【正文】 ，在這一點(diǎn)一定要注意。如果高壓含水層與低壓含水層溝通，則將形成地下環(huán)流，影響凍結(jié)圓柱的交圈時(shí)間，若環(huán)流流速過大，則不可能交圈。倘若在預(yù)計(jì)交圈時(shí)間仍不交圈，要全面分析不交圈的原因，并及時(shí)處理。 測(cè)溫孔為了確定凍結(jié)壁的厚度和開挖時(shí)間，在凍結(jié)壁內(nèi)必須鉆一定數(shù)量的測(cè)溫孔，根據(jù)測(cè)溫結(jié)果分析判斷凍結(jié)壁鋒面即零溫度線的位置。一般測(cè)溫孔應(yīng)在凍結(jié)壁外緣界面上。根據(jù)凍結(jié)孔偏斜情況，也可鉆在偏斜最大的兩孔之間，或鉆在難以凍結(jié)的需要控制觀察的主要含水層中。測(cè)溫孔數(shù)量根據(jù)需要而定，一般3～4個(gè)，其允許偏斜率與凍結(jié)孔相同。目前采用ZDJ5001000型凍注鉆機(jī)、TSJ2000A型鉆機(jī)和TBW/20型泥漿泵為鉆孔施工設(shè)備，JDT5或6型陀螺定向測(cè)斜儀為測(cè)斜設(shè)備，5LZ1207型螺桿鉆桿為定向糾偏設(shè)備等基本上能滿足600m的鉆孔。開鉆前，先在井口修建一個(gè)帶有軌道的環(huán)形平臺(tái)，平臺(tái)基礎(chǔ)是一個(gè)灰土盤。鉆機(jī)底盤在平臺(tái)上對(duì)稱布置并能沿著軌道滑動(dòng)。鉆好一個(gè)孔，鉆機(jī)底盤可自行移動(dòng)，定位后再鉆另一個(gè)孔。開孔5～6m后在孔內(nèi)下套固井，然后繼續(xù)鉆進(jìn)。鉆孔時(shí)孔內(nèi)循環(huán)泥漿、以排除巖渣和維護(hù)孔壁，地面泥漿池的體積約為10～60m3。在施工中鉆場(chǎng)基礎(chǔ)采用混泥土基礎(chǔ)并與鉆塔各部位聯(lián)接牢固，保證鉆機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)和提升承載能力，對(duì)不同地層選擇不同硬度的牙輪鉆頭，優(yōu)化鉆具組合，這樣可以提高鉆進(jìn)速度和深度。另外按規(guī)范要求確保測(cè)斜次數(shù)，關(guān)鍵部位要多測(cè)，主要以防偏為主，糾偏為輔，降低深凍結(jié)孔偏斜率，防止出現(xiàn)拐點(diǎn)變形。無(wú)論使用何種測(cè)斜儀均是測(cè)得孔長(zhǎng)。鉆孔傾角和方位，然后計(jì)算鉆孔偏斜率。常用是磁性單點(diǎn)測(cè)斜儀和陀螺測(cè)斜儀。磁性單點(diǎn)測(cè)斜儀是由球磁羅盤與外殼連在一起的照相機(jī)構(gòu)等部件組成。儀器無(wú)論處于何種空間狀態(tài)，球磁羅盤受地球磁場(chǎng)作用，南北方向永遠(yuǎn)不會(huì)改變，球內(nèi)的重錘體因受重力作用，球體重力軸永遠(yuǎn)指向地球中心，保持垂直狀態(tài)。故球磁羅盤表面上的經(jīng)緯線可以直接反映出鉆孔的方位和傾角。為了防止周圍磁場(chǎng)對(duì)他的影響，測(cè)量時(shí)將球磁羅盤放在一節(jié)非磁性鉆鋌內(nèi)，鉆鋌是特殊合金制成。磁性單點(diǎn)測(cè)斜儀外殼裝有橡膠扶正器與非磁性鉆鋌呈同一傾斜狀態(tài)。測(cè)斜時(shí)儀器在鉆孔內(nèi)按照預(yù)定鉆孔深預(yù)定時(shí)間拍出經(jīng)緯線照片。用放大鏡可讀出方位角和鉆孔傾斜角。，可在直徑50mm的鉆桿內(nèi)移動(dòng)，不提鉆進(jìn)行測(cè)斜。該儀器測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn)單。陀螺測(cè)斜儀是我國(guó)最常使用的鉆孔測(cè)斜儀，廣泛用于凍結(jié)鉆孔測(cè)斜的JDTIII形陀螺測(cè)斜儀，它的直徑60mm，長(zhǎng)度1900mm。測(cè)斜儀的精度高，可不提鉆測(cè)斜，在10m長(zhǎng)的鉆孔內(nèi)可連續(xù)測(cè)出30個(gè)點(diǎn)的鉆孔方位和傾斜角，并打印出結(jié)果。最近又研究成功JDTV形陀螺測(cè)斜儀，其主要技術(shù)指標(biāo)見表42。表42陀螺測(cè)斜儀主要技術(shù)指標(biāo) 型號(hào)指標(biāo)JDTII型JDTIII型JDTV精度177。5′177。3′～177。5′0～10176。：177。3′10176?！?0176。：177。10′投點(diǎn)誤差（mm）≤100m時(shí)，＜177。150≤200m時(shí)，＜177。300≤300m時(shí)，＜177。450＜%%靜止飄移測(cè)量范圍（176。）測(cè)量深度（m）凍結(jié)管內(nèi)徑（mm）密封耐壓（MPa）環(huán)境溫度（℃）井下儀器尺寸（mm）井下儀器重量（kg）功能＜6176。