地層凍結(jié)加固方法在某地鐵區(qū)間施工中的應(yīng)用

地層凍結(jié)加固方法在某地鐵區(qū)間施工中的應(yīng)用前言凍結(jié)技術(shù)源于天然凍結(jié)現(xiàn)象，人類首次成功地使用人工制冷加固土壤，是在1862年英國威爾士的建筑基礎(chǔ)施工中。1880年德國工程師F.H.Poetch首先提出了人工凍結(jié)法原理，并于1883年在德國阿爾巴里煤礦成功采用凍結(jié)法建造井筒。從此，這項(xiàng)地層加固特殊技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到世界許多國家的隧道、地鐵、基坑、礦井、市政及其它巖土工程建設(shè)中，成為巖土工程，尤其是地下工程施工等重要方法之一。凍結(jié)法加固層的原理，是利用人工制冷的方法，將低溫冷媒送入地層中，把要開挖體周圍的地層凍結(jié)成封閉的連續(xù)凍土墻，以抵抗地壓，并隔絕地下水和開挖體之間的聯(lián)系，然后在封閉的連續(xù)凍土墻的保護(hù)下，進(jìn)行開挖和永久支護(hù)的一種特殊地層加固方法。1、凍結(jié)加固方案的確定1.1、項(xiàng)目及工程地質(zhì)概況廣州地鐵二號(hào)線某區(qū)間左線隧道ZDK12+696～+740段位于XX大樓正門口廣場內(nèi)，且在ZDK12+735處左線線路中線(平面)距XX大廈東南角3.0m，隧道邊墻侵入樁基0.999m，隧道頂面距樁底為3.94m，該段隧道與某大樓的相互關(guān)系詳見《ZDK12+696～+740段區(qū)間隧道與某大樓相互關(guān)系圖》。而某大樓為50年代末期修建的高層建筑，其樁基礎(chǔ)為無鋼筋籠的錘擊灌注摩擦樁，樁底位于中粗砂層內(nèi)。ZDK12+696～+740段區(qū)間隧道與某大樓相互關(guān)系圖ZDK12+696～+740段穿越的地層為強(qiáng)～中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，按隧道圍巖劃分為Ⅲ類，但隧道拱頂距透水砂層僅3.8m，透水砂層和隧道拱頂之間為不透水的粉質(zhì)粘土層，該層在隧道開挖后初期支護(hù)前極易被地下水擊穿形成隧道內(nèi)涌水涌泥，從而引起地表沉陷。而本段范圍內(nèi)地下水位在原地面以下約1.5m，地下水主要為地表水，在透水層中極易開成水力聯(lián)系，該段范圍內(nèi)的地質(zhì)情況詳見《ZDK12+696～+740段地質(zhì)縱剖面圖》。1.2、險(xiǎn)情發(fā)生廣州地鐵二號(hào)線某區(qū)間左線隧道開挖至ZDK12+698.6處時(shí)，隧道內(nèi)掌子面左側(cè)拱頂在沒有坍方發(fā)生的情況下，突然發(fā)生涌水涌泥，造成某大樓正門廣場內(nèi)地表沉陷，下陷最深處達(dá)3.0m，直徑達(dá)6.0m。分析原因?yàn)樵摱嗡淼篱_挖后，地下水壓力擊穿了隧道拱頂?shù)牟煌杆畬?，造成突發(fā)性涌水涌泥。險(xiǎn)情發(fā)生后，在施工現(xiàn)場采取了地表鉆孔注漿充填地表沉陷，隧道內(nèi)設(shè)止?jié){墻封閉掌子面，停止施工，及時(shí)控制了險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大。1.3、方案比選針對(duì)該段施工的地質(zhì)情況及某大樓的特殊情況，由廣州市建委及地鐵總公司組織召開了專家論證會(huì)，與會(huì)專家一致認(rèn)為：①、隧道拱頂?shù)臍埛e粘土層是可塑的，在抵抗不了上部水、土壓力的情況下，很容易被擊穿；②、在粉細(xì)砂及殘積可塑粘土層中，單采用注漿不能有效固結(jié)形成止水帷幕；③、粉細(xì)砂層含水量非常飽和，并且與珠江水系相連通，一旦發(fā)生失水，極易引起地表及地面建筑場沉降；④、在隧道再次掘進(jìn)前，必須對(duì)前進(jìn)方向的地層進(jìn)行加固處理。關(guān)于ZDK12+696～+740段的地層加固方案，與會(huì)專家共提出如下幾種方案：①、ZDK12+696～+740段隧道開挖邊線外設(shè)置攪拌樁帷幕，以隔斷地下水來源；②、在ZDK12+696～+740段隧道開挖影響范圍內(nèi)采用地表帷幕注漿，以加固松散地層和隔斷地下水；③、采用凍結(jié)法加固隧道前進(jìn)方向的松散土體。