結(jié)管是低碳無縫鋼管，則需先拔除凍結(jié)管，之后進(jìn)行盾構(gòu)始發(fā)或到達(dá)推進(jìn)，如 附圖3所示。
[0041 ] 一、凍結(jié)設(shè)計(jì) [0042] (1)凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì)
[0043]結(jié)合工程特點(diǎn)、土層條件及施工現(xiàn)場情況對凍結(jié)帷幕厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)。半球形凍結(jié) 壁尺寸由洞門大小決定，應(yīng)保證在土體中形成半徑大于洞門半徑的半球形凍土帷幕。凍土 平均溫度取-10°c，凍土強(qiáng)度指標(biāo)需進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測定。
[0044] (2)凍結(jié)孔的布置
[0045] 環(huán)形凍結(jié)管布置3對，凍結(jié)管離洞門約300-400mm。
[0046] (3)測溫孔布置
[0047] 目的主要是測量凍結(jié)帷幕范圍不同部位的溫度發(fā)展?fàn)顩r，以便采取相應(yīng)控制措 施，確保施工的安全。
[0048]二、制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)
[0049] (1)參數(shù)選取
[0050] 1)環(huán)形凍結(jié)管宜選用屮127<4.5陽11(1無縫低碳鋼管，也可選用屮108\8陽171 無縫低碳鋼管；
[0051 ] 2)采用鹽水冷媒介質(zhì)時(shí)，凍結(jié)期去路鹽水溫度為-28~-30°C，回路鹽水溫度為-25 ~-28。。；
[0052] 3)鹽水比重 1.26。
[0053] 4)凍結(jié)管內(nèi)鹽水流量5m3/h;
[0054] 5)凍結(jié)管散熱能力：260Kcal/m2.h;
[0055] 6)冷量損失系數(shù)：1.2。
[0056] (2)需冷量計(jì)算
[0057] 凍結(jié)需冷量計(jì)算:Q=i.2.3T.d.H.K
[0058] 式中：Η-凍結(jié)總長度；
[0059] d-凍結(jié)管直徑；
[0060] K-凍結(jié)管散熱系數(shù)。
[0061 ] (3)凍結(jié)站設(shè)置、機(jī)組選型及數(shù)量
[0062] 凍結(jié)站選用W-YSLGF600II型螺桿冷凍機(jī)2臺。每臺機(jī)組制冷量28X 104Kcal/h，電 機(jī)功率220kw。
[0063] (4)鹽水系統(tǒng)
[0064] 1)鹽水干管、集配液圈選型：φ 159x5mm焊管加工制作。
[0065] 2)氯化鈣(80%晶體)總用量:15噸。
[0066] 3)鹽水栗選型：選用3臺IS150-125-315型離心式水栗（其中一臺備用），流量 200m3/h，電機(jī)30kw。
[0067] (5)清水系統(tǒng)
[0068] 1)清水管選型：φ 133x4.5 mm焊管加工制作。
[0069] 2)選用8m3清水箱3個(gè)。
[0070] 3)新鮮水補(bǔ)充量:30m3/h。
[0071] 4)選用3臺IS150-125-315型離心式水栗，流量200m3/h，電機(jī)30kw。
[0072] 5)選用KST-80型冷卻塔4臺。
[0073] (6)凍結(jié)管設(shè)計(jì)
[0074]環(huán)形凍結(jié)管宜選用φ 127x4.5mm無縫低碳鋼管，也可選用tpi〇8x8mm 無縫低碳鋼管;供液管選用φ 45x4mm無縫鋼管。
[0075] (7)凍結(jié)壁形成預(yù)測
[0076] 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，凍結(jié)壁交圈時(shí)間取15天，整個(gè)積極凍結(jié)時(shí)間宜取20天以上。
