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1、一、工程概况Xxxxxxxx中和村站～元通站区间，区间地貌单元属长江漫滩，场地地层呈二元结构，上部以淤泥质粉质粘土为主，下部以粉土、粉细砂为主，区间隧道主要穿越地层为流塑淤泥质粉质粘土（②～2b4）、（②～3b3-4）和粉细砂层（②～3d2-3，中密，局部稍密），局部穿越粉土（②～3c2-3，稍密，局部中密）。隧道内径5.5m，管片厚度0.35m，管片宽度1.2m，管片混凝土为C50，抗渗为S10，接缝处设置EDPM框形密封垫及聚合物嵌缝两道防水措施。右线长度为1431.81m，左线长度为1453.491m。在右线K
2、3+530（左线K3+537）设1#联络通道，线间距为16.2m，穿越地层为淤泥质粉质粘土（②～3b3-4），土层含水率约为36.5%，空隙比为1.1，粘聚力为16.2kpa，内摩擦角为28.6°，垂直渗透系数为5.73×10-7cm/s,水平渗透系数为7.09×10-7cm/s；左右线隧道中心高程为-14.005，地表高程为6.10，隧道埋深17.4m；在右线K3+934.433(左线K3+954.376)设2#联络通道兼泵站，线间距为12.0m，穿越地层为粉细砂（②～3d2-3，中密，局部稍密），土层含水率约为2
3、8.4%，空隙比为0.83，粘聚力为8.5kpa，内摩擦角为38°，垂直渗透系数为9.18×10-7cm/s,水平渗透系数为1.09×10-4cm/s；左右线隧道中心高程为-17.823，地表高程为7.94，隧道埋深23m。均采用冷冻法加固地层后矿山法施工，冻土帷幕厚度不小于2m，强度不小于4Mpa，1#联络通道设计加固地层体积约为2100ｍ3，2#联络通道设计加固地层体积约为2100ｍ3。二、冻结法施工联络通道工艺简介 在隧道内利用近水平管和部分倾斜管冻结加固地层,使联络通道外围土体冻结,形成强度高、封闭性
4、好的冻土帷幕(图1为联络通道及泵站冻结方案示意图)。然后,在冻土中采用矿山法进行联络通道及泵站的开挖和构筑施工,地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。 水平地层加固和开挖构筑的主要施工工艺及顺序如下:三、冻结帷幕方案设计1、设计原则 冻结帷幕方案设计的基本原则是:①冻结帷幕方案设计必须满足联络通道施工的安全和质量要求,即保证冻土帷幕有足够的强度,冻结帷幕水平孔(斜孔)布设合理,满足施工及规范要求,在设计中应重点考虑联络通道顶部薄弱部位。②冻结帷幕水平孔(斜孔)冻结方案应结合现场实际情况,便于隧道开
5、挖和支护,施工安全、可靠,施工费用低,施工工期短。③设计应考虑对冻胀、融沉的防范措施。2、冻结帷幕厚度设计根据在部分地铁工程联络通道冻结施工经验计算式:ｔ=Ａｌｎ(ｒ/Ｅ)式中 ｒ———计算点到冻结管距离,ｍ; Ｅ———冻结帷幕外侧厚度,ｍ; Ａ———经验参数,取Ａ=1969; Ｔ———计算点冻结帷幕温度,℃。冻结帷幕内侧厚度Ｅ′=1.4Ｅ,冻结帷幕平均厚度1.4ｍ。3、冻结帷幕交圈时间计算冻结前,同一深度的地层具有相同的原始温度,冻结开始后,通过冻结管把冷量传给地层,在冻结管周围产生降温区,形成以冻结管
6、为中心的冻结圆柱,并逐渐到相邻的冻结圆柱连接形成封闭的冻结圆筒,形成冷冻结层,即为冻结帷幕交圈。冻结帷幕交圈时间主要与冻结孔间距、盐水温度、土层性质、冻结管直径、地层原始温度、以及冻结器环形空间内盐水运动状态等因素有关。冻结帷幕交圈时间计算公式为:5、冻结孔布置 根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔沿通道四周布置,按上仰、近水平、下俯三种角度布置。冻结孔采用上下各三排,左右各一排布置,冻结孔共设77个,开孔间距为0.5～1.2ｍ,利用水平孔和部分倾斜孔冻结加固地层,使联络通道及集水井外围土体冻结,形成强度高
7、,封闭性好的冻土帷幕。 在现场实际操作中,可根据钻机情况、管片配筋情况和联络通道拟开管片的实际位置等,对钻孔孔位作少量调整,但最大间距不得大于1.0ｍ。6、制冷设计冻结参数确定 1)设计盐水温度为-28℃-30℃。 2)积极冻结时间为30ｄ,维护冻结时间为35ｄ。 3)测温孔和卸压孔分别为8个和4个。 4)冻结管总长度为785ｍ。需冷量和冷冻机选取型冻结需冷量:Ｑ=12·ｄ·Ｈ·Ｋ式中Ｈ———冻结总长度,ｍ; ｄ———冻线管直径,ｍ; Ｋ———冻
8、结管散热系数,ｋｃａｌ/ｍ2·ｈ。 将上述参数代入公式得Ｑ=65813ｋｃａｌ/ｈ,考虑到其它因素设计工况制冷量为87500ｋｃａｌ/ｈ。四、施工工序1、开孔钻进施工开孔前在布孔范围内打若干小孔，探测地层稳定情况，若发现砂层，立即进行双液注浆，以提高孔口附近土体稳定性，然后进行开孔，采用双层特殊孔口管(见图2)。在冻结管跟进钻进中采用强力
