隧道凍結(jié)法技術(shù)大全

隧道凍結(jié)法技術(shù)大全

一、水平凍結(jié)施工技術(shù)

二、凍結(jié)法基坑圍護型式及其應(yīng)用

三、凍結(jié)法施工工法

四、地鐵冷凍法施工工法

五、凍結(jié)法在地鐵盾構(gòu)隧道聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用

六、凍結(jié)法鑿井技術(shù)

一、水平凍結(jié)施工技術(shù)

1.水平凍結(jié)設(shè)計

1.1設(shè)計原則與關(guān)鍵技術(shù)

1.1.1設(shè)計原則

⑴在水平凍結(jié)加固后，保證在隧道掘進過程中圍巖具有足夠的穩(wěn)定性，確保施工安全。

⑵保證施工過程中引起的地層沉降滿足設(shè)計要求，以確保地面建筑物和地下管線的安全.

⑶滿足環(huán)境保護及施工供水、供電能力要求。

⑷進行系統(tǒng)的施工監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工。

1.1.2關(guān)鍵技術(shù)

⑴凍結(jié)孔施工

為了確保凍結(jié)孔的施工質(zhì)量，先在鉆孔工作面（鉆孔樁和旋噴樁復(fù)合結(jié)構(gòu)）用金鋼石取芯鉆開

孔，并埋設(shè)孔口管，正常鉆進采用跟管鉆，孔口安裝密封裝置，使泥漿在封閉系統(tǒng)中循環(huán)，并用特

制的精密水平孔陀螺儀測斜，以確保鉆孔質(zhì)量與施工安全。

⑵在積極凍結(jié)期內(nèi)，根據(jù)監(jiān)測信息控制凍土帷幕的溫度，保證帷幕形成的強度和均勻性.

⑶凍脹融沉的控制

1.2凍結(jié)段劃分及施工順序

山于水平凍結(jié)段施工81.86m,且在緩和曲線上，根據(jù)水平孔鉆進技術(shù)條件，隧道分兩段凍結(jié)。

第段凍結(jié)長度為55m,第二段凍結(jié)長度為37m,兩段凍土帷幕間的搭接長度為10m。在第段掘進

至45m時，現(xiàn)澆400mm厚的鋼筋混凝土墻密閉開挖工作面，并回頭將斷面徑向擴大1.3~1.4m,長4m

的隧道斷血，作為第二段隧道凍結(jié)施工作業(yè)面。其凍結(jié)段劃分見圖2-13-2-1。

施工順序為：明挖段工作井施工一第一段隧道凍結(jié)孔鉆進f積極凍結(jié)f凍結(jié)維護及第一段隧道

掘進及初襯施工一擴大段施工f第一段隧道地基強制化凍、注漿和施工內(nèi)襯一第二段隧道凍結(jié)孔鉆

進f積極凍結(jié)一第二段隧道掘進和初襯施工一第二段隧道地基強制化凍、注漿和施工內(nèi)襯一停止凍

結(jié)及進行其它凍結(jié)孔注漿一凍結(jié)設(shè)備拆除。

1.3凍土帷幕設(shè)計

1.3.1設(shè)計基礎(chǔ)資料

取土的平均容重為19kN/m,變形模量為6MPa,泊松比0.395。取凍土（平均溫度-1。。0的變形

模量150MPa,泊松比0.3,設(shè)計抗折強度為L8MPa（上海地區(qū)淤泥質(zhì)粘土的極限抗折強度試驗值為

2.8-3MPa）,單軸抗壓強度5MPa。取地面超載為67kPa（約為土層承載力的2/3）。隧道覆土厚度按

11m考慮。

1.3.2凍土帷幕結(jié)構(gòu)形式

凍土帷幕的斷面形狀與隧道開挖斷面相似，其有效厚度為L4m,見圖2-13-2-2。

1.3.3凍土帷幕的承載力計算

取出凍土帷幕及地層的一個截面，按線彈性平面應(yīng)變問題計算凍土帷幕的應(yīng)力、應(yīng)變分布。取

模型的寬度為24m,高度為28m。

用有限元法進行凍土帷幕的受力與變形計算。經(jīng)ANSYS計算，結(jié)果見表2-13-2-1。從表中可以

看出，凍土帷幕的承載能力是足夠的。

圖2-13-2-1

函

2

—

1

3

—

2

—

2

凍土帷幕結(jié)構(gòu)圖

說明：

1、圖柵弒懶凍結(jié)3。天時開孔位置的陳土惟制蝴獻

2、凍土解痛趣根據(jù)上海地區(qū)類微層超施工期結(jié)果并

參考豎井糕壁計算方法確定.

3、本圖靴姆米計（地）.

