旁通道凍結法技術規(guī)程完整

上海市工程建設規(guī)范旁通道凍結法技術規(guī)范TechnicalcodeforcrosspassageFreezingmethodDG/TJ08-902-2023J10851-2023主編單位：上海申通軌道交通研究征詢有限公司批準部門：上海市建設和交通委員會施行日期：2023年10月1日2023年上海1.總則1.0.1為了貫徹執(zhí)行工程建設的方針，政策，推廣應用在設計，施工中的各項行之有效的科研成果和經驗，保證地鐵建設工程凍結法施工質量，促進技術進步，做到經濟合理，安全可靠，特指定本規(guī)程。1.0.2本規(guī)程合用于上海地鐵建設中圓隧道旁通道應用鹽水制冷系統(tǒng)的凍結法技術的工程勘察，地層凍結設計，凍結壁形成及其檢測，凍結孔施工與凍結管質量，冷凍站制冷系統(tǒng)，掘砌及監(jiān)控德望可以方面。在設計及施工時，應嚴格執(zhí)行本規(guī)程的規(guī)定。1.0.3在旁通道地層凍結設計和掘砌施工中，應因地制宜，因時制宜，合理設計，精心施工，嚴格監(jiān)控，。在地層凍結設計時，應綜合考慮工程特性，周邊環(huán)境和工程地質條件及水位地質條件，選擇合理的凍結壁結構和凍結工藝。在旁通道掘砌施工中應做到地層凍結與掘砌的協(xié)調配合，保證施工安全。1.0.4采用凍結法施工的盾構進出洞加固，建筑基坑維護，隧道地基土加固和其他隧道旁通道施工等工程，可根據工程的特性和工程地質及水文地質條件，參考應用本規(guī)程。1.0.5采用凍結法施工的旁通道工程，除應符合本規(guī)程的規(guī)定外，還應符合國家和本市現(xiàn)行的有關標準，規(guī)范和規(guī)程。2術語2.0.1凍結法 groundfreezingmethod在施工地下構筑物之前，用人工制冷的方法，將構筑物周邊含水地層進行凍結，形成具有臨時承載和隔水作用并滿足工程施工安全需要的凍結壁，然后在凍結壁的保護下進行構筑物掘砌作業(yè)的一種施工工法。2.0.2鹽水制冷系統(tǒng)brinerefrigerationsystem以氯化鈣等鹽溶液為冷媒劑的間接制冷系統(tǒng)。采用鹽水制冷系統(tǒng)的凍結法施工技術簡稱鹽水凍結。2.0.3表土層soillayer 覆蓋于基巖露頭之上的第三紀，第四紀地層。凍結法一般用于含水表土層的加固。2.0.4凍土圓柱frozensoilcolumn凍結器與周邊含水地層發(fā)生熱互換并使周邊含水地層凍結所形成的近似圓柱的凍土柱。2.0.5凍結壁frozensoilwall用制冷技術在構筑物周邊地層所形成的具有一定厚度和強度的連續(xù)凍結巖土體，又稱凍土帷幕或凍土墻。凍結壁由兩兩相交的凍土圓柱組成，相鄰凍土圓柱的交界面稱凍結壁界面。2.0.6凍結壁厚度frozensoilwallthickness凍結壁壁面上任一點與另一壁面之間的最短距離。凍結壁厚度設計值在一般指在擬建構筑物開挖面外側凍結壁所要達成的最小厚度。2.0.7凍結壁平均溫度averagetemperatureoffrozensoilwall凍結壁任一截面溫度分布的平均值。凍結壁平均溫度設計值一般指擬建構筑物開挖面外圍凍結壁界面處所要達成的平均溫度。2.0.8凍結壁交圈時間frozensoilwallclosingtime從地層凍結開始至構筑物周邊重要凍結器布置圈上所有相鄰的凍結器多形成的凍土圓柱按設計規(guī)定完全相交所需要的時間。2.0.9凍結壁形成期formableperiodoffrozensoilwall從地層凍結開始至凍結壁形成達成設計規(guī)定所需的時間，也稱積極凍結期。2.0.10凍結壁維護期maintainableperiodoffrozensoilwall凍結壁形成達成設計規(guī)定后，為了保證構筑物掘砌過程中的安全，繼續(xù)向凍結器輸送冷量，以維持凍結壁滿足設計規(guī)定的一段期間。也稱維護凍結期。2.0.11人工凍土artificialfrozenground用人工制冷技術使含水地層降溫凍結所形成的凍土。2.0.12凍結站refrigerationplant在擬建構筑物附近集中安設制冷設備和設施的場合。凍結站重要有制冷劑（氟利昂等）循環(huán)系統(tǒng)，冷媒（鹽水等）循環(huán)系統(tǒng)，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及供電系統(tǒng)。2.0.13凍結孔freezehole按設計規(guī)定布置在構筑物周邊用于安裝凍結器的鉆孔，有垂直孔，水平孔，傾斜孔之分。凍結孔有時也泛指凍結器。凍結孔一般沿圍繞構筑物的環(huán)線布置，該環(huán)線稱凍結孔布置圈。2.0.14凍結器freezingapparatus安設在凍結孔內，用以循環(huán)冷媒劑并與地層進行熱互換的裝置。凍結器由凍結管和置于凍結管內的供液管等組成，凍結管規(guī)定導熱性好，不滲漏，一般采用無縫鋼管。2.0.15泄壓孔pressurereleasehole用來觀測和釋放土層水壓力的孔（管）?？梢酝ㄟ^觀測凍結壁圍護結構內泄壓孔水壓變化來判斷凍結壁是否交圈，通過泄壓孔泄水，排泥來緩減土層凍脹對周邊環(huán)境的影響。2.0.16溫度觀測孔temperaturemeasurementhole布置在凍結壁及凍結降溫區(qū)內，用于安裝溫度傳感器監(jiān)測不同時期地層溫度分布情況的鉆孔。測溫數(shù)據用來計算凍結壁擴展速度，凍結壁厚度和凍結壁平均溫度等凍結壁形成特性參數(shù)。2.0.17凍結孔間距aspacebetweentwoadjacentfreezeholes相鄰兩凍結孔之間的距離。凍結孔不同深度處的凍結孔間距一般也是不同的。相鄰凍結孔孔口之間的距離稱凍結孔開孔間距。實際施工完畢的凍結孔間距稱凍結孔成孔間距。2.0.18測斜deviationalmeasurement檢查凍結孔，溫度檢測孔，水位觀測孔在不同深度上的偏斜值和偏斜方位的工作。測斜應在鉆進施工中進行，并于成孔后再進行最終測量。2.0.19掘進步距（段長）drivagestepsize掘砌施工過程中，每個開挖與支護循環(huán)作業(yè)的掘進長度。2.0.20凍土壓力frozengroundpressure凍結壁作用于支護上的法向壓力的統(tǒng)稱，亦稱凍結壓力。凍結壓力為臨時荷載。2.0.21旁通道bypass地鐵隧道旁用于聯(lián)絡兩條地鐵隧道或安設隧道泵站的短隧道和硐室。旁通道一般有水平通道，集水井和水平通道與地鐵隧道連接的喇叭口三部分組成。