盾構(gòu)法隧道施工測量現(xiàn)場管理細(xì)則完整

1、盾構(gòu)法隧道施工測量現(xiàn)場管理細(xì)則完整（完整版資料，可直接使用可編輯，推薦下載）盾構(gòu)法隧道施工測量交底一、依據(jù)及學(xué)習(xí)內(nèi)容1、 廣州市珠江新城旅客自動輸送系統(tǒng)土建1標(biāo)段工程合同文件(JJJZ001)及圖紙2、盾構(gòu)法隧道工程施工及驗收規(guī)程(DGJ08- 2331999)3、地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范 (GB50308- 1999)4、 地下鐵道工程施工及驗收規(guī)范(GB50299-1999)5、工程測量規(guī)范(GB50026-93)6、建筑變形測量規(guī)程(JGJ/T 8 97)7、廣州地鐵三號線工程施工測量管理細(xì)則&控制測量學(xué)9、工程測量學(xué)10、土木工程監(jiān)測技術(shù)11、TBM制導(dǎo)系統(tǒng)SLS-T用戶

2、操作手冊12、 廣州市珠江新城旅客自動輸送系統(tǒng)土建1標(biāo)段盾構(gòu)區(qū)間施工監(jiān) 測方案13、 廣州市珠江新城旅客自動輸送系統(tǒng)土建1標(biāo)段盾構(gòu)工程施工測 量方案二、分工根據(jù)本工程的特點，測量組分隧道白班、夜班和地表監(jiān)測三個小隊，隧道白、 夜班各配4人，地表監(jiān)測配2人，每個小隊各有一個負(fù)責(zé)人，相應(yīng)的計算、報 表由專人負(fù)責(zé)，各小隊負(fù)責(zé)人復(fù)核后，由測量主管進行再次復(fù)核，詳見下圖。c測量主管隧道白班)C 隧道夜班)C 地表監(jiān)測盾構(gòu)工程測量監(jiān)測人員分工及職責(zé)項 目主要內(nèi)容頻率需求人數(shù)分工地 面 控 制 測 量貫通控制導(dǎo)線測量1次/23月4人李彥卿、黃文、 吳振洋、黃傳 東、廖偉東及兩 名小工共需8 人。黃傳東儀器管

3、理員陳曉銳 資料管理趨近導(dǎo)線測量1次/23月貫通控制水準(zhǔn)測量1次/23月4人趨近水準(zhǔn)測量1次/23月聯(lián) 系 測 量定向測量貫通前4次4人傳遞測量貫通前4次3人地 下 測量施工導(dǎo)線測量60米一次4人施工水準(zhǔn)測量60米一次2人施工控制導(dǎo)線測量200米一次4人施工控制水準(zhǔn)測量200米一次3人盾構(gòu)姿態(tài)測量1 次 /班 （2 次 /天）3人管（環(huán)）片測量1次/35環(huán)平面（4人）高程（2人）地 表、iT 沉 降 監(jiān) 測基準(zhǔn)點聯(lián)測1次/23月4人鄭建躍、陳曉銳及共需2人地表沉降點監(jiān)測2次/天2人建筑物及地下管線監(jiān)測2次/天2人三、主要測量工作（一）、地面控制測量巾、平面控制測量整個區(qū)間只有一個盾構(gòu)隧道區(qū)段（

4、因為體育中心站是先隧后站），既林天 區(qū)段，故在橫向貫通誤差分析時，以林天區(qū)段（盾構(gòu)區(qū)間的長度0。92km）進行估算。經(jīng)初步測量設(shè)計和貫通誤差估算后，決定采用電磁波測距精密導(dǎo)線 網(wǎng)作為隧道外平面控制測量方法，測量導(dǎo)線按四等導(dǎo)線精度要求進行2、高程控制測量地面高程控制網(wǎng)是在城市二等水準(zhǔn)點下布設(shè)的精密水準(zhǔn)網(wǎng)，常規(guī)水準(zhǔn)測量 按城市二等水準(zhǔn)精度指標(biāo)要求，沿隧道線路走向布設(shè)成附合導(dǎo)線，將業(yè)主移交的 水準(zhǔn)點 II 地 01、II 地 02、II 地 03 聯(lián)系起來。（二）、聯(lián)系測量 嚴(yán)格按照廣州地鐵測量管理細(xì)則進行聯(lián)系測量工作，在盾構(gòu)推進至規(guī)定距 離時，提前 2天通知項目部， 提前 1天做好聯(lián)系測量輔助工作

5、 （如鋼絲支架的安 裝, 檢查鋼絲是否折、扭 , 井下穩(wěn)定桶及穩(wěn)定液的到位等） 。正常情況下，測量組 需要23天，業(yè)主測量隊復(fù)檢需要1天。（三）、洞內(nèi)控制測量 洞內(nèi)控制測量盡量安排在推進或停機時進行，避開與管片車進出時間發(fā)生 沖突，保證測量工作安全且最大限度不影響掘進生產(chǎn) （ 測量控制導(dǎo)線一站的時間 為 50分鐘，測量控制水準(zhǔn)一站的時間為 20 分鐘）。每周左、右線必須復(fù)測控制點一次，每月左、右線互換檢核一次。每次延 伸控制點時，必須對現(xiàn)有控制點前三個點進行檢測 .（四）、盾構(gòu)、管片姿態(tài)測量與中控室取得聯(lián)系， 提前 1 5分鐘做好準(zhǔn)備下井。 依現(xiàn)場情況采用管片姿態(tài) 一盾構(gòu)姿態(tài)的步驟進行測量，管

6、片必須重合上次3環(huán)，檢核與上次成果的互差。 測量時間控制在 30 分鐘左右 . 現(xiàn)場記錄必須完整、整齊，包括測量時間、環(huán)號、 里程、偏差等，記錄本上嚴(yán)禁亂劃亂寫，保持整潔。（五）、地表及構(gòu)筑物沉降監(jiān)測每天至少監(jiān)測一次 , 監(jiān)測點和水準(zhǔn)基點應(yīng)提前 100 米布設(shè)在穩(wěn)定牢固的地 方，并測出初始高程。沉降較大時必須及時向有關(guān)部門反映。（六）、竣工驗收測量四、盾構(gòu)工程測量主要技術(shù)要求1、各項檢測的限差：錯誤!地上導(dǎo)線點的坐標(biāo)互差 <± 12m;錯誤!地上高程點高程的互差 <±mm;錯誤!地下高程點高程的互差 <± 5mm;導(dǎo)線邊的邊長互差<

7、7; 8mm 錯誤!地下導(dǎo)線起始方位角的互差 <± 162、盾構(gòu)掘進過程中的測量錯誤!掘進至50m處、200300m處和距離貫通面 150200m處分別 進行一次包括聯(lián)系測量、地下導(dǎo)線及水準(zhǔn)測量在內(nèi)的檢測；始發(fā)前 的聯(lián)系測量必須觀測3組獨立成果。錯誤!每天掘進完后必須進行每一環(huán)管片測量(環(huán)心坐標(biāo)和高程)，前后 相鄰兩次管片測量時應(yīng)重合復(fù)測三環(huán)管片。環(huán)片平面和高程測量允 許誤差為±5mm。錯誤!每天每班掘進前必須進行盾構(gòu)機姿態(tài)測量。盾構(gòu)機姿態(tài)測量誤差 技術(shù)要求：平面偏差值和高程偏差值 ± 5mm縱向坡度 1%,橫向 旋轉(zhuǎn)角w± ,3切口里程±