計算最大應(yīng)力及安全系數(shù)

項目抗拉（抗折）抗壓

計算值0.466Mpa1.32MPa1.41MPa

位置底拱內(nèi)緣中部底拱外緣中部底拱與左側(cè)墻交接處內(nèi)緣

強度指標(biāo)1.85.05.0

安全系數(shù)3.833.783.54

1.3.4凍結(jié)孔、測溫孔、泄壓孔布置與凍土帷幕形成預(yù)計

為了使凍土帷幕提前交圈，有利于提高凍土帷幕的均勻性，采用較小的凍結(jié)孔控制間距，根據(jù)

隧道斷面，并保證在隧道擴大斷面處在擴大斷面后凍結(jié)帷幕有效厚度＞L4m。卷段凍結(jié)孔數(shù)量都為

28個，其中第一段凍結(jié)孔長55m,凍結(jié)孔開孔間距為879mm,開孔位置與開挖邊界的距離為600mm,

第二段凍結(jié)孔長37m,凍結(jié)孔開孔間距為809mm,開孔位置與開挖邊界的距離為300?600mln,兩段

凍結(jié)孔鉆孔與隧道中心線的夾角都為1°,允許偏斜率為8%。，凍結(jié)孔沿隧道線路呈放射狀鉆進，成

孔最大間距都不大于L65m。每段測溫孔設(shè)置二個，布置在終孔間距最大的相鄰兩凍結(jié)孔中間內(nèi)側(cè)

0.3m處，其深度分別為55nl和37m,孔內(nèi)根據(jù)地層情況布置5?8個測溫點。卸壓孔一個，布置在

凍結(jié)布置圖內(nèi)側(cè)L5m靠近隧道中心線處，其孔深分別為45m和30m,孔口安裝1”泄壓閥和2MPa壓

力表。其凍結(jié)孔、測溫孔、泄壓孔布置見圖2-13-2-3、圖273-2-4。

凍土帷幕擴展厚度根據(jù)上海地區(qū)類似地層凍結(jié)施工實測結(jié)果并參考豎井凍結(jié)壁計算方法確定。

設(shè)計凍土帷幕交圈時間為30d,積極凍結(jié)時間為35do開挖時的凍結(jié)壁有效厚度為1.4m。其凍土帷

幕形成預(yù)計見圖273-2-2,圖2T3-2-5給出了掘進到不同位置時,凍土帷幕的擴展邊界?？梢钥?/p>

出，由于采用放射狀布孔，掘進時凍土進入隧道開挖斷面很少，這樣，既有利于初襯噴射混凝土施

工，又可增加凍土帷幕有效厚度，保證擴大斷面在擴大后其凍土帷幕厚度大于L4m。

L4凍結(jié)技術(shù)參數(shù)

圖2-13-2-3

0,

__________________________單位：M

蠲：

1,凍部度就511.

2、凍翻間靛布置蒯長。

3、凍狗按放料鉆進,蚓偏觴L。度.

4、開孑啦置誤差不大于1。加：鉆赫M許霆加騙；處瞰孔控制間距機.65m

5、采用還止拈頭，糕管腌鉆電

6、螭管用0108x8眥無翻管加工，黑紋連接，并用手工補熔每栽管林長1.5~2m.

7、麟孔魁安飄晦封裝最

8、螭管艇為0.7~岫.

9、麻懦孔二個，布置在終孔颼最大的相鄰兩凍翻中間內(nèi)蝸3嘮，其深度為55m.

10.溟畫一個，布置在凍結(jié)布懿神口噓近隧道中心殿，其孔麻為45@,允許偏斜

翱1%.

11.相靴涯米計（曲）.

Q.

第二段凍結(jié)孔布為圖

說明：

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說明：

凍結(jié)帷幕的擴展邊界圖1、圖柵越不同凍結(jié)時間或觸進尺的凍土推耕躺度.it

切赫35天開域電觥速度按W/烤鼠

2、凍土椎耕展速度翻上海地區(qū)類颯層螭施工實螭果并

實理I又#也仕腔日管七吐池亡

1.4.1凍土帷幕溫度

有效凍土帷幕的平均溫度不高于T0℃,開挖時凍土帷幕表面溫度低于-3℃。

1.4.2凍結(jié)鹽水溫度

設(shè)計最低鹽水溫度為-26C?-30℃,并要求凍結(jié)7d鹽水溫度達到-20C,維護凍結(jié)時不升高鹽

水溫度。

1.4.3凍結(jié)孔單孔鹽水流量：7~10m7h?

1.4.4凍結(jié)管規(guī)格：6108X8mm無縫鋼管。

1.4.5第?段隧道施工積極凍結(jié)時間35d,維護凍結(jié)工期80d。

第二段隧道施工積極凍結(jié)時間35d,維護凍結(jié)工期60d。

1.4.6凍結(jié)需冷量：取凍結(jié)管的散熱系數(shù)為300kcalh'm2,冷量損耗為20%,第一段和第二段

的凍結(jié)管長度分別為1595m和1073m,得凍結(jié)需冷量分別為：

Q!=0.108X3.1416X1595X300X1.20=194455kcal/h

Q2=0.108X3.1416X1073X300X1.20=131061kcal/h

1.5主要凍結(jié)施工參數(shù)見表2-13-2-2.