3基礎資料3.1勘察資料3.1.1周邊地面環(huán)境及地下管線資料。重要應涉及周邊地面及地下的建筑物結構，設備，管線特性及其與擬建旁通道的位置關系，建筑物，設備和管線等特殊保護規(guī)定等。3.1.2勘察孔地質柱狀圖及相關描述。應涉及勘察孔位置，深度，勘察孔重要施工工藝及重要施工過程，勘察孔全深范圍內的土層分布圖，土層名稱，層頂標高，層厚，取樣點位置，土體性狀，包含物及物理特性等。勘察孔深度應不小于旁通道結構埋深的2.3倍。3.1.3含水層及地下水活動特性。應涉及含水層埋深，厚度，滲透系數(shù)，地下水水位及其變化幅度，以及含水層與地表水體的水力聯(lián)系等。當旁通道附近含水層地下水活動頻繁，地下水流速有也許超過5m/d時，還應提供該含水層的地下水流向，流速等資料。3.1.4土層的常規(guī)物理力學特性指標。重要涉及土層的密度，含水量，塑性指標，顆粒組成，內摩擦角和粘結力，膨脹量和承載力等。3.2凍土實驗資料3.2.1土層的熱物理特性指標。重要應涉及原始地溫，結冰溫度，導熱系數(shù)，比熱和凍脹率等。3.2.2凍土的物理力學特性指標。重要涉及抗壓強度，剪切強度，抗折強度，蠕變參數(shù)和融沉率等。3.3其他資料3.3.1旁通道結構施工圖。3.3.2其他與旁通道凍結法設計，施工有關資料。如：擬建旁通道附近隧道施工的有關情況，隧道內及端頭井附近的交通及場地條件，地區(qū)氣象資料等。4地層凍結設計4.1一般規(guī)定4.1.1地層凍結加固應在設計的時間內保證土方開挖和結構施工的安全，并使周邊環(huán)境和建筑物不受損害。4.1.2凍結壁宜作為臨時承載結構。當規(guī)定承載時間較長時，宜設立初期支護形成復合承載體系。4.1.3地層凍結設計應涉及以下內容。1.凍結壁結構方案比較與選擇。2.凍結壁的承載力和變形驗算（1類凍結壁除外）。3.凍結孔布置圖。4.凍結壁形成驗算。5.凍結制冷系統(tǒng)設計。6.對凍結壁的監(jiān)測與保護規(guī)定。7.也許對周邊環(huán)境和建筑物產生影響的分析。8.對周邊環(huán)境和建筑物的影響監(jiān)測與保護規(guī)定。4.1.4在地層凍結區(qū)域內有以下情況時，設計中應進行進一步分析并采用針對性措施：1.地下水流速大于5m/d，有集中水流或地下水水位有明顯（≥2m/d）波動；2.土層結冰溫度低于－2oC或有地下熱源也許影響土體凍結；3.土層含水量低也許影響土體凍結強度；4.用其他施工方法擾動過的地層；5.有其他也許影響地層凍結或地層凍結也許嚴重影響周邊環(huán)境的情況。4.1.5當凍結壁表面直接與大氣接觸，或通過導熱物體與大氣產生熱互換時，應在凍結壁或導熱物體表面采用保溫措施。4.1.6在凍結壁形成期間，凍結壁內或凍結壁外200m區(qū)域內的透水砂層中不宜采用降水措施。必須降水施工時，凍結設計應充足考慮降水產生的不利影響。4.1.7凍結壁的荷載計算1.凍結壁的荷載應涉及下列各項。（1）土壓力（2）水壓力（3）土方開挖影響范圍以內地面建筑物荷載，地面超載及其他臨時荷載。2.土壓力和水壓力對砂性土宜按水土分算的原則計算：對粘性土宜按水土合算的原則計算，也可按經驗公式計算。3.垂直土壓力按計算點以上覆土重量及地面建筑物荷載，地面超載計算；側向土壓力按積極土壓力計算，可采用郎肯土壓力理論計算；基底土反力可按積極土壓力計算，也可按靜力平衡計算。4.側向土壓力計算的經驗公式為Ps=KPt公式中Ps―――為側向土壓力，kpaPt―――為計算點的垂直土壓力，kpaK―――為側壓系數(shù)，一般取K=0.74.2凍結壁設計4.2.1凍結壁結構形式選擇1.凍結壁按其功能與規(guī)定分為三類，間表4.2.1。應根據凍結壁功能規(guī)定分類選擇不同形式和安全性能的凍結壁結構。表4.2.1凍結壁功能分類表類別功能與規(guī)定說明Ⅰ僅用于止水而無承載規(guī)定如巖石裂隙和混凝土界面縫隙止水Ⅱ僅用于承載而無止水規(guī)定如不透水粘性土層的加固Ⅲ既規(guī)定承載又規(guī)定止水如含水砂土層的加固與止水2.凍結壁結構形式選擇原則（1）凍結壁宜按受壓結構設計。（2）在含水砂性土層中應采用密封的凍結壁結構形式。（3）凍結壁的幾何形狀宜與擬建地下結構的輪廓接近，并易于凍結孔布置（4）凍結壁結構形式選擇應有助于控制土層凍脹與融沉對周邊環(huán)境的影響（5）對凍結壁有嚴格變形控制規(guī)定期，可采用“凍實”的凍結壁形式3.旁通道的通道部分可采用直墻圓拱凍結壁，集水井可采用滿堂加固或采用“V”字形凍結壁。4.開挖后凍結壁應設初期支護或內支撐，但凍結壁承載力設計仍按承受所有荷載計算。4.2.2凍結設計基礎參數(shù)擬定1.凍結壁平均度溫凍結壁平均溫度應根據凍結壁承受荷載大小（或開挖深度），凍脹融沉也許對環(huán)境導致的影響及工藝合理性擬定，在一般情況下可按表4.2.2－1選取。凍結壁承受荷載大，安全規(guī)定高的工程宜取較低的凍結壁平均溫度。表4.2.2－1凍結壁平均溫度設計參考值開挖深度Hjm<1212～30>30凍結壁平均溫度Tp°C－6～－8－8～－10≤－102.鹽水溫度與鹽水流量（1）鹽水溫度與鹽水流量應滿足在設計的時間內使凍結壁厚度和平均溫度達成設計值的規(guī)定。（2）最低鹽水溫度擬定應根據設計凍結壁平均溫度，地層環(huán)境及氣候條件擬定，在一般情況下可按表4.2.2－2選取。設計凍結壁平均溫度低，地溫高，氣溫低時宜取較低的鹽水溫度。凍結壁平均溫度Tp°C－6～－8－8～－10≤－10最低鹽水溫度Ty°C－26～－28－28～－30－30～－32（3）按下列規(guī)定控制鹽水溫度：積極凍結7天鹽水降至－18°C以下，積極凍結15天鹽水溫度降至－24°C以下（設計最低鹽水溫度高于－（4）開挖過程中，在保證凍結壁平均溫度和厚度達成設計規(guī)定且實測鑒定凍結壁安全的情況下，可適當提高鹽水溫度，但不宜高于－25°（5）開挖時，去、回路鹽水溫差不宜高于2°（6）凍結孔單孔鹽水流量應根據凍結管散熱規(guī)定、去、回路鹽水溫差和凍結管直徑擬定。凍結管內鹽水流動狀態(tài)宜處在層流與紊流之間。并聯(lián)的凍結孔單孔鹽水流量之和不得小于按式4.3.5－1計算的鹽水循環(huán)總流量。一般情況下凍結孔單孔鹽水流量可按表4.2.2－3選取，凍結管直徑大時取較大的鹽水流量。表4.2.2－3單孔鹽水流量設計參考值凍結孔串聯(lián)長度Lk,m≤4040~80>80單孔鹽水流量Qykm3/h3.0~5.05.0~8.0≥8.03.