8、; 10mm施工導(dǎo)線點直線段60米布設(shè)一個，曲線段布設(shè)在要素點和隔 40 米左右的整里程點，角度中誤差 ± 6邊長中誤差 10mm施工控制 導(dǎo)線點直線段250米布設(shè)一個，曲線段布設(shè)在要素點和隔 100米左 右的整里程點，必須測左、右角二個測回，左右角平均值之和與360。較差小于6，邊長往返觀測各二測回，往返觀測值平均值小于7mm; 在延伸施工控制導(dǎo)線測量前，必須對現(xiàn)有施工控制導(dǎo)線前三個點進行檢測。3、貫通測量地面控制網(wǎng)測角中誤差小于 2，邊長相對中誤差小于1/100000;聯(lián)系 測量起始方位角中誤差小于4；地下導(dǎo)線測角中誤差小于3。4、控制測量錯誤!精密導(dǎo)線的主要技術(shù)要求導(dǎo)線 長度(

9、km)平均 邊長(m)測角中 誤差(”)測距 中誤 差(mm)測距相 對中誤差DJ2 測回數(shù)方位角閉合差(")相對閉合 差相鄰點的 相對點位 中誤差(mm)353502。561/60000651/350008水平角觀測采用方向觀測法，技術(shù)要求如下等級儀器 型號半測回歸零差(”)一測回中2倍照準(zhǔn) 差變動范圍(”)同一方向值各測回較差(”)一級 及以 下DJ2121812DJ61824采用電磁波測距，技術(shù)要求如下:平面控制 網(wǎng)等級測距儀精 度等級總測回數(shù)一測回讀數(shù)較差(mm)單程各測回較差(mm)往返較差一級II2< 10< 15-III4< 20< 30-錯誤!

10、高程控制主要技術(shù)要求高程控制基點采用II等水準(zhǔn)測量由業(yè)主提供的控制點引測至施工區(qū)II等水準(zhǔn)測量觀測，技術(shù)要求如下:等水準(zhǔn)視線前后視距前后視累視線離地基尺或輔基尺或輔尺級儀型長度較差（m積差（m）最低咼度尺讀數(shù)較所測咼差較號(m)(m)差（mr）i差(mm)II等DS1w 601.03.00. 30.50。7五、測量儀器的使用與維護測量儀器是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度很高并且價格昂貴的儀器，如果儀 器損壞或發(fā)生故障，就會給工程帶來直接影響，因此必須嚴(yán)格遵守 操作規(guī)程，正確使用，以養(yǎng)成良好的習(xí)慣，保證工程的正常施工，特 制訂以下管理制度：1、對儀器性能要有全面的了解，掌握其操作要領(lǐng)，做 到“得心應(yīng)手”最大

11、限度地發(fā)揮儀器的作用，每半年（或一 年）應(yīng)送檢（鑒定），控制測量，精密施工測量必須校準(zhǔn)儀 器水平氣泡（基座，鏡桿，水準(zhǔn)尺等水平氣泡），水準(zhǔn)儀必須 檢查i角誤差及自動安平情況;要對水準(zhǔn)儀的I角進行定期檢 測，洞內(nèi)沉降觀測時I角必須w 10；要對全站儀的2C值指標(biāo)差進行檢查；2、運輸過程中必須注意防震，乘車上工地時，必須有專 人把儀器抱起，不得直接放在車廂里，長途運輸最好裝在原 包裝箱內(nèi)；3、遷站時，應(yīng)取下儀器，裝在儀器箱里；4、使用儀器時，儀器的望遠(yuǎn)鏡不能直接對準(zhǔn)太陽；5、儀器安置在三腳架之前，應(yīng)檢查三腳架的三個伸縮 螺栓是否旋緊，再用連接螺栓將儀器固定在三腳架上，然后 才能放開儀器；嚴(yán)禁在固緊

12、螺旋打開前旋轉(zhuǎn)儀器；測量完畢后應(yīng) 將儀器基準(zhǔn)螺母調(diào)整至中間位置；6、在整個操作過程中，觀測者決不能離開儀器以避免發(fā) 生意外事故；7、儀器應(yīng)保持干燥,遇雨后應(yīng)將儀器擦干，放在通風(fēng)處， 待儀 器 完 全涼干 后 才能 裝 在 儀器 箱 內(nèi)，儀器 箱 同 樣應(yīng) 保 持清 潔、干燥,儀器箱內(nèi)的干燥劑，每隔半個月應(yīng)用烘箱烘干一 次；8、裝箱時，應(yīng) 先將儀器的電源關(guān)閉，然 后再取下電池;9、儀器應(yīng)經(jīng)常保持清潔，用完后使用毛刷或軟布將儀 器上的灰塵除去; 測量儀器要涼干，鋼尺、標(biāo)尺、水準(zhǔn)尺要清洗擦 干；10、鏡頭不要用手去摸，如果臟了,可用吹風(fēng)器吹去浮 塵，再用鏡頭紙擦凈；11、如果儀器出現(xiàn)故障,應(yīng)及時與代

13、理商聯(lián)系修理，決 不可隨意拆卸儀器；12、棱鏡應(yīng)保持干凈，不 用時要放在棱鏡包內(nèi)，避 免碰 壞;13、三腳架、塔尺、水準(zhǔn)尺用完后，應(yīng)除去灰塵，收 好 放好；14、電池充電時間不能超過充電器規(guī)定的充電時間,電 池如果長期不用，則一個月之內(nèi)應(yīng)充電一次；15、電腦、打印機用完后應(yīng)關(guān)機，全 站儀、對講機電池 充電時間不得超過規(guī)定時間；16、外出測量儀器及工具必須登記，回來后必須清點， 整理放好，其它部門借用儀器及工具必須 登記簽名，歸還必 須完好無損。17、建立儀器管理臺賬,記錄每臺儀器使用及維修情況六、 測量資料管理 與報表測量是工程施工中的一項重要環(huán)節(jié) , 是保證工程質(zhì)量的基本條 件，而測量資料就

14、是測量工作的基本依據(jù)，是測量施工的前提條件， 同時也是做好竣工資料的良好保證 , 所以它的管理和存檔工作至關(guān) 重要,為了確保工程的順利施工，保證施工進度，必須加強測量資料 的管理工作，特制定測量資料管理制度。1、所有測量資料必須有原始記錄（記在記錄本上 ） ，整理成表 格形式手寫一份 ,打印一份， 簽字確認(rèn)后復(fù)印二份。手寫一份和打印 原件一份交測量隊資料組存檔， 復(fù)印一份交資料室備查 , 復(fù)印一份留 測量組保存?zhèn)溆?，同時做好發(fā)文登記。2、做到當(dāng)天外業(yè)測量資料，當(dāng)天晚上整理，完成后一個星期內(nèi) 交測量隊資料組歸檔，同時有文件交接手續(xù)。3、測量資料必須有計算人、復(fù)核人簽字 , 兩人必須獨立計算， 直

