液氮水平冻结在盾构进洞施工中的运用论文

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1、液氮水平冻结在盾构进洞施工中的运用论文.freel。盾构在进入上海体育场站西端头井前，将穿越大量的建筑物，其中有2幢20世纪70年代建成的14层高的大楼。大楼基础为条形基础，下部桩基为400mm×400mm的钢筋混凝土方桩，桩长16m（分为8m长2节，用硫磺胶粘而成），桩基坐落在④2－2灰色砂质粉土夹粉质粘土层上，桩基的埋设位置与隧道中心基本持平。盾构将在2幢大楼的桩基间穿越，大楼距洞口7.2m，与隧道最小的净距仅为1.15m（见图1）。2工程地质盾构穿越地层主要为④1灰色淤泥质粘土层和④2-2灰色砂质粉土层，土体

2、的主要物理力学指标见表1。3液氮水平冻结工艺上体场西端头井盾构进洞区采用深层搅拌桩加固，搅拌桩深25.5m，加固区宽4.7m；地下连续墙外侧与搅拌桩之间的间隙用高压旋喷桩填充。在检查加固效果进行开样洞的过程中，发现多处漏水、漏泥，于是在搅拌桩和地下连续墙之间重新进行了双液注浆加固，但效果也不佳。由于该场地狭小，不具备地面垂直冻结的条件，而该处土体已经过加固，具有了一定的强度，补充加固仅是为了起到止水作用；再则工期要求紧，为确保盾构进洞安全，故选用了液氮水平冻结加固的施工工艺。3.1液氮水平冻结管布置在上、下行线洞门

3、外侧均设置单排冻结孔，冻结孔（31个）布置圈的直径为8.0m，水平长度3.5m（地下连续墙加结构厚度1.6m，盾构鼻尖400mm，故实际冻结帷幕与盾构的交圈长度为1.5m），冻结壁厚度设计为1.7m。冻结孔、测温孔布置见图2。冻结管采用f89mm的20号低碳钢管，壁厚8mm，冻结孔中心间距810mm。布置温度监测孔18个(9个布置在洞圈外侧，布置圈的直径为7m；9个布置在盾构周边，其布置圈径6.6m)，测温孔采用f38×3mm无缝钢管。3.2冻结指标液氮循环以2个孔为1组，2孔之间用1m长的不锈钢软管连接。⑴液氮储

4、罐的出口温度控制在-150～-170℃，压力控制在0.1～0.15MPa；⑵冻结管出口温度控制在-50～-70℃（温度调节使用每组回路中截止阀），压力控制在0.05～0.1MPa（压力调节可使用液氮储罐上的散热板）；⑶控制盾构外周冻土温度不低于-5℃，并接近0℃（但不高于0℃），保证水呈固态。3.3液氮水平冻结的特点⑴耗时短液氮水平冻结明显地比常规的盐水冻结耗时短。上行线采用液氮水平冻结，在动水影响下，冻结时间需19d；下行线施工时，外界温度较高，热量损失较大，冻结时间为15d。若在客观条件更好的前提下，则冻结时间

5、还将进一步缩短。若采用盐水冻结，按照上海地区的施工经验，将土体温度降至-5℃以下，冻结时间一般都在30d以上。⑵冻土发展快选取下行线盾构进洞时Pa。⑶由于本工程的冻结是在原有加固土体中进行，因此，在冻结和解冻期间，冻胀和融沉的量都很小，未超过10mm。⑷液氮冻结具有施工简便、见效快的特点。但是施工中必须严格控制冻土温度，要防止因温度过高而导致土体强度不够，引发洞口漏水漏泥，也要防止因温度过低而导致冻土与盾构的粘结力过大，造成盾构无法掘进。