主要凍結(jié)施工參數(shù)表

參數(shù)

序號參數(shù)名稱單位備注

第一段第二段

1凍結(jié)長度m5537兩凍結(jié)段搭接10m

2凍土帷幕設(shè)計有效厚度m1.41.4

3凍土帷幕平均溫度℃-10-10

4凍土帷幕交圈時間d3030

5積極凍結(jié)時間d3535

6凍結(jié)孔個數(shù)個2929包括1個補孔

7凍結(jié)孔開孔間距mm879809

參數(shù)

序號參數(shù)名稱單位備注

第一段第二段

設(shè)計凍結(jié)孔外偏斜凍結(jié)孔與隧道中心

8O11

角線的夾角

凍結(jié)孔終孔控制間

9m1.651.65

距

10凍結(jié)孔允許偏斜%088

11設(shè)計最低鹽水溫度℃-26?-30-26?-30

12維護凍結(jié)鹽水溫度℃-20?-30-20?-30

13單孔鹽水流量m3/h7~107~10

14凍結(jié)管規(guī)格mm108x8“108x8無縫鋼管

15測溫孔/卸壓孔個數(shù)個2/12/1管材規(guī)格同凍結(jié)管

16測溫孔/卸壓孔深度m55/4537/30

包括兩個凍結(jié)段的

17鉆孔總長度m17501177凍結(jié)孔、測溫孔、卸

壓孔

18凍結(jié)站最大制冷量kcal/h240000不利工況條件

2.水平凍結(jié)施工

2.1凍結(jié)法施工各階段施工作業(yè)內(nèi)容

凍結(jié)法施工各階段作業(yè)內(nèi)容見表2-13-3-1。

凍結(jié)法施工各階段作業(yè)內(nèi)容表

準(zhǔn)備期積極凍結(jié)期凍結(jié)維護期解凍期

鉆孔

凍結(jié)開挖隧道

插入凍結(jié)管工程完成

管及凍土

測定精度初支封閉停止機械運轉(zhuǎn)

冷凍帷幕

漏水試驗停凍

液配形成地基加固注漿

冷凍液配置管內(nèi)注漿充填

置澆注混凝土內(nèi)襯

配管隔熱

確定周圍建筑施工

冷凍液

警戒值

循環(huán)

鉆孔冷凍液溫度、流量管理

監(jiān)測

地溫凍土壁溫度測定及監(jiān)視

儀器地表沉降、地面建筑

凍脹量地面凍脹、凍土壁變形及地下水

安裝物監(jiān)測

地下水位位測定及監(jiān)視

測試

凍土層變形地表沉降、地面建筑物監(jiān)測

精度檢測

地表沉降

冷凍機安裝

冷凍輸電設(shè)備安裝

開始運

設(shè)備供水設(shè)備安裝冷凍機運轉(zhuǎn)管理撤出基地

轉(zhuǎn)

安裝耐壓漏水試驗

設(shè)備組裝調(diào)試

注：準(zhǔn)備期可進行凍結(jié)管、輸液管、監(jiān)測設(shè)備和冷凍設(shè)備安裝平行作業(yè)。

2.2確定凍結(jié)法施工差異警戒值

在凍結(jié)法施工準(zhǔn)備階段，為確保安全施工，控制地面建筑物傾斜或開裂，應(yīng)對凍結(jié)法施工段范

圍內(nèi)的建筑物和管線的位置、使用年限進行實地細致的調(diào)查，并作出其強度、剛度和最大變形的評

價，以確定安全的差異施工警戒值，根據(jù)警戒值，調(diào)整凍結(jié)設(shè)計施工技術(shù)參數(shù)。

2.3凍結(jié)法施工工藝流程

凍結(jié)法施工工藝流程見圖2T3-3T。

圖2-13-3-1

施工準(zhǔn)備

測量布孔

I

鉆機就位—>鉆孔、凍結(jié)管安裝一鉆孔測斜及糾偏

I

制冷站及管路安裝供液管安裝

I

--------->充1^22、化CaC12試運_______

I

設(shè)備檢修保養(yǎng)—>正常運轉(zhuǎn)------------->檢測

!

形成凍結(jié)帷幕----------

!