凍結管（1）凍結管應選用導熱和低溫性能好的材質，宜采用低碳鋼無縫鋼管。（2）凍結管外徑可選用Φ89～127mm，不宜小于Φ73mm，管壁厚度不宜小于5mm。4.2.3凍結壁厚度設計與強度檢查1.Ⅱ類和Ⅲ類凍結壁應按承載力規(guī)定設計凍結壁厚度。2.凍結壁內力宜采用通用力學計算方法計算。凍結壁的力學計算模型可按均質線彈性體簡化，其力學特性參數(shù)宜取設計凍結壁平均溫度下的凍土力學特性指標。3.開挖后應及時施工初期支護，凍結壁的空幫時間不宜大于24小時。4.按下列公式進行凍結壁的強度檢查，一般情況下可具體只進行抗壓、抗折和抗剪檢查。Kδ≤R(4.2.3)式中δ―――為凍結壁應力，MPa;R為凍土的強度指標，MPaK為安全系數(shù)，Ⅲ類凍結壁強度檢查安全系數(shù)按表4.2.3選取，Ⅱ類凍結壁強度檢查安全系數(shù)?、箢悆鼋Y壁的0.9倍。表4.2.3Ⅲ類凍結壁強度檢查安全系數(shù)項目抗壓抗折抗剪安全系數(shù)2.03.02.0有特殊規(guī)定期驗算凍結壁的變形。旁通道喇叭口處的凍結壁設計厚度不應小于0.8m，其他部位的凍結壁設計厚度不應小于1.4m。在凍結壁與隧道管片的交接面強度未經計算檢查時，凍結壁與隧道管片的交接面寬度不得小于喇叭口處的凍結壁設計厚度，且凍結壁界面上的最低溫度不得高于設計平均溫度。4.2.4凍結孔布置1.凍結孔布置參數(shù)涉及凍結孔成孔控制間距、凍結孔開孔間距、凍結孔孔位、凍結孔深度和凍結孔偏斜精度規(guī)定等。凍結壁形成參數(shù)涉及凍結壁交圈時間、預計凍結壁擴展厚度和凍結壁平均溫度等。2.凍結孔成孔控制間距應按設計凍結厚度、凍結壁平均溫度、鹽水溫度和凍結工期規(guī)定等擬定，布置單排凍結孔時凍結孔成孔控制間距可按表4.2.4－1選取，但不宜大于凍結壁設計厚度。多排凍結孔密集布置時，內部凍結孔成孔控制間距可取邊孔的1.2倍。表4.2.4－1單排凍結孔成孔控制間距設計參考值凍結孔類型水平或傾斜凍結孔豎直凍結孔凍結孔深度H(m)≤1010～3030～60≤4040～100凍結孔成孔控制間距Smax,mm1100～13001300～16001600～20231200～14001400～1800凍結孔偏斜精度規(guī)定可按表4.2.4－2選定。表4.2.4－2凍結孔偏斜精度規(guī)定凍結孔類型水平或傾斜凍結孔豎直凍結孔凍結孔深度H(m)≤1010～3030～60≤4040～100凍結孔最大偏斜Rp,mm150150～350350～600150～250250～400凍結孔開孔間距不宜大于凍結孔成孔控制間距與凍結孔最大偏斜之差。當布置單排凍結孔在規(guī)定凍結工期內達不到設計凍結壁厚度和平均溫度時，應布置多排凍結孔凍結。凍結孔宜均勻布置并避開地層中的障礙物。在隧道管片上布置凍結孔時，開孔位置應避開管片接縫、螺栓口，并且宜避開鋼筋混凝土管片主筋和鋼管片肋板。凍結孔深度可按下式擬定Lks=Lsj+L0+L1（4.2.4－1）式中Lks――――為凍結孔深度，mLsj――――為從凍結孔孔口到凍結壁設計邊界的距離，mL0――――為不能循環(huán)鹽水的凍結管端部長度，mL1――――為凍結管端部凍結削弱影響深度，m碰到對側隧道管片而不能循環(huán)鹽水的凍結管端部長度不得大于150mm.應在凍結孔未穿透管片的隧道管片內表面敷設冷凍排管，以補強凍結壁與隧道管片的交界面。冷凍排管的敷設范圍不應小于凍結壁設計厚度，冷凍排管的內徑不應小于30mm，管間距不應大于0.5m。當只需要加固地層深部土體時，可采用淺部凍結管保溫或下雙供液管的方法進行局部凍結。4.2.5凍結壁形成預計1.凍結壁擴展厚度可按下式計算Eyj=Vdpt式中Eyj―――為預計凍結壁厚度，m；Vdp為凍結壁平均擴展速度，m/dt―――為凍結時間，d.凍結壁平均擴展速度可按表4.2.4－3選取或采用通用計算方法計算。表4.2.4－3單排孔凍結壁（或凍土圓柱）擴展速度設計參考值凍結時間t（d）2030405060凍結壁平均擴展速度vdp(mm/d)3428242220如為密集布孔，內部凍結孔之間的凍結壁擴展速度可比上表給出的設計參考值增長5％～20％。凍結壁交圈時間可按下式估算tjp=smax/vdp式中tjp――――為預計凍結壁交圈時間，dSmax―――為凍結孔成孔控制間距，m;Vdp―――為凍結壁平均擴展速度，m/d。凍結壁形成期應不小于預計凍結壁厚度和平均溫度達成設計規(guī)定的時間。凍結壁交圈后的溫度分布可簡化為定常溫度場計算。凍結壁擴展過程和平均溫度可采用通用數(shù)值方法或通用經驗公式計算。4.2.6隧道管片保溫1.在凍結壁附近隧道管片內側應敷設保溫層。保溫層敷設范圍不得小于設計凍結壁邊界外2m。2.隧道管片保溫層應采用導熱系數(shù)和吸水率小，阻燃性好的保溫材料。導熱系數(shù)應不大于0.04W/mh,吸水率應不大于2％。可采用聚氨脂、橡塑、聚苯乙烯和聚乙烯軟質泡沫等保溫材料。保溫層厚度不應小于30mm，在一般情況下可取30～50mm。3.宜采用現(xiàn)場噴涂施工的聚氨脂發(fā)泡保溫層。采用保溫板材時，應采用專用膠水將保溫板密貼在隧道管片上，板材之間搭接寬度不得小于150mm。4.3制冷系統(tǒng)設計4.3.1制冷能力計算1.凍結管吸熱能力按式4.3.1－1計算Qg=qA（4.3.1－1）式中Qg―――為凍結管吸熱能力，kJ/hq―――為凍結管吸熱系數(shù)，可取1047～1172kJ/m2hA―――為凍結管總表面積，m2。凍結站所需制冷能力按式4.3.1－2計算Qz=mQg(4.3.1-2)式中Qz―――為計算制冷能力，kJ/hm―――為冷量損失系數(shù)，可取m=1.1～1.2。4.3.2冷凍機制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝溫度高于冷卻水循環(huán)系統(tǒng)得出水溫度3～5oC。制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度低于設計最低鹽水溫度5～7oC。由計算制冷能力、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝溫度、蒸發(fā)溫度擬定冷凍機的型號與數(shù)量。選定冷凍機的總制冷能力不得小于計算制冷能力，并應考慮足夠的備用。4.3.3鹽水1.地層凍結用鹽水（冷媒劑）可采用氯化鈣水溶液。2.氯化鈣水溶液的凝固點應低于設計鹽水溫度8～10oC，比重不宜高于1.27。3.鹽水中可摻加氫氧化鈉或重鉻酸納以減輕鹽水對金屬的腐蝕。4.