幾種方案的對(duì)照詳見《ZDK12+696～+740段加固方案對(duì)照表》經(jīng)方案比選，為確保某大樓的絕對(duì)安全，與會(huì)專家一致認(rèn)為采用地層凍結(jié)加固法是保證區(qū)間隧道順利該不良地質(zhì)段的最好辦法。2、凍結(jié)加固方案設(shè)計(jì)凍結(jié)加固方案設(shè)計(jì)多根據(jù)經(jīng)驗(yàn)參數(shù)及經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定，本文僅針對(duì)本工程就凍結(jié)方案設(shè)計(jì)的步驟及原則作粗略介紹。貝2.蛇1膜、凍結(jié)施工方宅案的確定灰由于施工完初馳期支護(hù)的隧道蓬內(nèi)無水平鉆孔鄭作業(yè)的空間，辨故本工程凍結(jié)宋施瘋ZDK12+亦69替6村～番+74范0道段加固方案對(duì)叮照表清方案情況修優(yōu)點(diǎn)叫缺點(diǎn)批1拿、攪拌樁加固于方案：在該段頂范圍內(nèi)沿隧道正開挖影響范圍住周邊設(shè)置兩排志攪拌樁，樁徑殺采支用駁Φ甚550mm席，縱向間距為游0年.限45m母，攪拌樁終孔國標(biāo)高設(shè)于強(qiáng)風(fēng)勾化層的頂面。宮共計(jì)須設(shè)置攪絲拌捆樁鼻46草8輝根，共計(jì)粥830莖7飛米幣，預(yù)計(jì)工程造騾價(jià)扮為腎8饑3叨萬元。投入三禁臺(tái)攪拌樁機(jī)，佛平均每臺(tái)機(jī)每術(shù)天仰按普6蹲根計(jì)，可眠在偶2蝕5潛天內(nèi)完成。晃①譜、攪拌樁在軟片土層中能形成高有效樁徑，從啦而在隧道開挖慈范圍的頂部形志成封閉的止水畢帷幕擋；屈②叔、密排的攪拌耽樁具有一定的丈抵抗側(cè)壓力能委力，從而起到年擋土作用；緩①掃、攪拌樁能形約成有效樁徑的徒地層僅為強(qiáng)風(fēng)花化層的頂面以瞧上地層通；淹②粘、攪拌樁在隧積道開挖范圍周廣邊的頂部形成鞠了封閉的止水梢帷幕，但帷幕萬內(nèi)仍為富含水映的松散地層，渾一旦失水仍存惜在地表沉陷的該可能性梨。猴③紫、當(dāng)止水帷幕養(yǎng)內(nèi)地下水位下希降時(shí)，會(huì)形成敢帷幕內(nèi)外水壓懲力差，這種壓聯(lián)力差一旦擊穿許止水帷幕，就仍會(huì)造成止水帷消幕失去作用，草進(jìn)而影響大樓支安全遼。瓶④介、施工時(shí)需占啞用地面道路，熊對(duì)周圍環(huán)境影引響較大。燙2脆、帷幕注漿方呢案：在該段范今圍內(nèi)設(shè)置地表嫂鉆孔注漿帷幕慢，注漿孔按梅并花形布置，間羨距為災(zāi)1租.謝0m滋，漿液擴(kuò)散半能徑尖r=眉1孫.退5m巡，注漿終孔標(biāo)物高為粘土層頂墻面，共計(jì)須設(shè)銅置注漿憐孔鳥47宴3齒孔，共計(jì)背709戰(zhàn)5帝米填，預(yù)計(jì)工程造帝價(jià)撥為稀28蔑3版萬元。計(jì)劃投踩入貧1徒0燒臺(tái)機(jī)，平均每伏臺(tái)機(jī)每天濟(jì)按賢2弊根計(jì)算，可芒在立2懶2踏天內(nèi)完成。燙可在隧道開挖掀影響范圍內(nèi)的煮松散土層中形啦成止水帷幕，悔并可同時(shí)加固酬松散土層，提善高其自穩(wěn)能力制?；{有效地層妹僅為粘土層頂務(wù)面以上的松散震地層，且在粉會(huì)細(xì)砂層中注漿拾效果很差。隧進(jìn)道開挖時(shí)形成梨滲流、涌水通土道的可能性仍者然存在，不能圓確保大樓的安金全。粒3倍、攪拌荷樁氧+施鋼蘇管評(píng)+鈔旋噴樁聯(lián)合加雷固方案：攪拌陜樁樁徑采謝用墾Φ待550mm申，縱向間距為態(tài)0隆.是45m尿，終孔標(biāo)高設(shè)附于強(qiáng)風(fēng)化層頂倍面，共計(jì)須設(shè)爛置攪拌杰樁專46嚴(yán)8符根，共計(jì)潮830旦7票米篩。讓拼編在兩排攪拌樁炊中間加設(shè)三排坡排距為糊0.3m干、縱向間距為私0.45m爐的諸Φ羅100mm樓鋼管并在鋼管踏中灌注水泥砂灑漿，以增加帷井幕的抗剪性能遲。鋼管插入到續(xù)隧道開挖底面芒以下歐2.0m滲,界全部管樁施工熊完成后在管樁慈頂部設(shè)置鋼筋悼混凝土圈梁。諒共計(jì)需設(shè)置管謠樁最29旗7播根，共計(jì)數(shù)6434m援。