凍結(jié)帷幕維護及隧道開挖<

I

隧底解凍及地基注漿加固

I

混凝土內(nèi)襯

I

停凍、凍結(jié)管注漿

I

制冷站及管路拆除

I

回填注漿

凍結(jié)法施工工藝流程圖

2.4凍結(jié)法施工工序及施工方法

2.4.1凍結(jié)孔施工

2.4.1.1凍結(jié)管、測溫管、卸壓管和供液管規(guī)格

凍結(jié)管選用8108X8mm低碳無縫鋼管，單根管材長度為1.5?2m,采用螺紋連接并手工補焊,

測溫管和水文管管材同凍結(jié)管。

供液管“62X6mm用增強聚乙烯塑料管或15,鋼管。

2.4.1.2打鉆設(shè)備選型

選用MKG-5s型鉆機2臺。

選用BW-250/50泥漿泵2臺，流量為2501/min。鉆機和泥漿泵總功率為41kwo

采用凍結(jié)孔鉆進專用組合鉆具跟管鉆進。鉆孔測斜采用特制的TYT型高精度水平鉆孔陀螺測

斜儀，鉆孔淺部用經(jīng)緯儀燈光測斜校準(zhǔn)。

2.4.1.3凍結(jié)孔質(zhì)量要求

根據(jù)施工基準(zhǔn)點，按凍結(jié)孔施工圖布置凍結(jié)孔?？孜黄畈粦?yīng)大于lOOmmo凍結(jié)孔孔徑110曬。

凍結(jié)孔鉆進深度誤差為-0.2?+0.3m。

鉆孔偏斜率控制在0.8%。以內(nèi)。成孔最大間距不大于1.65m。

2.4.1.4鉆機平臺搭建

鉆機平臺采用滿堂腳手架管搭建，腳手架管平面間距為0.6mX0.6m。平價滿鋪60mm厚松木板,

鉆機底盤下墊200mmX200mm方木。根據(jù)凍結(jié)孔位置，分層加高鉆機平臺。

2.4.1.5凍結(jié)孔開孔

凍結(jié)孔用中160mm金剛石取芯鉆開孔。每個鉆孔安裝孔口管，孔口管用*159X8mm無縫鋼管加

工。鉆進時，孔口管安裝孔口密封裝置。

2.4.1.6凍結(jié)孔鉆進與凍結(jié)器安裝

(D按凍結(jié)孔設(shè)計方位要求固定鉆機。隨鉆進放入凍結(jié)管。凍結(jié)管下到設(shè)計深度后密封頭部。

(2)為了保證鉆孔精度，開孔段鉆進是關(guān)鍵。鉆進前10?20m時，要反復(fù)校核鉆桿方向，調(diào)整

鉆機位置，并用經(jīng)緯儀或陀螺儀檢測偏斜無問題后方可繼續(xù)鉆進。

(3)凍結(jié)管下入孔內(nèi)前要先配管，保證凍結(jié)管同心度。下好凍結(jié)管后，用測斜儀進行測斜?，然

后復(fù)測凍結(jié)孔深度。凍結(jié)管長度和偏斜合格后密封凍結(jié)管頭部，并進行打壓試漏。凍結(jié)孔試漏壓力

控制在0.7-1.OMPa之間，穩(wěn)定30分鐘壓力無變化者為試壓合格。

(4)凍結(jié)管安裝完畢后，用堵漏材料密封凍結(jié)管與孔口管的間隙。

(5)在凍結(jié)管內(nèi)卜入供液管。供液管用管箍連接，供液管底端焊接0.2m高的支架。然后安裝去、

回路羊角和凍結(jié)管端蓋。

(6)測溫孔施工方法與凍結(jié)管相同。

2.4.2凍結(jié)制冷系統(tǒng)安裝

2.4.2.1凍結(jié)制冷設(shè)備選型與管路設(shè)計

(1)選用YSKF600型冷凍機組1套,YSKF300型冷凍機組各2套(其中1套備用)。當(dāng)鹽水溫度在

-30r,冷卻水溫度為28℃時，凍結(jié)站的制冷量約為240000kcal/h,冷凍機組電機總功率為305kw。

(2)選用8Sh-13(A)鹽水循環(huán)泵2臺(其中1臺備用)，流量270m7h,揚程36m,電機功率45kw；

選用IS200-150-250冷卻水循環(huán)泵1臺，流量400m：'/h,揚程20m,電機總功率37kw；。

(3)選用DBN3-200型冷卻塔2臺，電機總功率Hkw。

(4)設(shè)鹽水箱一個，容積6n

(5)鹽水干管和集配液管均選用d)219X8mm無縫鋼管，鹽水干管長度為380%集、配液管與羊

角連接選用L5”高壓膠管。

(6)冷卻水管用5"焊管,在冷凍機進出水管上安裝溫度計。

(7)在去、回路鹽水管路上安裝壓力表、溫度傳感器和控制閥門。在鹽水管出口安裝流量計。

(8)在配液圈與凍結(jié)器之間安裝閥門二個，以便控制凍結(jié)器鹽水流量。

(9)在鹽水管路的高處安裝放氣閥。

(10)鹽水和清水管路耐壓分別為0.7MPa和0.3MPao

(11)每個凍結(jié)站的冷卻水用量為30m7h,最大總用電量約398kw?

(12)其它

①冷凍機油：選用N40冷凍機油。

②制冷劑：選用R22制冷劑。

③冷媒劑：用氯化鈣溶液作為冷凍循環(huán)鹽水。鹽水比重為1.265。

2.4.2.2凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝

站內(nèi)設(shè)備主要包括配電柜、冷凍機組、鹽水箱、鹽水泵、清水泵、冷卻塔及清水池等。凍結(jié)站

布置主要設(shè)備布置見圖2-13-3-2。設(shè)備安裝按設(shè)備使用說明書的要求進行。

2.4.2.3管路連接、保溫與測試儀表安裝

鹽水和冷卻水管路用管架直接鋪在地面上，法蘭連接。去、回路鹽水干管用管架固定在工作井

井壁上。溫度計、壓力表和流量計安裝按設(shè)計進行。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料