氯化鈣水溶液應充滿循環(huán)系統(tǒng)中所有的容器和管路。氯化鈣用量按下式計算擬定。G=1.2g(V1+V2+V3)/ρ(4.3.3)G―――氯化鈣用量，kgg―――為單位鹽水體積固體氯化鈣含量，kg/m3；ρ―――為固體氯化鈣純度，一般無水氯化鈣取96％，警惕氯化鈣取70％；V1――――為凍結器內鹽水體積，m3V2―――為干管及集、配集液圈內鹽水體積，m3；V3―――為蒸發(fā)器和鹽水箱內鹽水體積，m3。4.3.4鹽水管路1.按鹽水流速計算供液管、干管和配集液管管徑。鹽水在凍結器環(huán)形空間的流速宜為0.1～0.3m/s，在供液管中的流速宜為0.6～1.5m/s，在干管及配集液管中的流速宜為1.5～2.0m/s。2.鹽水干管及配集液管可選用普通低碳鋼無縫鋼管或焊接鋼管，管壁厚度不宜小于4.5mm。供液管可選用鋼管或聚乙烯增強塑料管，供液管接頭必須有足夠強度以防斷裂。3.在鹽水干管中可安裝軟接頭以減小溫度應力和制冷設備運轉引起的震動。4.3.5鹽水泵1.鹽水循環(huán)總流量應按下式計算W=Qr/Δt×γ×c（4.3.5－1）式中W―――為鹽水泵循環(huán)計算總流量，m3；Qr－―――為計算制冷能力，kJ/h;Δt―――為去回路鹽水溫差，℃，一般取Δt＝1～2℃γ―――為鹽水密度，kg/m3c―――為鹽水比熱，kJ/kg℃.鹽水泵揚程應按下式計算Hc=1.15(h1+h2+h3+h4)+h5+h6+h7（4.3.5－2）式中Hc―――為鹽水泵計算揚程，m;h1―――為鹽水干管和集配液圈中的壓力損失，m；h2―――為供液管中的壓頭損失，m；h3―――為凍結器環(huán)形空間的壓頭損失，m；h4―――為鹽水管路中彎頭、三通、閥門等局部阻力，取值為（h1+h2+h3）的20％，m；h5―――為鹽水泵的壓頭損失，3～5m；h6―――為封閉式循環(huán)系統(tǒng)中回路鹽水管高出鹽水泵的高度，一般取1.5m；h7―――為蒸發(fā)器內的鹽水壓頭損失，m.其中，h1+h2+h3＝(λL/d)×(ω2/2g),λ=0.3164/Re?(紊流)，λ=64/Re(層流)，Re＝ω·d·γ/(μ·g)式中d―――為鹽水管的直徑，m；L―――為鹽水管的長度，m；g―――為重力加速度，9.81m/s2ω―――為鹽水流速，m/s；γ―――為鹽水流動阻力系數(shù)；R2為雷諾數(shù)；μ―――為鹽水動力粘度系數(shù)，Pa·s。鹽水泵電動機功率按下式擬定N=1.25·W·Hc·γ/(102×3600×η1·η2)(4.3.2-3)式中η1―――為鹽水泵的效率，取0.75；η2－――為電動機的效率，取0.85。按鹽水循環(huán)計算總流量、鹽水泵揚程和電機功率選擇水泵型號和臺數(shù)，配備鹽水泵在計算揚程下的總流量不得小于計算流量，并應設足夠的備用泵。4.3.6冷卻水凍結站冷卻水總循環(huán)量按下式計算W0=W1+W2（4.3.6－1）式中W0―――為冷卻水計算總循環(huán)量，m3/h；W1―――為冷凝器冷卻水用量，m3/h；W2―――為冷凍機冷卻水用量，m3/h；其中采用殼管式冷凝器的冷卻水用水為W1=Q2/(1000·Δt)式中Q2―――為凍結站總制冷能力，kJ/h；Δt―――為冷凝器進出水溫差，℃，取Δt＝3～5℃采用蒸發(fā)式冷凝器時的冷卻水用量和冷凍機的冷卻水用量由廠家提供。2.補充水量W3=W0(t2-t1)/(t2-t0)(4.3.6-3)式中W3―――為補充水量，m3/h；t2―――為冷凝器出水溫度，℃；t1―――為冷凝器進水溫度，℃；t0―――為補充水溫度，℃；應安裝冷卻塔以減少補充水量。3.冷卻水宜采用生活用水，水溫宜低于28℃4.冷卻水循環(huán)泵按冷卻水計算總循環(huán)量選擇冷卻水循環(huán)泵型號和臺數(shù)，水泵揚程以12～20m左右為宜。冷卻水循環(huán)泵應有足夠備用。4.3.7低溫容器及管路保溫1.必須保溫的低溫容器和管路有：制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的中壓，低壓容器和管路、鹽水箱、鹽水干管和配集液管等。2.保溫層敷設應使其外表面溫度比環(huán)境露點溫度高2℃3.保溫層宜采用聚苯乙烯等泡沫塑料制品，導熱系數(shù)宜小于0.17kJ/m·h·℃。4.所有低溫容器、管路的保溫層均應鋪設防潮層。5.保溫層設計除符合以上標準外還應適應符合《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》GB50264。5.凍結孔與凍結器5.1凍結孔5.1.1凍結孔的開孔位置、偏斜值、成孔間距及深度應符合設計規(guī)定。5.1.2應根據隧道的允許空間搭設凍結孔施工平臺，平臺應牢固平整，并符合有關技術規(guī)程的規(guī)定。凍結孔施工平臺搭設應有助于凍結孔成孔設備移位和固定。5.1.3凍結孔成孔方法可選用跟管鉆進法、夯管法和頂管法等施工方法。在地層沉降控制規(guī)定高的地層中應用鉆進法時，宜實行干鉆鉆進。5.1.4在隧道管片上施工凍結孔時，必須先安裝帶法蘭和旁通的孔口管?？卓诠芤瞬捎玫吞间摕o縫鋼管，孔口管內徑宜大于凍結管外徑10～20mm，管壁厚度宜為5～7mm。安裝在混凝土管片上孔口管管端應加工長度不小于200mm的魚鱗扣。5.1.5在鋼管片上應采用焊接方法固定孔口管，焊縫高度不得小于孔口管管壁厚度。在混凝土管片上，應先用取芯鉆機鉆進深220～300mm、直徑大于孔口管管徑約2～4mm的鉆孔，然后插入纏上麻絲的孔口管，并用不少于3個膨脹螺栓與隧道管片固定。孔口管插入鉆孔深度不得小于200mm，與鉆孔配合要緊密，不滲漏，必要時可用壓漿法在孔口管與鉆孔之間充填水泥――水玻璃漿液、固定孔口管用膨脹螺栓直徑不得小于12mm，膨脹螺栓與孔口管之間用等直徑鋼筋焊接。5.1.6凍結孔開孔位置誤差不得大于凍結孔允許最大偏差斜值，并不宜大于100mm。凍結孔開孔間距誤差不得大于150mm?？卓诒仨毐荛_隧道管片接縫，并宜避開混凝土管片主筋和鋼管片肋板。5.1.7用經緯儀和羅盤擬定開孔傾角和方位角。羅盤和經緯儀在開工前和施工過程中必須進行檢查校核，保證其精確。5.1.8應在孔口管上安裝閥門和孔口密封裝置后再用鉆機鉆透隧道管片（二次開孔）。5.1.9跟管鉆進或夯（頂）進凍結管時，孔口密封裝置與凍結管之間不得漏水漏泥。如采用濕鉆鉆進，循環(huán)液應從孔口管上的旁通排出，并應控制排出土體體積不大于凍結孔體積。5.1.10用鉆進法施工凍結孔時，在粘土或淤泥等不透水地層中可采用清水鉆進；在流砂或粉土層中應采用泥漿鉆進，并根據地層情況調整泥漿成分、配比、防止鉆孔塌孔引起地層沉降。