隧道水平凍結法施工工藝(已修改)
2025-06-30 02:59 本頁面
【正文】 水平凍結施工技術⑴在水平凍結加固后，保證在隧道掘進過程中圍巖具有足夠的穩(wěn)定性，確保施工安全。⑵保證施工過程中引起的地層沉降滿足設計要求，以確保地面建筑物和地下管線的安全。⑶滿足環(huán)境保護及施工供水、供電能力要求。⑷進行系統(tǒng)的施工監(jiān)測，實現(xiàn)信息化施工。⑴凍結孔施工為了確保凍結孔的施工質量，先在鉆孔工作面(鉆孔樁和旋噴樁復合結構)用金鋼石取芯鉆開孔，并埋設孔口管，正常鉆進采用跟管鉆，孔口安裝密封裝置，使泥漿在封閉系統(tǒng)中循環(huán)，并用特制的精密水平孔陀螺儀測斜，以確保鉆孔質量與施工安全。⑵在積極凍結期內，根據監(jiān)測信息控制凍土帷幕的溫度，保證帷幕形成的強度和均勻性。⑶凍脹融沉的控制，且在緩和曲線上，根據水平孔鉆進技術條件，隧道分兩段凍結。第一段凍結長度為55m，第二段凍結長度為37m，兩段凍土帷幕間的搭接長度為10m。在第一段掘進至45m時，現(xiàn)澆400mm厚的鋼筋混凝土墻密閉開挖工作面，~，長4m的隧道斷面，作為第二段隧道凍結施工作業(yè)面。其凍結段劃分見圖21321。施工順序為：明挖段工作井施工→第一段隧道凍結孔鉆進→積極凍結→凍結維護及第一段隧道掘進及初襯施工→擴大段施工→第一段隧道地基強制化凍、注漿和施工內襯→第二段隧道凍結孔鉆進→積極凍結→第二段隧道掘進和初襯施工→第二段隧道地基強制化凍、注漿和施工內襯→停止凍結及進行其它凍結孔注漿→凍結設備拆除。取土的平均容重為19kN/m3,變形模量為6MPa。取凍土(平均溫度10176。C)的變形模量150MPa，(～3MPa)，單軸抗壓強度5MPa。取地面超載為67kPa（約為土層承載力的2/3）。隧道覆土厚度按11m考慮。凍土帷幕的斷面形狀與隧道開挖斷面相似，見圖21322。取出凍土帷幕及地層的一個截面，按線彈性平面應變問題計算凍土帷幕的應力、應變分布。取模型的寬度為24m，高度為28m。用有限元法進行凍土帷幕的受力與變形計算。經ANSYS計算，結果見表21321。從表中可以看出，凍土帷幕的承載能力是足夠的。圖21321圖21322計算最大應力及安全系數(shù)項目抗拉(抗折)抗 壓計算值位置底拱內緣中部底拱外緣中部底拱與左側墻交接處內緣強度指標安全系數(shù)、測溫孔、泄壓孔布置與凍土帷幕形成預計為了使凍土帷幕提前交圈，有利于提高凍土帷幕的均勻性，采用較小的凍結孔控制間距，根據隧道斷面，并保證在隧道擴大斷面處在擴大斷面后凍結帷幕有效厚度。每段凍結孔數(shù)量都為28個，其中第一段凍結孔長55m，凍結孔開孔間距為879mm，開孔位置與開挖邊界的距離為600mm，第二段凍結孔長37m，凍結孔開孔間距為809mm，開孔位置與開挖邊界的距離為300～600mm，兩段凍結孔鉆孔與隧道中心線的夾角都為1176。，允許偏斜率為8‰，凍結孔沿隧道線路呈放射狀鉆進。每段測溫孔設置二個，其深度分別為55m和37m， 孔內根據地層情況布置5～8個測溫點。卸壓孔一個，其孔深分別為45m和30m，孔口安裝1泄壓閥和2MPa壓力表。其凍結孔、測溫孔、泄壓孔布置見圖2132圖21324。凍土帷幕擴展厚度根據上海地區(qū)類似地層凍結施工實測結果并參考豎井凍結壁計算方法確定。設計凍土帷幕交圈時間為30d，積極凍結時間為35d。其凍土帷幕形成預計見圖21322，圖21325給出了掘進到不同位置時，凍土帷幕的擴展邊界?？梢钥闯觯捎诓捎梅派錉畈伎?，掘進時凍土進入隧道開挖斷面很少，這樣，既有利于初襯噴射混凝土施工，又可增加凍土帷幕有效厚度。圖21323圖21324圖21325有效凍土帷幕的平均溫度不高于10℃，開挖時凍土帷幕表面溫度低于3℃。設計最低鹽水溫度為26℃～30℃，并要求凍結7d鹽水溫度達到20℃，維護凍結時不升高鹽水溫度。：7～10 m3/h。：φ1088 mm無縫鋼管。，維護凍結工期80d。第二段隧道施工積極凍結時間35d，維護凍結工期60d。：取凍結管的散熱系數(shù)為300kcalh1m2，冷量損耗為20%，第一段和第二段的凍結管長度分別為1595m和1073m，得凍結需冷量分別為：Q1=1595300=194455kcal/hQ2=1073300=131061kcal/h。主要凍結施工參數(shù)表序號參 數(shù) 名 稱單位參 數(shù)備 注第一段第二段1凍結長度m5537兩凍結段搭接10m2凍土帷幕設計有效厚度m3凍土帷幕平均溫度℃10104凍土帷幕交圈時間d30305積極凍結時間d35356凍結孔個數(shù)個2929包括1個補孔7凍結孔開孔間距mm879809序號參 數(shù) 名 稱單位參 數(shù)備 注第一段第二段8設計凍結孔外偏斜角176。11凍結孔與隧道中心線的夾角9凍結孔終孔控制間距m10凍結孔允許偏斜‰8811設計最低鹽水溫度℃26～3026～3012維護凍結鹽水溫度℃20～3020～3013單孔鹽水流量m
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