保溫，保溫層厚度為50mm,保溫層的外面用塑料薄膜包扎。

冷凍機組的蒸發(fā)器及低溫管路用50mm厚的軟質(zhì)泡沫塑料保溫,鹽水箱和鹽水干管用50mm厚的

聚苯乙烯泡沫塑料板保溫。

2.4.2.4溶解氯化鈣和機組充氟加油

先在鹽水箱內(nèi)注入約1/4的清水，然后開泵循環(huán)并逐步加入固體氯化鈣，直至鹽水濃度達到設(shè)

計要求。溶解氯化鈣時要除去雜質(zhì)。鹽水箱內(nèi)的鹽水不能灌得太滿，以免高于鹽水箱口的凍結(jié)管鹽

水回流時溢出鹽水箱。

機組充氟和冷凍機加油按照設(shè)備使用說明書的要求進行。首先進行制冷系統(tǒng)的檢漏和氮氣沖

洗，在確保系統(tǒng)無滲漏后，再充氟加油。

2.4.3枳極凍結(jié)與維護凍結(jié)

2.4.3.1凍結(jié)系統(tǒng)試運轉(zhuǎn)與積極凍結(jié)

設(shè)備安裝完畢后進行調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。在試運轉(zhuǎn)時，要隨時調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù)，使機

組在有關(guān)工藝規(guī)程和設(shè)計要求的技術(shù)參數(shù)條件下運行。在凍結(jié)過程中，定時檢測鹽水溫度、鹽水流

量和凍土帷幕擴展情況，

圖2T3-3-2

1

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T

00l

必要時調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運行參數(shù)。凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常后進入枳極凍結(jié)。要求一周內(nèi)鹽水溫度降至-20℃

以下。

2.4.3.2試挖與維護凍結(jié)

根據(jù)水文孔觀測確定凍土帷幕已經(jīng)交圈，并根據(jù)實測溫度判斷凍土帷幕達到設(shè)計厚度后，再用

取芯鉆打入凍土帷幕內(nèi)部未凍土中2m以上，確認(rèn)凍土帷幕內(nèi)無動水。然后，可以分區(qū)打開工作井井

壁。開挖至土層內(nèi)后，實測凍土帷幕的厚度、表面溫度和變形，如已達到設(shè)計要求，則可進入正常

施工，否則應(yīng)停止掘進，加強凍結(jié)，并分析原因，采取相應(yīng)措施。

隧道正式掘進后進入維護凍結(jié)期。原則上，掘進期間的維護凍結(jié)鹽水溫度與鹽水流量與積極凍

結(jié)相同，如施工中根據(jù)實測分析，確實證明凍土帷幕擴展速度比預(yù)計的要快，凍土帷幕有足夠的承

載力與穩(wěn)定性，已滿足設(shè)計要求，可以適當(dāng)提高鹽水溫度，但最高不能高于開始做內(nèi)襯后，

在確保外襯安全的情況下，可以提高鹽水溫度，甚至提前停止凍結(jié)。

2.4.4隧道開挖及支護

當(dāng)凍土層有效厚度及強度達到要求，凍結(jié)施工進入維護凍結(jié)期后按弧形導(dǎo)坑分部開挖法進行施

工，其施工示意圖見圖2-13-3-3,工藝流程圖見圖2-13-3-4,開挖時，首先選用人工開挖未凍結(jié)的

土層，再利用風(fēng)鎬掘進凍土。注意：凍結(jié)帷幕暴露面溫度不得高于-5C,且暴露時間控制在24h內(nèi)，

同時，在噴射混凝土中摻加復(fù)合早強劑。

2.4.5隧道襯砌

2.4.5.1保證襯砌厚度及鋼筋搭接長度。

2.4.5.2嚴(yán)格控制測量，防止隧道欠挖，鋼筋綁扎時，專人負(fù)責(zé)，環(huán)向、縱向鋼筋搭接長度分

別為鋼筋直徑的35~25倍。

2.4,5.3保證混凝土設(shè)計強度

為保證襯砌強度不低于C30的要求，施工前應(yīng)作混凝土配合比試驗,通過試驗確定最佳配合比,

并嚴(yán)格加以控制，使之達到設(shè)計要求。

圖2-13-3-3

I

Q

注；I、凍結(jié)法支護2、上臺階開挖皿、拱部初期支

護4、下臺階開挖V、底部注漿加固，下部初期支護

VI、鋪設(shè)防水板，澆筑仰拱皿、模筑二次混凝土恤、凍

結(jié)管充填注漿

凍結(jié)段隧道施工順序示意圖

圖2-13-3-4

凍結(jié)法支護

上臺階開挖

I

拱部初期支護

下臺階開挖

底部注漿加固，下部初期支護

鋪設(shè)防水板，澆筑仰拱

模筑二次混凝土

凍結(jié)管充填注漿

凍結(jié)段隧道施工流程圖

2.4.5.4保證立模質(zhì)量

襯砌采用自制的簡易鋼模板臺車施工，立模時嚴(yán)格控制模板外形尺寸不能侵入襯砌內(nèi)輪廓線,

并向外不超過50mm,由跟班測量人員負(fù)責(zé)，并堵

好堵頭板，以保證模板接縫外不漏漿液。

2.4.5.5保證混凝土施工質(zhì)量

為加快混凝土硬化和防止局部凍壞，混凝土內(nèi)加入水泥重量2.5%~4%的J851早強防凍減水劑

和水泥重量39r蜴的MRT早強防凍劑，這兩種材料具有改善混凝土的和易性和密實性，增強混凝土

的抗?jié)B性能及耐凍性，并在施工時加強混凝土振搗，杜絕蜂窩麻面。

2.4.5.6加強混凝土施工的連續(xù)性。

2.4.5.7加強對混凝土養(yǎng)護，以防止凍土對混凝土有凍害.