牲訓(xùn)質(zhì)在攪拌樁帷幕隆范圍內(nèi)設(shè)置旋艦噴樁。旋噴樁帥按梅花形布置信，間距為饅1m洽、有效樁徑為咐1.0m施、旋噴樁的有繼效樁長僅設(shè)于釣殘積可塑粉質(zhì)錢粘土層、粉細(xì)鉆砂層中。共須范設(shè)置旋噴桑樁暮31繡2圖根、鉆孔總長典度為領(lǐng)5616m隱，有效總樁長黨為炎3120m燭。認(rèn)巨江攪拌化樁擺+漲鋼熊管岡+稈旋噴樁聯(lián)合加情固方案預(yù)計(jì)工奔程造價(jià)善為滋39巷0溪萬元。預(yù)計(jì)工返期可控制亭在童3辣0萌天內(nèi)。煮①乓、攪拌樁中增織設(shè)鋼管管樁，沸增強(qiáng)了其抵抗廢側(cè)壓力的能力瑞。終②諒、在攪拌樁止更水帷幕中設(shè)置浙旋噴樁可有效抗固結(jié)采用分層益注漿不能固結(jié)藝的粉質(zhì)粘土層尤及粉細(xì)砂層，播并能提高其自磁穩(wěn)能力雹。潛③指、可彌補(bǔ)采用拘攪拌樁方案及騰分層注漿等的跑缺點(diǎn)。屬①贏、需占用地面俗道路翼；斯②林、工程造價(jià)較恢高；郊4屋、地表凍結(jié)加受固方案：通過犧地表鉆孔在隧蛙道開挖拱頂形菠成凍土，預(yù)計(jì)勻工程造妻價(jià)捏16桂0聲萬元；偷采用凍結(jié)法能首在隧道開挖范戚圍內(nèi)形成有效賠的凍結(jié)層并隔銹斷地下水來源律，其安全可靠懶性較高；喝工期較長欄工方案只能采涂用垂直鉆孔局婚部凍結(jié)方案，富在端某更大樓下部分采罪用斜孔凍結(jié)方圖案。凍結(jié)區(qū)域翠則根據(jù)區(qū)間隧婦道通過不良地鐮質(zhì)段的長度確說定，具體詳見除《凍結(jié)鉆孔平俊面布置圖》。狐2.優(yōu)2演、凍結(jié)加固效吧果揮由馬于輕ZDK12+混69治6懇～越74夠0收段區(qū)間隧所穿泊越的地層為強(qiáng)腥～中風(fēng)化巖層蜻，僅拱頂以上迷地質(zhì)條件為不都良地質(zhì)，故本享工程凍結(jié)方案筋最終效果是在掀要開挖隧道的維拱頂及兩側(cè)形園成一個(gè)能隔斷給外界水力聯(lián)系掘，具有要求強(qiáng)屈度的支護(hù)結(jié)構(gòu)蹤安全罩，在安擔(dān)全罩的保護(hù)下愿進(jìn)行隧道開挖遼作業(yè)，詳見《還鉆孔凍結(jié)效果張圖》。享2.莫3射、主要凍結(jié)技咳術(shù)參數(shù)寨根據(jù)廣州地區(qū)厘氣溫的特點(diǎn)，裕設(shè)計(jì)參數(shù)取值宰為：孩A糾、鹽水溫度：扣積極期金：怨-2捕5破—李2橋8油度捕洋案篇維護(hù)期洪；呢-2恢0芒—燈2墊2扛度級(jí)B籃、凍結(jié)壁平均漆溫度：填-多8雪℃胸C堡、凍結(jié)孔偏斜燙要求構(gòu)在刑0.15漿%遮以內(nèi)，最大孔嘴間距：中部井1.6M牧；邊部襪1.1M慢；位D撿、凍結(jié)管選轟用諷Φ補(bǔ)127×既4.5mm膚低碳鋼無縫鋼貢管。搶2.只4昌、凍結(jié)壁厚度逐對(duì)于一個(gè)深度潤較大、通過多命種特性不同土注層的凍結(jié)井，躍我國佳通常采用如下鼻基本步驟和方交法來確定凍結(jié)輛壁的計(jì)算厚度概。澤⑴伴、根據(jù)地質(zhì)柱與狀圖，確定最最深一層透水砂拖層的層位，并律按深度用重液挖地壓公式計(jì)算搖出地緞壓梨Р岸值劍(p=0.0壁13H,淺H叉為計(jì)算深回度按)直，該透水砂層移即為凍結(jié)壁設(shè)懸計(jì)的控制層。好本工程千的陡P急值也可采用隧同道頂垂直荷載潔計(jì)算公式求得惕，與采用重液柄地壓公式的計(jì)擋算結(jié)果非常近純似；形⑵恨、根據(jù)深度不訴同，結(jié)合現(xiàn)有險(xiǎn)施工經(jīng)驗(yàn)和工艱程類比，初選猶一個(gè)合適的凍柴結(jié)壁平均溫度泛值，通常當(dāng)深勝度小于賢200m運(yùn)時(shí)，平均溫度呀選億為速-要7罩～良-路8姑℃忌；當(dāng)深度大于些200m葬時(shí)，且深部有毫厚層粘土層時(shí)物，通常選用較帆低的平均溫度蝕，常用愁-1輪0鏟℃雙的平均溫度。婦根據(jù)選擇的平案均溫度和試驗(yàn)祖資料或有關(guān)經(jīng)斥驗(yàn)公式，分別騾求得砂土層及纏一些粘土層的水計(jì)算強(qiáng)度值，份這些粘土層通飯常稱為核算層膊。嚴(yán)⑶雙、凍結(jié)壁厚度霉的初步計(jì)算。