[0077] 三、鉆孔施工工藝 [0078] (1)鉆孔設(shè)備選型
[0079] 采用專門的環(huán)形凍結(jié)管施工設(shè)備。
[0080] (2)鉆孔施工流程如附圖4所述鉆孔施工包括以下工藝步驟：
[0081 ] 鉆孔準(zhǔn)備4凍結(jié)孔測量定位4鉆機(jī)安裝找正4正常鉆進(jìn)4復(fù)測、檢漏4單孔完成 4鉆孔結(jié)束;在正常鉆進(jìn)的過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行糾偏。
[0082]四、凍結(jié)施工工藝 [0083] (1)凍結(jié)施工主要設(shè)備
[0084]
[0086]凍結(jié)期間總用電負(fù)荷約666kw，在考慮線路電壓損失較大的情況下，整個(gè)冷凍站選 用YC3 X 120+2 X 25低壓橡套電纜3根，分別供2臺凍結(jié)機(jī)組及相應(yīng)配套設(shè)備。
[0087] (2)凍結(jié)施工流程，如附圖5所示，包括各設(shè)備安裝調(diào)試及施工工藝流程：
[0088] 各設(shè)備安裝調(diào)試：（1)凍結(jié)站安裝；（2)冷凍機(jī)組的安裝；（3)清、鹽水栗的安裝；（4) 冷卻塔的安裝；（5)冷凍機(jī)組調(diào)試；（6)清、鹽水栗的調(diào)試。
[0089] 所述施工工藝流程為：生產(chǎn)準(zhǔn)備-基礎(chǔ)施工-上述設(shè)備安裝調(diào)試-試壓、包扎保 溫-充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)-正常運(yùn)轉(zhuǎn)-盾構(gòu)進(jìn)洞；在充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)過程之前還需要進(jìn)行凍結(jié)孔驗(yàn) 收，在充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中需要冷卻水供給;盾構(gòu)進(jìn)洞后，如采用無縫低碳鋼管則需拆除后 撤場。
[0090] (3)凍結(jié)站安裝
[0091] 凍結(jié)站布置在一側(cè)，2臺機(jī)組并聯(lián)安裝，可相互備用，冷凍站占地約200平方米。
[0092] (4)冷凍機(jī)組的安裝
[0093] 1)就位與固定
[0094] 按照凍結(jié)站布置圖，將冷凍機(jī)組就位后，用螺栓與基礎(chǔ)進(jìn)行可靠固定。固定時(shí)注意 要用水平尺對機(jī)組進(jìn)行找平，通過不斷調(diào)整墊鐵將機(jī)組調(diào)平。
[0095] 根據(jù)現(xiàn)場的管路布置，可以靈活調(diào)整冷凝器兩頭蓋板，已達(dá)到優(yōu)化管路布置的目 的。
[0096] 將機(jī)組啟動柜可靠布置在機(jī)組旁邊，利于操作方便的位置，同時(shí)注意與機(jī)組之間 留下一定的空間，要對平時(shí)的操作維護(hù)帶來方便。
[0097] 2)管路連接
[0098] 鹽水管路與清水管路與機(jī)組之間采用法蘭連接，要合理地布置安裝閥門，利于平 時(shí)開啟與關(guān)閉操作，又要對維護(hù)時(shí)的擰螺栓等提供方便。
[0099] 3)機(jī)組密封檢測
[0100]冷凍機(jī)組一定要保證機(jī)組的密封性能可靠，否則造成機(jī)組漏氟，制冷效率下降，達(dá) 不到理想的制冷效果。
[0101] 首先進(jìn)行制冷系統(tǒng)的檢漏，在確保系統(tǒng)無瀉漏后，再充氟加油。
[0102] 4)機(jī)組加油
[0103] 檢查機(jī)組里冷凍機(jī)油的量，如果過少，要向機(jī)組加油，冷凍機(jī)組選用46#冷凍機(jī)油。 [0104] (5)清、鹽水栗的安裝
[0105] 檢查水栗和電機(jī)，確保在運(yùn)輸和裝卸過程中沒有損傷。
[0106] 檢查工具和起重機(jī)械，并檢查機(jī)器的基礎(chǔ)。