2.4.6隧道地基強制解凍和停止凍結(jié)

施工完初襯后，在隧道下方的6個凍結(jié)孔中循環(huán)熱水，使隧道地基的凍土帷幕解凍。然后進行

隧道地基注漿處理。水加熱的電熱管總功率為100kWo注完漿后，澆筑混凝土內(nèi)襯，完工后即可停

止凍結(jié)0停凍后截去孔口管，然后在孔口管內(nèi)抽出鹽水后注漿充填。

2.4.7制冷站和供冷管路拆除

拆除制冷站和供冷管路的時機及要求為：

1.襯砌施工完后，停止凍結(jié)并拆除制冷站，注意：停止凍結(jié)后仍需加強觀測。

2.解凍過程中應(yīng)經(jīng)常觀測隧道發(fā)生的變化，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

2.4.8回填注漿

在進行混凝土澆注時，埋設(shè)注漿管，再根據(jù)監(jiān)變形資料確定注漿量，進行跟蹤注漿，以控制和

消除凍土的融沉，注漿工作一直持續(xù)到監(jiān)測工作結(jié)束。

2.4.9擴大斷面施工技術(shù)措施

1.現(xiàn)澆400mm厚的鋼筋碎墻密閉開挖工作面

2.檢測凍結(jié)帷幕的凍結(jié)厚度，使之大于1.4加

3.短進尺分塊刷大隧道斷面,并及時施作加強支護。

4.施工過程中加強監(jiān)測，做好信息化施工。

3.凍結(jié)法施工監(jiān)控量測

為了確保水平孔凍結(jié)暗挖隧道安全優(yōu)質(zhì)、按時完成，且保證周圍建筑物及地下管線安全，須對

凍結(jié)系統(tǒng)、地面、地層和支護結(jié)構(gòu)進行必要的監(jiān)測，使監(jiān)測的信息資料得以及時反饋，及時調(diào)整施

工技術(shù)參數(shù)，指導(dǎo)施工，以便調(diào)整施工工藝并采取措施。

3.1監(jiān)測內(nèi)容

3.1.1水平鉆孔施工監(jiān)測內(nèi)容

3.1.1.1鉆孔長度

3.1.L2鋪設(shè)凍結(jié)管長度

3.1.1.3凍結(jié)管偏斜

3.1.1.4凍結(jié)器密封性能

3.1.1.5供液管鋪設(shè)長度

3.1.2凍結(jié)系統(tǒng)監(jiān)測內(nèi)容

3.1.2.1凍結(jié)器進出口鹽水溫度

3.1.2.2冷卻循環(huán)水進出水溫度

3.1.2.3冷凍機排出口溫度

3.1.2.4鹽水泵工作壓力

3.1.2.5冷凍機排出口壓力

3.1.2.6制冷系統(tǒng)冷凝壓力

3.1.2.7制冷系統(tǒng)氣化壓力

3.1.3凍結(jié)壁監(jiān)測內(nèi)容

3.1.3.1凍結(jié)壁內(nèi)測溫孔溫度

3.1.3.2凍結(jié)壁斷面水文泄壓孔壓力變化及溫度變化

3.1.3.3開挖后凍結(jié)壁隧道圍巖的變形位移

3.1.3.4開挖后凍結(jié)壁的溫度

3.1.4支護結(jié)構(gòu)及地表、地面建筑、地下管線、構(gòu)筑物變化的監(jiān)測

3.2監(jiān)測方法、手段及說明

3.2.1水平凍結(jié)孔偏斜的監(jiān)測使用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀，結(jié)合燈光進行。凍結(jié)器密封性能的監(jiān)測采

用管內(nèi)注水，電動試壓泵加壓的方法試漏，試漏程序及指標(biāo)符合水平孔凍結(jié)器設(shè)計要求，每孔測量

一次。

3.2.2溫度監(jiān)測

鹽水系統(tǒng)和凍結(jié)壁溫度監(jiān)測，使用標(biāo)定的MS-100型電腦自動測溫儀測量。制冷系統(tǒng)和冷卻水

循環(huán)系統(tǒng)以及凍結(jié)壁周邊圍巖溫度使用點溫儀并結(jié)合精密水銀溫度計測量，監(jiān)測頻率每天廣3次，

必要時每2h?次。

3.2.3壓力監(jiān)測

制冷系統(tǒng)和鹽水系統(tǒng)的工作壓力安裝通過壓力表量測，制冷高壓系統(tǒng)選用0'2.5Mpa壓力表，

中低壓系統(tǒng)選用6Mpa壓力表，監(jiān)測頻率每2小時一次。

3.2.4位移監(jiān)測

地面各測點的位移監(jiān)測使用水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、塔尺和鋼尺，隧道內(nèi)位移量測使用收斂儀、鋼尺、