具根據(jù)選定的控辣制砂層深度、顛地壓大小、該俗處的荒徑大小虧和土層的強(qiáng)度層指標(biāo)，用無限妖長圓筒彈性理抽論公式求出凍蒙結(jié)壁的初選厚鼻度。振δ設(shè)=a可{監(jiān)[央б秤s窯/孤(嬌б嫂s蕩-AP層)史]昆1/2揮-1}乓雹(放無限長圓筒彈鬼性理論公永式摘)債式箱中蜂δ攀—捎凍結(jié)壁理論計(jì)訓(xùn)算厚度擋，孟m;鈔а佩—療筒體掘進(jìn)荒半宋徑每，觸m卡；劃Р授—巨計(jì)算層位的地搜壓；應(yīng)б跳s善—變凍土的允許應(yīng)誰力，為保證凍鋼結(jié)壁處于彈性家狀態(tài)輸，錦б蛋s騙一般取用瞬時(shí)呼單軸抗壓強(qiáng)度梁的熱1/淘2柱～碗1/給4謠，砂土取小值填、粘土取大值仔；框А做—主系數(shù)，取決于遮選用強(qiáng)度理論慕，當(dāng)用第三強(qiáng)方度理論窗時(shí)返A(chǔ)=欠2系；當(dāng)用第四強(qiáng)盈度理論時(shí)異，泊A=山√粗3鐘；年⑷滋、平均溫度核奴算。用兩種方圓法核算在上述蒸初選厚度條件毯下，凍結(jié)壁平歡均溫度能否達(dá)質(zhì)到懲按微⑵倡中選用的平均隸溫度值。其一貨是用經(jīng)驗(yàn)公頁式芹(秀址)改進(jìn)行核算，同串時(shí)需根據(jù)工程奶類比合理確定旱一個(gè)井邦溫度鍵。燙T而’艇=T刪B葵[1.135哪-0.352刪L磨1/2爹-0.785第1/E年1/3惑+0.266辟(L/E)騾1/2堤]-0.46橫6謠+喇η瘋t罵n前覽(慎劇)倆T左B穴—肆鹽水溫度砍，按℃份；朝L扶—起凍結(jié)孔間距豬，婆m峰；牢E細(xì)—旋凍結(jié)壁厚度痕，欺m;鋸η閉—鈔經(jīng)驗(yàn)系數(shù)聲，止η繳=0.2桑5浮～降0.3;憶t止n販—策計(jì)算水平的井堤幫溫度魂，錫℃憶,胳根據(jù)要求或經(jīng)范驗(yàn)給出。優(yōu)T枕’猶—蜂凍結(jié)壁有效厚率度中的平均溫趣度；享其二用凍土擴(kuò)懶入荒徑厚度核到算法，計(jì)算圖深見《舉按凍土擴(kuò)入荒歡徑厚度計(jì)算有嫂效凍結(jié)壁平均逃溫度示意圖》檔，其公式如下認(rèn)：趙Τ您=E/2E編1萄[1-(1+贊(1偽/字λ賺)(1-E敗1來/E)怕2交)燃·T咽k晚式辭中掌T堵k杯-澡主、界面交點(diǎn)競處溫度，可由膨下式求出猾：杰T爸k墾=T姨b鈔[0.73+掉(d/s)-雪0.55(s沸/E)糊]濕T--沒-棟凍結(jié)壁平均溫源度；基T箏b惡--傅-俯循環(huán)鹽水溫度汗；進(jìn)E--背-幟凍結(jié)壁擴(kuò)展厚必度敞E1--錘-末凍結(jié)壁有效厚樓度味△旁=E-E處1隔--姓-樓為凍土擴(kuò)展進(jìn)末入荒徑內(nèi)的厚富度；他λ佳=En/E獅Y栗--貪-緊凍結(jié)壁內(nèi)外側(cè)玻厚度之比；伴d--櫻-霞凍結(jié)管直徑；報(bào)s--存-丟孔間距；胡檢驗(yàn)合格，即歌確定初選厚度蔥為最終設(shè)計(jì)厚揭度。如核驗(yàn)的昌平均溫度高默于卵(2蒸)蓋中設(shè)定的溫度辟，則應(yīng)重新計(jì)碰算直至合格為目止。曾上述計(jì)算是針字對(duì)砂層進(jìn)行的字。一般用上述造方法得到的凍削結(jié)壁厚度在砂謠層中允許有較街大的掘進(jìn)段高瞞和較長的暴露像時(shí)間。匪⑸梁、對(duì)粘土層的嘉凍結(jié)壁核算。晃在確定了砂層兵中凍結(jié)壁厚度哈后，對(duì)于粘土龜層的凍結(jié)壁須望作安全性核算亦。首先是允許花掘進(jìn)段高的核收算。此時(shí)利用搶如下公式檢算羊：鴉δ懲=調(diào)√蠢3冤.然η蹈.ph勒/囑б階s(t)績.K涂式雖中塵p卵—襯計(jì)算地壓息，而Mpa;蛇燒h慈—店凍結(jié)壁暴露段慧的高度或長度膝；躍б小s(t)齊—獄與凍結(jié)壁暴露暗段作業(yè)時(shí)間相瞇一致的凍土長洲時(shí)強(qiáng)度堆，怨Mpa;他η餡—刻固端條件系數(shù)獎(jiǎng)，湖0施≤η購≤艦1植，具體視凍土舅的內(nèi)摩擦角大健小，凍土擴(kuò)入訪荒徑厚度而定拖；冰K聽—晝安全系數(shù)，根樓據(jù)施工工藝，危地層復(fù)雜程度賠而定播，撞K=1.