摘要：本文以宁波轨道交通某隧道区间为实例，介绍了水平冻结法在盾构进洞施工中的技术要点、施工流程以及注意事项，为宁波及类似软土地区隧道或其他市政工程应用水平冻结工法加固土体工程提供参考。
关键词：轨道交通：隧道：水平冻结法
Abstract: in this paper, taking Ningbo rail transportation tunnel section as an example, introduces the horizontal freezing method in shield into the technical points, tunnel construction in the construction process and the matters needing attention, provide the reference for the reinforced soil engineering tunnel in Ningbo and similar soft soil or other municipal engineering application of horizontal freezing method
Keywords: Rail Transportation: tunnel: horizontal freezing method
2095-2104（2012）
1工程概况
宁波市轨道交通2号线一期工程丽园南路站～云霞路站区间隧道施工采取盾构法，选用一台日本小松公司生产的外径为6340㎜，长度为8680㎜的铰接型加泥式土压平衡式盾构机。云霞路站西端头井上行线为盾构出洞，下行线为盾构进洞，端头井在恒春街上紧靠环城西路，由于环城西路为宁波市主干道且地面管线密布，无法为常规由地面垂直施工的端头井加固方式提供足够的施工场地，且在周边50m范围内均无建筑物，故该处盾构进出洞加固采取洞内水平冷冻方式，其中盾构进洞段穿越的土层主要为：②2c淤泥质粉质粘土、④1淤泥质粘土。
2盾构进洞水平冻结法加固施工
2.1技术要点
根据以往地铁隧道盾构进洞工程施工的经验与本工程实际，制定以下技术要点：
⑴冻结孔钻孔前均应进行测量定位，成孔过程中要求多次进行测斜纠偏，冻结管下放后应全部进行水压试验。测温孔深孔施工方法和要求与冻结孔相同。所有冻结孔、测温孔在施工时需要有可靠的孔口防喷装置，确保施工安全及减少地层水土流失。
⑵为保证盾构进洞的安全、可靠，应预先开始冻结孔的施工及积极冻结。通过检测确认冻结壁厚度、平均温度达到设计要求，再进行破壁和盾构进洞施工。
⑶在冻结帷幕与地面之间设卸压孔，必要时进行卸压，防止冻胀，加强对地面管线及附近建筑物的保护。
⑷加强地面监测，在加固区上方地表及周边管线、建筑物等处设监测点，监测施工过程中的沉降变化情况。
⑸利用管片上注浆孔进行后期融沉和跟踪注浆，减少融沉。
2.2冷冻设计及制冷系统选择
2.2.1冷冻设计
盾构进洞水平冻结板块有效厚度为内圈1.5m，冻土帷幕有效厚度1.6m，冻结区长度为7m，进出洞分别布置水平冻结孔57根，布置测温孔8个。具体参数如图2-1所示。
图2-1水平冻结孔平面、剖面布置示意图
2.2.2制冷系统选择
计算需冷量
式中：mc—盐水系统冷量损失系数，取1.2；
d—冻结管外直径，取0.089m；
k—冻结管散热系数，取280kcal/m2h；
H—冻结管总长度，取352m。
上述参数代入公式得出总需冷量Q=3.30×104kcal/h。
根据需冷量，选用W-YSLGF300Ⅲ型螺杆机组一台套，另外备用一台。单台机组设计工况制冷量为8.6×104kcal/h，完全满足制冷需求；盐水泵和清水泵各1台，选用IS150-125－315型，流量200m源于：论文提纲格式范文www.808so.com
³/h；冷却塔选用KST-80型2台。
冻结管选用Φ89×8mm，20#低碳钢无缝钢管，丝扣连接，另加手工电弧焊焊接，单根长度1.5m~2m；测温孔管浅孔选用Φ32×4mm无缝钢管，深孔选用Φ89×8mm无缝钢管；供液管选用Φ48×4.5mm钢管，采用焊接连接；盐水干管和集配液圈选用Φ159×5mm钢管；冷却水管选用Φ127×3.5mm钢管。
制冷剂选用氟立昂F-22，冷媒剂选用氯化钙（CaCl2）溶液。
2.3冻结施工及验收
2.3.1冻结施工前准备
首先确定孔位，再用开孔器按设计角度开孔，开孔直径130mm，当开孔深度达到600mm时停止钻进，取出砼芯，安装孔口管和密封装置，用开孔器由球阀内开孔，开孔直径为91mm，一直将内衬墙和地连墙钻穿。如图2-2：
图2-2孔口装置安装示意图
冻结站布置在加固区地面的一侧，2台机组并联安装，可相互备用，冷冻站安装如图2-3。
图2-3冷冻站安装示意图
清水管路和盐水干管采用焊接，在需要调整的地方采用法兰连接。在盐水管路和冷却水循环管路上要设置阀门和压力表、测温仪测试组件等；盐水管路经试漏、清洗后用保温板或棉絮保温，保温厚度为20mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎；集配液圈与冻结管用高压胶管连接，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制盐水流量；冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用20mm厚的保温板或棉絮保温。洞门处采用PEF保温板对冻结帷幕发展区域进行隔热保温。
2.3.2冻结施工
钻孔施工于2012年8月21日开始，于2012年8月30日完工，共施工冻结孔57个，测温孔8个。冻结孔的孔深、偏斜、冻结管的密封性经复测均符合设计要求。冷冻站于9月15日开始正式开机运转，9月21日（冻结7天）盐水温度即降到-20.3℃；10月10日（冻结26天）盐水温度达到-28.1℃。盐水去回路温差在2℃以内，冻结运转情况良好。
严格控制冻结管间距以确保冻结施工质量，采取逐步降温的方式，防止冻结管因温度应力造成开裂。在冻结过程中，监测各个支路的盐水温差情况，通过阀门相应地调节各支路的盐水流量，直到各支路的温差满足控制要求。认真作好冻结站的运转记录，严格执行各项规章制度和冻结站的岗位责任制。
加强冻结过程中对盐水箱液面的测量，一旦发现盐水泄漏，及时对现场所有盐水管路进行检查。经常检查洞门处有无漏水现象，如发现有流水迹象，要及时进行封堵，防止流水影响冻结效果。
2.3.3冷冻验收
冻结35天（10月19日）后在洞门上有分布的打若干探孔，探孔进入冻结区10㎝-15㎝，经观测判断冻土帷幕的胶结情况良好。
冻结效果的分析可以从冻结帷幕的厚度确定及冻结壁平均温度二个方面来分析。根据各测温孔采集的数据，综合分析可得，至2012年10月23日（冻结39天），冻结帷幕的厚度最薄为1.955m，平均温度-10.39℃，满足设计要求。
2.4破壁、拔管及进洞
2.4.1破壁的条件及措施
破壁前，使用测温仪通过探孔进行量测，要求各探孔实测温度必须低于-5℃。当通过探孔实测温度与水平测温孔实测温度判断冻土墙与地连墙完全可靠胶结方可全部破壁。凿除洞门条件见表2-1。
关于盾构水平冻结法在宁波轨道交通盾构进洞工程中运用要求
更新时间：2024-03-16
作者：用户投稿
本站原创
本站原创
点赞:8734 浏览:27055