水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀。

位移監(jiān)測頻率：

地面為每天1?2次，必要時，隨時跟蹤監(jiān)測

開挖工作面：每一開挖循環(huán)一次，必要時加強監(jiān)測頻率。

4.凍脹及融沉預(yù)防措施

土層凍脹主要是土層中水結(jié)冰膨脹引起，影響因素除含水量的多少外，還與凍土壓力大小、

凍結(jié)速度快慢、凍結(jié)溫度高低、凍土中水量補給狀況等因素有關(guān)。

凍土的融沉是相對凍脹產(chǎn)生的，因為凍土融化后，土中水分因自重作用淅出，融土在圍巖壓力

及顆粒自重作用下，壓縮體積引起融沉。

擬采取以F措施控制凍脹和融沉：

4.1加強凍結(jié)壁溫度、厚度監(jiān)測，及時調(diào)節(jié)凍結(jié)鹽水溫度和凍結(jié)時間。

4.2在開挖斷面內(nèi)外，視地層情況通過泄壓孔減少凍脹壓力，控制凍脹影響范圍和方向。

4.3降低鹽水溫度，加大鹽水流量，以利加快凍結(jié)壁發(fā)展速度，減少凍土的水分位移，即減少

凍脹。

4.4在隧道開挖過程中，預(yù)埋注漿孔，在凍結(jié)壁融化時，視融沉發(fā)展情況，及時跟蹤壓密注漿

控制融沉。

4.5在地面和開挖隧道斷面內(nèi)設(shè)測點，跟蹤監(jiān)測地面及凍結(jié)壁周邊圍巖的位移情況，及時分析,

及時處理，視情況可分別采用液氮凍結(jié)法補強、泄壓、注漿措施控制位移、凍脹、融沉等情況。

5.凍結(jié)法施工進度、水電供應(yīng)、設(shè)備及勞動力安排

5.1施工進度安排

凍結(jié)施工工序及工期進度安排詳見六章施工進度計劃網(wǎng)絡(luò)圖2-6-4-2。兩個凍結(jié)施工段的凍結(jié)

孔施工工期為30d、31d,集、配液管路安裝試運轉(zhuǎn)工期均為5d,積極凍結(jié)工期均為35d、36d,維

護凍結(jié)期（包括掘進與初襯施工、局部強制化凍、隧道地基注漿和澆筑內(nèi)襯），分別為100d和81d

拆除凍結(jié)設(shè)備15d,考慮凍結(jié)施工及工作井施工累計總工期404d。

5.2凍結(jié)法勞動力組織

為了確保水平孔凍結(jié)施工安全、順利按期完成，成立兩個作業(yè)隊，鉆孔隊、凍結(jié)隊。人數(shù)分別

為鉆孔隊21人、凍結(jié)隊18人；施工作業(yè)隊每天三班循環(huán)作業(yè)。

5.3水、電供應(yīng)計劃

水電用量見表2T3-6T。凍結(jié)鉆孔施工和凍結(jié)站安裝期間用電約為122kw,用水約ln?/h。積

極凍結(jié)時最大用電量約為398kw。凍結(jié)運轉(zhuǎn)期間新鮮冷卻水補給量約15m7h。

5.4凍結(jié)法施工設(shè)備

凍結(jié)法施工設(shè)備見表2-1表6-2。

水電用量供應(yīng)表

表2-13-6-1

每臺設(shè)備

序號設(shè)備名稱型號單位合計備注

耗量臺數(shù)

—*打鉆、安裝用電量kw122

鉆機MKG-5kw30260

泥漿泵BW-250/50kw11222

電焊機kw20240

二凍結(jié)用電量kw398

冷凍機YSKF220kw2031203

冷凍機YSKF2I6kw1021102

鹽水泵8sh-13(A)kw45145

清水泵IS200-150-250kw37137

冷卻塔DBN3-200kw5.5211

四凍結(jié)用水量m3/h20新水補給

主要凍結(jié)施工設(shè)備供應(yīng)明細表

單

序

數(shù)主要工作預(yù)計何

號

設(shè)備名稱位規(guī)格型號備注

量性能指數(shù)時進場

一打鉆

1鉆機2臺MKG-5S

2泥漿泵2臺BW250/501臺備用

4水平測斜儀2臺特缶U

5電焊機3臺BS-400

6泥漿測定儀1臺

7試壓泵1臺

8套絲機1臺

二凍結(jié)