[0107] 安裝裝栗的基礎(chǔ)平面應(yīng)水平找平，放置好后再檢查一下整臺機(jī)組的水平度。
[0108] 栗的吸入管路和吐出管路應(yīng)有各自的支架，不允許管路重量直接由栗承受。
[0109] 栗軸與電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向應(yīng)一致。
[0110] 栗的吸入口不宜過高，要高于清、鹽水箱底20cm左右。
[0111] 在清水栗的吸入口安裝一道濾網(wǎng)，在鹽水箱中間設(shè)置一道濾網(wǎng)，以防止有雜物被 吸入管路內(nèi)。
[0112] 檢查栗及管路及結(jié)合處有無松動現(xiàn)象;用手轉(zhuǎn)動栗軸，檢查栗軸轉(zhuǎn)動是否靈活。
[0113] 向軸承體內(nèi)加入軸承潤滑機(jī)油，觀察油位應(yīng)在油標(biāo)的中心線處，潤滑油應(yīng)及時(shí)更 換或補(bǔ)充。
[0114] (6)冷卻塔的安裝
[0115] 冷卻塔安裝過程中應(yīng)注意防火，嚴(yán)禁在塔體及其鄰近使用電焊(或氣割)等明火， 也不允許在場人員吸煙等。如動用明火，應(yīng)采取相應(yīng)的安全措施。
[0116] 冷卻塔基礎(chǔ)應(yīng)保持水平，要求支柱與基面垂直，各基面高差不超過± 1mm。中心距 允許差為± 2mm。
[0117] 塔體拼裝時(shí)，螺栓應(yīng)對稱緊固，不允許強(qiáng)行扭曲安裝，拼裝后不得漏水。
[0118] 冷卻塔塔腳與基礎(chǔ)固定牢固。
[0119] 冷卻塔零部件在運(yùn)輸、存放過程中，其上不允許壓重物，不得暴曬，且注意明火。 [0120]冷卻塔進(jìn)、出水管及補(bǔ)充水管應(yīng)單獨(dú)設(shè)置管道支架，避免將管道重量傳遞塔體。
[0121] 風(fēng)機(jī)葉片應(yīng)妥善保管，防止變形。電機(jī)及傳動件應(yīng)上油，在室內(nèi)存放。
[0122] 為避免雜物進(jìn)入噴嘴、孔口，組裝前應(yīng)仔細(xì)清理。
[0123] 冷卻塔安裝完畢后，應(yīng)清理管道、填料表面、集水盤等污垢及塔內(nèi)遺物，并進(jìn)行系 統(tǒng)沖洗。
[0124] (7)冷凍機(jī)組調(diào)試
[0125] 在制冷系統(tǒng)調(diào)試前，一定要做好系統(tǒng)內(nèi)部的清潔和干燥工作。
[0126] 1)制冷劑的充注
[0127] 現(xiàn)場安裝后，外觀檢查如果未發(fā)現(xiàn)意外損傷，如果發(fā)現(xiàn)制冷劑已經(jīng)漏完或者不足， 應(yīng)首先找出泄漏點(diǎn)并排除泄漏現(xiàn)象，然后加入制冷劑。
[0128] 充注時(shí)，可直接從專用充液閥門充入。制冷劑充注量不足.會導(dǎo)致冷量不足。制冷 劑充注量過多，不但會增加費(fèi)用，而且對運(yùn)行能耗等可能帶來不利影響。
[0129] 2)調(diào)試
[0130] 正式開機(jī)前可以對主要電控系統(tǒng)做模擬動作檢側(cè)，即機(jī)組主機(jī)不通電，控制系統(tǒng) 通電，然后通過機(jī)組內(nèi)部設(shè)定，對機(jī)組的電控系統(tǒng)進(jìn)行檢測，組件是否運(yùn)行正常。如果電控 系統(tǒng)出現(xiàn)什么問題，可以及時(shí)解決。最后再通上主機(jī)電源，進(jìn)行調(diào)試。
[0131] 在調(diào)試過程中，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：
[0132] 檢查制冷系統(tǒng)中的各處閥門是否處在正常的開啟狀態(tài)，特別是排氣截止閥，切勿 關(guān)閉。
[0133] 打開冷凝器的冷卻水閥門和蒸發(fā)器的冷水閥門，冷水和冷卻水的流量應(yīng)符合機(jī)組 技術(shù)要求。
[0134] 啟動前應(yīng)注意觀察機(jī)組的供電電壓是否正常。
