【正文】 天。 需冷量和冷凍機(jī)選型凍結(jié)需冷量由下式計(jì)算：Q=式中:H—凍結(jié)總長度；（包括100m冷板）1號聯(lián)絡(luò)通道為642m, d—凍結(jié)管直徑； mK—凍結(jié)管散熱系數(shù)；250 Kcal/h㎡將上述參數(shù)代入公式得：Q= =58309Kcal/h根據(jù)需冷量設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道選用YSLGF300Ⅱ型螺桿機(jī)組1臺套，設(shè)計(jì)單臺機(jī)組工況制冷量為87500 Kcal/h，單臺電機(jī)功率110KW。另設(shè)計(jì)單個通道凍結(jié)站各備用一臺套螺桿機(jī)組。 凍結(jié)系統(tǒng)輔助設(shè)備單個凍結(jié)站配鹽水循環(huán)泵選用IS150125～200型2臺，其中各備用一臺，單臺流量200m3/h，電機(jī)功率45KW。單個凍結(jié)站冷卻水循環(huán)泵選用IS125125～200C型2臺，其中各備用一臺，單臺流量120m3/h，電機(jī)功率30KW。單個凍結(jié)站冷卻塔選用KST80RT型2臺，補(bǔ)充新鮮水80m3/h。 管路選擇凍結(jié)管選用Φ898mm， 20低碳無縫鋼管,絲扣連接,單根長度1～2m。測溫孔管選用Φ603mm,20低碳無縫鋼管。供液管選用″鋼管，采用焊接連接。鹽水干管和集配液圈選用Φ1596mm無縫鋼管。冷卻水管選用Φ127。 用電負(fù)荷：每個聯(lián)絡(luò)通道設(shè)計(jì)用電負(fù)荷均約為250kw/h； 其它冷凍機(jī)油選用N46冷凍機(jī)油。制冷劑選用氟立昂R22。 冷媒劑選用氯化鈣溶液。 凍結(jié)施工技術(shù)要點(diǎn)在該地層凍結(jié)工程中，由于其特殊施工條件與要求，需采取特別工藝與技術(shù)措施，以控制凍結(jié)孔鉆進(jìn)，地層凍脹和融沉等對隧道的影響，根據(jù)國內(nèi)外最新研究成果和施工經(jīng)驗(yàn)，提出以下凍結(jié)施工技術(shù)措施:1 、在已貫通的隧道鉆凍結(jié)孔，根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道的結(jié)構(gòu)采用上仰、近水平和下俯三種成孔角度。2 、由于凍土抗拉強(qiáng)度低，因此除設(shè)計(jì)中盡量降低凍土帷幕所承受的拉應(yīng)力外，主要做好凍結(jié)和開挖的配合工作，要求及時(shí)封閉薄弱的凍結(jié)壁，并根據(jù)開挖后凍結(jié)帷幕變形情況及時(shí)調(diào)整開挖構(gòu)筑工藝。3 、為減小土層凍脹，隧道上下對稱布置凍結(jié)孔，在適當(dāng)部位設(shè)卸壓孔，并采用小開孔距，較低鹽水溫度，較大鹽水流量以加快凍結(jié)速度。4 、在凍土帷幕關(guān)鍵部位，多布置測溫孔，監(jiān)測凍土帷幕的形成過程和形成狀況。5 、為解決凍結(jié)設(shè)備噪音擾民問題，節(jié)省地面空間，冷凍站設(shè)置在隧道內(nèi)。6 、加強(qiáng)對凍結(jié)地層溫度、地層沉降的監(jiān)測，信息反饋指導(dǎo)聯(lián)絡(luò)通道的施工。5 凍結(jié)施工 施工程序圖51 凍結(jié)施工程序圖 施工準(zhǔn)備聯(lián)絡(luò)通道兼泵站在凍結(jié)孔施工的同時(shí)或之前要進(jìn)行地面排水孔的施工。該孔的施工采用垂直鉆機(jī)進(jìn)行施工，下Φ2506mm的鋼管。在正式施工前，還應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作在正式施工前，還應(yīng)做好如下準(zhǔn)備工作：1 、加工件工期較長，應(yīng)在開工前進(jìn)行準(zhǔn)備。具體加工件見表51。2 、用”鋼管在施工出入端頭井內(nèi)塔建腳手架，作為連接隧道與地鐵車站底層平臺的便橋。3 、單個凍結(jié)站施工區(qū)域采用在隧道內(nèi)敷設(shè)一條150mm2動力電纜，用于凍結(jié)鉆孔施工、隧道內(nèi)凍結(jié)系統(tǒng)供電及開挖構(gòu)筑供電。4 、在隧道內(nèi)鋪設(shè)兩趟”管路至聯(lián)絡(luò)通道施工工作面，用于凍結(jié)孔打鉆及凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)供水和排污。