15、至結(jié)果一致 , 簽字確認(rèn)后交測量隊資料室， 測量主管審核后簽字確 認(rèn)。4、上報資料必須經(jīng)監(jiān)理抽檢合格或簽字確認(rèn)，才能歸檔。5、打印資料必須校核 , 確認(rèn)準(zhǔn)確無誤 , 才能歸檔。6、所有測量原始記錄必須詳細(xì)、真實、清楚，沒有涂改。若記 錯，必須劃后重新記錄。同時測量人、記錄人須簽字確認(rèn) , 地點（或 樁號、分項工程名稱） ，天氣情況，氣溫 , 氣壓，儀器型號，儀器高， 鏡高，測站、后視點名稱等內(nèi)容都須詳細(xì)記錄下來。7、內(nèi)業(yè)必須認(rèn)真負(fù)責(zé) , 做到準(zhǔn)確、清楚，符合資料室的規(guī)定。8、內(nèi)業(yè)資料在電腦里必須有備份文件。9、資料柜文件盒必須寫好標(biāo)簽，按名稱分類保存。10、現(xiàn)場控制測量時，必須采用對應(yīng)的外業(yè)記

16、錄手簿，內(nèi)業(yè)整 理的成果必須集中記錄在一個本子上，寫明日期、點號、角度、距 離等；日常盾構(gòu)、管片姿態(tài)測量記錄在專用記錄本上，格式要規(guī)范； 每日報表要復(fù)核 , 并留底，每月整理匯總。凍結(jié)法加固應(yīng)用于盾構(gòu)隧道施工浙江大成建設(shè)集團 章履遠(yuǎn)由于攪拌樁、 注漿、 高壓旋噴等土體加固方法存在土體加 固不均，可能存在局部薄弱帶而不能封堵具有壓力的地下 水。而采用凍結(jié)土形成的凍結(jié)帷幕， 其凍土墻均勻性好、 強 度高（大于3MPa）。尤其是凍結(jié)體與井壁能做到無縫對接，可保證滴水不漏。 因此， 大直徑的泥水平衡盾構(gòu)大多采用凍結(jié) 法加固技術(shù)。 大直徑泥水平衡盾構(gòu)使用最多的是日本， 其進 出洞土體加固大多采用凍結(jié)法

17、.1995 年，上海延安東路南線隧道， 11。 22m 泥水盾構(gòu) ,當(dāng) 時始發(fā)井采用水泥土攪拌樁加固 ,盾構(gòu)出洞始發(fā) ,因覆土淺產(chǎn) 生冒漿而不能建立泥水平衡 ,影響了 3 個月工期后，最后改 用凍潔法加固土體取得成功 （國內(nèi)第一次） 。從 2001 年以來， 上海的泥水平衡越江隧道，如大連路隧道、復(fù)興東路隧道、 翔殷路隧道、上中路隧道等都采用了凍結(jié)法加固取得成功 . 因此 ,掌握凍結(jié)法施工技術(shù)對隧道工作者來說,也是必不可少的工作。然而 ,凍結(jié)法施工最大缺點是施工成本高，凍融隆沉大， 應(yīng)該懂得采取相應(yīng)技術(shù)措施。 下面就來談一談凍結(jié)法的施工 和用凍結(jié)法施工的成功案例。、凍結(jié)法施工技術(shù)1、概況：凍結(jié)

18、法是利用人工制冷技術(shù)使地層中的水凍結(jié)， 把天然巖 土變成凍土，從而增加巖土的強度和穩(wěn)定性,隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系， 以便在凍結(jié)壁保護下進行隧道、 豎井、 地 下聯(lián)絡(luò)通道和其他地下工程的開挖與施工的一種特殊施工 技術(shù)。其實質(zhì)是人工制冷技術(shù)臨時性改變巖土的狀態(tài)以固結(jié) 地層.凍結(jié)法施工技術(shù)在礦井建設(shè)、地基基礎(chǔ)工程、水利工程、 河底隧道、 地下鐵道和其他地下工程中， 當(dāng)遇到不穩(wěn)定地層 或含水量豐富地層、 裂隙巖層等， 只要是地下水含鹽量不大， 且流速慢 (6m/d) 都可以采用凍結(jié)法固結(jié)地層，完成地下工程 施工.英國人和德國人早在 1862 年、 1883 年利用凍結(jié)技術(shù)完成 建筑基礎(chǔ)、煤礦深井施

19、工 .1886 年、 1906 年瑞典和法國用凍 結(jié)法施工人行隧道， 穿越河底地鐵工程。 前蘇聯(lián)、 日本也在 20 世紀(jì) 70 年代用凍結(jié)法施工地鐵隧道，排水管等。據(jù)不完 全統(tǒng)計已有數(shù)百項工程用凍結(jié)法來完成工程施工。我國從1955年1999年在煤炭系統(tǒng)，利用凍結(jié)技術(shù)，建 設(shè)煤礦豎井近 500 個，總長達 70Km, 最大凍結(jié)深度達 435m。 隨著凍結(jié)技術(shù)不斷發(fā)展，水平凍結(jié)、斜井凍結(jié)也取得成功 .近年來 ,隨著地下工程日益增多，特別是地下鐵道建設(shè)興 起,凍結(jié)技術(shù)開始應(yīng)用于城市地鐵工程的隧道施工。北京、 上海、廣州已分別采用了垂直凍結(jié)、 水平凍結(jié)技術(shù)完成了多項地下工程巖土凍結(jié)常采用方法叫間接凍結(jié)

20、法-低溫鹽水法。其原理是以氨、 氟利昂等制冷工質(zhì)， 經(jīng)過壓縮機對工質(zhì)壓縮成高溫 液態(tài)， 經(jīng)冷卻后到蒸發(fā)器膨脹汽化， 在交換器中吸收鹽水中 熱量，負(fù)溫鹽水作為傳遞冷量的媒介.把冷量傳遞給需要凍結(jié)的巖土層 ,達到凍結(jié)局部巖土目的。這種凍結(jié)方法由三大 循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成。 氟利昂（或氨）循環(huán)系統(tǒng) 鹽水循環(huán)系統(tǒng) 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)從而獲得20 C35 C左右的低溫鹽水，用以凍結(jié)巖 土。還有一種方法為直接凍結(jié)法液氮法。液氮在1個大氣壓下的蒸發(fā)溫度為-196 °C。當(dāng)要凍結(jié)的 土體不大，或搶險堵水的緊急情況下，可用液氮凍結(jié)技術(shù)， 達到快速便利的優(yōu)點。且液氮凍結(jié)設(shè)備簡單 , 只要液氮槽車輸送液氮到液氮儲罐

21、內(nèi)，再通過液氮輸送管輸送到凍結(jié)器（凍結(jié)管 ） ，再把汽化 氮氣排出， 即達到凍結(jié)目的。 該法施工簡單， 唯施工成本高 于鹽水法。 （圖 1）2 、鹽水法凍結(jié)的原理和工藝：自由水凍結(jié)過程：巖土中的自由水的凍結(jié)過程可劃分為5 個時間段（圖2） 冷卻段：開始向土層供冷，土體溫度逐漸降到冰點； 過冷段：土體溫度達到 0OC以下，但土中自由水尚未 結(jié)冰，呈現(xiàn)出過冷現(xiàn)象； 突變段：水過冷后，一旦結(jié)晶就立即放出結(jié)冰潛熱， 出現(xiàn)升溫現(xiàn)象； 凍結(jié)段：溫度上升到接近 0O C時穩(wěn)定下來，自由水開始 結(jié)冰過程，將土體顆粒膠結(jié)成整體 ，形成凍土； 繼續(xù)冷卻段：隨著溫度降低，凍土的強度逐漸增大。凍結(jié)加固巖土的特點： 強