敬5臥～嚼1.7拐5怒；距根據(jù)凍土的強(qiáng)攻度指標(biāo)，反求亞出允許的掘進(jìn)詳段高。該段磨高員(金或耕長居)曉即是凍結(jié)工程尤對(duì)掘進(jìn)工程提戚出的工藝要求秀。第二是井邦海允許位移的驗(yàn)塊算，此時(shí)根據(jù)忌凍結(jié)壁允許變姑形條件，由如威下公式求出其資中允許的凍結(jié)傳壁井邦位移揚(yáng)值膛u沉a陳，該值嬸b/a={1咐+K啄’柔.(1-1/卡B)/(Ua拖/a)圓1/B座.(At可C茂)因1/B福.(h/a)以1+1/B材}痕(活B/B-1)葉式央中奇K樂’帳—袖系數(shù)，決定于岔固定條件；隨A免、遲B哈、特C金—轟蠕變?cè)囼?yàn)參數(shù)酷；刷Ua原—兵暴露段凍結(jié)壁右內(nèi)表面的允許沖位移值；閣t鄭—泡暴露時(shí)間；武大小是時(shí)間的涂函數(shù)，因此必薦須根據(jù)保持穩(wěn)帖定的允許暴露扛時(shí)照間謎t唱p怎，井而蒜u感a差和唱T瓜p俯即是凍結(jié)工程真對(duì)掘進(jìn)施工提新出的第二項(xiàng)工舌藝要求。觀根據(jù)上述方法處，對(duì)于深部粘塵土層進(jìn)行蠕變霧試驗(yàn)并給出與肯之有關(guān)凍土長熔時(shí)強(qiáng)度計(jì)算式孕。對(duì)于絕大多尿數(shù)凍結(jié)井，深寸部粘土層的核當(dāng)算，主要是允緩許掘進(jìn)段高的購驗(yàn)算并確定一煮個(gè)合適的暴露緞時(shí)間。變形的恰控制是通過施差工監(jiān)測或觀測梨實(shí)現(xiàn)的。帽⑹稼、由于凍結(jié)法朋在廣州地鐵二惑號(hào)線是首次使巾用，且廣州地腥處我國南方，穴屬亞熱帶氣候袍，年平均氣溫霞較高，在廣州曉其它工程項(xiàng)目酷中亦很少采用惹地層凍結(jié)法，秧故很難取得廣窩州地區(qū)的凍土邁試驗(yàn)資料和其叫它一些施工經(jīng)清驗(yàn)參數(shù)，所以班本工程的凍結(jié)疤施工設(shè)計(jì)由中珠煤特殊工程公園司根據(jù)其在其亂它地區(qū)的類似稀施工經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)從，未作土壤凍債結(jié)試驗(yàn)及詳細(xì)露的分析計(jì)算。掘本工程的凍結(jié)叢壁厚度參數(shù)為揪：拱頂厚度為塵3.0m煎,霉側(cè)墻厚度為忌1.4m士;統(tǒng)凍結(jié)壁開挖長程度為每循環(huán)進(jìn)威尺密1.3m哀，開挖暴露時(shí)魯間不超遠(yuǎn)過繁2面4綠小時(shí)。沫2.勻5褲、凍結(jié)孔的設(shè)絮置識(shí)根據(jù)凍結(jié)方案岡確定原則目標(biāo)迷及凍結(jié)參數(shù)設(shè)周計(jì)要求，邊墻盤凍結(jié)孔距荒幫懇0.8m貨，拱頂部凍結(jié)夕孔底錐距荒幫飄0.5m陳。凍結(jié)孔排距羞1.33M淋，凍結(jié)孔開孔遠(yuǎn)間距：中部排震距乒1.4M哈,塵周邊充1.0M秀；具體詳見《行凍結(jié)孔平面布餐置圖》。臨如遇特殊情況船（其他硬質(zhì)物廢等）鉆孔孔位蕩可作適當(dāng)調(diào)整瑞，但最終開孔悅間距以控制在曾2.0M翻以內(nèi)，以斜孔踐布孔，終孔間糠距嚴(yán)格控制在頭1.6M乒以內(nèi)。需2.揭6任、凍結(jié)器結(jié)構(gòu)促設(shè)計(jì)凍結(jié)孔局消部凍結(jié)供冷管帆采貪用谷Ф雙127×傅4.5mm議無縫鋼管。內(nèi)己布表置柏Ф葉48×完4mm夕無縫鋼管兩根斯，密封焊牢，戶差異深度拱頂樣凍結(jié)孔為歪3.5m賺,葬側(cè)墻為烤8.5m騎，一根為凍結(jié)證供液管，另一省根為回液管，寬詳見凍結(jié)器結(jié)愁構(gòu)圖。屠2.7蘭、需冷量蜻根據(jù)設(shè)計(jì)的局態(tài)部凍結(jié)方案。柄中間孔凍結(jié)深吳度：自底錐向輩上游3.5M磁邊孔自底錐向玉上廈8.5M決Q=1.舍2煙π島d×n×h×村q鵲Q=1.2題×勾π榮×0.127沾×0.753察66[24×版3×3.5×驕2×23×3兼.5+90×認(rèn)8.5+2×漆3.5]=4壞27.4Mj逆/h競2.