5.1.11在施工凍結孔時，如排出土體體積大于凍結孔體積，應立即用水泥漿或水泥――水玻璃雙液進行注漿補償。5.1.12凍結孔施工過程中應及時測斜。對于深度小于20m的凍結孔可采用經緯儀燈光測斜，對于深度大于20m的凍結孔，應采用水平陀螺測斜儀等方法測斜；對于深度小于20m的凍結孔，可在成孔后再進行測斜，對于深度大于20m的凍結孔，在施工時應每隔10～15m測斜一次。5.1.13施工凍結孔時可采用以下偏斜措施。1.根據實際開孔誤差調整凍結孔施工方位，以減小凍結孔的最大偏斜值。2.間隔施工凍結孔，必要時通過調整中間凍結孔的施工軌跡，減小凍結孔最大成孔間距，使凍結孔間隔均勻。3.準擬定出開孔孔位、方向，并在隧道兩幫布點，采用拉線方法校驗，控制凍結孔方向。4.先施工穿透旁通道兩端隧道的透孔，驗證隧道管片上預留洞門的相對位置。當兩預留洞門相對位置偏差大于100mm時應修正凍結孔設計方位。5.在施工第一個凍結孔時，檢查地質，水文情況，根據施工情況優(yōu)化凍結孔施工工藝參數(shù)。6.保證凍結管加工質量，先配管確認凍結管連接順直后再用于施工。7.在開始鉆進或下入凍結管時，應反復檢查鉆桿或凍結管的方位與傾角，保證孔口段凍結管方位滿足設計規(guī)定。8.對于深度較大的凍結孔，開孔段預設0.5～1°的上仰角。9.其他防偏、糾偏專用技術。5.1.14可采用在凍結孔成孔間距超限的兩凍結孔中間增長布置凍結孔的方法使凍結孔成孔間距滿足設計規(guī)定。5.1.15凍結孔成孔后根據測斜數(shù)據繪制喇叭口、集水井等關鍵部位的凍結孔成孔偏斜圖。5.1.16應在所有凍結孔驗收合格后拆除鉆機。5.2凍結管5.2.1凍結管材質和規(guī)格擬定應符合4.2.2條的規(guī)定不得采用焊接鋼管。當采用跟管鉆進時，凍結管管壁厚度不宜小于8mm，采用夯管時，凍結管管壁厚度不宜小于6mm。管壁厚度不宜大于10mm。5.2.2凍結管接頭可采用螺紋連接和加內襯管對焊連接。凍結管接頭強度不宜小于母管強度60％。跟管鉆進時凍結管連接宜采用螺紋接頭并用焊接補強、密封接頭縫，夯管時凍結管宜采用帶襯管的對焊接頭。5.2.3當需要拔管或預計凍結壁變形大，有也許引起凍結管斷裂時，凍結管接頭強度應不小于母管強度的80％，并宜采用加內襯管的對焊連接接頭。5.2.4凍結管材及接頭內襯管的材質應一致，管端要留坡口，選用焊條應與管材材質相匹配，焊縫要飽滿且與管壁齊平。凍結管焊接后，焊縫應冷卻5～10min后下入地層。5.2.5凍結管管材及連接要順直，不得有明顯彎曲。5.2.6凍結管下入地層深度不得小于設計深度，每節(jié)凍結管材應有長度及順序編號記錄。凍結管管口露出孔口管不應小于100mm。5.2.7嚴禁凍結管內有任何雜物。5.2.8凍結管下入地層后必須進行試壓。實驗壓力應為凍結工作面鹽水壓力的1.5～2倍，經試壓30min壓力下降不超過0.05MPa,再延續(xù)15min壓力保持不便為合格。5.2.11凍結管周邊不得漏水漏泥，否則應采用注漿方法封堵。5.2.12漏管解決1.試壓不合格的凍結管必須進行解決達成密封規(guī)定后方可使用。無法解決時應補孔。2.對于向下傾斜的凍結管漏管，可以在漏管中下入小直徑凍結管，并在小直徑凍結管外側充滿清水或泥漿。小直徑凍結管的內徑不應小于48mm，下小直徑凍結管的凍結孔不得相鄰，下小直徑凍結管的凍結孔數(shù)不得多于凍結孔總數(shù)的5％。小直徑凍結管的下放深度和耐壓必須符合設計規(guī)定。3.水平或向上傾斜的凍結管漏管不得采用下小直徑凍結管的方法解決。5.3供液管5.3.1供液管可采用聚乙烯增強塑料管或鋼管。供液管的管徑與壁厚可按表5.3采用，供液管內和供液管與凍結管間隙的鹽水流動速度宜滿足4.3.4條1款的規(guī)定。表5.3供液管的管徑與壁厚供液管品種外徑（mm）壁厚（mm）焊接鋼管≥383~4聚乙烯增強塑料管≥40≥5供液管下入凍結管時連接應牢固、嚴密，并應下放到凍結管管底。供液管管端應留有斷面不小于供液管斷面積的回水通道。5.4質量驗收5.4.1應按設計和有關標準、規(guī)范規(guī)定對凍結孔實際開孔孔位、凍結管下入地層深度、凍結管和供液管的材質、規(guī)格、接頭方式、凍結管耐壓和凍結孔成孔間距等進行驗收。凍結管和供液管的材質、規(guī)格、接頭方式，凍結管和供液管深度，凍結管耐壓，以及凍結孔成孔間距經驗收合格后，方可使用。6.凍結站6.1凍結站位置6.1.1凍結站位置可選擇在地鐵車站地面廣場、車站地下平臺或凍結工作面附近的隧道內。6.1.2凍結站廠房防火應符合《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16的規(guī)定。6.1.3凍結站應通風良好，采用冷卻塔散熱時，冷卻站要加強通風排熱，必要時可安裝軸流風機強制通風。6.1.4凍結站設在地面時，制冷系統(tǒng)的高壓部分應避免陽光直曬。6.2凍結站安裝6.2.1凍結站制冷設備、鹽水泵、冷卻水泵及管路系統(tǒng)的安裝，執(zhí)行《制冷設備、空氣分離器安裝工程施工及驗收通用規(guī)范》（GB50231）及《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》（GB50235）中的有關規(guī)定。配電系統(tǒng)安裝及調試執(zhí)行《電氣裝置安裝工程盤柜及二次線施工驗收規(guī)范》（GBJ50171）規(guī)定。6.2.2凍結站采用的設備、壓力容器及管道閥門必須清洗干凈并經壓力實驗合格。浮球閥、液面指示器、安全閥等安裝前應進項靈敏性實驗。6.2.3在冷卻水源水質不符合冷凝器等設備的使用規(guī)定期，應安設冷卻水水質解決裝置，提高冷卻效率。6.2.4凍結站鹽水系統(tǒng)的管路應采用低碳無縫鋼管，彎頭、法蘭盤采用耐低溫的碳素鋼制作。6.2.5凍結器宜采用串、并聯(lián)方式分組與配、集液圈連接，每組串聯(lián)凍結器長度宜適中并基本一致，以保證各凍結器鹽水流量均勻并滿足設計規(guī)定。凍結器與配、集液圈之間宜用軟管連接，軟管在工況溫度下耐壓不應低于1MPa。在凍結器與配、集液圈之間的連接管路上應安裝控制閥門和溫度測點，管路連接應便于安裝流量計檢測單孔鹽水流量。6.2.6鹽水循環(huán)系統(tǒng)最高部位處應設立排氣閥，鹽水箱應安設鹽水液面可視自動報警系統(tǒng)，干管上及位于配液管首尾凍結器的供液或回液管上，應設立流量計。6.2.7管路上的測溫孔插座位置、尺寸及角度應符合有關規(guī)定和設計規(guī)定。