22、度高：凍結(jié)后地層的抗壓強度明顯提高，可達到210Mpa。各種土層其強度是不一樣的；凍土瞬時極限抗壓強度參考值（MPa溫度砂砂土粘土-20 C4.83.81.7-40 C7。86。82.7-60 C10。09。03。6-80 C12.011。04。5-100 C13.812。55.4-120 C15。113。8-140 C16。0般而言，土體中含水量越高，其凍土強度越高 封水效果好：可保證不漏、不滲 ，在無水條件下工作； 適應(yīng)性強： 適用于一切含水、 尤其是含水量大的地層。 無 論是砂土、粘土、軟粘土，以及其他方法無法施工地層； 支護性能好：凍結(jié)體為一完整的支護體； 安全性好 :由于凍結(jié)體為一個

23、整體，在凍結(jié)體的遮護下， 可保證隧道掘進的安全施工 ; 靈活性好： 可人為凍結(jié)任意需要的形狀， 可繞過障礙物進 行凍結(jié)； 環(huán)境保護好：因為凍結(jié)是一個臨時措施，先將水結(jié)成冰， 工程完成后又恢復(fù)到原來狀態(tài) ,對環(huán)境不造成污染 .凍結(jié)工藝： 凍結(jié)施工的三個階段：a、積極凍結(jié)階段一在施工地層中開始冷凍，并將地層中的凍結(jié)壁擴展到設(shè)計厚度的工作階段；b 、維護凍結(jié)階段維護施工需要的凍結(jié)壁厚度，以滿足 地下結(jié)構(gòu)施工的正常操作；c 、解凍階段地下結(jié)構(gòu)施工完成 , 停止制冷 , 地溫恢復(fù)原 狀階段。 凍結(jié)施工的四大工序：a、凍結(jié)站安裝：凍結(jié)站的位置必須滿足供冷、供電、供水、排水都比較方便的地方， 還要兼顧到井口

24、、 洞口施工時材料， 施工器材進出方便 . 一般而言，凍結(jié)站設(shè)在距井口 3050m 距離為好 . 凍結(jié)站安裝工序見圖 3.b、鉆孔施工：即凍結(jié)孔的鉆孔和觀察孔的鉆孔。凍結(jié)孔是用來安裝凍結(jié)管的。 凍結(jié)管的作用是： 管體置于地層鉆孔內(nèi) , 用來輸送低溫鹽水與地層直接進行熱交換， 使凍結(jié)管周圍的 土體溫度降低 ,自由水凍結(jié)，形成有足夠強度的凍結(jié)壁。凍結(jié)孔采用鉆機完成 .過去，鉆孔完成后需撤出鉆桿 ,換裝 凍結(jié)管。 現(xiàn)在 ,采用特別的專利技術(shù)可以做到不必取出鉆桿， 鉆桿直接用作凍結(jié)管。凍結(jié)管一般選用直徑127mm139mm 壁厚510mm的鋼管，目前常采用 127mnX 7.5mm 的無縫鋼管， 也可

25、以根據(jù)地下工程實際情況減小凍結(jié)管的直 徑。凍結(jié)管的構(gòu)造可見圖 4 所示：凍結(jié)孔大多分布在凍結(jié)壁的設(shè)計中心線上 , 用來安裝凍結(jié) 管，其孔徑、間距和設(shè)計傾角依地層的土質(zhì)、水文條件、工 程要求而定。 鉆孔容易發(fā)生偏斜， 特別是水平鉆孔和斜向鉆 孔，發(fā)生偏斜，對凍結(jié)效果影響很大， 對地下工程的施工也 有一定的影響。 為保證施工質(zhì)量， 避免對相鄰建筑物造成損 害和減少地面沉降， 對孔的允許偏斜率要求較高， 鉆孔的偏 斜率一般小于5 %o。除了凍結(jié)孔之外， 還要安設(shè)計要求鉆觀察孔， 用于安裝溫 度傳感器、 土壓傳感器、 土層位移傳感器和孔隙水壓力傳感 器等。c、地層凍結(jié)：一挨地層開始凍結(jié)，就要求以最快速

26、度達到 設(shè)計所要求的凍結(jié)厚度， 稱為積極凍結(jié)期。在此期間應(yīng)保證 凍結(jié)站正常工作。最好選在冬季，以求提高凍結(jié)站的制冷效 率。當(dāng)然要勤觀察凍結(jié)溫度，注意鹽水循環(huán)是否正常。凍結(jié)壁的厚度既要滿足強度要求，又要滿足變形條件要 求。通常由計算確定。根據(jù)已有的工程經(jīng)驗， 在城市淺土層 下施工時，凍結(jié)壁厚度主要受埋深和地面荷載狀況的影響， 常在1。2mr- 2。Om之間選用。凍結(jié)前，同一深度的地層具有相同的原始溫度。凍結(jié)開始以后，在凍結(jié)管周圍產(chǎn)生降溫區(qū)， 形成以凍結(jié)管為中心的凍 結(jié)圓柱，并逐漸擴大直至與相鄰的凍結(jié)圓柱連接成封閉的凍 結(jié)壁。凍結(jié)壁的交圈時間主要與凍結(jié)孔的間距、鹽水溫度、 土層性質(zhì)、凍結(jié)管直徑、地

27、層原始溫度等因素有關(guān).根據(jù)試驗資料看出：交圈時間隨著凍結(jié)孔間距的增大而延長，隨著 地層土體顆粒的直徑的增大和凍結(jié)管直徑的加大而縮短.下表可作為參考：凍結(jié)壁交圈時間參考表凍結(jié)孔間距(m)1.01。31。51。82。02。32。52.83.03。33.5凍結(jié) 孔交 圈時 間(d)粉細(xì)砂101522354459678294114128細(xì)中砂9。51421334255647889108121粗砂8.5131930374957708097109礫石8121828354654667591102砂質(zhì)粘土10.51623374661708699120134粘 土11。517254051677794108131

28、147鈣質(zhì)粘土12182642537080981131371540注：鹽水溫度為25 C;凍結(jié)管直徑為159mm凍結(jié)壁交圈以后，相鄰凍結(jié)圓柱體的相交界面的溫度會在 凍結(jié)的過程中繼續(xù)降低 ,該部分的凍結(jié)壁厚度會逐漸增大。 凍結(jié)管中心溫度最低， 逐漸向凍結(jié)壁邊緣升高 ,見圖 5 所示。d、地下工程掘進施工：積極凍結(jié)階段完成后應(yīng)立即進入地 下工程的掘進施工 .掘進施工應(yīng)注意各工序的合理銜接，以 最快的速度完成地下結(jié)構(gòu)的施工。 因為無論是積極凍結(jié)還是 維護凍結(jié) ,每天的電能消耗是可觀的。經(jīng)過積極凍結(jié)、維護凍結(jié)兩個階段 ,完成地下結(jié)構(gòu)物的施 工以后 ,凍結(jié)站可以停止工作 .冷量的供應(yīng)停止后，地層溫度 會

