富水圆砾层联络通道施工冻结技术应用

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1、富水圆砾层联络通道施工冻结技术应用梁圣亮粤水电轨道交通建设有限公司广东省广州市510000摘要：跨入21世纪后，我国各大中型城市均开始建造地下铁路，城市轨道交通发展日新月异。轨道交通主要由车站、隧道、车辆段组成，联络通道为隧道附属结构，在日常地铁运营中起着至关重要的作用。木文主要讲述宮水圆砾层联络通道施工利用冻结工法对地层进行加固，提出相关施工关节措施，确保工程施工的安全、质量。关键词：联络通道；富水圆砾层；冻结工法1工程概况及地质条件木文所介绍的区间两个联络通道，后续内容主要根据1#联络通道施工过程编写。1#联络通道中心里程为ZSK13

2、+215.786(丫SK13+212.500),通道处隧道中心线间距13.000m，联络通道所在位置的轨面高程左约+54.018m(右线为+54.017m)，联络通道处地面标高约为+76.30m;2#联络通道中心里程为ZSK13+688.321(YSK13+700.000),通道处隧道中心线间距13.750m，联络通道所在位置的轨面高程左约+56.334m(右线为+56.392m),联络通道处地面标高约为+76.30m。联络通道施工深度范围内的土层主要为④4-2砾砂、⑤1-1圆砾，自稳能力差。联络通道均为直墙圆拱结构，净宽2.5m,净高2

3、.9m,联络通道的衬砌为双层复合衬砌：初衬为：钢筋格珊和C25喷射混凝土结构，厚度250mm;二次衬砌为C50P10钢筋防水混凝土结构。在初衬和二衬之间设一道防水层。木区间1#联络通道兼泵房覆土厚度17.933m,2#联络通道为15.558m。2联络通道冻结法加固施工方案确立背景联络通道施工深度范围内的土层主要为④4-2砾砂、⑤1-1圆砾，自稳能力差，易造成涌水冒砂、隧道坍塌变形的风险，原方案为外包“素连墙”内袖阀管注浆，根据注浆后抽芯效果检测，无法满足联络通道“新奥法”施工要求,风险极大。鉴于施工安全及总体工期计划等方面考虑，经专家多次

4、论证，决定采用水平冻结法加固地层，矿山暗挖法施工以确保施工安全，施工过程中做好必要的保护措施，加强监测，以减轻对周围地面环境的影响。3联络通道冻结工法加固施工技术3.1冻结工法定义用人工制冷的方法，将待开挖地下空间周围的土体中的水冻结为冰并与土体胶结在一起，形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用以抵抗土压力，隔绝地下水，并在冻土墙的保护下，进行地下工程施工的一种岩土特殊施工方法。根据联络通道的施工特点，采用“隧道内钻孔、冻结法临吋加固掌子面、矿山法开挖构筑”。（联络通道冻结法施工工艺流程图见图1）3.2冻结工法施工工艺原理冻结工法

5、施工前，首先要根据工程具体特点进行设计，包括:冻结帷幕、冻结孔、测温孔、管片保温、盐水温度、积极冻结吋间，隧道钢支架、应急门及冻胀与融沉控制等。3.2.1地层冻结钻孔施工首先进行冻结孔施工，先施工透孔，根据穿透孔的偏差，进一步调整有关的钻进参数。然后根据联络通道施工的孔位，采用由下向上的顺序进行施工，这样可防止因下层冻结孔的施工引起上部地层扰动，减小钻孔施工吋的事故发生率，同时在施工通道顶部孔时根据地面打孔数据及通道孔位放样图，在设计许可范围内进行调整孔位放样，避免打到竖向排水管。联络通道采取从上、下行线隧道两侧布冻结孔。布置冻结孔总数8

6、0个，其中左侧隧道布置冻结孔57个，右线隧道布置冻结孔23个。在通道中部设置4个穿透孔，供对侧隧道冻结孔和冷冻排管需冷用。另在冻结站对侧隧道上沿冻结壁敷设5排冷冻排管，以加强对管片处的保温效果。布置8个测温孔，0的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全。在冻结帷幕封闭区域内布置4个卸压孔。3.2.2地层冻结制冷系统冻结制冷系统主要包括两个子系统，一是冻结工作面，即需要冻结加固的联络通道地层及其冻结管路；二是冻结站。这两个子系统通过盐水干管连接，在正式冻结运转施工前完成。根据现场施工环境，拟将

7、冻结站安装在区间隧道内，靠近联络通道的位置，站内设备主要包括冷冻机组、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控制柜等。3.2.3积极冻结与维护冻结(1)积极冻结设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转吋，要随吋调节压力、温度等各状态参数，使机组在奋关工艺规程和设备要求的技术参数条件下运行。冻结系统运转正常后进入积极冻结。此阶段为冻结帷幕的形成阶段，联络通道设计冻结时间为45-50天，要求冻结孔单孔流量不小于5m3/h;积极冻结7天盐水温度降至-18°C以下，积极冻结15天盐水温度降至-24"C以下，去冋路温差不大于2°C;开挖前盐水温度降至

8、-28QC以下。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应延长积极冻结吋间。(2)维护冻结在积极冻结过程中，要根据实测温度资料判断冻结帷幕是否交圈和达到设计厚度，向时要监测冻结帷幕与隧道的胶结情况