6.2.8冷凍站制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、鹽水干管、配集液管的密封性實驗，按下列規(guī)定進行。1.鹽水管路系統(tǒng)必須進行壓力實驗，實驗壓力不得小于凍結工作面鹽水壓力的1.5倍。并連續(xù)15min壓力不下降為合格。2.冷凍站機充制冷劑前，制冷系統(tǒng)各部位必須進行試漏檢查，并應符合表6.2.8的規(guī)定或設備說明書的規(guī)定。部位高壓系統(tǒng)低壓系統(tǒng)試壓表壓力（MPa）14.6～1.81.2表6.2.8試漏壓力6.2.9凍結站管路密封性實驗合格后，對制冷系統(tǒng)的低壓、中壓容器、管路及鹽水箱、鹽水干管、配集液管等必須按設計規(guī)定鋪設保溫層和防潮層，并對制冷系統(tǒng)按統(tǒng)一規(guī)定的顏色刷漆。6.3冷凍站運轉6.3.1冷凍站正式運轉前。應對冷卻水、冷媒劑及制冷劑系統(tǒng)進行試運轉，各系統(tǒng)應達成設計規(guī)定。1.冷卻水系統(tǒng)：補充水量、水溫及水質應達成設計規(guī)定，循環(huán)水系統(tǒng)運轉正常。2.鹽水系統(tǒng)：鹽水濃度及總流量應達成設計規(guī)定，循環(huán)系統(tǒng)正常運轉，空氣放凈，無雜物堵塞。3.冷卻水、鹽水系統(tǒng)試運轉后可充制冷劑。在正式充制冷劑前應進行試充，系統(tǒng)壓力應控制在0.2～0.3MPa，用專用儀器檢漏，合格后才干正式充制冷劑。制冷劑充量應達成設計規(guī)定。6.3.2冷凍站正式運轉應具有的條件。1.在充制冷劑過程中，制冷劑、鹽水、冷卻水系統(tǒng)應運轉正常，鹽水溫度逐漸下降。2.配電系統(tǒng)應能連續(xù)正常供電。3.冷凍站內滅火器材、防毒面具、防雷裝置、電器接地等安全設施應齊全。4.冷凍機易損件、儀表和冷凍機油均應有足夠備用。6.3.3冷凍站正常運轉應符合下列條件。1.制冷劑、鹽水、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)溫度、流量、壓力應正常，通過3～7天鹽水溫度應逐漸下降并達成設計規(guī)定，各凍結器回液溫度正常、基本一致，頭部、膠管結霜均勻。2.制冷劑冷凝壓力和蒸發(fā)壓力應與冷卻水溫度、鹽水溫度相相應。3.冷媒溫度比制冷劑蒸發(fā)溫度應高5～7℃，冷凝溫度應高于冷卻水溫度3～54.冷卻水進出水溫差宜為3～5℃5.鹽水去回路溫差；積極凍結期宜為1～4℃；開挖期間不宜大于26.3.4冷凍站應有運轉日記，涉及下列內容。1.冷凍機及起輔助設備中的溫度、壓力、流量、液位、電流、電壓等的紀錄，運轉日記，每次制冷劑充量及冷凍潤滑油加油量的記錄。2.冷媒泵班運載日記，冷媒泵壓力、流量、冷媒箱水位及溫度的班記錄。3.配集液管冷媒溫度，凍結器頭部冷媒溫度，以及凍結器頭部膠管結霜情況的班記錄。4.補充水及循環(huán)水水泵班運轉日記，補充水的流量及水溫，冷凝器進、出水溫度及流量的班記錄。6.4停凍6.4.1在開挖期間不得停止或減少凍結孔供冷。如因施工需要停止個別凍結孔供冷時，應分析對凍結壁整體穩(wěn)定性的影響，并制訂相應技術措施，保證開挖與旁通道結構施工安全。6.4.2入在積極凍結期間發(fā)生短暫停凍，應按停凍時間的2倍相應延長積極凍結時間。6.4.3旁通道主體結構施工結束后可停止凍結，拆除制冷設備和管路。7.凍結壁檢測與判斷7.1測溫孔布置7.1.1在與旁通道相接的隧道內均應設立測溫孔監(jiān)測凍結壁厚度、凍結壁平均溫度、凍結壁與隧道管片界面溫度和開挖區(qū)附近地層凍結情況。7.1.2測溫孔宜布置在凍結孔間距較大的凍結壁界面上或預計凍結薄弱處。7.1.3檢測凍結壁厚度的測溫孔不得少于2個，在凍結壁內、外設計邊界上均應布置測溫孔，測溫孔深度應不小于2m。檢測凍結壁平均溫度的測溫孔不宜少于4個，在凍結壁內。外設計邊界和凍結壁中部均應布置測溫孔。在凍結壁的上、下設計邊界上均應布置1個以上測溫孔，深度應不小于2m。在集水井中部應布置1個以上測溫孔，深度應與附近的凍結孔深度一致。檢測凍結壁與隧道管片界面溫度的測溫孔深度應進入地層不小于0.1m。7.1.4測溫孔內應安裝測溫管，測溫管宜采用品有良好導熱性的鋼管，且不得滲漏。測溫管規(guī)格以能安裝測點為宜。7.2測溫孔檢測7.2.1測點布置應遵循以下原則。1.測點的布置應滿足判斷凍結壁形成質量的規(guī)定。2.在凍結壁最薄弱的部位應有測點。3.在測定凍結壁與隧道管片界面溫度時，應在界面里外兩側各布置1個測溫點，通過插值方法擬定界面處溫度。4.測點布置應能滿足凍結、開挖構筑及融沉注漿施工的其他規(guī)定。7.2.2溫度測量精度應達成±0.5℃7.2.3測溫管內安裝測溫電纜和測溫元件后，管口應進行密封和保護，防止測溫元件及電纜被移位，損壞。7.2.4在開始凍結前應測量原始地溫。從開始凍結至試挖，所有測點溫度應每隔12～24h觀測一次以上，在開挖和結構施工期間，所有測點每隔4～12h觀測一次以上；停凍后至凍結壁所有融化期間宜每隔1～3d測量一次，監(jiān)測點可以適當減少。凍結壁所有化凍后可停止溫度監(jiān)測。7.2.5在凍結壁解凍期間，可在旁通道內布置測溫孔檢測凍結壁溫度回升和解凍情況。7.2.6所有溫度檢測應有原始記錄，并有觀測者簽字。并應根據溫度檢測結果定期分析凍結壁的形成情況，評價凍結壁形成的質量與安全性。7.3泄壓孔及其他檢測工作7.3.1在與旁通道相接的隧道管片上均必須布置2個以上泄壓孔。7.3.2泄壓孔應布置在開挖區(qū)非凍土內，泄壓孔應貫通開挖區(qū)內的透水層，并宜進一步地層0.3m以上。7.3.3泄壓孔孔徑不宜小于38mm。泄壓孔孔口應按安裝壓力表和用于泄水的旁通道和控制閥門。壓力表的精度應達成±0.02MPa以上。7.3.4在凍結站運轉前，必須檢測地層初始水壓，并與泄壓孔附近地水文勘察資料比較，發(fā)現(xiàn)異常必須查明因素并及時進行解決，保證泄壓孔暢通。7.3.5凍結站運轉前期，應每隔12～24h觀測一次地層水壓。水壓開始上漲后，應每隔6～12h測量一次以上。所有觀測應有原始記錄，并有當事人簽字。7.3.6泄壓孔水壓上漲超過初始壓力0.2MPa時應放水泄壓，如泄壓孔中有水成線流連續(xù)流出，應立即關閉閥門，繼續(xù)觀測。7.3.7對凍結器供冷發(fā)生異?；騼鼋Y效果難以擬定的部位應打探孔檢測凍結壁溫度或檢測開挖區(qū)內土體的穩(wěn)定情況。