[0135] 3)運(yùn)行
[0136] 按照冷凍機(jī)操作規(guī)程要求，啟動機(jī)組。
[0137] 當(dāng)機(jī)組啟動后，根據(jù)機(jī)組說明書要求，查看機(jī)組的各項(xiàng)參數(shù)是否正常。
[0138] 對機(jī)組的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，特別是一些主要參數(shù)一定要記錄清楚。
[0139] 在機(jī)組運(yùn)行過程中，應(yīng)注意壓縮機(jī)的增、減載機(jī)構(gòu)是否正常工作。
[0140] 應(yīng)正確使用制冷系統(tǒng)中安裝的安全保護(hù)裝置，如高低壓保護(hù)裝置、冷水和冷卻水 斷水流量開關(guān)、安全閥等設(shè)備，如有損壞應(yīng)及時(shí)更換。
[0141] 4)異常監(jiān)測
[0142] 螺桿式冷水機(jī)組如出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即停機(jī)檢查。
[0143] 螺桿式制冷壓縮機(jī)正常運(yùn)行的標(biāo)志為：
[0144] 壓縮機(jī)排氣壓力為0.8~1.5MPa(表壓）；
[0145] 壓縮機(jī)排氣溫度為45~90°C;
[0146] 壓縮機(jī)的油溫為40~55 °C左右；
[0147] 壓縮機(jī)的油壓為0.2~0.3MPa(表壓）；
[0148] 壓縮機(jī)運(yùn)行過程中聲音應(yīng)均勻、平穩(wěn)，無異常聲音；
[0149] 機(jī)組的冷凝溫度應(yīng)比冷卻水溫度高3~5°C;冷凝溫度一般應(yīng)控制在40 °C左右，冷 凝器進(jìn)水溫度應(yīng)在32 °C以下；
[0150] 機(jī)組的蒸發(fā)溫度應(yīng)比冷媒水的出水溫度低3~4°C，冷媒水出水溫度一般為5~7°C 左右。
[0151] (8)清、鹽水栗的調(diào)試
[0152] 檢查栗及管路及結(jié)合處有無松動現(xiàn)象。用手轉(zhuǎn)動栗，試看栗軸轉(zhuǎn)動是否靈活。
[0153] 向軸承體內(nèi)加入軸承潤滑機(jī)油，觀察油位應(yīng)在油標(biāo)的中心線處，潤滑油應(yīng)及時(shí)更 換或補(bǔ)充。
[0154]點(diǎn)動電機(jī)，試看電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確。
[0155] 開動電機(jī)，當(dāng)栗正常運(yùn)轉(zhuǎn)后，打開出口壓力表和，視其顯示出適當(dāng)壓力后，逐漸打 開閘閥，同時(shí)檢查電機(jī)負(fù)荷情況。
[0156] 觀察栗體及管路是否振動過大，過大時(shí)要停車檢查原因并進(jìn)行處理。
[0157] 盡量控制栗的流量和揚(yáng)程在標(biāo)牌上注明的范圍內(nèi)，以保證栗在最高效率點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)， 才能獲得最大的節(jié)能效果。
[0158] 栗在運(yùn)行過程中，軸承溫度不能超過環(huán)境溫度35°C，最高溫度不得超過80°C。
[0159] 如發(fā)現(xiàn)栗有異常聲音應(yīng)立即停車檢查原因。
[0160] (9)其它
[0161] 凍機(jī)油選用N46冷凍機(jī)油；
[0162] 制冷劑選用氟立昂R-22;
[0163] 冷媒劑選用氯化鈣溶液。
[0164] 五、破除槽壁條件
[0165] 破除槽壁必須具備如下條件：
[0166]
[0167] ~通過探孔觀測_，判斷凍土墻的凍結(jié)效果。凍結(jié)20天后，槽壁破除前先在洞門上有分_ 布的打若干探孔，以判斷凍土與槽壁的膠結(jié)情況。探孔深度應(yīng)進(jìn)入連續(xù)墻內(nèi)10~15cm。然 后，采用測溫儀進(jìn)行量測，要求各探孔實(shí)測溫度必須低于-2°C。當(dāng)通過探孔實(shí)測溫度與水平 測溫孔實(shí)測溫度判斷凍土墻與槽壁完全可靠膠結(jié)方可全部破壁。
