4.3.8 常见问题及防治

4.3.8 常见问题及防治

实施质量全程控制制度,以规避前一阶段的通病,提升后期工程的质量。具体来说就是:在施工准备阶段,以施工组织为主线消除质量通病;在施工组织中单独设立章节提出质量通病控制措施,并对具体各专业常见质量通病进行详细阐述;在施工过程中,以工序样板为主线消除质量通病;在验收阶段,以验收标准为主线规避质量通病(图4-38)。

本节从钻孔、冻结、开挖三个阶段分析联络通道施工风险,并提出相应应对措施。

4.3.8.1 钻孔阶段

1.风险分析

(1)钻孔施工时孔口处出现孔口管脱落,涌水涌砂现象。

(2)冻结管接缝不太密实,在冻结过程中,接缝处盐水泄漏,使盐水进入地层影响冻结效果,冻结帷幕无法形成,导致冻结失败。

(3)冻结孔施工深度及施工偏差过大,引起冻结帷幕发展薄弱。

2.应对措施

(1)采用冻结孔开孔分为两次开孔,冻结孔开孔采用Φ121mm金刚石取芯钻。每个钻孔安装孔口管,孔口管头部加工250mm长的鱼鳞扣,安装时在鱼鳞扣外面缠绕麻丝。钻进时,在孔口管尾端连接孔口密封装置。安装孔口管时管片要留100mm以上的保护层,并安装球阀及压紧密封装置。

若在施工过程中出现涌水涌砂,出水出砂量较少的情况下,及时更换新盘根并压紧。出水出砂量较大的情况下,及时地对孔口及土层进行双液浆进行封堵。

(2)采用水平钻进,在允许的情况下,优先采用无水钻进。

冻结孔钻进施工时,当土体流失量不大于冻结管体积,则用孔口密封装置口上的注浆阀门对土地进行单液浆充填压浆。

(3)钻孔前,技术人员检查冻结孔深度、孔位、钻孔角度、钻孔方向,并记录实施数据。施工人员要固定导轨与钻机机架,调整钻机方向。在钻孔过程中,严格控制冻结孔焊接质量,经检验合格后方可钻进,成孔后,用测斜仪进行测斜,然后复测冻结孔深度,并进行打压试漏。冻结孔试漏压力不低于0.8MPa,经试压30min压力下降不超过0.05MPa,再延续15min压力保持不变为合格。对终孔间距超出设计范围的则进行补孔。

4.3.8.2 积极冻结阶段

1.风险分析

(1)因供电、供水中断、冷冻机组或其他辅助设备的机械故障,而中断冷冻施工,使冻结帷幕温度回升或融化,强度降低。

(2)个别测温孔温度偏高,局部冻结壁厚度不够。

(3)因冻结盐水浓度过小而结晶发生堵管,造成盐水循环中断,甚至发生盐水管胀裂事故

(4)在冻结过程中,因发生断管事故而造成盐水泄漏入加固土体内,使土体不易冻结,强度降低,易出现薄弱环节,造成冻结失败。

2.应对措施

(1)在现场制作蓄水池,平时灌满水,一旦发现供水中断时,及时联系供水部门,尽快协调解决断水故障,并调整现场的用水量,保证用水安全;每个冻结站安装两套冷冻机组,两套机组间为并联安装,并安装两个机组间的切换阀门。当一台机组出现故障时,及时启动另一台机组继续冷冻,并抢修故障机组。

(2)按要求对冻结孔进行分组,并监测各组流量,确保每组盐水流量在设计范围之内;按要求敷设冷冻排管及保温材料,确保冻结帷幕与隧道管片交界面处冻结效果;及时排除管路内的空气,确保冷冻机有足够的冷量储备。

(3)加强冻结过程中对盐水浓度的检测,要求其比重控制不小于1.26(29.8Beo),其结晶温度在-38.6℃。一旦浓度偏小,及时补充Ca Cl2

(4)合理选择冻结管连接长度,接头处避开砂性土与黏性土层交界处;加强质量管理,确保冻结管焊接强度、密封性及同心度;冻结过程中,加强盐水液位监测,若发现向土体内渗漏的可能,要迅速查清组号并关闭相应组阀门,向原冻结管内下放套管继续冻结。

4.3.8.3 冻土开挖阶段

1.风险分析

(1)联络通道开挖后,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结帷幕上,冻结帷幕及冻结管在这种应力作用下会产生蠕变。蠕变变形量过大,则会引起冻结管断裂,使冻结不能继续进行,直至冻结帷幕破坏。

(2)冻结帷幕与隧道管片交界面处局部有泥水渗出或挤出。

(3)因冻结帷幕各部分发展速度的不平衡、冻结土体周围有暗流水流过、冻结管盐水泄漏入冻结土体内、与管片的胶结不好、大量的超挖冻土体,都会引起冻结帷幕出现薄弱点,在开挖过程中,引起流水、流泥砂等现象。

(4)开挖中停电或设备故障停止冻结,开挖面及测温孔温度回升较快。

(5)在开挖过程中,联络通道现场应配备应急沙包、水泥、麻丝、木板、聚氨酯等,抢险物资应堆放整齐,搬运方便。

2.应对措施

(1)调整相应部位冻结管盐水流量以加强冻结;加强冻结帷幕温度监测,适时掌握冻结帷幕的稳定性;墙部采用聚乙烯保温板加强保温,减少冷量损失;减小开挖步距,提高支护强度,减小收敛变形。

(2)立即在相应部位铺设盐水或液氮冻结管,进行加强冻结,并在冻结管外敷设保温板;若变形速率发展快,且水量增大,考虑关闭防护门重新冻结。

(3)用水泥黄沙迅速充填满已开挖区域,同时作好关闭应急防护门的准备;在通道开挖区域由内向外充填完成后,最后关闭通道防护门,在最短时间内拧紧螺栓压紧密封条,并向开挖区域内持续充气平衡水土压力。

(4)开挖时,配置备用设备;一旦停止冻结,立即将已开挖区段喷射混凝土,进行一次支护,并对开挖面进行保温,减少冷量散失。