拍8系、凍結(jié)時(shí)間估債算慣根據(jù)上海地鐵舉凍結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)耽，結(jié)合參數(shù)文豐獻(xiàn)，地質(zhì)特征扁和其它市政建住設(shè)經(jīng)驗(yàn)，恨選?。褐虚g群也孔待：架V=澆35mm返/d危粒錘邊墻單孔春：欄V=清30mm只/d乳交圈時(shí)間穿：攝2斃3批天黨硬創(chuàng)曬凍結(jié)達(dá)設(shè)計(jì)壁懷厚率：爸2將9淺天。呼2.漢9夕、凍結(jié)工藝系夏統(tǒng)設(shè)計(jì)⑴、制冷設(shè)備贏使用螺桿壓縮恩機(jī)組。銅該機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)制抵冷能鄭力國2093.5戶MJ/白h叛，耗懇電咸220KW蝴設(shè)計(jì)蒸發(fā)溫吳度總-3稈3扎～旨3病5工度，冷凝回水潑溫兇度禮3匯0路～衡3庭3烈度秋工況制冷量大譜于克450MJ/直h寄⑵床、冷凍站首次軋充味氨猛1.5T⑶、鹽水系統(tǒng)農(nóng)設(shè)計(jì)鹽水溫大度太-2骨5緒～節(jié)-2客8銅度①、鹽水流量射W=煮70m嚇3懇/h樹②耳、選鴿用頁I閑S尖離心白泵艘2參臺(tái)船，閃15K晌W冠，牲100m授3補(bǔ)/h③、鹽水管路否設(shè)計(jì)單列凍結(jié)壁孔串聯(lián)，再并尊聯(lián)供冷方式。犧鹽水干管選哀用酒Φ衡159×泰5m備/擴(kuò)m爽無縫鋼管供液括。聾④濕、氯化鈣用量企：手G=杯1.2×V×是332.5/采75%腎G=帳3權(quán)0橫（帶T誤）殖⑷編、冷卻水系統(tǒng)①、循環(huán)水量綢取自來水溫途度確2鬧6倍度著冷卻水量帖100m扁3粱/h鼻配備牢100m創(chuàng)3鍬/撥h縫冷卻塔西補(bǔ)充自來水量伯：奴W=根30m橫3匪/h宅②偽、采裁用析2騙臺(tái)仙I霞S搏清水泵循環(huán)供鑼水個(gè)，莫15K接W蛛，稅100m緒3飽/h衣③爸、采養(yǎng)用我GB雷L潑—當(dāng)10昨0久型冷卻省塔艙1累臺(tái)用謀電木4KW涼④蒼、采涌用配1步只大水箱替代祥冷卻水池。就3邀、凍結(jié)法施工響3.濟(jì)1拆、凍結(jié)法施工占工藝凍結(jié)孔成孔凍結(jié)孔成孔安裝凍結(jié)管積極凍結(jié)分片布設(shè)致冷供液管路隧道掘進(jìn)及初期支護(hù)凍結(jié)壁厚度達(dá)設(shè)計(jì)要求安裝凍結(jié)管積極凍結(jié)分片布設(shè)致冷供液管路隧道掘進(jìn)及初期支護(hù)凍結(jié)壁厚度達(dá)設(shè)計(jì)要求維護(hù)凍結(jié)維護(hù)凍結(jié)勵(lì)3.蠅2憤、凍結(jié)成孔誰本工程成孔深燦度較淺，采用采于窄XQ準(zhǔn)—沫10濕0鍛型地質(zhì)鉆機(jī)成征孔，斜孔采用綠斜孔地質(zhì)鉆機(jī)疤成孔，凍結(jié)孔渡的施工技術(shù)措平施如下：奸①找、每孔開鉆前差對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行穩(wěn)語平找正，使起捧吊天輪與回轉(zhuǎn)伶通孔及孔位點(diǎn)魂成三點(diǎn)一線。坦并對(duì)鉆機(jī)不帶陶負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)三促分鐘，對(duì)油路貼及漿液循環(huán)系垃統(tǒng)，進(jìn)行詳細(xì)儲(chǔ)檢查是否暢通肥?；诙d、備足一定數(shù)下量的開孔泥漿騎、泥漿粘度盜在瓦1槍8嫌～娃2名0糟秒。施工中如仗發(fā)現(xiàn)漏漿，粘腫度應(yīng)適當(dāng)加大絹。伙③擦、開鉆時(shí)為確勿保鉆孔垂直度嚷，探明地下是何否有管線及障持礙物，前紗5國米粥應(yīng)輕壓慢轉(zhuǎn)，壤然后調(diào)整地層霉所需要的鉆壓滋及轉(zhuǎn)速。復(fù)④欲、鉆孔一徑一辱次到底，鉆孔惠深度不能小于勻設(shè)計(jì)深度，也繩不能大毫于戒+陶0.誤5刃米喬。鉆孔到底后欲如不漏漿停鉆向沖連孔籃3喬分鐘，減少孔筒底沉渣、保證朋凍結(jié)管下放深唉度。與⑤仁、下管前，管脅底錐要在地面衫先灌水試壓，騎試壓值不低群于會(huì)2Mp聾a掀，下管時(shí)應(yīng)將驅(qū)凍結(jié)管成垂吊弓式焊接，避免罰在接頭處彎曲房。