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1、2、凍結(jié)施工方案設(shè)計(jì) 由于穿越段開挖范圍內(nèi)有近4m厚的超細(xì)粉砂層，且地下水水壓較高，施工時(shí)很容易發(fā)生水砂突出災(zāi)難性事故。尤其是穿越段上方緊挨原地鐵車站，要求施工引起的原地鐵車站結(jié)構(gòu)沉降要控制在毫米級(jí)以內(nèi)，對(duì)施工方案選擇提出了很高的要求。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，目前在隧道工程施工中經(jīng)常采用的降水、注漿、管棚以及頂管等工法在該工程中都難以實(shí)施，或存在極大的風(fēng)險(xiǎn)，因而必須尋找一種新的施工方法，以徹底解決堵水、加固和有效控制周圍地層及建筑物變形的難題。 地層凍結(jié)法是用人工制冷的方法使含水地層凍結(jié)，形成凍土，從而提高地層穩(wěn)定性和止水性的地層加固方法，適用于飽和砂土、淤泥等各種復(fù)雜地層加固。地層凍結(jié)法技術(shù)可靠，2、對(duì)施工條件要求寬，國(guó)際工程界認(rèn)為它是在其他地層加固方法難以應(yīng)用時(shí)的最終解決方案。 盡管地層凍結(jié)法有很多優(yōu)點(diǎn)，但根據(jù)分析，在穿越段工程中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)還存在一些技術(shù)難題。首先是地層凍結(jié)時(shí)會(huì)產(chǎn)生凍脹變形，最大凍脹量可以達(dá)到凍土體積的7%以上，而凍土解凍時(shí)又會(huì)發(fā)生收縮融沉，且收縮量可以超過凍脹量，從而使周圍地層出現(xiàn)明顯隆起和沉降現(xiàn)象，引起周圍建筑物移位或產(chǎn)生變形破壞。其次是穿越段工程凍結(jié)邊界條件極為復(fù)雜，凍結(jié)區(qū)與地鐵一號(hào)線車站底板、圍護(hù)地下連續(xù)墻等易散熱物體直接接觸，使得接觸面處特別容易出現(xiàn)凍結(jié)薄弱區(qū)，從而影響凍結(jié)維護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與封水性。第三是在擬開挖隧道周圍施工凍結(jié)鉆孔和安裝凍結(jié)管難度較大，鉆孔時(shí)容3、易發(fā)生水砂突出事故。 下行線隧道與上行線隧道均采用“田”字形斷面的凍結(jié)壁形式，凍結(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)見附表。凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)最低鹽水溫度為-28-30，維護(hù)凍結(jié)鹽水溫度為-20，單孔鹽水流量為57m3/h.每條隧道計(jì)算需冷量為470MJ/h，實(shí)際裝機(jī)制冷量為700MJ/h。3、凍結(jié)施工關(guān)鍵技術(shù) 3.1 水平凍結(jié)孔施工技術(shù) （1）采用二次開孔工藝，以防鉆透地下連續(xù)墻時(shí)大量出泥出水。一次開孔采用金剛石取心鉆在地下連續(xù)墻上鉆進(jìn)300mm深左右，不鉆透連續(xù)墻。一次開孔鉆進(jìn)完畢，下入孔口管并安裝閥門，接著進(jìn)行二次開孔鉆進(jìn)，直至鉆透連續(xù)墻。連續(xù)墻鉆透后，立即退出開孔鉆頭，關(guān)閉閥門。 （2）用夯管法下凍結(jié)管，夯管和鉆進(jìn)時(shí)4、安裝類似軸封的孔口止水裝置。對(duì)于需要穿透對(duì)側(cè)地下連續(xù)墻的凍結(jié)孔，則先用夯管法下套管（套管下至對(duì)側(cè)連續(xù)墻墻面），然后用鉆機(jī)在套管中鉆透對(duì)側(cè)連續(xù)墻，再用夯管法下入凍結(jié)管。鉆進(jìn)對(duì)側(cè)地下連續(xù)墻時(shí)，鉆頭部位安裝逆止閥和巖心管。 （3）下完凍結(jié)管后，對(duì)凍結(jié)管與孔口管及套管間的間隙和孔口附近地層進(jìn)行注漿充填。 （4）下泄壓管（濾水管）時(shí)，在泄壓管內(nèi)裝滿三合土，以防夯進(jìn)泄壓管時(shí)出水，影響施工。 （5）確保凍結(jié)孔定位準(zhǔn)確。凍結(jié)管夯進(jìn)時(shí)，預(yù)設(shè)朝隧道外結(jié)構(gòu)面法向的外偏角為0 .51，以防凍結(jié)孔太靠近開挖面，影響凍結(jié)壁有效厚度。 