5 、以免凍結(jié)孔鉆進(jìn)時(shí)泥漿四溢影響隧道內(nèi)環(huán)境整潔。6 、用厚5cm的木板在聯(lián)絡(luò)通道處鋪設(shè)凍結(jié)施工場地，按不同位置的凍結(jié)孔鉆進(jìn)要求，用”鋼管搭建凍結(jié)孔施工腳手架。表51 加工件一覽表序號加工件名稱單位數(shù)量備注1鉆頭組合套702凍結(jié)管（兼作鉆桿）m7001m、3過渡接頭個404孔口管個705上堵頭用接長桿m406堵頭個707凍結(jié)干管、集配液圈套18凍結(jié)管頭個709冷卻塔水箱套110隧道預(yù)應(yīng)力支架套4[25等組焊11端頭井提升架套112內(nèi)支撐套1 凍結(jié)孔施工 凍結(jié)孔施工方法：凍結(jié)孔施工工序?yàn)椋憾ㄎ婚_孔及孔口管安裝→孔口裝置安裝→鉆孔→測量→封閉孔底部→打壓試驗(yàn)。 定位開孔及孔口管安裝根據(jù)設(shè)計(jì)孔位在砼管片和鋼管片上定位開孔，分述如下：1 、砼管片上：首先，開孔前要準(zhǔn)確定位，并根據(jù)砼管片內(nèi)鋼筋位置調(diào)整孔位，用開孔器（配金剛石鉆頭取芯）按設(shè)計(jì)角度開孔，開孔直徑130㎜，當(dāng)開到深度300㎜時(shí)停止鉆進(jìn)，以不鉆穿管片控制，安裝孔口管，孔口管的安裝方法為：首先將孔口處鑿平，安好四個膨脹螺絲，而后在孔口管的魚鱗扣上纏好麻絲或棉絲等密封物，將孔口管砸進(jìn)去，用膨脹螺絲上緊，上緊后，再去掉螺母，裝上DN125閘閥，再將閘閥打開，用開孔器從閘閥內(nèi)開孔，開孔直徑為91㎜，貫穿砼管片，這時(shí)，如若地層內(nèi)的水砂流量大，就及時(shí)關(guān)好閘門。2 、鋼管片上：在鋼管片上焊好孔口管，接好閘閥和孔口裝置，用鉆機(jī)接上金剛石鉆頭，通過孔口裝置切割鋼管片鉆進(jìn)。 孔口裝置安裝用螺絲將孔口裝置裝在閘閥上，注意加好密封墊片。詳見圖52。圖52 孔口裝置示意圖若涌水涌砂較厲害，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行注漿（水泥漿或雙液漿）止水。 鉆孔按設(shè)計(jì)要求調(diào)整好鉆機(jī)位置，并固定好，將鉆頭裝入孔口裝置內(nèi)，在孔口裝置上接上”閥門，并將盤根輕壓在盤根盒內(nèi)。施工時(shí)，首先采用干式鉆進(jìn)，當(dāng)鉆進(jìn)困難不進(jìn)尺時(shí)，從鉆機(jī)上進(jìn)行注水鉆進(jìn)，同時(shí)打開小閥門，觀察出水、出砂情況，利用閥門的開關(guān)控制出漿量，保證地面不出現(xiàn)沉降。鉆機(jī)選用MD60型錨桿鉆機(jī)，鉆機(jī)扭矩2000NM，推力20KN。 封閉孔底部用絲堵封閉好孔底部，具體方法是，利用接長桿將絲堵上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同時(shí)，將絲堵上緊。 打壓試驗(yàn)封閉好孔口用手壓泵打水到孔內(nèi)，停止打壓，關(guān)好閘門，觀測壓力的變化，30分鐘內(nèi)壓力無變化為合格。 鉆孔偏斜和終孔間距采用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀監(jiān)測開孔前和鉆孔時(shí)的上下仰府角及方位角，鉆孔的偏斜應(yīng)控制在1%以內(nèi)，在確保凍土帷幕厚度的情況下，采用每3米鉆進(jìn)后測量一次偏斜，如偏斜大可有效地控制偏斜，進(jìn)行糾偏。如發(fā)現(xiàn)鉆孔偏斜超過設(shè)計(jì)要求，應(yīng)及時(shí)拔除凍結(jié)孔，重新鉆孔，直到滿足設(shè)計(jì)要求，考慮地壓大、摩擦力大等因素，凍結(jié)孔無法拔出，應(yīng)在超設(shè)計(jì)的孔間距之間打一個補(bǔ)孔。 凍結(jié)孔鉆進(jìn)與凍結(jié)管設(shè)置1 、使用MD60鉆機(jī)一臺，利用凍結(jié)管作鉆桿，凍結(jié)管采用絲扣加密封劑連接，接縫要補(bǔ)焊，確保其同心度和焊接強(qiáng)度，凍結(jié)管到達(dá)設(shè)計(jì)深度后密封頭部。