球⑥灑、測斜：由于寒鉆孔太淺，鉆帝進(jìn)中不設(shè)測點(diǎn)頸，下完管后即蛾用燈光進(jìn)行成差孔測斜，劃出疫偏斜平面圖，蔬以便指導(dǎo)下孔凡鉆進(jìn)。膝⑦伶、試壓：測完左斜后即時(shí)將凍狀結(jié)管內(nèi)灌滿清眨水試壓驗(yàn)收，逃初試壓使力刑1.0Mp婆a拜，前五分鐘降拉壓值不大泊于冒0.05Mp股a說，再持徐續(xù)癥2抵5沾分鐘不降壓為焦合格。纏⑧逆、主鉆孔全部時(shí)施工完后，立椒即整理資料，收每發(fā)現(xiàn)終孔間調(diào)距超標(biāo)。必須食打補(bǔ)孔來補(bǔ)救臟，補(bǔ)孔質(zhì)量要率求同正孔。明⑨語、測溫孔施工勸：測溫孔施工鳴在孔間距較大濱的界面上，陰共銹3舅個(gè)。測溫孔深浪度、質(zhì)量同凍紅結(jié)孔，但不灌道水、不試壓。法⑩女、驗(yàn)收：孔全吃部施工完畢后道，對(duì)所有孔進(jìn)皂行重新試壓測哀深，以防相鄰笛孔打穿，如發(fā)澡現(xiàn)不合格項(xiàng)，撕應(yīng)采取相應(yīng)的侄補(bǔ)救措施。盞3.耽3革、致冷管道的哈安設(shè)負(fù)凍結(jié)孔成孔后紐就可及時(shí)安裝禁凍結(jié)管，凍結(jié)滑管采扣用恥Φ頑127×蒸4.5mm妖無縫鋼管，地窗面致冷供液管挎道按單排凍結(jié)浪孔串聯(lián)，然再溜采用并聯(lián)方式湯。詳見下圖所察示，令主供液管采震用竭Φ肉159×紫5mm燭無縫鋼管，回最液管亦采用同破樣方式反向設(shè)福置。致冷供液煉管道的安裝時(shí)壩須確保供液管奶道的密封性和峰隔熱性。謎3.斬4俊、凍結(jié)壁厚度獅的監(jiān)測轎凍結(jié)壁厚度是炕根據(jù)設(shè)計(jì)凍結(jié)欣壁的平均溫度饒來判定的，進(jìn)烏而可以指導(dǎo)隧晨道是否達(dá)到開射挖條件，而凍野結(jié)壁的平均溫干度可以相鄰單凡圈凍結(jié)孔的單碰圈凍結(jié)壁的溫坦度場交圈處的業(yè)溫度來反應(yīng)。跡①炊、測溫孔的平掉面布置勞測溫孔的平面刊布置詳見《測叔溫孔平面布置壇圖》圖，本工微程共計(jì)設(shè)食置盾4記個(gè)測溫孔。在恰凍結(jié)管內(nèi)分不團(tuán)同的高度，按籃地層巖石的分娘界面分別設(shè)置顆測溫點(diǎn)，測溫希點(diǎn)在測溫孔內(nèi)災(zāi)的布置詳見《性測溫孔剖面示器意圖》。穿②彈、測溫孔的設(shè)知置眨測溫孔也采用售地質(zhì)鉆機(jī)成孔礦，并在孔內(nèi)安炕裝滑Φ申127×運(yùn)4.5mm冊(cè)無縫鋼管，并吉在鋼管內(nèi)的不奏同高度設(shè)置溫洪度監(jiān)測點(diǎn)，測豎溫采陽用呀SY宜—帥2搏型測溫儀饞和殊P淚N唉結(jié)半導(dǎo)體溫度仿傳感器來量測拼。③、溫度監(jiān)測油凍結(jié)施工期間勢對(duì)整個(gè)凍結(jié)壁沒的溫度發(fā)展進(jìn)綱行了監(jiān)測，用嶺以修正凍結(jié)致懇冷的各種施工語參數(shù)，并按不燕同深度繪制溫左度閃—模時(shí)間曲線，下丸圖久是界1紀(jì)號(hào)測溫孔的銀1菌8臉米婦深度處的溫度尚—洗時(shí)間曲線，凍吸結(jié)壁在溫度達(dá)攜0財(cái)℃仙以前及達(dá)故0贊℃瓦以后，溫度下摘降的速率是相災(zāi)當(dāng)快的，但在餡0漠℃釋附近會(huì)維持相印當(dāng)長的一段時(shí)陪間，這與地層舅中的水從鵝0稅℃可變成蒸0管℃芹的冰會(huì)產(chǎn)生大各量的熱有關(guān)系環(huán)。而在維護(hù)凍仿結(jié)期間，凍結(jié)窗壁的溫度仍然箏呈下降趨勢，對(duì)并不會(huì)因隧道羽開挖散熱而失觸去控制。指3.真5率、開挖條件棒凍結(jié)壁是否形仙成、能否開挖妙要根據(jù)測溫孔拜的溫度資料，熊去回路鹽水溫坑度狀況等來綜脂合判定，本工繳程凍結(jié)壁的平稍均溫度達(dá)到叼-孫8掩℃匆,吉同時(shí)去回路鹽奮水溫差變化較宴為穩(wěn)定時(shí)，即捆可以開挖。同梢時(shí)在開挖過程木中，還須加強(qiáng)要測溫孔的溫度撇監(jiān)測和去回路驚鹽水的溫度監(jiān)呢測，并以此來至安排隧道掘進(jìn)企的循環(huán)進(jìn)尺和糖掘進(jìn)速度以及次維護(hù)凍結(jié)期的燥時(shí)間。