上海某區(qū)間隧道旁通道及泵站凍結(jié)加固工程

目錄

1工程概況.....................................................................................3

1.1工程簡介...............................................................................3

1.2地質(zhì)條件...............................................................................3

1.3水文情況...............................................................................5

1.4地質(zhì)特點及技術(shù)措施....................................................................6

1.5地面環(huán)境及地下管線情況...............................................................6

1.6旁通道結(jié)構(gòu)概況........................................................................7

2施_￡方案的選擇...............................................................................8

2.1采用的設(shè)計規(guī)范及技術(shù)標準.............................................................8

2.2設(shè)計基礎(chǔ)資料..........................................................................8

2.3施工方案設(shè)計的基本原則...............................................................9

2.4凍結(jié)加固方案設(shè)計的主要技術(shù)要點.......................................................9

2.5施工方案...............................................................................9

3凍結(jié)帷幕設(shè)計................................................................................10

3.1凍結(jié)帷幕..............................................................................10

3.2凍結(jié)孔................................................................................II

3.3測溫孔及泄壓孔.......................................................................11

3.4凍結(jié)主要設(shè)計參數(shù)表...................................................................II

4制冷系統(tǒng)設(shè)計................................................................................12

4.1冷凍機的選擇..........................................................................12

4.2凍結(jié)系統(tǒng)輔助設(shè)備.....................................................................13

4.3其它..................................................................................13

5凍結(jié)施工....................................................................................13

5.1施工準備..............................................................................13

5.2凍結(jié)孔施工............................................................................14

5.2.1施工工序........................................................................14

5.2.2鉆孔偏斜........................................................................15

5.2.3凍結(jié)孔鉆進與凍結(jié)管設(shè)置.........................................................15

5.3施工總體布置.........................................................................16

5.3.1凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝...........................................................16

5.3.2管路連接、保溫與測試儀表.......................................................16

5.3.3溶解氯化鈣和機組充氟加油.......................................................16

5.4積極凍結(jié)..............................................................................16

6開挖與構(gòu)筑..................................................................................17

6.1施工方案..............................................................................17

6.1.1開挖方案........................................................................17

6.1.2支護方案........................................................................17

6.2施工準備..............................................................................18

6.2.1三通一平........................................................................18

6.2.2隧道內(nèi)工作平臺搭設(shè).............................................................18

6.2.3臨時支護金屬支撐架.............................................................18

6.2.4金屬管片接縫焊接...............................................................19

6.2.5預(yù)應(yīng)力支架安裝.................................................................19

6.2.6排水系統(tǒng)........................................................................19

6.2.7設(shè)備及材料的進場與驗收.........................................................19

6.2.8防護門的安裝....................................................................19

6.3開挖條件..............................................................................20

6.4施工方法.............................................................................22

6.4.1開挖順序........................................................................22

6.4.2開管片..........................................................................22

6.4.3通道施工........................................................................23

6.4.4泵站施工........................................................................26

6.5開挖及支護質(zhì)量要求...................................................................27

6.6結(jié)構(gòu)充填注漿.........................................................................27

6.7融沉注漿施工方案.....................................................................27

6.8防火門安裝...........................................................................31

7.信息化施工監(jiān)測.............................................................................32

7.1監(jiān)測內(nèi)容..............................................................................32

7.2監(jiān)測方法、手段及說明.................................................................33

8凍結(jié)開挖施工進度及配套計劃................................................................37

8』施工進度計劃..........................................................................37

8.2勞動力配備計劃.......................................................................38

8.3設(shè)備與材料供應(yīng)計劃...................................................................38

9質(zhì)量管理及環(huán)境保護措施.....................................................................41

9.1質(zhì)量管理體系組織機構(gòu)圖..............................................................41

9.2凍結(jié)孔施工質(zhì)量技術(shù)措施..............................................................42

9.3凍結(jié)運轉(zhuǎn)質(zhì)量技術(shù)措施.................................................................43

9.4開挖構(gòu)筑質(zhì)量技術(shù)措施.................................................................43

9.5地面建筑、管線保護技術(shù)措施..........................................................44

9.6環(huán)境設(shè)施保護措施.....................................................................44

10安全措施、文明施工及治安消防措施.........................................................44

10.1安全及治安消防措施..................................................................45

10.2文明施工措施........................................................................48

11應(yīng)急預(yù)案...................................................................................48

11.1總則.................................................................................48

11.2工程風(fēng)險分析........................................................................49

11.2.1打鉆施工過程中的特殊風(fēng)險點......................................................49

11.2.2凍結(jié)施工過程中的風(fēng)險點..........................................................49

11.2.3開挖和結(jié)構(gòu)施工過程中的風(fēng)險點....................................................49

11.3凍結(jié)孔施工應(yīng)急預(yù)案..................................................................49

11.3.1涌砂冒水應(yīng)急措施.................................................................49

11.3.2凍結(jié)管滲漏或斷裂應(yīng)急措施.........................................................49

11.3.3人員安全事故處理措施.............................................................50

11.4凍結(jié)施工應(yīng)急預(yù)案....................................................................50