29、自然升高，凍結(jié)壁會自然解凍。根據(jù)試驗資料,砂性土體由停凍到凍結(jié)壁開始解凍的時間約為8090天，而粘性土層從停凍到凍結(jié)壁開始解凍的時間為90110天。3 、凍結(jié)法施工的設(shè)備：制冷設(shè)備： 制冷壓縮機 : 我國凍結(jié)法施工所使用的制冷壓縮機主要有 活塞式和螺桿式兩種。 以氨為制冷工質(zhì)的制冷機常采用活塞 式壓縮機?；钊綁嚎s機按制冷能力可分為：小型機：功率小于 60KW；中型機：功率介于60KW至 600KW之間；大型機 : 功率大于 600KW.活塞式壓縮機按其氣缸中心線的位置又可以分為臥式機、 立式機、 V 型機和扇型機等 冷凝器和蒸發(fā)器： 冷凝器和蒸發(fā)器是完成制冷循環(huán)所必須 的輔助設(shè)備。 它們的換

30、熱效率直接影響凍結(jié)站的技術(shù)經(jīng)濟指 標(biāo)。蒸發(fā)器由置于鹽水箱中的多組金屬管組成。 在制冷循環(huán)中 壓縮后的液態(tài)工質(zhì) （液態(tài)氟利昂或液態(tài)氨） 在蒸發(fā)器中蒸發(fā)， 變?yōu)轱柡驼魵猓?同時吸收周圍管路中鹽水熱量， 形成低溫鹽 水.冷凝器是一個裝有多組冷卻水管的密閉筒體，高約2m-3m直徑1葉2m。冷凝水從筒體內(nèi)的冷卻管通過，使筒內(nèi) 的過熱氟利昂或氨的蒸氣冷卻而形成氣態(tài)和液態(tài)混合物。 鹽水循環(huán)設(shè)備： 鹽水循環(huán)系統(tǒng)的作用是將通過蒸發(fā)器得到 冷量的低溫鹽水輸送到需要凍結(jié)的地層中的凍結(jié)器， 并將吸 收了地層熱量的升溫鹽水通過管路回到蒸發(fā)器， 以完成利用 鹽水作介質(zhì)的熱交換循環(huán)。鹽水循環(huán)系統(tǒng)主要設(shè)備有鹽水泵、 鹽水干管

31、、 配液及集液 環(huán)、凍結(jié)器等。在一般保溫情況下， 冷量損失約占凍結(jié)站總 制冷量的 20- 25，所以為降低能量消耗、鹽水循環(huán)系 統(tǒng)應(yīng)有良好的保溫措施。 配液器和集液環(huán)設(shè)在凍結(jié)工作面附 近，使去、回鹽水管路阻力相等，配液均勻。凍結(jié)器由凍結(jié)管、 供液管、 回液管組成， 凍結(jié)管常用直徑 127mm或139mm的無縫鋼管制成。而供液管可采用直徑 50m葉60mm塑料管或橡膠管。（圖4）移動式制冷機組： 隨著城市地下工程中采用凍結(jié)法施工越 來越多，在每個工作現(xiàn)場建立凍結(jié)站相當(dāng)繁鎖 . 為方便工程 使用，近來， 已研制了可移動制冷機組。 將制冷機、 冷凝器、 蒸發(fā)器、鹽水泵、 電控柜等配置在一個底盤上。

32、只要用平板 車拖到現(xiàn)場，只需在現(xiàn)場增設(shè)鹽水箱 , 安裝鹽水循環(huán)泵，接 上電源、冷卻水源后即可投入運行。大大方便了現(xiàn)場施工。4 、凍結(jié)法施工的監(jiān)測：凍結(jié)法施工是包含多工種的復(fù)雜 施工過程， 地層溫度場控制、 制冷量控制、 現(xiàn)場水文地質(zhì)條 件的不確定性、 以及暗挖工程自身所包含的信息化施工因素 等，都使量測監(jiān)控工作成為凍結(jié)法施工中不可缺少的重要環(huán) 節(jié)。凍結(jié)法施工過程中，有以下幾方面量測監(jiān)控工作： 鉆孔質(zhì)量檢測： 鉆孔的平面位置或垂直距離 （斜向或水平 鉆孔）及鉆孔的垂直度或水平夾角 （ 斜向或水平鉆孔） 。用激 光定位法確定孔位， 用陀螺議檢測孔的傾角。 這一工作相當(dāng) 重要，要隨時糾偏； 凍結(jié)設(shè)備

33、工作情況監(jiān)測： 凍結(jié)設(shè)備在凍結(jié)施工期間必須安 全正常運行。監(jiān)測內(nèi)容包括 : 機組運行電流和溫度、系統(tǒng)供 冷監(jiān)測、凍結(jié)器工作狀態(tài)監(jiān)測等； 地層溫度場監(jiān)測： 凍結(jié)地層溫度分布、 凍結(jié)壁部位溫度觀 測、開挖斷面上土體溫度觀測、 初襯澆筑時斷面壁溫度觀測 等。這些部位溫度觀測數(shù)據(jù)是確定制冷量是否足夠， 施工是 否安全的重要保證 . 觀測方法常采用地層中鉆孔預(yù)埋傳感器 必要時在關(guān)鍵點補充埋設(shè)測溫點； 土體位移和地層壓力監(jiān)測： 地層中的自由水會在土體內(nèi)引 起附加應(yīng)力和位移 , 當(dāng)?shù)叵麻_挖掘進時也會使凍結(jié)土層內(nèi)應(yīng) 力發(fā)生變化， 為確保施工安全， 需要用測斜議、 分層沉降議 觀測地層的水平位移， 重要部位地層

34、應(yīng)埋設(shè)壓力傳感器進行 觀測， 以防凍土崩塌、 凍結(jié)管折斷、 地下水噴涌等意外事故 出現(xiàn)； 地表位移及鄰近建筑物地下管線變形觀測 : 在淺層土中， 土層的凍脹融沉和暗挖所引起的地層沉降較為明顯。因此， 凍結(jié)法施工全過程必須對地表的隆起、沉陷 , 鄰近建筑物的 沉降進行連續(xù)觀測， 以合理調(diào)整凍結(jié)和開挖方案， 最大限度 減少對環(huán)境影響 .4 、凍結(jié)法施工其他注意點： 地下水質(zhì)對凍結(jié)效果影響 : 當(dāng)水中含有一定鹽分時，水溶 液的結(jié)冰溫度就要降低。 因此,采用凍結(jié)法時 , 測量地層水溶 液的低溫冰點是必須的 , 以確定凍結(jié)法施工方案的凍結(jié)溫 度； 地層含水率和地下水流速：只要地層含水率大于10%地下水流

35、速小于 6m/d，凍結(jié)壁就可以形成。但地層含水率小 于 10時 , 凍結(jié)壁難于形成。 當(dāng)?shù)叵滤魉龠^大而影響凍結(jié) 時，應(yīng)采取措施。如加大制冷功率、降低凍結(jié)溫度、加密上 流區(qū)域凍結(jié)管分布密度或采取注漿等方法封閉土層孔隙 , 以 減緩地下水流速完成凍結(jié)； 凍脹融沉對環(huán)境影響 : 地層中的自由水結(jié)冰后 , 體積會增 大約 9.07 ，土中自由水要遷移。而凍結(jié)地層解凍后，土 體中的冰會融為水，體積要減少，自由水也要遷移 . 在砂性 土地層中孔隙水移動很快完成, 土體凍脹融沉影響相對較小。而在粘土或淤泥質(zhì)地層中 , 自由水的移動很困難，所以 粘土或淤泥質(zhì)地層中凍結(jié)壁在凍結(jié)過程中要產(chǎn)生比較明顯 的凍脹，在