2 、鉆進(jìn)過程中嚴(yán)格監(jiān)測孔斜情況，發(fā)現(xiàn)偏斜要及時(shí)糾偏，下好凍結(jié)管后，進(jìn)行凍結(jié)管長度的復(fù)測，然后再用經(jīng)緯儀進(jìn)行測斜并繪制鉆孔偏斜圖。凍結(jié)管長度和偏斜合格后再進(jìn)行打壓試漏，穩(wěn)定30分鐘壓力無變化者為試壓合格。3 、在凍結(jié)管內(nèi)下供液管，然后焊接凍結(jié)管端蓋和去、回路羊角。4 、凍結(jié)管安裝完畢后，用堵漏材料密封凍結(jié)管與管片之間的間隙。5 、利用鋼管片上的注漿孔作泄壓孔。 冷凍站安裝 凍結(jié)站布置與設(shè)備安裝將凍結(jié)站設(shè)置在隧道內(nèi)，單個凍結(jié)站占地面積約80平方米，站內(nèi)設(shè)備主要包括冷凍機(jī)、鹽水箱、鹽水泵、清水泵、冷卻塔及配電控制柜等。設(shè)備安裝必須按設(shè)備使用說明書的要求進(jìn)行?？紤]冷凍機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的連續(xù)性，不能停機(jī)檢修，在運(yùn)轉(zhuǎn)前聯(lián)系廠家來人檢修冷凍機(jī)，以保證冷凍機(jī)可靠連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 管路連接、保溫與測試儀表管路用法蘭連接，隧道內(nèi)的鹽水管用管架敷設(shè)在隧道管片上，且應(yīng)避免影響隧道通行。在鹽水管路和冷卻水循環(huán)管路上要設(shè)置伸縮接頭、閥門和測溫儀、壓力表、流量計(jì)等測試元件。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保溫，保溫厚度為50mm，保溫層的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈與凍結(jié)管的連接用高壓膠管，每根凍結(jié)管的進(jìn)出口各裝閥門一個，以便控制流量。聯(lián)絡(luò)通道四周主凍結(jié)孔每兩個一串聯(lián)，其它凍結(jié)孔每三個一串聯(lián)。冷凍機(jī)組的蒸發(fā)器及低溫管路用棉絮保溫，鹽水箱和鹽水干管用50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板保溫?？紤]管片的散熱，對左右線隧道管片內(nèi)側(cè)安裝冷凍板，來加強(qiáng)凍結(jié)。 溶解氯化鈣和機(jī)組充氟加油鹽水（氯化鈣溶液），先在鹽水箱內(nèi)充滿清水，溶解氯化鈣，再送入鹽水干管內(nèi)，直至鹽水系統(tǒng)充滿為止，溶解氯化鈣時(shí)要除去雜質(zhì)。機(jī)組充氟和冷凍機(jī)加油必須按照設(shè)備使用說明書的要求進(jìn)行。首先進(jìn)行制冷系統(tǒng)的檢漏和氮?dú)鉀_洗，在確保系統(tǒng)無滲漏后，再充氟加油。 積極凍結(jié)與維護(hù)凍結(jié) 凍結(jié)系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)與積極凍結(jié)設(shè)備安裝完畢后進(jìn)行調(diào)試和試運(yùn)轉(zhuǎn)。在試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要隨時(shí)調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù)，使機(jī)組在有關(guān)工藝規(guī)程和設(shè)備要求的技術(shù)參數(shù)條件下運(yùn)行。在凍結(jié)過程中，定時(shí)檢測鹽水溫度、鹽水流量和凍土帷幕擴(kuò)展情況，必要時(shí)調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后進(jìn)入積極凍結(jié)。 試挖與維護(hù)凍結(jié)在積極凍結(jié)過程中，要根據(jù)實(shí)測溫度數(shù)據(jù)判斷凍土帷幕是否交圈和達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，同時(shí)要監(jiān)測凍土帷幕與隧道的膠結(jié)情況，測溫判斷凍土帷幕交圈并達(dá)到設(shè)計(jì)厚度且與隧道完全膠結(jié)后再進(jìn)行探孔試挖，確認(rèn)凍土帷幕內(nèi)土層基本無壓力后再進(jìn)行正式開挖。