[0168] 六、凍結(jié)管拔除工藝
[0169] (1)強(qiáng)制解凍
[0170]采用人工局部解凍的方案，利用熱鹽水在凍結(jié)器里循環(huán)，使凍結(jié)管周圍的凍土融 化。
[0171] (2)鹽水加熱
[0172] 用一只3m3左右的鹽水箱儲存鹽水，用6組20kw的電熱絲進(jìn)行加熱鹽水，溫度控制 在 75±10°C。
[0173] (3)鹽水循環(huán)
[0174] 利用鹽水栗循環(huán)鹽水，水栗型號為IS150-125-315,每個(gè)凍結(jié)孔的鹽水循環(huán)流量控 制在 5-7m3/h。
[0175] (4)解凍測量
[0176] 利用凍結(jié)帷幕內(nèi)的測溫孔，每天定時(shí)測量帷幕溫度的變化，直至凍結(jié)帷幕上升至 正溫為止，則停止解凍作業(yè)。
[0177] (5)凍結(jié)管起拔
[0178] 凍結(jié)管解凍后，用壓縮空氣將管內(nèi)鹽水排出。確保無異常后，快速拔出凍結(jié)管。凍 結(jié)管不能蹩勁，拔管時(shí)要常微轉(zhuǎn)動凍結(jié)管，凍結(jié)管不能硬拔，如拔不動時(shí)，要繼續(xù)循環(huán)熱鹽 水解凍，直至能拔起凍結(jié)管為止。
[0179] 上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人 士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并加以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明 精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括多對環(huán)形凍結(jié)管;所述 多對環(huán)形凍結(jié)管分別間隔設(shè)置在盾構(gòu)隧道端頭工作井內(nèi)的洞門處土體內(nèi)；在所述多對環(huán)形 凍結(jié)管分別通入循環(huán)冷媒介質(zhì)在盾構(gòu)隧道端頭地層中形成半徑大于洞門半徑的半球形凍 結(jié)壁加固體。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)形 凍結(jié)管為無縫低碳鋼管或PVC、PPR、ABS、PE塑料管。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述環(huán)形 凍結(jié)管具有3對，所述環(huán)形凍結(jié)管離洞門約300~400mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:環(huán)形凍結(jié) 管選用屮127乂4.5111171或屮108乂8陽111無縫低碳鋼管。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述循環(huán) 冷媒介質(zhì)采用鹽水冷媒介質(zhì)，凍結(jié)期去路鹽水溫度為-28~-30°c，回路鹽水溫度為-25~-28。。。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述鹽水 冷媒介質(zhì)的鹽水比重1.26;所述環(huán)形凍結(jié)管內(nèi)鹽水流量5m 3/h。