3.2 地層凍脹和融沉控制技術(shù) （1）在凍結(jié)壁內(nèi)未凍土中設(shè)泄壓孔，通過放水、排泥來減小凍5、結(jié)壁內(nèi)的水土壓力和消散作用在地鐵一號(hào)線上體館站底板上的凍結(jié)附加力。泄壓孔采用140mm以上的鉆孔。泄壓孔濾管不包紗網(wǎng)，以便在凍脹引起地層壓縮時(shí)，可從泄壓孔泄水或排除部分土體。施中可根據(jù)車站結(jié)構(gòu)及地層變形監(jiān)測(cè)結(jié)果和泄壓孔中的水壓變化情況進(jìn)行泄壓。 （2）在地鐵一號(hào)線上體館站底板附近增設(shè)凍結(jié)孔和加熱孔各1個(gè)，加熱孔兼作測(cè)溫孔。根據(jù)工程監(jiān)測(cè)結(jié)果，合理調(diào)整凍結(jié)孔的供冷量。在特殊情況下，還可通過在加熱孔中循環(huán)熱水來迅速提高凍結(jié)壁溫度，使凍結(jié)壁軟化，從而減小凍脹力。在采取上述措施的同時(shí)，還注意控制好上體館站底板附近凍結(jié)孔的鹽水流量，使車站底板下邊的溫度處在-5-10之間，實(shí)現(xiàn)了在保證凍土強(qiáng)度的情況下，盡量6、減小車站底板溫度應(yīng)力的目的。 （3）合理安排凍結(jié)順序，減小凍脹引起的地層變形。根據(jù)不同位置凍結(jié)壁受力分布情況以及不同位置地層的凍脹和強(qiáng)度特性變化，分5步進(jìn)行凍結(jié)。其中一號(hào)線上體館站底板下第2、第3個(gè)凍結(jié)孔晚開凍7d，以便形成緩凍層，減小凍脹力。 （4）在積極凍結(jié)過程中，待地鐵一號(hào)線車站底板隆起接近警戒值時(shí)，立即減少車站底板下12m范圍內(nèi)凍結(jié)孔的供冷量，使凍土溫度升高，利用高溫凍土在荷載作用下容易蠕變和應(yīng)力松弛顯著的特點(diǎn)，迅速減小凍結(jié)壁作用在車站底板上的凍脹力，從而達(dá)到減小車站底板隆起量的目的。 （5）在靠近上體館車站底板附近凍結(jié)壁墻界面上水平布置凍脹變形釋放孔。根據(jù)車站底板變形監(jiān)測(cè)情況，必要時(shí)7、可拔出凍脹釋放孔內(nèi)的鋼管，使土體內(nèi)的凍脹力得到釋放。 （6）對(duì)凍結(jié)過程中車站結(jié)構(gòu)的變形或受力變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析凍結(jié)施工對(duì)車站結(jié)構(gòu)的最終影響，為調(diào)整凍結(jié)施工參數(shù)提供依據(jù)。通過調(diào)整鹽水流量和鹽水溫度來控制凍結(jié)壁厚度，使其保持在設(shè)計(jì)值左右。 （7）由于凍結(jié)壁解凍時(shí)有少量收縮，從而使地層產(chǎn)生融沉，可能給上部一號(hào)線上體館站帶來不良影響。為此，施工時(shí)在隧道襯砌上預(yù)留注漿管，在凍結(jié)壁化凍過程中進(jìn)行注漿，以補(bǔ)償?shù)貙尤诔痢?（8）停凍后采取強(qiáng)制化凍措施，以盡快化凍，恢復(fù)穿越段附近地層的水土壓力，減小地鐵一號(hào)線車站底板沉降，縮短融沉補(bǔ)償注漿工期。 4、凍結(jié)壁質(zhì)量保證措施 （1）凍結(jié)壁邊界保溫。穿越段頂部和東西8、兩側(cè)均為原地鐵車站混凝土結(jié)構(gòu)，屬易散熱體。為了保證凍結(jié)壁質(zhì)量，施工中對(duì)這3側(cè)混凝土結(jié)構(gòu)暴露面采用現(xiàn)場(chǎng)噴涂聚胺脂泡沫層的方法保溫， 收到了較好效果。 （2）在凍結(jié)壁兩端處的地鐵一號(hào)線車站地下連續(xù)墻表面敷設(shè)冷凍排管，以加強(qiáng)凍結(jié)壁與連續(xù)墻交界面處的凍結(jié)。 （3）控制凍結(jié)孔與地鐵一號(hào)線車站底板間的距離。由于混凝土散熱比土層要容易得多，會(huì)嚴(yán)重影響車站底板和地下連續(xù)墻附近土層的凍結(jié)速度和凍土強(qiáng)度，進(jìn)而影響凍結(jié)壁的整體穩(wěn)定性和封水性。