H.5開挖施工應(yīng)急預(yù)案....................................................................50

11.5.1安裝視頻系統(tǒng)......................................................................5()

11.5.2應(yīng)急液氮及應(yīng)急防護門.............................................................50

11.5.3涌水、涌砂應(yīng)急措施...............................................................50

11.5.4停水、停電應(yīng)急措施..............................................................50

11.5.5凍結(jié)管破裂應(yīng)急措施..............................................................51

11.5.6開挖工作面化凍應(yīng)急措施..........................................................51

11.5.7承壓水不良作用及應(yīng)急措施........................................................51

11.5.8排水管預(yù)留洞口處應(yīng)急拮施........................................................51

11.6應(yīng)急預(yù)案操作程序....................................................................51

11.7應(yīng)急預(yù)案組織機構(gòu)....................................................................52

11.8應(yīng)急搶險方案演練....................................................................52

12施工用電設(shè)計與安裝........................................................................56

12.1概述.................................................................................56

12.2用電負荷計算........................................................................56

12.3供電線路............................................................................56

12.4編制依據(jù)............................................................................56

12.5總體方案............................................................................56

12.6負荷計算.............................................................................57

12.7其它要求............................................................................58

12.8急救路線和聯(lián)系方式..................................................................60

12.9拆除工程要點........................................................................60

13環(huán)境目標、處理居民來信來訪的及時性與對策措施.............................................62

14附圖.......................................................................................62

附圖1：附圖1：凍結(jié)帷幕下面及剖面圖

附圖2：凍結(jié)孔、測溫孔、泄壓孔及冷凍排管平面布置圖

附圖3凍結(jié)孔剖面布置示意圖

附圖4冷凍站平面布置示意圖

附圖5：隧道預(yù)應(yīng)力支架結(jié)構(gòu)圖

附圖6：初期支護剖面圖

附圖7：通道、泵站支撐布置剖面圖

附圖8：主要材料用量統(tǒng)計圖

1工程概況

1.1工程簡介

上海市軌道交通12號線工程是《上海市城市軌道交通系統(tǒng)規(guī)劃方案》中規(guī)劃的市區(qū)級

軌道線網(wǎng)中的地鐵類線路之一。線路全長約40.4km,呈西南?東北走向，起點位于顧戴路、

七莘路路口，終點為金海路、金穗路路口東南側(cè)。金京路站?中江路站區(qū)間走向為：區(qū)間出

金京路站端頭井后自西向東沿巨峰路下行走，最后進入中江路站，中途穿越金京路、中江路。

本區(qū)間為單圓盾構(gòu)區(qū)間，區(qū)間長955m,埋深7?10m之間，2臺盾構(gòu)分別從申江路站上、

下行線始發(fā)，金京路站接收。區(qū)間設(shè)旁通道及泵站一座，位于上行線SK36+814.714（下行線

XK36+813.602）處，采用凍結(jié)法地基加固類礦山法構(gòu)筑施工,

1.2地質(zhì)條件

工程所在場地位于長江三角洲沖積平原的東南緣，地貌類型單一，屬濱海平原相。場區(qū)

內(nèi)以道路、綠化、廠房、居民住宅區(qū)、明浜等為主，地勢較平坦。經(jīng)勘察實測，金京路站?

申江路站地面標高在3.69?5.43m之間，高差1.74m,擬建旁通道所在土層由上至下為③?淤

泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、④I淤泥質(zhì)粘土層、⑤一粘土層及⑤T粉質(zhì)粘土層組成。區(qū)間旁通道位置各土層

的士性描述與特征詳見表1：

表1區(qū)間旁通道所處地層特性表

地質(zhì)成因?qū)油翆油翆?/p>

年代類型號名稱描述

人工均有分布，主要為雜填土，含碎石破塊、垃圾及粘性土等，局部素填

①1

填土土，以粘性土為主，含植物根莖及少量小石子等。

QJ濱海褐黃?局部由于填土較厚而缺失，可塑?軟塑，尚均勻，含氧化鐵

②1灰黃色粉銹斑及鐵鏈質(zhì)結(jié)核，夾少量好狀粉土，土性從上至下逐漸變軟，

河口質(zhì)粘土中?高壓縮性。無搖震反應(yīng)，稍有光滑、干強度和韌性中等。

灰色均有分布，流塑，欠均勻，含云母及少量有機質(zhì)，夾薄層狀

濱海③淤泥質(zhì)粉土，局部為淤泥質(zhì)粘土，有時層頂為灰黃色，高壓縮性。無隔

Q/粉質(zhì)粘土震反應(yīng)，稍有光滑、干強度和韌性中等。

淺?；疑迟|(zhì)均有分布，飽和，稍密，欠均勻，含云母及少量有機質(zhì)，見

③j

粉土零星貝殼碎屑，夾薄層粘性土，局部為砂質(zhì)粉土，中壓縮性。搖

地質(zhì)成因?qū)邮畬邮畬?/p>

年代類型號名稱描述

震反應(yīng)中等、無光澤反應(yīng)、干強度和韌性低。

均有分布，流型，尚均勻，含云母、有機質(zhì)及少量貝殼碎屑，

灰色淤泥

@1夾少量粉土，局部為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，高壓縮性。無搖震反應(yīng)、