晶3.剪6潔、凍結(jié)后隧道摩施工疑凍結(jié)達(dá)到開挖撒條件后，即可燕開始隧道內(nèi)掘龜進(jìn)施工，隧道滋開挖仍然采用描短臺(tái)階法施工牛，臺(tái)階長度控靠制呢在磚5裁～海7壇m旁，開挖循環(huán)進(jìn)許尺守1.0m刃，初期支護(hù)在勺開挖出碴完成融后立即進(jìn)行，系開挖暴露時(shí)間兇控制競在萬1低2遞小時(shí)以內(nèi)。巖松石部分仍采用內(nèi)微差控制爆破癢開挖，與正常狡區(qū)間隧道開挖旋相比，只是調(diào)逮整了裝藥量和擱炮孔深度。喂4濫、凍結(jié)法施工灶段噴砼施工抓在凍結(jié)段施工些期間，廣州地籍區(qū)的日平均氣童溫為蓮3波0頭℃朵以上，噴砼采迫用濕噴混凝土綢施工，混凝土鏟是在地面拌合予，拌合后的砼究成品溫度平均往為鬼4昌0檢℃險(xiǎn)，而凍結(jié)法施依工段的掌子面災(zāi)平均溫度于為塵0剃～躲4斯℃套，氣溫較低，丙需要解決砼在初較高溫度下拌度合，較低溫度被下使用的問名題。同時(shí)還須螺避免由于凍結(jié)膨低溫而產(chǎn)生的墾溫度應(yīng)力引起幫砼開裂的問題蒙。針對(duì)以上問拳題，對(duì)砼的配敗合比選擇進(jìn)行犧了對(duì)比試驗(yàn)，鈴最后確定采取障如下措施：侍①棕、增加水泥用僑量，以提高砼罰的強(qiáng)度保證率扭。創(chuàng)②征、摻入防凍劑奸，以提高砼的覺抗凍性能和提仰高早期強(qiáng)度。喝③隨、選用能適合禍較低溫度環(huán)境仇的速凝劑。引凍結(jié)段的砼施杜工配合比如下秧表所示：卵水泥比塊配合比下含砂率散(羞%)曬坍落度太(滔cm)展860糠4賢速凝劑和(膨%)鏈FDN-K閃D敲防凍劑軋(括%)照0.4緩皆臘齡突鴨亡52草18涂4.0膛2.5典5沉、凍結(jié)施工的談量測懷凍結(jié)施工期間澤，除進(jìn)行了溫島度監(jiān)測外，還榨進(jìn)行了如下項(xiàng)秀目的施工監(jiān)測心。廣5.宴1軍、地表沉降監(jiān)壟測軟在凍結(jié)施工區(qū)堡域內(nèi)共計(jì)設(shè)置號(hào)了版1饑0振個(gè)沉降觀測點(diǎn)潛，各點(diǎn)均顯示任了在凍結(jié)期間鷹的上漲，隧道患開挖時(shí)漲沉交伏替，停止凍結(jié)帝后開始下沉降次，總的沉降量適在供-10.5倍7千～懇37騰.40mm暮之間，凍結(jié)期次間上漲為凍結(jié)箭法的凍脹引起尋，開挖時(shí)交替勢漲沉為隧道開提挖引起的變形虧沉降和維護(hù)凍智結(jié)期間的凍脹葛引起，但總的算漲沉量不大，齊對(duì)隧道結(jié)構(gòu)和腥地面建筑物的撞影響均不大。肉5.塊2購、建筑物沉降惱觀測庭在凍結(jié)法施工課期間，在既某站大樓共計(jì)設(shè)置秧了質(zhì)1呈4夜個(gè)沉降觀測點(diǎn)滾，其連中稍J1-堪1汗～決J1-殖7適是長期觀測點(diǎn)嘩，在凍結(jié)施工盛前已開始觀測默，最大累計(jì)沉談降值爐為罷J1-木1雨計(jì)蜂16.30m郊m用，充分說明凍態(tài)結(jié)法對(duì)完某克大樓起到了保鋪?zhàn)o(hù)作用。建筑無物的沉降觀測湖未發(fā)現(xiàn)有凍脹挽的情況。輪5.殖3終、拱頂沉降找拱頂下沉觀測扒點(diǎn)共計(jì)設(shè)兔置顛1春6歇個(gè)，但由于施尺工中其他原因遞影響，僅褲有性2額個(gè)點(diǎn)測設(shè)了完貸整的觀測數(shù)據(jù)客，最大沉降量航為閑1.66mm柴，由于循環(huán)進(jìn)透尺控制在篩1.0m桿內(nèi)，初期支護(hù)橫及時(shí)緊跟，沉掘降量很小。煎5.取4珠、凈空收斂拿凈空收斂量測錘在凍結(jié)施工段融共計(jì)設(shè)置另了固8掌個(gè)斷面，最大醫(yī)累計(jì)收斂值為棚11.89m袋m汁。鏡5.伶5濁、隧道內(nèi)掌子丸面溫度監(jiān)測奪隧道施工期間假，對(duì)掌子面的仇溫度進(jìn)行了監(jiān)誘測，測得掌子杜面的最低溫度難為株0僻℃洋，為放炮后剛普暴露的掌子面限。開挖出碴和沫初期支護(hù)作業(yè)桶時(shí)，掌子面的燈溫度一般在響4辱℃頑左右。柜6倍、凍脹及融沉執(zhí)的控制措施番土層凍脹主要妄是土層中水結(jié)迎冰膨