試挖條件：①測溫孔可根據(jù)測溫孔實(shí)測數(shù)據(jù)，推算出凍土發(fā)展速度及在該凍結(jié)時(shí)間內(nèi)的凍土發(fā)展半徑，從而算出凍結(jié)帷幕厚度，再根據(jù)成冰公式得出凍結(jié)帷幕平均溫度，若各個層位、部位凍結(jié)帷幕的厚度和平均溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，即可打開管片進(jìn)行開挖。②卸壓孔在積極凍結(jié)過程中，卸壓孔有兩個作用，一是起到釋放凍脹壓力的作用，另一方面根據(jù)顯示的壓力來判斷凍結(jié)帷幕是否交圈。在凍結(jié)初期卸壓孔是沒有壓力的，隨著凍土的逐漸擴(kuò)展，水分不斷遷移，交圈后凍土形成一個封閉的土體，凍脹壓力得不到釋放而逐漸增加，它的外在表現(xiàn)即為卸壓孔壓力的增長。③探孔在開挖前，在左右線用開孔器在離凍結(jié)管一定距離上開探孔，以判斷凍結(jié)帷幄厚度。④鹽水去、回路溫差由于凍結(jié)帷幕交圈后需冷量較交圈前要小，因此凍結(jié)帷幕交圈前鹽水去、回路溫差要比交圈后大，不過此現(xiàn)象僅作為判斷凍結(jié)帷幕交圈的參考。要確定打開管片進(jìn)行開挖還需結(jié)合測溫孔資料、卸壓孔壓力、探孔情況等方面綜合考慮。正式開挖后，為確保凍土帷幕的穩(wěn)定性，鹽水溫度仍控制在28℃～30℃之間。⑤停止凍結(jié)澆筑完混凝土內(nèi)襯后停止凍結(jié)，進(jìn)行自然解凍。⑥凍結(jié)孔密封截去露出隧道管片的孔口管和凍結(jié)管，然后在孔口管管口焊接8mm厚的鋼板。 凍結(jié)及開挖技術(shù)控制指標(biāo)凍結(jié)及開挖技術(shù)控制指標(biāo)項(xiàng)目數(shù)值備注凍結(jié)帷幕厚度通道根據(jù)測溫孔推算集水井凍結(jié)帷幕平均溫度10℃用公式法得出鹽水溫度積極期28℃～30℃用測溫儀監(jiān)測維護(hù)期28℃～30℃鹽水去、回路溫差積極期℃～℃以內(nèi)用測溫儀監(jiān)測維護(hù)期℃以內(nèi)卸壓孔交圈前一般無壓力通過壓力表觀測交圈后 MPa～附：主要地層凍結(jié)施工參數(shù)一覽表旁通道兼泵站主要地層凍結(jié)施工參數(shù)一覽表序號參數(shù)名稱單位數(shù)量備注1凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)厚度 m2凍結(jié)帷幕平均溫度℃103凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)交圈時(shí)間天194凍結(jié)孔個數(shù)個705凍結(jié)孔設(shè)計(jì)間距m～旁通道周邊孔6終孔最大間距m旁通道周邊孔7設(shè)計(jì)鹽水溫度℃28～30積極凍結(jié)期8凍結(jié)管規(guī)格mmΦ89820低碳鋼無縫管9測溫孔個數(shù)個103～5m10凍結(jié)深度m642含冷板100米11卸壓孔（壓力觀測孔）個數(shù)個41～2m12最大總需冷量Kcal/h58309工況條件13施工工期天1006 開挖與構(gòu)筑施工方案聯(lián)絡(luò)通道開挖構(gòu)筑施工占用一側(cè)隧道，在聯(lián)絡(luò)通道開口處搭設(shè)工作平臺，利用隧道作為排渣及材料運(yùn)輸通道。經(jīng)探挖試挖確認(rèn)可以進(jìn)行正式開挖后，打開鋼管片，然后根據(jù)“新奧法”的基本原理，進(jìn)行暗挖法施工。 開挖順序根據(jù)工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，聯(lián)絡(luò)通道開挖掘進(jìn)采取分區(qū)分層方式進(jìn)行，其施工順序如圖6—1所示。圖6—1 聯(lián)絡(luò)通道開挖順序圖開挖掘進(jìn)采用短步距掘砌技術(shù)，兩端喇叭口處斷面較大，為減輕開挖對隧道變形的影響，由于凍土強(qiáng)度高，韌性好，普通手鎬無法施工，需采用風(fēng)鎬進(jìn)行掘進(jìn)。為了提高掘進(jìn)效率，加快施工進(jìn)度，縮短凍土暴露時(shí)間，風(fēng)鎬尖需做特殊處理。另外，在凍土中掘進(jìn)，環(huán)境溫度在0℃以下，輸風(fēng)管路及風(fēng)鎬中的冷凝水