質(zhì)粘土

光滑、干強度和韌性高。

均有分布，軟?流塑，液均勻，含云母、有機質(zhì)、少量姜潔

⑤皿灰色粘土塊及腐植質(zhì)，夾泥質(zhì)結(jié)核和少量粉土，高壓縮性。無搖震反應(yīng)、

光滑、干強度和韌性高。

濱海均有分布，軟塑為主，有時可塑，尚均勻，含云母、有機質(zhì)、

灰色粘質(zhì)

⑤L2姜結(jié)塊及泥質(zhì)結(jié)核，夾薄層粉土及粉砂，局部較多，部分為粘二，

粉土

沼澤高?中壓縮性。無搖宸反應(yīng)，稍有光滑、干強度和韌性中等。

飽和，稍密?中密，欠均勻，含云母、有機質(zhì)及少量貝殼碎

QJ灰色粘質(zhì)

⑤2屑，夾薄層粘性土及粉砂，中壓縮性。搖震反應(yīng)中等、無光澤反

粉土

應(yīng)、干強度和韌性低。

軟塑為主，有時可塑或流塑，欠均勻，含云母、有機質(zhì)、語

灰色粉

⑤3」質(zhì)結(jié)核和腐植質(zhì)，夾薄層粉土，局部較多，中偏高壓縮性。無搖

質(zhì)粘土

震反應(yīng)，稍有光滑、干強度和韌性中等。

溺谷

可塑，尚均勻，含有機質(zhì)及少量氧化鐵銹斑，夾少量點狀粉

灰綠色

⑤4土，有時為粘土，中壓縮性。無搖震反應(yīng)，稍有光滑、干強度和

粉質(zhì)粘土

韌性中等。

河口暗綠?局部由于古河道切割而缺失，可?硬塑，尚均勻，含氧化鐵

⑥草黃色銹斑及少量有機質(zhì)，夾少量點狀粉上，局部為粘上，中壓縮性,

湖澤粉質(zhì)粘土無搖震反應(yīng)，稍有光滑、干強度和韌性中等。

Q<大部分孔揭示，飽和，中密?密實，尚均勻，含云母及少量

草黃色

河口⑦1銹斑，夾薄層粘性土，局部呈粘質(zhì)粉土或粉細砂，中偏低壓縮性。

砂質(zhì)粉土

搖震反應(yīng)迅速、無光澤反應(yīng)、干強度和韌性低。

濱海

⑦2草黃?部分孔揭示，飽和，密實，尚均勻，含云母、石英及少量虱

地質(zhì)成因?qū)邮畬邮畬?/p>

年代類型號名稱描述

灰色化鐵銹斑，夾少量粘土，局部為砂質(zhì)粉土，中偏低壓縮性。

粉細砂

1.3水文情況

(i)潛水

沿線場地淺部土層中的地下水類型為潛水。實測潛水穩(wěn)定水位埋深為1.20?2.00m(絕對

標高為1.88?3.96m),平均埋深為1.64m(平均標高為2.55m)。根據(jù)《巖土工程勘察規(guī)范》

(DGJ08-37-2002),上海地區(qū)潛水位埋深為0.30?1.50m,水位動態(tài)為氣象型，主要受大氣降

水、地表徑流等影響呈幅度不等變化，常年平均地下水位埋深為0.50?0.70m。

(2)承壓水

經(jīng)勘察，⑤2層粘質(zhì)粉土，呈透鏡體分布，為微承壓含水層，⑤2層頂板標高為-25.23%

沿線場地揭示的⑦層(含⑦I、⑦2兩個亞層)為上海地區(qū)第一承壓含水層，勘探揭示其頂板

標高-24.90?-29.90m。根據(jù)實測資料顯示，⑦層承壓水水位埋深為8.35m(絕對標高為

-4.53m)。另據(jù)上海區(qū)域性資料，上海地區(qū)(微承壓水位隨季節(jié)呈周期性變化；(微)承壓水

水位埋深一般為3?11m。

(3)地下水和地基土腐蝕性評價

沿線場地地下水環(huán)境類別為川類。工程沿線淺部地下水和地基土對碎無腐蝕性，干濕交

替條件下對校中的鋼筋具弱腐蝕性，長期浸水條件下對校中的鋼筋無腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具弱

腐蝕性。未發(fā)現(xiàn)有沼氣溢出。

(4)地下水溫度

上海地區(qū)地下水的溫度，埋深在4m深度范圍內(nèi)受氣溫變化影響；4m以下水溫較穩(wěn)定，

一般為16?18℃。

旁通道概況見表2

表2旁通道概況表

中心間距中心埋深

區(qū)間旁通道里程水文、地質(zhì)情況

(m)(m)