7.3.8在開挖過程中，應檢測開挖面四周的凍結壁溫度、凍土進入開挖面厚度和凍結壁的收斂情況，檢測頻率宜為每個掘砌循環(huán)一次。7.4質量驗收7.4.1泄壓孔水壓應升高至超過初始水壓0.1MPa以上，打開泄壓孔無水連續(xù)流出（少量滴水除外），泄壓孔壓力上漲超過7天。7.4.2如泄壓孔水壓無升高，應查明有凍結壁不交圈之外的因素，并且規(guī)定打開泄壓孔后24h以上無水流出，積極凍結時間不少于設計規(guī)定。7.4.3根據測溫孔實測溫度計算的凍結壁厚度、凍結壁平均溫度和凍結壁與隧道管片界面溫度均應滿足設計規(guī)定。8.凍結工程收尾工作8.1冷凍站拆除8.1.1冷凍站拆除時，宜回收鹽水，嚴禁任意排放污染環(huán)境。8.1.2拆除設備。管路應有技術措施，設備、容器應清洗、防腐后入庫。8.2凍結管充填8.2.1停凍后應盡快割除隧道管片上的孔口管和凍結管，防止孔口管和凍結管周邊凍結壁解凍漏水?；炷了淼拦芷细畛卓诠芑騼鼋Y管深度應進入管片不小于60mm。8.2.2應對遺棄在地層中的凍結管進行充填。充填時要排除凍結管內鹽水。8.2.3充填凍結管材料應采用M10以上水泥砂漿或C15以上混凝土，充填凍結管長度應不小于管口以內1.5m。8.2.4混凝土管片上割除孔口管或凍結管后留下的孔口用速凝堵漏劑封堵，并預埋注漿管進行注漿堵漏。8.2.5鋼管片上的孔口應焊接厚度不小于12mm鋼板，然后按設計用混凝土填滿鋼管片格倉。8.2.6凍結管充填和封孔應有原始記錄。8.3技術檔案8.3.1整理下列設計施工資料，建立技術檔案：1.地質檢查孔地質報告；2.地層凍結設計、施工及冷凍站運轉資料；3.構筑物結構設計圖、開挖構筑物施工有關資料；4.凍結管充填和封孔資料。9.開挖與構筑9.1隧道支撐和防護門9.1.1在旁通道開挖時，應按旁通道結構設計規(guī)定安裝隧道支撐。在旁通道結構設計無明確規(guī)定期，可以按以下規(guī)定設計和安裝隧道支撐。1.隧道內每個旁通道預留口設2榀隧道支撐，分別安裝在洞口兩側的第一條隧道管片環(huán)縫處。2.每榀隧道支撐設7～8個支撐點均勻地支撐隧道管片上，每個支撐點能提供最大到500KN的支撐力。3.支撐上半部的4～5個支撐點上安裝最大頂力500KN的千斤頂以調整支撐力。4.隧道支撐框架用型鋼制作，應滿足有關鋼結構設計規(guī)范規(guī)定。5.隧道支撐安裝偏離隧道管片環(huán)縫處截面不宜大于20mm。6.安裝好隧道支撐后頂實千斤頂，但每個千斤頂?shù)捻斄Σ坏么笥?00KN，且每個千斤頂?shù)捻斄σ?guī)定基本均勻。7.根據實測隧道收斂變形調整各個千斤頂?shù)捻斄?，收斂大的部位?guī)定千斤頂力大，不收斂的部位千斤頂不加力。隧道收斂達成報警值10mm時千斤頂頂力達成設計最大值500KN.8.如千斤頂頂力達成設計最大值后隧道仍繼續(xù)收斂，則應采用其他措施加強隧道支撐。9.1.2在施工范圍內有透水的砂性土層時，應在開挖側通道預留洞口上安裝應急防護門。防護門設計、安裝與使用應符合以下規(guī)定。1.防護門應能靈活開關，關閉后應能承受安裝位置的地下水壓，有效阻止旁通道內水、土流出，啟動后不得影響正常的開挖和結構施工。2.在防護門上應安設壓風管、排風管、注漿管及控制閥門，并配備風量不小于6m33.防護門可安裝在旁通道預留洞口隧道鋼管片上。防護門結構設計和安裝應符合相關規(guī)范的規(guī)定。4.安裝好防護門后應進行氣密性實驗，規(guī)定在不斷空壓機時實驗氣壓能保持在設計值。5.防護門開關應便于人工操作，緊固螺栓、風管及連接件、扳手等配件及操作工具應準備到位。6.當旁通道開挖時發(fā)生透水、冒砂事故，應立即關閉防護門，并向防護門內壓氣，使防護門內氣壓維持在設計壓力。7.通道挖通并施工初期支護后即可拆除防護門。9.1.3在集水井位置有透水的砂性土層時，應設集水井井口防護門（或蓋板）。開挖集水井時如發(fā)生透水冒砂事故，立即關上防護門，并向集水井內壓氣或注入聚氨酯等注漿充填材料。防護門應能承受所在深度的地下水壓。9.2開挖準備及試挖9.2.1試開挖前應具有下列資料。1.地層檢查孔報告及地層剖面圖。2.凍結壁形成檢測分析報告，內容應涉及：凍結孔和測溫孔的施工資料，凍結站運營情況，干管鹽水溫度變化，凍結器鹽水流量，測溫孔溫度變化，泄壓孔水壓變化及泄水情況，實測凍結壁厚度、平均溫度和凍結壁與隧道管片交界面溫度，以及根據測溫結果繪制的重要部位的凍結壁剖面圖等施工記錄、圖表與分析結論。3.旁通道結構施工圖。4.經審批的施工組織設計、安全技術措施及應急預案。9.2.2試挖前應完畢以下施工準備工作。1.按設計規(guī)定安裝隧道支撐和防護門。2.搭設開挖和構筑施工平臺。3.施工材料與施工機具準備就緒。4.水、電供應能滿足施工需要。5.按應急預案準備好應急材料與設備。6.周邊環(huán)境監(jiān)測監(jiān)護實行到位。7.地面設開挖工作面的視頻監(jiān)測系統(tǒng)，并具有與凍結和開挖工作面的可靠通訊聯(lián)絡系統(tǒng)。9.2.3具有以下條件時可以進行試挖。1.凍結壁形成質量檢查合格。2.積極凍結時間、鹽水溫度、鹽水流量等凍結運轉參數(shù)達成設計值，檢查冷凍機等機電設備及電源完好，凍結系統(tǒng)運轉正常。3.本章9.1.1款所列的所有資料齊全。4.本章9.1.2款所列的所有開挖施工準備工作就緒。5.編制試挖報告并經上級主管部門和監(jiān)理等批復確認。9.2.4試挖。在未凍結的開挖區(qū)中部開一試挖窗口，窗口尺寸不宜大于400×400mm，開窗要逐步擴大。用鍬、風鎬等從試挖窗口挖深400～600mm，檢查土體含水及穩(wěn)定情況。若土體干燥、能自立，或者挖深至800～1000mm無泥水流出時間連續(xù)24h以上。則可鑒定具有正式開挖條件。否則應回填、封閉試挖窗口，繼續(xù)積極凍結，直至下次試挖滿足上述規(guī)定為止。9.3正式開挖9.3.1經試挖鑒定具有開挖條件后可進行正式開挖。9.3.2旁通道開挖應采用短段掘砌的作業(yè)方法，隨挖隨支，嚴格控制凍結壁溫度升高和變形。9.3.3宜采用以下施工順序。1.在施工完通道襯砌后再施工集水井。2.通道施工順序：開挖側開門洞→通道開挖和初期支護→喇叭口開挖（刷大）和初期支護→隧道鋼管片拆除→外防水施工→鋼筋綁扎、預埋件安設和立?！炷翝沧ⅰ?.集水井施工順序：開挖和初期支護→外防水施工→鋼筋綁扎、預埋件安設和立?！炷翝沧ⅰ?.施工完集水井襯砌后施工井蓋和防火門門框，根據旁通道結構設計規(guī)定施工內防水或抹面。5.