36、解凍過程中要產(chǎn)生明顯的融沉。因此 , 在該土層 施工中當(dāng)采用凍結(jié)法施工地下工程時 , 由于凍結(jié)使地面上 升，由于解凍使地面下降 , 從而造成建筑物和地下管線危害 必須充分考慮并采取相應(yīng)措施； 凍土壁蠕變的影響： 凍土是一種彈塑性的粘滯體， 在持久 外荷載作用下 , 會產(chǎn)生塑性變形并引起應(yīng)力松馳 . 因此在凍 土面開挖和開挖面暴露時間過長都必須考慮凍土壁的蠕變 對開挖安全性的影響； 低溫環(huán)境對混凝土澆筑影響 : 地層溫度降低在一定程度上 延長了混凝土的凝結(jié)時間。為保證結(jié)構(gòu)混凝土的正常養(yǎng)護， 常采取加熱骨料、加熱水?dāng)嚢?、添加外加劑等方法解決 . 但 也應(yīng)考慮水泥水化熱對凍土壁融解不利影響。 可以采

37、取隔熱 措施。其實， 凍結(jié)法施工的理論并不深奧， 但成套的冷凍設(shè)備、 熟 練的操作人員、豐富的施工經(jīng)驗卻是短時間內(nèi)難以形成的。采取與社會上有相當(dāng)資質(zhì)的專業(yè)凍結(jié)法施工隊伍合作，并在合作的過程中注意學(xué)習(xí)和積累，以便盡快掌握應(yīng)用二、凍結(jié)法施工的實際應(yīng)用舉例：A 進出洞：凍結(jié)法加固出洞段土體，使土變成凍土結(jié)構(gòu) 承受周圍水土壓力，然而鑿除洞門，待盾構(gòu)刀盤頂上凍土體后，強制解凍拔出盾構(gòu)推進范圍內(nèi)凍結(jié)管，盾構(gòu)進入正常推進作業(yè)。I、上海大連路隧道： 大連路隧道采用11.22m泥水平衡盾構(gòu)，開洞直徑為II. 6m，始發(fā)覆土厚度為10。m工作井洞口底深 21。6m洞口處土層為灰色淤泥質(zhì)粘土 ，灰色粘土和暗綠一草黃

38、色粘 土。地下水位約在地表下1m。 凍結(jié)加固計算：采取板狀凍結(jié)加固方式。 該出洞口凍結(jié)加固體， 其承受的 荷載、計算模型及凍結(jié)管布置的示意圖如圖5所示。應(yīng)用重液理論計算水土壓力，其出洞口的水土壓力為：P = 0。013H= 0.013 X 21.6 = 0.279Mpa加固體為整體板塊而承受水土壓力，運用日本計算理論計 算加固體的厚度h=： kp D2/4 a 1/2，數(shù)據(jù)見下表：凍土平均凍土彎拉水土壓力加固體開挖系數(shù)安全系計算加固溫度c 0強度aP內(nèi)直徑D3數(shù)k體厚度h101。 8Mpa0.279Mpa11。 6m1.21.53。06m園板中心所受最大彎曲應(yīng)力計算為：a max= p （1/

39、2 D） 2 （3 +卩）/16 6/h 2,結(jié)果見下表:水土壓力加固體開挖凍土泊松計算加固計算得加固體最凍土彎拉安全p內(nèi)直徑D比 1體厚度h大彎拉應(yīng)力b max強度b -10c系數(shù)k0.279Mpa11.60,m0.353。 06m1.26Mpa1.8Mpa1.43沿工作井開洞口周邊驗算加固體剪切應(yīng)力Tmax= p D/4h,計算結(jié)果見下表：（安全）水土壓力加固體開挖內(nèi)凍土抗剪加固體厚剪切應(yīng)力p直徑D強度T - 10c度hT0.279Mpa11.60 , m1.5Mpa3。06m0。26Mpa 凍結(jié)加固范圍洞口凍結(jié)加固體計算厚度3.06m,取3。1m采用垂直凍結(jié),凍結(jié)寬度17m隧道兩側(cè)各 2

40、。5m,凍結(jié)深度自地面下 7.3m24m。為增加泥水盾構(gòu)初始掘進的安全，再在整體凍 結(jié)體外，離洞口 3。1m10m加拱形頂棚保護，凍結(jié)加固長度 7m拱棚最小厚度2。5m總體凍結(jié)長度10m,見圖6、圖7 所示：2002年3月，大連路隧道11。22m泥水盾構(gòu)順利始發(fā)。2003年和2004年上海復(fù)興東路隧道和上海翔殷路隧道的泥 水盾構(gòu)也采用凍結(jié)法加固洞口土體實現(xiàn)安全始發(fā)。2005年上海上中路隧道14。87m超大直徑泥水盾構(gòu)又采用了凍結(jié) 法加固方案取得成功。2、上海上中路隧道 概況：上海上中路越江公路隧道為雙管雙層雙向4車道越江公路隧道 . 采用超大直徑泥水平衡盾構(gòu)，外徑14。 87m，盾構(gòu)長17。6

41、m。出洞口中心標(biāo)高一11.35m，洞口地面經(jīng)墊 高后標(biāo)高為4。9m。盾構(gòu)出洞工作井槽壁上破洞口徑15。2m.場地地勢平坦， 無永久性建筑物和市政管線。 上層土為褐 黃- 灰黃粘土和灰色粘質(zhì)粘土 , 洞門口為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、 淤 泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土，洞門下為砂質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土。2005年7月凍結(jié)系統(tǒng)安裝，8月10日開始凍結(jié)，10月28 日盾構(gòu)出洞， 11 月 18 日盾構(gòu)推出凍結(jié)區(qū)，冷凍機組停機， 凍結(jié)工期共 100 天。 凍結(jié)設(shè)計： 設(shè)計方案應(yīng)考慮到 : 洞口土體穩(wěn)定和不透水性； 泥水盾構(gòu)的壓力泥漿不上竄、 不流逸； 盾構(gòu)機出洞后在封堵 洞門時盾構(gòu)刀盤前土體穩(wěn)定； 具有動態(tài)的溫度、 變形和壓力

42、 監(jiān)測； 凍結(jié)過程應(yīng)具備吸收變形和調(diào)節(jié)、 減小外載和凍脹力 的手段。據(jù)此，凍結(jié)設(shè)計采用二個凍土板塊 , 一是位于洞口前的凍 結(jié)板塊 , 在盾構(gòu)機出洞時起抵御水土壓力、土層塌落和防止 泥水涌入工作井的作用； 二是位于盾構(gòu)機完全出洞后的刀盤 前,保證封堵洞口施工時盾構(gòu)機停滯時前方土體穩(wěn)定的后凍 結(jié)板塊；在二個凍結(jié)板塊之間為凍結(jié)棚拱 , 以保證盾構(gòu)機進 入正常推進前建立壓力泥漿系統(tǒng)，進入正常工況 . 見圖 8 圖 9 示意。經(jīng)計算（計算方法同大連路隧道）：a、前凍結(jié)板塊厚度:前凍結(jié)板塊開洞口底緣深為23.85m。據(jù)重液公式： p =0.013h = 0.310Mpa。根據(jù)日本經(jīng)驗公式計算加固體厚度