金京路站旁通道所處土層為③?淤泥質(zhì)粉

12.000m17.123mSK36+814.714質(zhì)粘土、④1淤泥質(zhì)粘土層、⑤-

申江路站咕土層及⑤1-2粉質(zhì)粘土層組成。

1.4地質(zhì)特點及技術(shù)措施

旁通道所處土層為⑤?粘土、⑤一粉質(zhì)粘土及⑥粉質(zhì)粘土層中；集水井底板距承壓含水

含水層⑦「砂質(zhì)粉土層3m。上述土層具有滲透性好的特點,在動水壓力的作用下易產(chǎn)生流砂、

管涌現(xiàn)象。鑒于土層特殊情況，施工中采取如下技術(shù)措施：

（1）旁通道與泵站均位于粘土及粉質(zhì)粘土層中，從提供的地質(zhì)資料看，打鉆涉及土層為⑤

一粘土、⑤-粉質(zhì)粘土及⑥粉質(zhì)粘土層，鉆孔雖未涉及到⑦層土，但集水井底板距承壓含水

含水層⑦「砂質(zhì)粉土層3m,可能迨成涌水涌砂危險，所以打鉆應(yīng)制定防涌砂噴水措施，注意凍

結(jié)帷幕的交圈，特別是隧道管片與凍結(jié)壁間的封閉，防止透水涌砂；打鉆過程中嚴格按照打

鉆程序進行，充分考慮⑦層承壓水的不利影響，制定打鉆應(yīng)急預(yù)案；

⑵粘土層凍結(jié)發(fā)展速度較慢，采取多打探孔，在凍結(jié)帷幕薄弱部位多布測溫孔的方案，

依據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)及時進行總結(jié)和分析；

1.5地面環(huán)境及地下管線情況

區(qū)間旁通道及泵站對應(yīng)地面環(huán)境較好，位于金蘋果學(xué)校大門的巨峰路上，根據(jù)提供的地

質(zhì)資料顯示，對應(yīng)地面情況較好周圍并無重大管線需要保護，旁通道對應(yīng)地面環(huán)境見圖1：

圖1旁通道對應(yīng)地面情況示意圖

1.6旁通道結(jié)構(gòu)概況

旁通道結(jié)構(gòu)圖如圖2所小。

根據(jù)提供的地質(zhì)資料，旁通道處地面標高3.88m（吳淞高程系）；上、下行線隧道的中心

標高分別為-13.243m、-13.181m；上、下行線盾構(gòu)隧道中心距離為12.000m.旁通道由與上、

下行線隧道管片相接的喇叭口、水平通道和通道下方的泵站等三部分組成。其中通道為直墻

圓弧拱結(jié)構(gòu)，泵站為矩形結(jié)構(gòu)。

具體開挖尺寸：喇叭口開挖尺寸為：1.10m（長）X3.90m（寬）X4.883m（高），通道開挖尺寸

為：4.30（長）X3.30m（寬）X4.23m（高），集水井開挖尺寸為：4.80m（長）X3.30m（寬）X4.20m（前,

防火門尺寸為L50mX2.14m。襯砌采用二次襯砌方式，所有臨時支護層厚度均為200mm；結(jié)

構(gòu)層為450mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土，通道底板結(jié)構(gòu)層為700mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土。集水

井結(jié)構(gòu)層為450mm厚的現(xiàn)澆鋼筋混凝土。臨時支護層和結(jié)構(gòu)層之間安裝防水層，喇叭口底板

臨時支護層埋設(shè)二根①200mm直徑為9.5mm的不銹鋼管連接上、下行隧道與集水井。

旁通道詳細結(jié)構(gòu)以設(shè)計院設(shè)計施工圖為準。

防水Jz：

姑構(gòu)展

助火門

下行線

圖2旁通道結(jié)構(gòu)剖面示意圖

2施工方案的選擇

2.1采用的設(shè)計規(guī)范及技術(shù)標準

2.1.1《礦山井巷工程施工及驗收規(guī)范》(GBJ213-90I

2.1.2《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗評定標準》(MT5009-94)。

2.1.3《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB5(X)10-2(X)2o

2.1.4《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》》GB50017-2003o

2.1.5《地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》GB50()07-2002o

2.1.6《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001o

2.1.7《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2001o

2.1.8《地下鐵道設(shè)計規(guī)范》GB50157-2003o

2.1.9《旁通道凍結(jié)法技術(shù)規(guī)程》，DG/TJ08-902-2006-J1()851-2006,卜.海市工程建設(shè)規(guī)范。

2.2設(shè)計基礎(chǔ)資料

2.2.1上海市隧道工程軌道交通設(shè)計研究院2008年11月提供的《上海市軌道交通12號

線金京路站?申江路站區(qū)間巖土工程詳細勘察報告》(K200503-4-S)Q30；

2.2.2上海市城市建設(shè)設(shè)計研究院提供的《上海市軌道交通12號線施工圖設(shè)計金海路

站?利津路站區(qū)間第六分冊旁通道、泵站結(jié)構(gòu)圖》；2010年7月。

2.2.3上海市軌道交通12號線工程施工圖設(shè)計《金京路站?申江路站區(qū)間旁通道土層凍

結(jié)加固設(shè)計》，天地科技股份有限公司，2010年11月。

2.2.4上海市軌道交通12號線工程施工圖設(shè)計《金京路站?申江路站區(qū)間旁通道土層凍

結(jié)加固設(shè)計（B版）》，天地科技股份有限公司，2011年1月。

2.3施工方案設(shè)計的基本原則

采用凍結(jié)法加固土體安全可靠，適應(yīng)該區(qū)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。本施工方案設(shè)計的