應在施工完初期支護后、施工外防水或襯砌之前再割除開挖區(qū)內的凍結管，但施工噴射混凝土時可暫停給受影響位置的凍結管供冷12～24h。9.3.4開挖與支護施工參數(shù)。1.初期支護可采用由噴射混凝土，型鋼支架、木背板和砂漿充填層組成的結構形式（見圖9.2.4）。2.初期支護鋼支架可采用18～22號工字鋼等型鋼制作，鋼支架內側凈尺寸按旁通道結構輪廓外放20～30mm計算；噴射混凝土強度設計等級宜采用C15~C20，厚度與鋼支架型鋼高度一致；木背板厚度可取30～50mm；充填層可采用粗砂或水泥砂漿，厚度以30mm為宜。3.初期支護的承載力應通過計算。初期支護應能承受25％～50％以上的凍結壁荷載。在以下情況下初期支護宜按承受所有凍結壁荷載設計：（1）通道位置有砂土層；（2）通道長度大于15m或通道開挖時間需要15天以上；（3）通道開挖區(qū)附近3m內有特殊變形控制規(guī)定的重量建（構）筑物。初期支護的承載力計算方法應符合有關結構設計規(guī)范的規(guī)定。4．可采用全斷面開挖方式，開挖面土體難以自力時可以放坡。掘進段長宜取500～800mm，并宜與初期支護的鋼支架間距一致。9.4質量控制與驗收9.4.1土方開挖質量控制規(guī)定與驗收指標。1.開挖橫斷面方向尺寸應滿足設計規(guī)定，且單側超挖不得大于30mm。2.最大空幫距（沒有支護的凍結壁暴露段長）不宜大于掘進段長600mm。重要建筑物下應適當減小最大空幫距。3.凍結壁暴露時間應控制在24小時內。4.凍結壁暴露面最大收斂位移不得大于20mm。5.通道開挖中心線偏差應不大于20mm。9.4.2初期支護質量控制規(guī)定與驗收指標。1.鋼支架制作應符合有關鋼結構施工質量驗收規(guī)范的規(guī)定。2.鋼支架安裝的垂直度偏差應不大于20mm，標高偏差應不大于±20mm，支架軸線偏差應不大于20mm，相鄰支架間距偏差應不大于30mm，同一架支架橫梁兩端水平高差應不大于20mm，相鄰支架間拉桿應連接牢固。3.木背板厚度誤差應不大于5mm，背板間隙應不大于10mm，背板搭接鋼支撐長度應不小于30mm。4.噴射混凝土強度等級應符合設計規(guī)定，厚度誤差不大于±10mm。5.木背板背后充填應密實，不留空洞。6.支架安裝外表整齊美觀。9.4.3施工班組檢查事項。1.按7.3.8條的規(guī)定設專人檢查挖掘面土體凍結情況及變形，發(fā)現(xiàn)異常及時查找因素并進行解決。2.按9.4.1、9.4.2條的規(guī)定檢查各個工序施工質量。3.檢查隧道支撐是否撐實、防護門開關是否靈活。4.檢查施工設備是否完好、備件是否充足、應急設備和材料是否備齊。9.5結構施工9.5.1旁通道結構及防水層應嚴格按照設計和有關施工規(guī)范施工。9.5.2應根據施工工序安排和混凝土需要二次倒運的情況，擬定混凝土初凝時間。9.5.3應采用措施保證旁通道拱部混凝土澆注密實。9.5.4應在澆注完通道段襯砌混凝土且混凝土強度達成設計值的60％以上后開挖集水井。9.5.5應考慮環(huán)境溫度較低也許對混凝土強度增長的影響。9.6襯砌后充填注漿和地層融沉注漿9.6.1停止凍結并完畢凍結孔封孔工序后應進行襯砌后充填注漿和地層融沉補償注漿。9.6.2注漿孔宜在旁通道結構施工時預埋。注漿管預埋深度以穿透結構層為宜，布孔密度以1.5～2.5m29.6.3停止凍結后3～7天內進行襯砌后充填注漿。注漿時襯砌混凝土強度應達成設計強度的60％以上。9.6.4襯砌后充填注漿可采用1：0.8～1單液水泥漿。注入水泥漿前應先注清水，檢查各注漿孔之間襯砌后間隙是否暢通。注漿宜按由下而上的順序進行，當上一層注漿孔連續(xù)返漿后即可停止下一層注漿，直至注到拱頂結束。集水井部位注漿壓力不得大于0.1MPa，通道部位注漿壓力不得大于靜水壓力。9.6.5充填注漿結束后根據地層沉漿監(jiān)測情況進行凍結壁融沉補償注漿。融沉補償注漿應遵循少量、多次、均勻的原則。9.6.6融沉補償注漿漿液宜以水泥－水玻璃雙液漿為主，單液水泥漿為輔。水泥－水玻璃雙液漿配比可為：水泥漿與水玻璃溶液體積比1：1，其中水泥漿水灰比1：1，水玻璃溶液可采用B35~B40水玻璃加1~2倍體積的水稀釋。注漿壓力不得大于0.5MPa或旁通道結構設計規(guī)定的允許值。注漿范圍為整個凍結區(qū)域。9.6.7一天地層沉降大于0.5mm，或累計地層沉降大于3mm時應進行融沉補償注漿；地層隆起達成3mm時應暫停注漿。9.6.8凍結壁已所有融化，且實測地層沉降連續(xù)一個月每半月不大于0.5mm，可停止融沉補償注漿。9.6.9融沉補償注漿時可以對凍結壁進行強制解凍。強制解凍宜分區(qū)、對成進行，并在解凍的同時進行跟蹤注漿。強制解凍應加強對周邊環(huán)境的監(jiān)控，并應布置專用測溫孔檢測凍結壁解凍范圍。9.6.10.強制解凍宜采用在凍結器中循環(huán)熱水的方式。熱水溫度宜控制在30～70℃10環(huán)境監(jiān)測與應急預案10.1環(huán)境監(jiān)測10.1.1在旁通道施工期間應監(jiān)測施工影響范圍內的隧道管片、地下管線、地面及建（構）筑物變形。10.1.2隧道管片變形監(jiān)測范圍應不小于旁通道兩側隧道管片各20m；地面及周邊建構筑物和管線變形監(jiān)測范圍應不小于旁通道正上方地面投影外側20m。10.1.3測點布置及測量方法應符合《地下鐵路、輕軌交通工程測量范圍》、《城市測量規(guī)范》和《工程測量規(guī)范》等有關規(guī)范的規(guī)定。10.1.4監(jiān)測頻率宜按表10.1.4擬定。在施工過程中可根據監(jiān)測數(shù)據變化幅度進行適當調整。表10.1.4監(jiān)測測量頻率鉆孔期間積極凍結期間開挖和凍結壁解凍期間凍結壁解凍結束～穩(wěn)定1次/1天1次/3天1～2次/1天1～2次/5天10.1.5報警值1.地表沉降監(jiān)測點按地鐵測量監(jiān)測規(guī)定執(zhí)行，即＋10mm、－30mm為累計報警值，±3mm作為日變量報警值。2.地下管線沉降監(jiān)測點，以±10mm作為累計報警值，±3mm作為日變量報警值。3.周邊建筑物沉降累計沉降報警按地下管線報警值為參考，其差異沉降推算為房屋傾斜率報警值為1/300。4.隧道沉降變化報警值以±10mm作為累計報警值，±3mm作為日變量報警值。5.隧道收斂累計報警值為±10mm。6.對地下管線和周邊建筑物有特殊保護規(guī)定期可調整以上報警值。10.1.6應由具有相應資質的監(jiān)測單位編制專項監(jiān)測設計，并按規(guī)定經有關方面批準后實行。10