43、h =:k B pD2/4 a 1/2,得到凍土設(shè)計厚度 4。2m,取為4.3m。b、 凍土棚拱確定 : 凍土棚拱在兩凍土板塊之間 , 拱基與盾構(gòu)下 口齊平，從洞口到洞外 11。5m,可使盾構(gòu)機尾部全部脫離密 封圈 . 凍土棚拱可看作在深度上受不均勻壓力作用的圓拱 , 通過解二次超靜定得到截面上的軸力和彎矩， 再應(yīng)用曲梁理 論求得截面應(yīng)力， 并以此確定凍土棚拱的厚度。 經(jīng)計算棚拱 凍結(jié)壁厚度1。5m時最大拉應(yīng)力 1.393Mpa、厚2。0m時最 大拉應(yīng)力為 0.869Mpa、厚2。5m時最大拉應(yīng)力為 0.693Mpa。 為安全計，決定棚拱設(shè)計厚度取 2。5m.c、后凍結(jié)板塊厚度： 后凍結(jié)板塊是

44、保證封堵洞口施工盾構(gòu)機停滯時前方土體的 穩(wěn)定 , 只要設(shè)置單排凍結(jié)管使凍結(jié)壁達到一定厚度即可。在 單排凍結(jié)管作用下，按凍結(jié)發(fā)展速度25mm/d計算，盾構(gòu)完全 出洞進行洞口圭寸門施工時，厚度可達1。54m,滿足要求。 凍結(jié)管布置：整個凍結(jié)區(qū)域共布置凍結(jié)孔11排，14排為前凍結(jié)板塊凍結(jié)孔， 孔深27.0m,5.8m27。0m局部凍結(jié)； 510排為棚拱區(qū)凍結(jié)孔，孔深從長8。8m弧線變化到24.2m, 局部凍結(jié)深度由 5.8m8。8m變化到5.8m24.2m； 第 11 排凍結(jié)管為后凍結(jié)板塊，凍結(jié)管深 24 o 2m,局部凍結(jié)從5。 8m24.2m。共205個凍結(jié)孔。見圖10示意。前凍結(jié)板塊內(nèi)在盾構(gòu)出

45、洞前需要拔除的凍結(jié)管選用 127mnX 6。0mm 20號低碳鋼無縫鋼管，不需要拔除的凍 結(jié)管用127mn¥ 5mm 20號低碳鋼無縫鋼管，考慮到封洞 門時間較長，后凍結(jié)板塊用159mm< 6mm 20號低碳鋼無縫鋼管，以滿足凍土體與凍結(jié)管共同受力作用。 凍結(jié)施工 : 原計劃前凍結(jié)板塊和棚拱均分二次凍結(jié)，以減 小地面凍脹融沉， 后因地面無重要建筑物和管線， 采用前凍 結(jié)板塊一次凍結(jié)， 凍結(jié) 30d 后再開始凍結(jié)棚拱區(qū)。 洞門連續(xù) 墻鑿除，根據(jù)凍結(jié)壁發(fā)展厚度，分層分階段鑿除。 監(jiān)測：施工中進行了以下內(nèi)容的監(jiān)測：鹽水溫度、凍土溫度、凍脹壓力、地表變形、土體分層變形、凍土對槽壁凍脹

46、壓力、槽壁頂端位移、土體水平位移、槽壁水平位移等。凍結(jié)區(qū)內(nèi)共設(shè)測溫孔 14 個，測壓孔 4 個, 土體分層變形孔5 個，土體位移孔 2 個, 并在洞門槽壁內(nèi)設(shè)槽壁位移孔 1 個, 凍脹壓力孔 5 個 .監(jiān)測表明：凍結(jié)初期熱負(fù)荷較大，鹽水去回路溫降23°C,35d后當(dāng)凍土交圈后熱負(fù)荷減小，鹽水去回路溫差降到TC； 土體壓力變化是頂部大、深部小的變化趨勢，當(dāng) 凍結(jié)第 10 35d 交圈期， 土體應(yīng)力發(fā)生突變， 分析為大量水 分凍結(jié)，體積急劇膨脹所致。 交圈結(jié)束反而略有減??； 最大 凍脹壓力為丫4孔8m深處,達3.25Mpa;地面凍脹最大值為12mm左右。根據(jù)以往經(jīng)驗，融沉值將超過200m

47、m以上 ,為防止融沉過大造成管片變形過大， 采取強制解凍注漿加固凍結(jié) 土體。B 、聯(lián)絡(luò)通道：聯(lián)絡(luò)通道采用地面加固地層方法主要有 : 三重管旋噴、 深層攪拌、 垂直凍結(jié)。 這些方法需要占用較大 地面施工場地， 在市中心或過江段就沒法做。 采用水平凍結(jié) 技術(shù)與暗挖施工能完成聯(lián)絡(luò)通道地下施工。聯(lián)絡(luò)通道水平凍結(jié)暗挖施工技術(shù)施工要點為： 地層凍結(jié) 加固與開挖均 在隧道內(nèi)進行 ，凍土單軸抗 壓強度要達 45Mpa凍結(jié)壁厚度均勻，地表隆起或沉降不超過30mm隧道最終位移不超過 10mm通道凍結(jié)壁設(shè)計為矩形，凍 結(jié)與開挖在一側(cè)隧道內(nèi)進行 （ 為處理凍結(jié)壁與對側(cè)隧道管片 間的薄弱點 , 可在對側(cè)隧道管片內(nèi)側(cè)敷設(shè)

48、冷凍板 , 以增加冷 凍效果）；對凍結(jié)過程進行嚴(yán)密監(jiān)測，在凍結(jié)壁內(nèi)布置測 溫孔和壓力釋放孔 , 以測定凍結(jié)壁厚度和凍結(jié)壁是否交圈 ; 通道開挖采用鋼支架背板臨時支護 , 人工進行開挖 ; 控 制地表沉降和隧道變形是凍結(jié)法施工的關(guān)鍵點 , 凍結(jié)設(shè)計中 的泄壓孔和采用注漿方式補償凍結(jié)壁融沉是必須的 .1 、水平凍結(jié)法在上海地鐵 2 號線運用：上海地鐵 2 號線九 座聯(lián)絡(luò)通道，有四座采用水平凍結(jié)法加固 : 楊高路站中央 公園站，江蘇路站中山公園站，靜安寺站石門一路站， 河南路站 - 陸家嘴站（黃浦江中） .凍結(jié)壁設(shè)計： 確定在一條隧道內(nèi)施工凍結(jié)孔， 并成放射狀 布置，集水井土層加固用凍結(jié)孔成向下傾斜

49、狀見圖示：凍結(jié)孔控制間距為 900m葉1100 mm經(jīng)計算，凍結(jié)壁厚度 1。2m- 1。5m用于黃浦江聯(lián)絡(luò)通道的凍結(jié)壁厚度為1。5m（實際凍結(jié)壁拱部和底部厚度要大得多） . 再用有限元法計 算凍結(jié)壁的內(nèi)力， 得到凍結(jié)壁薄弱處的應(yīng)力和安全系數(shù)分別 為：側(cè)墻中點附近外側(cè)最大受壓 1。45Mpa安全系數(shù)3。1 ； 頂板中點外側(cè)受壓1。02Mpa,安全系數(shù)4。4。 凍結(jié)壁交圈：按計算凍結(jié)壁交圈和達到設(shè)計厚度分別為12d和28d?？紤]到凍結(jié)壁與對側(cè)隧道管片之間土層不易凍 結(jié)因素，最后設(shè)計凍結(jié)壁交圈時間確定2225d，達到設(shè)計厚度再加 15d。 凍結(jié)施工：水平鉆孔與垂直鉆孔存在很大差別：其一，水平鉆孔時重