基本原則是：

2.3.1水平孔凍結(jié)帷幕技術(shù)性能必須滿足旁通道施工的安全和質(zhì)量要求，加固土體應(yīng)遍

達待加固區(qū)域；

2.3.2水平孔凍結(jié)方案應(yīng)符合現(xiàn)場實際條件，具有可操作性；

2.3.3施工方案應(yīng)在滿足工程要求工期的前提下具備優(yōu)化潛力；

2.3.4施工方案中考慮關(guān)聯(lián)公共設(shè)施的位置及其安全保障，滿足城市環(huán)境保護及節(jié)能要

求；

2.3.5減小凍脹與融沉的危害，采取自然解凍融沉注漿措施控制旁通道和管片變形在允

許范圍內(nèi)。

2.4凍結(jié)加固方案設(shè)計的主要技術(shù)要點

為控制凍結(jié)孔鉆進、地層凍脹和融沉等對隧道及地面的影響，根據(jù)國內(nèi)外最新研究成果

和施工經(jīng)驗，提出以下凍結(jié)設(shè)計技術(shù)要點：

2.4.1在已貫通的隧道內(nèi)鉆凍結(jié)孔，根據(jù)旁通道的結(jié)構(gòu)采月近水平成孔或斜孔，每個鉆孔

都設(shè)孔口管，并安裝孔口密封裝置，以防鉆進時大量泥水涌出。

2.4.2凍土帷幕的厚度及強度應(yīng)滿足旁通道開挖的要求，尤其保證喇叭口處凍結(jié)帷幕的厚

度，同時確保凍結(jié)帷幕與隧道管片的完全膠結(jié)。做好凍結(jié)和開挖的配合工作，并根據(jù)開挖后

凍結(jié)帷幕變形情況及時調(diào)整開挖構(gòu)筑工藝。

2.4.3為減小凍脹對隧道的影響，在下行線隧道管片靠近喇叭口側(cè)敷設(shè)冷管和保溫層。減

小凍結(jié)孔與對側(cè)隧道管片的距離，并采用小開孔距、較低鹽水溫度、較大鹽水流量等措施，

以加快凍結(jié)速度，并在適當部位布設(shè)泄壓孔，以減小土層凍脹對隧道的影響。

2.4.4通過測溫孔和泄壓孔，監(jiān)測凍土帷幕的形成過程和形成狀況。特別監(jiān)測凍土帷幕與

對面隧道管片的膠結(jié)情況。

2.4.5在旁通道底板、兩側(cè)、頂部及泵站混凝土中預(yù)埋注奘孔，必要時在隧道管片上鉆注

漿孔，以便注漿防止凍土融沉引起的地面沉降及隧道、旁通道的沉降變形。進行凍結(jié)地層溫

度監(jiān)測、地層沉降變形的監(jiān)測、隧道變形的監(jiān)測，以指導(dǎo)旁通道的施工。

2.5施工方案

根據(jù)工程地質(zhì)條件及其它施工條件，確定采用“隧道內(nèi)鉆鑿,布設(shè)水平孔、近水平孔凍

結(jié)臨時加固土體,礦山法暗挖構(gòu)筑'怛艇二方案,即：在隧道內(nèi)利用水平孔和部分傾斜孔凍

結(jié)加固地層，使旁通道及泵站外圍土體凍結(jié)，形成強度高，封閉性好的凍土帷幕，然后根據(jù)

“新奧法”的基本原理，在凍土中采用礦山法進行旁通道及泵站的開挖構(gòu)筑施工，地層凍結(jié)

和開挖構(gòu)筑施工均在區(qū)間隧道內(nèi)進行，其主要施工順序為：

施工準備一凍結(jié)孔施工（同時安裝凍結(jié)制冷系統(tǒng)，鹽水系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)）f進行隧道支撐

f積極凍結(jié)一探孔試挖f拆鋼管片一旁通道掘進與臨時支護f旁通道永久支護一泵站開挖與

臨時支護f泵站永久支護f結(jié)構(gòu)注漿一進行融沉注漿充填f撇場。

凍結(jié)孔施工和旁通道臨時支護施工為本工程的關(guān)鍵工序；排水管的敷設(shè)及與鋼管片的連

接為重要控制點：凍結(jié)檢測和溫質(zhì)，土體變形，壓力監(jiān)測及旁通道永久支護施工為特殊工序。

3凍結(jié)帷幕設(shè)計

采用天地科技股份有限公司的設(shè)計，主要有如下三個方面的內(nèi)容：

3.1凍結(jié)帷幕

3.1.1凍土強度的設(shè)計指標為:單軸抗壓3.5Mpa,抗折1.8Mpa,抗剪1.5Mpa（—10℃）。

3.1.2積極凍結(jié)時，在凍結(jié)區(qū)附近200nl范圍內(nèi)不得采取降水措施。在凍結(jié)區(qū)內(nèi)土層中不

得有集中水流。

3.1.3在凍結(jié)帷幕附近隧道內(nèi)側(cè)敷設(shè)保溫層，敷設(shè)范圍至設(shè)計凍結(jié)壁邊界處2m。保溫層

采用阻燃（或難燃）的軟質(zhì)塑料泡沫保溫材料，厚度20nlm,導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.04W/MK。保溫