為此，設(shè)計(jì)要求位于地鐵一號(hào)線車站底板下的凍結(jié)孔要盡量靠近底板布置，并在車站底板下挨近底板布置兩個(gè)凍結(jié)孔，確保車站底板下的凍結(jié)壁厚度與溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 （4）為了確保凍結(jié)壁與對(duì)9、側(cè)地下連續(xù)墻之間沒有影響安全的薄弱環(huán)節(jié)，穿越段外圍凍結(jié)壁側(cè)墻和底板的主凍結(jié)孔必須穿透對(duì)側(cè)地下連續(xù)墻，同時(shí)凍結(jié)管進(jìn)入對(duì)側(cè)地下連續(xù)墻內(nèi)不得小于400mm。 （5）加強(qiáng)凍結(jié)過程中的檢測(cè)和控制。通過檢測(cè)和控制各凍結(jié)孔的鹽水流量和鹽水溫度，使凍結(jié)壁快速均勻發(fā)展。在穿越段開挖過程中，通過對(duì)凍結(jié)壁暴露面和支護(hù)層的溫度、變形以及地鐵一號(hào)線上體館站結(jié)構(gòu)變形等的監(jiān)測(cè)，判斷凍結(jié)壁質(zhì)量是否滿足設(shè)計(jì)要求，凍結(jié)施工是否會(huì)對(duì)地鐵一號(hào)線上體館站的正常運(yùn)行和穿越段開挖造成不良影響，并根據(jù)具體情況，及時(shí)調(diào)整凍結(jié)時(shí)間、凍結(jié)鹽水溫度和鹽水流量，確保開挖施工安全順利。5、結(jié)語(yǔ) （1）穿越段凍結(jié)施工中提出的“田”字形凍結(jié)壁設(shè)計(jì)，夯管法與10、鉆進(jìn)法相結(jié)合的凍結(jié)孔施工技術(shù)，控溫凍結(jié)與間歇凍結(jié)相結(jié)合的凍脹控制技術(shù)， 以及凍結(jié)壁界面處加強(qiáng)凍結(jié)措施，符合工程特點(diǎn)，地層加固效果好，為穿越段安全順利施工創(chuàng)造了良好條件，同時(shí)確保了穿越段上方地鐵一號(hào)線車站結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及地鐵運(yùn)營(yíng)安全。 （2）采用夯管法結(jié)合鉆進(jìn)法的凍結(jié)孔施工技術(shù)，解決了在流砂地層中施工凍結(jié)孔時(shí)（尤其是穿透對(duì)側(cè)地下連續(xù)墻時(shí)）容易發(fā)生水砂突出的問題；并且施工工藝簡(jiǎn)單，效率較高，施工質(zhì)量完全能滿足凍結(jié)施工安全的需要。 （3）實(shí)測(cè)顯示，凍脹引起的地鐵一號(hào)線車站底板隆起主要發(fā)生在凍結(jié)壁交圈期間；車站底板凍脹隆起總量在3mm以內(nèi)，與預(yù)計(jì)值接近，未超過規(guī)定值。這表明控溫凍結(jié)和間歇凍結(jié)等抑制凍脹的措施11、對(duì)控制地層凍脹隆起具有明顯的作用。 （4）施工中合理布置凍結(jié)孔，同時(shí)采取在凍結(jié)壁易散熱界面上噴涂聚胺脂泡沫層和敷設(shè)冷凍排管等保溫與加強(qiáng)凍結(jié)措施，使凍結(jié)壁與老結(jié)構(gòu)之間基本不存在凍結(jié)薄弱區(qū)，對(duì)保證施工安全具有重要意義。 （5）隧道開挖時(shí)，開挖區(qū)地層已基本凍實(shí)，開挖面穩(wěn)定，凍結(jié)壁具有足夠的承載力，可保證施工安全。開挖時(shí)實(shí)測(cè)的凍結(jié)壁變形量不超過2mm，初期支護(hù)承受的壓力也不大。 （6）下行線隧道停凍后的監(jiān)測(cè)表明，由于凍結(jié)壁解凍時(shí)采取盡快化凍，恢復(fù)水土壓力和融沉補(bǔ)償注漿等措施，地層凍融引起的地鐵一號(hào)線車站底板基本上未發(fā)生沉降。說 明 星欣設(shè)計(jì)圖庫(kù)資料專賣店擁有最新最全的設(shè)計(jì)參考圖庫(kù)資料，內(nèi)容涉及景觀園林、建筑、規(guī)劃、室內(nèi)裝修、建筑結(jié)構(gòu)、暖通空調(diào)、給排水、電氣設(shè)計(jì)、施工組織設(shè)計(jì)等各個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)素材和設(shè)計(jì)圖紙等參考學(xué)習(xí)資料。是為廣大藝術(shù)設(shè)計(jì)工作者優(yōu)質(zhì)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)參考資料。本站所售的參考資料包括設(shè)計(jì)方案和施工圖案例已達(dá)幾十萬套以上，總量在數(shù)千G以上。圖庫(kù)網(wǎng)址 聯(lián)系QQ：447255935電話：