7. -種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)施工方法，包括以下工藝步驟:凍結(jié)設(shè)計(jì)、 制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鉆孔施工、凍結(jié)施工、破除槽壁和凍結(jié)管拔除，其特征在于， 所述凍結(jié)設(shè)計(jì)包括以下工藝步驟： (1) 凍結(jié)壁厚度設(shè)計(jì) 結(jié)合工程特點(diǎn)、土層條件及施工現(xiàn)場情況對凍結(jié)帷幕厚度進(jìn)行設(shè)計(jì);半球形凍結(jié)壁尺 寸由洞門大小決定，應(yīng)保證在土體中形成半徑大于洞門半徑的半球形凍土帷幕;凍土平均 溫度取-10°c，凍土強(qiáng)度指標(biāo)需進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)測定。 (2) 凍結(jié)孔的布置 環(huán)形凍結(jié)管布置3對，凍結(jié)管離洞門約300~400mm; (3) 測溫孔布置 目的主要是測量凍結(jié)帷幕范圍不同部位的溫度發(fā)展?fàn)顩r，以便采取相應(yīng)控制措施，確 保施工的安全； 所述鉆孔施工包括以下工藝步驟： 鉆孔準(zhǔn)備-凍結(jié)孔測量定位-鉆機(jī)安裝找正-正常鉆進(jìn)-復(fù)測、檢漏-單孔完成-鉆 孔結(jié)束;在正常鉆進(jìn)的過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行糾偏； 所述凍結(jié)施工包括各設(shè)備安裝調(diào)試及施工工藝流程： 各設(shè)備安裝調(diào)試：（1)凍結(jié)站安裝；（2)冷凍機(jī)組的安裝；（3)清、鹽水栗的安裝；（4)冷卻 塔的安裝；（5)冷凍機(jī)組調(diào)試；（6)清、鹽水栗的調(diào)試； 所述施工工藝流程為：生產(chǎn)準(zhǔn)備-基礎(chǔ)施工-上述設(shè)備安裝調(diào)試-試壓、包扎保溫- 充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)-正常運(yùn)轉(zhuǎn)-盾構(gòu)進(jìn)洞;在充氟、試運(yùn)轉(zhuǎn)過程之前進(jìn)行凍結(jié)孔驗(yàn)收，在充氟、試 運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行冷卻水供給;盾構(gòu)進(jìn)洞后，如采用無縫低碳鋼管則需拆除后撤場。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種盾構(gòu)隧道端頭半球形凍結(jié)壁加固結(jié)構(gòu)施工方法，其特征 在于:所述清、鹽水栗的調(diào)試工藝包括如下步驟:檢查栗及管路及結(jié)合處有無松動現(xiàn)象；用 手轉(zhuǎn)動栗，試看栗軸轉(zhuǎn)動是否靈活；向軸承體內(nèi)加入軸承潤滑機(jī)油，觀察油位應(yīng)在油標(biāo)的中 心線處，潤滑油應(yīng)及時(shí)更換或補(bǔ)充;點(diǎn)動電機(jī)，試看電機(jī)轉(zhuǎn)向是否正確;開動電機(jī)，當(dāng)栗正常 運(yùn)轉(zhuǎn)后，打開出口壓力表和，視其顯示出適當(dāng)壓力后，逐漸打開閘閥，同時(shí)檢查電機(jī)負(fù)荷情 況;觀察栗體及管路是否振動過大，過大時(shí)要停車檢查原因并進(jìn)行處理;盡量控制栗的流量 和揚(yáng)程在標(biāo)牌上注明的范圍內(nèi)，以保證栗在最高效率點(diǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，才能獲得最大的節(jié)能效果;栗 在運(yùn)行過程中，軸承溫度不能超過環(huán)境溫度35°C，最高溫度不得超過80°C ;如發(fā)現(xiàn)栗有異常 聲音應(yīng)立即停車檢查原因。
【文檔編號】E21D9/00GK105952458SQ201610187994
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】胡俊, 張皖湘, 汪磊, 吳順, 陳孟春
【申請人】中鐵時(shí)代建筑設(shè)計(jì)院有限公司