層敷設(shè)宜用噴涂方式，密貼管片不留空隙，保溫層厚度不小于30mm。

3.1.4設(shè)計積極凍結(jié)時間約為40天。要求凍結(jié)孔單孔流量不小于3m7h；積極凍結(jié)7天

鹽水溫度降至-18℃以下；積極凍結(jié)15天鹽水溫度降至一24C以下，去、回路鹽水溫差不大

于2℃；開挖時鹽水溫度降至一28C以下。如鹽水溫度和鹽水流量達不到設(shè)計要求，應(yīng)延長

積極凍結(jié)時間。每m凍結(jié)管（包括冷凍排管）的設(shè)計散熱量不應(yīng)小于100kcal/h。

3.1.5開挖區(qū)外圍凍結(jié)孔布置圈上凍結(jié)壁與隧道管片交接面處平均溫度不高于一5C。其

它部位設(shè)計凍結(jié)壁平均溫度為一10C。

3.1.6當施工中地層及環(huán)境條件與原設(shè)計依據(jù)資料有重大變化時，應(yīng)及時與設(shè)計院聯(lián)系

調(diào)整凍結(jié)帷幕設(shè)計。

3.1.7凍結(jié)壁厚度為1.8m,喇叭口處為1.5m。施工應(yīng)注意凍結(jié)壁強度、交圈及凍結(jié)壁溫

度的控制，使隧道管片與凍結(jié)壁嚴密結(jié)合，保證凍土帷幕穩(wěn)定可靠，防治透水涌砂。

3.1.8凍結(jié)帷幕設(shè)計詳見附圖1。

3.2凍結(jié)孔

旁通道凍結(jié)孔數(shù)66個（上行線隧道內(nèi)布置51個凍結(jié)孔，下行線布置15個凍結(jié)孔）。具

體凍結(jié)孔的布置見附圖2、3；凍結(jié)孔詳細參數(shù)見附表。具體要求如下：

3.2.1施工前應(yīng)根據(jù)旁通道結(jié)構(gòu)施工圖準確定位。凍結(jié)孔開孔位置誤差不大于100mm,

應(yīng)避開管片接縫、螺栓、主筋和鋼管片肋板。

3.2.2凍結(jié)孔最大允許偏斜150mm（凍結(jié)孔成孔軌跡與設(shè)計軌跡之間的距離）。

3.2.3設(shè)4個對穿孔用于對側(cè)凍結(jié)孔及冷凍排管供冷。

3.2.4凍結(jié)孔有效深度（管片表面以下凍結(jié)管循環(huán)鹽水段長度）不小于凍結(jié)孔設(shè)計深度。

凍結(jié)管管頭碰到凍結(jié)站對側(cè)隧道管片的凍結(jié)孔，不能循環(huán)鹽水的管頭長度不得大于150mm。

3.2.5凍結(jié)管采用20#（Q235B）鋼材的①89X8mm的低碳無縫鋼管。凍結(jié)管耐壓不低

于0.8Mpa,并且不低于凍結(jié)工作面鹽水壓力的1.5倍。

3.2.6凍結(jié)管接頭抗壓強度不低于母管的75%o

3.2.7施工凍結(jié)孔時的土體流失量不得大于凍結(jié)孔體積，否則應(yīng)及時進行注漿控制地層

沉降。

3.2.8打透孔復(fù)核兩隧道預(yù)留口位置。如兩隧道預(yù)留口相對位置誤差大于100mm,則應(yīng)