50、力影響使鉆孔容易向下偏離設(shè)計； 其二， 由于呈 水平方向鉆孔，護壁泥漿容易流出 ; 其三，打孔時，如果地 層中有承壓水，會造成流砂流泥。 針對上述難點， 首先在隧 道內(nèi)搭設(shè)對應(yīng)鉆孔角度腳手架， 再在鉆機上安裝導(dǎo)向扶正系 統(tǒng)進行微調(diào)，同時使用優(yōu)質(zhì)護壁泥漿 , 確保鉆孔成形在允許 范圍內(nèi)； 其次發(fā)現(xiàn)有流砂出現(xiàn)可能時， 先對地層用雙液注漿 封堵 , 避免涌水涌砂的發(fā)生。 凍結(jié)運轉(zhuǎn)：根據(jù)上海地層凍結(jié)速度快，凍脹小的特點，為減小凍脹帶來的危害， 施工中加快初期凍結(jié)的降溫速度； 根 據(jù)隧道變形和地面沉降觀測 , 及時調(diào)整凍結(jié)層鹽水流量 , 以 降低對隧道變形的影響； 根據(jù)泄壓孔的壓力變化規(guī)律及時泄 壓。通

51、過四個聯(lián)絡(luò)通道開挖來看， 凍結(jié)效果非常好， 凍土壁 各項參數(shù)全部達到或超過設(shè)計要求 , 江蘇路中山公園通道 開挖面收斂變形小于11.7mm,靜安寺一石門一路通道小于12。4mm黃浦江底通道收斂變形僅為4。2mm 暗挖施工：聯(lián)絡(luò)通道的開挖采取分區(qū)分層方式進行，其順序為：a、打開凍結(jié)側(cè)通道鋼管片 ;b 、按照通道中部斷面全斷面開挖并 臨時支護直到對面鋼管片 ;c 返回刷大兩側(cè)喇叭口斷面并臨 時支護 ;d 、集水井開挖并臨時支護， 一次澆筑混凝土永久支 護：e、打通對側(cè)鋼管片。土方開挖采用人工鏟和風(fēng)鎬相結(jié) 合。臨時支護采用工字鋼根據(jù)通道斷面尺寸加工成拱型支架，并配以木背板支護，支護間距0。30.5m

52、，支架之間用拉桿連接.永久支護為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) , 為提高結(jié)構(gòu)抗?jié)B能力采 用一次連續(xù)澆筑。 頂板混凝土澆筑比較困難， 對頂部空隙用 混凝土噴射機噴射砂漿填充。摻入水泥用量4%的防凍劑，以增加混凝土的抗凍性，不影響早期強度增長 . 沉降和位移監(jiān)測：監(jiān)測點的布置 : 地表沉降測點沿聯(lián)絡(luò)通道中心線和地鐵隧 道軸線兩個方向布置，間距 2.0m 左右；隧道位移監(jiān)測包括 垂直和水平位移兩部分。 監(jiān)測范圍以聯(lián)絡(luò)通道中心線兩側(cè)各 2025m范圍內(nèi)的上、下行隧道，測點布置間距12m 監(jiān)測頻度： 視施工對隧道預(yù)計影響而定。 在鉆孔和積極凍 結(jié)其以每周 23 次，在開挖和維護凍結(jié)期每天一次 . 如發(fā)生 突變可臨

53、時加大測量頻度。 監(jiān)測結(jié)果：對地表沉降來說：a、在鉆水平凍結(jié)孔時，地表會出現(xiàn)沉 降，原因是鉆孔時由于漏泥而造成；b、開始凍結(jié)后會出現(xiàn)地表隆起，最大值接近 10mm這是地層凍脹而引起的；c、凍結(jié)完成，開始通道開挖 , 由于開挖而破壞了凍結(jié)壁和地層 的平衡， 凍結(jié)壁產(chǎn)生收斂變形， 使地表產(chǎn)生沉降。 最大值曾 達到81mm d、工程結(jié)束，停凍消融階段，凍結(jié)壁化凍，土層 和隧道管片的凍脹力釋放， 導(dǎo)致地表的下沉 （如果在進行壁 后注漿充填后再停止凍結(jié)效果會好些） 。對隧道位移來說：a、當(dāng)進行水平鉆孔時，由于地層擾動， 隧道會產(chǎn)生向開挖方向的水平位移；b、凍結(jié)開始，由于地層凍脹作用 , 上、下行隧道均向

54、背離通道的方向位移。這種 位移在聯(lián)絡(luò)通道中心線處最大（10mm左右），離通道越遠(yuǎn)， 水平位移越小，在25m以外沒有影響；c、隧道的垂直位移， 從監(jiān)測反映， 鉆孔時沒有影響， 開凍后隧道迅速抬升， 至凍 結(jié)壁形成，隧道抬升趨緩,總抬升量能達到20mm左右。而停 凍后，由于凍結(jié)壁融化 , 隧道迅速下沉，直到原來位置再下 沉數(shù)毫米。根據(jù)四個聯(lián)絡(luò)通道的監(jiān)測可知 , 聯(lián)絡(luò)通道施工引起最大地表沉降為20mm左右。其中凍脹引起地表隆起約10mm由于開挖和融沉引起地表沉降約30m m隧道水平和垂直位移不大，最大值僅10mm左右。2、上海地鐵10號線某旁通道凍結(jié)法施工概況：為上海地鐵10號線國權(quán)路站五角場站區(qū)間

55、的旁通道及泵站工程.通道中心線間距13。2m通道中心標(biāo)高-14.723m. 通道位于四平路下， 上有1。2m煤氣管、1.05m雨水管、 1。0m上水管及纜等。通道處于高含水量、 高壓縮性、 低強度的淤泥質(zhì)粘土和1 1粘土層,且觸變性大易流變。 凍結(jié)帷幕設(shè)計 :凍結(jié)帷幕平均溫度一10° C；相應(yīng)凍土強度指標(biāo)為；單軸抗壓 3.5Mpa,抗折1.8Mpa ,抗剪1.5Mpa.凍結(jié)孔采用上、下行隧 道兩側(cè)打孔，按上仰、水平、下俯三種角度布置，共 70 個, 其中上行線 57 個，下行線 13 個（見圖 12 所示）。旁通道內(nèi)設(shè)置 4 個穿透孔， 供對側(cè)隧道凍結(jié)孔和冷凍排管需 冷用。設(shè)置了 14個測溫孔，凍結(jié)站對側(cè)8個。測溫管選用32mm x 3。5mm無縫鋼管，長26m,前端密封。再在凍結(jié)帷幕封 閉區(qū)域內(nèi)布置 4 個卸壓孔， 上、 下行線各 2 個， 在卸壓孔上 安裝壓力表， 可直觀地監(jiān)測凍結(jié)帷幕內(nèi)的壓力變化，判斷凍結(jié)帷幕形成情況， 并直接釋放凍結(jié)形成的凍脹壓力。卸壓管選用32mnX