1冷凍機組1套YSLGF600

冷凍機組2套YSLGF3001臺備用

2冷卻塔2臺DBNL3-200

3鹽水泵2臺8sh-13(A)1臺備用

4清水泵1臺IS200-150-2501臺備用

5測溫儀13套自制

6電磁流量計2臺4)200mm

7抽氟機1臺

8電熱管12組10kw

9熱水循環(huán)泵1臺100m3/h

6.施工平面布置

凍結(jié)法施工段施工平面布置見施工平血布置圖2-5-3-1,考慮明挖段只能為凍結(jié)法施工提供

4.3X6.9m的臨時工作場地，因此把凍結(jié)站設(shè)在工作井附近地面。凍結(jié)站占地面積為：水池占地為

9mX5m,冷凍機房為12.5mX7.5m。其凍結(jié)法施工場地占地面積見及2T3-7T。

凍結(jié)法施工場地占地面積表

名稱規(guī)格尺寸單位數(shù)量備注

施工用地250

其中：冷凍機房12.5X7.5mm294

冷卻水池10X5mm250

材料材堆放加工場地10X8mm280打鉆期間使用

材料及配件庫m212

7.凍結(jié)施工質(zhì)量的檢驗與控制方法

按程序施工和對整個施工過程進行監(jiān)測、預(yù)報和控制是現(xiàn)代地下工程施工

質(zhì)量管理的兩個重要組成部分。通過對施工過程各工序環(huán)節(jié)進行實時監(jiān)測、

預(yù)報與控制，可使凍結(jié)施工更可靠和經(jīng)濟合理。

7.1凍結(jié)孔施工質(zhì)量檢驗與控制

凍結(jié)孔施工是本工程的關(guān)鍵工序。凍結(jié)孔施工按圖2T3-8T所示的示占

孔質(zhì)量控制程序”進行。其質(zhì)量要求和檢驗、控制方法見表2T3-8T及表

2-13-8-2o

施工準(zhǔn)備

測量定孔位

I

鉆機安裝

開孑L

鉆機移位找正

調(diào)制泥漿-----?正常鉆進-----?測斜

?----------------------糾偏——?

y

下管

成孔側(cè)斜測深

I

試漏

單孔完成

鉆孔質(zhì)量控制程序圖

凍結(jié)孔施工質(zhì)量的檢驗與控制方法

序號檢測內(nèi)容設(shè)計要求檢驗與控制方法

偏離設(shè)計孔位不大于

以給定施工基準(zhǔn)，用鋼卷尺測量放孔

1凍結(jié)孔孔位lOcmo在特殊情況下不能

位。成孔后對孔位進行復(fù)核。

正常開孔時用孔間距控制

鉆進時丈量鉆桿長度。成孔后下測桿

2凍結(jié)孔深-0.2?+0.3m

復(fù)測孔深。

用陀螺儀測斜，淺部用經(jīng)緯儀燈光測

斜校準(zhǔn)。用羅盤找正鉆桿并隨鉆隨復(fù)

3凍結(jié)孔偏斜不大于8%0核。測斜后繪制鉆孔投影圖。施工完

全部凍結(jié)孔后繪制凍土帷幕形成預(yù)計

圖。深凍結(jié)孔開孔時鉆桿需稍上仰。

按凍結(jié)孔測斜資料計算成孔間距。為

了控制凍結(jié)孔最大孔間距，應(yīng)先隔一

凍結(jié)孔成孔相鄰兩孔間距不大于

4個凍結(jié)孔鉆進，然后根據(jù)這兩孔的偏

間距1.65m

斜情況，適當(dāng)調(diào)整中間凍結(jié)孔的鉆進

偏斜。

5凍結(jié)管規(guī)格規(guī)格與鋼號與設(shè)出故檢查出廠合格證和檢驗報告。

施工時對每截凍結(jié)管材進行丈量、編

6凍結(jié)管長度不小于設(shè)計凍結(jié)深度

號。成孔后下測桿復(fù)測孔深。

在0.7?L2MPa壓力下穩(wěn)

7凍結(jié)管耐壓手壓泵注水打壓。

壓30min

8供液管規(guī)格規(guī)格與設(shè)計一致檢查出廠合格證和檢驗報告。

供液管下到凍結(jié)管管底。下供液管時

9供液管長度不小于凍結(jié)管長0.2m

用鋼卷尺丈量供液管長度。

凍結(jié)系統(tǒng)安裝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢驗方法

表2-13-8-2

一

序

號檢測項目設(shè)計要求試驗、檢驗方法

裝冷凍機裝機容量Nkcal/h檢查設(shè)備銘牌和說明書

備

能（鹽水）

1鹽水泵流量2197m7h檢查設(shè)備銘牌和說明書

力冷卻水泵總流量>300m7h檢查設(shè)備銘牌和說明書

供電能力398kw由甲方提供

底座找平水平儀找平用水平儀找平

中心度誤差W巾0.075mm,

冷主機聯(lián)軸器找正用千分表量測

2軸線偏斜W0.03°

凍

管路連接按設(shè)備要求按產(chǎn)品說明書連接、調(diào)試

機

電氣連接按設(shè)備要求按產(chǎn)品說明書接線、調(diào)試

安高壓和低壓系統(tǒng)試漏壓力

裝試漏分別為1.8MPa和1.2MPa,用抽氟機打壓

穩(wěn)壓時間為18h

5.332kPa保持24h回升W

真空試驗用抽