按保證凍結(jié)壁設(shè)計厚度的原則對凍結(jié)孔布置進行調(diào)整。

3.2.9凍結(jié)站對側(cè)隧道上沿通道外圍凍結(jié)壁敷設(shè)5排冷凍排管，排管間距為500m叱冷

凍排管采用①50X4鋼管。排管敷設(shè)應(yīng)密貼隧道管片，排管與管片間隙用濕粘土充填。

3.2.10應(yīng)按照圖紙要求設(shè)測溫孔，泄壓孔及注漿孔開孔均應(yīng)避開管片接縫、螺栓、主筋

和鋼管片肋板。

3.3測溫孔及泄壓孔

測溫孔9個，分別布置在通道內(nèi)外和兩側(cè)隧道內(nèi)，泄壓孔布置.4個，布置在凍結(jié)帷幕中

間，上、下行線各兩個。測溫孔及泄壓孔的布置詳見附圖2。

3.4凍結(jié)主要設(shè)計參數(shù)表

凍結(jié)主要設(shè)計參數(shù)表詳見表3

表3金京路站?申江路站區(qū)間旁通道凍結(jié)主要設(shè)計參數(shù)表

序

號參數(shù)名稱單位數(shù)量備注

1中心間距m12.00

2中心標高m-13.243上行線

3凍土帷幕設(shè)計厚度m1.8喇叭口處1.5m

4凍土帷幕平均溫度℃-10

5凍土帷幕交圈時間d20

6積極凍結(jié)時間d40根據(jù)實際凍結(jié)情況確定

7凍結(jié)孔個數(shù)個66

8凍結(jié)孔允許偏斜mm150

9單孔鹽水流量m'/h23

10凍結(jié)管規(guī)格mm①89X8低碳鋼無縫鋼管，絲扣連接，輔以焊接

11測溫孔個9①50X4鋼管

12測溫孔深度m27.1

13泄壓孔個數(shù)個4050X4鋼管

14凍結(jié)管總長度m477

15冷管長度m115050X4鋼管

16凍結(jié)總需冷量10'Kcal/h5.6工況條件

17JYSLGF300III冷凍機臺21臺備用

18施工工期d105打鉆、凍結(jié)、掘砌

4制冷系統(tǒng)設(shè)計

4.1冷凍機的選擇

凍結(jié)需冷量的計算：

Q-1.3.n.d.H.K

式中：H一凍結(jié)管總長度;

d—凍結(jié)管直徑：

K—凍結(jié)管散熱系數(shù);

經(jīng)計算Q=56000Kcal/h

根據(jù)計算選用JYSLGF300III型冷凍機2臺，其中1臺備用。

4.2凍結(jié)系統(tǒng)輔助設(shè)備

4.2.1鹽水泵選用IS200-150-315型2臺，給凍結(jié)孔提供鹽水,流量4201n力),電機功率

55kw,其中1臺備用;

4.2.2冷卻水循環(huán)選用10SH-19型清水泵2臺，流量360m3/h,電機功率30kw,其中1

臺備用。冷卻塔選用NBL-50型2臺。

4.2.3凍結(jié)管選用①89X8io,絲扣連接。冷凍排管選用①50X4mm鋼管，5排布置，排

管間距為500mmo

4.2.4測溫孔管選用①50X4mm鋼管。

4.2.5供液管選用1.5"鋼管，采用焊接連接。

4.2.6鹽水干管和集配液管選用6”焊管。

4.3其它

4.3.1用電負荷：用電負荷約300kw/h。

4.3.2冷凍機油選用N46冷凍機油。

4.3.3制冷劑選用氟立昂R-22,冷媒劑選用氯化鈣溶液c

5凍結(jié)施工

5.1施工準備

5.1.1加工件工期較長，需開工前進行加工。具體加工彳匕見表4。

5.1.2用1.5〃鋼管在出入端頭井搭腳手架，作為連接隧道與地鐵車站底層平臺的便橋。

5.1.3在隧道內(nèi)敷設(shè)1條動力電纜,同時在隧道內(nèi)安裝SCB9-400KVA/10(6)/0.4,容量

為400KVA的箱式變電站1臺，滿足凍結(jié)孔施工、凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)及開挖構(gòu)筑施工供電。

5.1.4在隧道內(nèi)鋪設(shè)兩趟1.5〃管路至施工工作面，用于凍結(jié)孔打鉆及凍結(jié)運轉(zhuǎn)供水和

排污。

5.1.5用厚5cm的木板在旁通道處鋪設(shè)施工場地，凍結(jié)孔施工時，按需要搭設(shè)施工腳手

架。

表4主要加工件一覽表

序號加工件名稱單位數(shù)量備注

1鉆頭組合套66

2凍結(jié)管（兼作鉆桿）m560Im、1.5m^1.8m鉆桿

3孔口管個66

4上堵頭用接長桿m30

5堵頭個66

6鹽水干管、集配液管套1

7凍結(jié)管頭部個66

8冷卻塔水箱個2

9鹽水箱個2

10隧道預(yù)應(yīng)力支架根4使用型鋼加工

11端頭井提升架套1

5.2凍結(jié)孔施工

5.2.1施工工序

凍結(jié)孔施工工序為：定位、開孔一孔口管安裝一孔口裝置安裝一鉆孔一測量一封閉孔底

部-*打壓試驗。

具體為：

⑴定位開孔及孔口管安裝：根據(jù)設(shè)計在隧道內(nèi)用經(jīng)緯儀定好各孔位置。根據(jù)孔位在倫

管片和鋼管片上定位開孔，分述如下：

1）碎管片.匕首先注意孔位應(yīng)避開碎管片內(nèi)受力主筋，然后用開孔器（配金剛石鉆頭

取芯）按設(shè)計角度開孔，開孔直徑130mm,當開到深度280mm時停止取芯鉆進，安裝孔口管,

孔口管的安裝方法為：首先將孔口處鑿平，安好四個膨脹螺絲，然后在孔口管的魚鱗扣.上纏

好麻絲或棉絲等密封物，將孔口管砸進去，用膨脹螺絲上緊，上緊后，再去掉螺母，裝上DN125

閘閥，再將閘閥打開，用開孔器從閘閥內(nèi)二次開孔，開孔直徑為108mm,一直將碎管片開穿,

出現(xiàn)涌砂就及時關(guān)閉閘門。

2）鋼管片上：在鋼管片上焊好孔口管，在孔口管上接好閘閥和孔口裝置，用鉆機接上

金鋼石鉆頭，通過孔口裝置，切割鋼管片鉆進。

⑵孔口裝置安裝：用螺絲將孔口裝置裝在閘閥上，注意加好密封墊片。詳見示意圖3。

圖3孔口密封裝置示意圖

⑶鉆孔：按設(shè)計要求調(diào)整好鉆機位置，并固定好，將鉆頭裝入孔口裝置內(nèi)，在孔口裝置

上接上1.5”閥門，并將盤根輕壓在盤根盒內(nèi),首先采用干式鉆進，當鉆進費勁不進尺時.

從鉆機上進行注水鉆進，同時打開小閥門，觀察出水、出砂情況，利用閥門的開關(guān)控制出漿

量，保證地面安全，不出現(xiàn)沉降。鉆機選用MD-50型錨桿鉆機，鉆機扭矩2000N-M,推力17KN。

（4）封閉孔底部：用絲堵封閉好孔底部，具體方法是，利用接長桿將絲堵上到孔的底部，

利用反扣在卸扣的同時，將絲堵上緊。

⑸打壓試驗：封閉好孔口，用手壓泵打水到孔內(nèi)，至壓力達到0.8臨a時，停止打壓，

關(guān)好閥門，觀測壓力的變化，經(jīng)試壓30分鐘內(nèi)壓力下降不超過0.05Mpa再延續(xù)15min壓力無

變化為合格。

5.2.2鉆孔偏斜

（1）凍結(jié)孔開孔位置誤差不大于100mm,應(yīng)避開管片接縫、螺栓、主筋和鋼管片肋板。

（2）凍結(jié)孔最大允許偏差150nlm（凍結(jié)孔成孔軌跡與設(shè)計軌跡之間的距離）。

5.2.3凍結(jié)孔鉆進與凍結(jié)管設(shè)置

⑴使用陽）-50鉆機1臺，利用凍結(jié)管作鉆桿，凍結(jié)管采用絲扣連接，并輔以焊接，確保

共同心度和焊接強度，凍結(jié)管到達設(shè)計深度后密封頭部。

⑵鉆進過程中嚴格監(jiān)測孔斜情況，發(fā)現(xiàn)偏斜要及時糾偏。下好凍結(jié)管后，進行凍結(jié)管長

度的復(fù)測，然后再用經(jīng)緯儀進行測斜并繪制鉆孔偏斜圖。

⑶凍結(jié)管安裝完畢后，用堵漏材料密封凍結(jié)管與管片之間的間隙。

（4）在凍結(jié)管內(nèi)下供液管，然后焊接凍結(jié)管端蓋和去、回路羊角。

5.3施工總體布置

5.3.1凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝

凍結(jié)站占地面積約120nA站內(nèi)設(shè)備主要包括冷凍機、鹽水箱、鹽水泵以及箱式變電站、

清水泵和冷卻塔。設(shè)備安裝按設(shè)備使用說明書的要求進行。冷凍站平面布置圖見附圖4。

5.3.2管路連接、保溫與測試儀表

管路用法蘭連接，隧道內(nèi)的鹽水管用管架敷設(shè)在隧道管片斜坡上，以免影響隧道通行。

在鹽水管路和冷卻水循環(huán)管路上要設(shè)置伸縮接頭、閥門和測溫儀、壓力表、流量計等測試元

件。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用橡塑材料保溫，保溫厚度為50mm,保溫層的外面用塑料薄膜

包扎。集配液管與凍結(jié)管的連接用高壓膠管，每組凍結(jié)管的進出口各裝閥門一個，以便控制

流量。旁通道四周凍結(jié)管每兩個串聯(lián)成一組，其他凍結(jié)管每三、四個串聯(lián)成一組，分別接入

集配液管。

考慮兩側(cè)隧道內(nèi)管片的散熱對凍結(jié)效果的影響，在上、下行隧道管片內(nèi)側(cè)安裝冷凍板，

加強凍結(jié)。在凍結(jié)壁附近隧道管片內(nèi)側(cè)敷設(shè)保溫層，敷設(shè)范圍至設(shè)計凍結(jié)壁邊界外2m。保溫

層采用橡塑保溫材料，導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.04w/mh。保溫層敷設(shè)采用橡塑保溫板，密貼管片不

留空隙，保溫層厚度為30mm。

5.3.3溶解氯化鈣和機組充氟加油

鹽水（氯化鈣溶液）比重不小于1.26,將系統(tǒng)管道內(nèi)充滿清水，鹽水箱充至一半清水，

在鹽水箱內(nèi)（加過濾裝置）溶解氯化鈣，開啟鹽水泵，邊循環(huán)邊化氯化鈣，直至鹽水濃度達

到設(shè)計要求。

機組充氟和冷凍機加油按照設(shè)備使用說明書的要