/h頂角0～10700106～20010－10～＋45外徑900總長(zhǎng)190030點(diǎn)測(cè)45176。/h頂角0～670065～16010－10～＋45外徑60總長(zhǎng)190015連續(xù)測(cè)，自動(dòng)打印結(jié)果15176。/小時(shí)177。301000≥5110＞－10外徑47總長(zhǎng)200010多點(diǎn)，單點(diǎn)及方位測(cè)量陀螺測(cè)斜儀的工作原理是用陀螺馬達(dá)和相應(yīng)的一套控制系統(tǒng)定向來測(cè)量鉆孔偏斜方位的。當(dāng)儀器在鉆孔中傾斜時(shí)，儀器中的重錘永遠(yuǎn)保持垂直狀態(tài)，4個(gè)測(cè)角傳感器與重錘發(fā)生角度變化，使傳感器輸出電壓相應(yīng)變化，顯示出鉆孔傾斜在直角坐標(biāo)系中兩個(gè)分量數(shù)值。由此測(cè)出鉆孔傾斜角，根據(jù)電纜下放狀況測(cè)得鉆孔長(zhǎng)度，然后計(jì)算鉆孔偏斜值。糾偏鉆具也稱定向鉆具，具有渦輪鉆具和戴納鉆具兩種。戴納鉆具是其中較好的一種。戴納鉆具由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子上連斜向器。轉(zhuǎn)子是一條蛇狀軸，在高壓泥漿沖擊下順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過萬(wàn)向聯(lián)軸節(jié)帶動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)鉆頭破巖。定子所受的反扭矩，由鉆桿傳到地面的轉(zhuǎn)盤。它利用定子和轉(zhuǎn)子間形成很小的夾角，給轉(zhuǎn)子施加偏心力，使鉆頭向所需方向鉆進(jìn)，達(dá)到糾偏目的。糾偏鉆具組合（自上而下）：142mm三牙齒輪鉆頭+戴納鉆頭+斜向器+89mm鉆桿+主動(dòng)鉆桿。1868mm導(dǎo)斜+142mm三牙齒輪鉆頭+89mm鉆桿+主動(dòng)鉆桿。 對(duì)接部位凍土體的開挖方式有很多種，在我國(guó)常見的淺埋大斷面隧道暗挖方法見表43。 通過表43分析可以看出：根據(jù)地質(zhì)情況，淺埋大跨度隧道的開挖方法多種多樣，常見方法為雙側(cè)壁導(dǎo)坑法、CD或CRD工法、臺(tái)階法、洞樁法等；其出發(fā)點(diǎn)是盡可能借助輔助施工方法將工程化大為小，從而盡快沿開挖輪廓形成封閉或半封閉的承載結(jié)構(gòu)。 在具體的凍土體開挖方式的選擇過程中，要綜合考慮對(duì)接部位的工程地質(zhì)條件，凍土體開挖的影響范圍，凍土體開挖面的穩(wěn)定性以及支護(hù)方式等因素，充分控制土體開挖造成的地層沉降。選用合理的開挖方式和土體的開挖順序，縮短凍土帷幕的暴露時(shí)間。凍土體的開挖方式盡量選用對(duì)安全經(jīng)濟(jì)的方法，可以考慮采用人工風(fēng)鎬挖掘。表43 國(guó)內(nèi)淺埋大斷面隧道暗挖常用方法及工程實(shí)例施工方法示意圖適用范圍工程實(shí)例 臺(tái)階臨時(shí)仰拱法適用于圍巖較好的大跨度隧道客運(yùn)專線溫福鐵路劉洋寨隧道中隔壁法（CD法）軟弱、淺埋、大跨度隧道新建鐵路渝懷線三寶寨車站隧道交叉中隔壁法（CRD法）適用于Ⅳ—Ⅵ級(jí)圍巖淺埋的雙線或多線隧道廣州區(qū)莊地鐵車站隧道，北京地鐵十號(hào)線光華路站風(fēng)道及主體側(cè)洞施工 臺(tái)階法—雙側(cè)壁導(dǎo)坑法淺埋中硬巖超大斷面隧道重慶輕軌大坪車站隧道雙側(cè)壁導(dǎo)坑法淺埋超大斷面隧道重慶輕軌臨江門車站隧道 凍結(jié)加固暗挖法存在的風(fēng)險(xiǎn)（1）凍脹力過大。這種情況下，隧道可能出現(xiàn)位移過大，管片的變形超過允許值，出現(xiàn)滲漏水等情況，影響隧道的正常使用。（2）凍結(jié)加固不均勻，存在夾層。這種情況下，容易出現(xiàn)地下水和泥沙涌入的危險(xiǎn)。（3）凍結(jié)管偏斜。造成凍結(jié)帷幕交圈延誤。凍結(jié)加固暗挖法風(fēng)險(xiǎn)控制措施（1）嚴(yán)格控制凍結(jié)管的間距，確保凍結(jié)質(zhì)量。（2）凍結(jié)過程中，加強(qiáng)進(jìn)回路鹽水溫度監(jiān)測(cè)，凍土溫度監(jiān)測(cè)，卸壓孔壓力監(jiān)測(cè)，隧道變形監(jiān)測(cè)，以及地表變形監(jiān)測(cè)；（3）為了減小凍脹對(duì)隧道的影響，在凍結(jié)前隧道內(nèi)應(yīng)安裝預(yù)應(yīng)力隧道支架，施工中可根據(jù)觀測(cè)到的隧道變形情況調(diào)整支撐點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力，以控制隧道的變形。（4）在要打開的鋼管片外加設(shè)防護(hù)鋼板門，且四周應(yīng)設(shè)橡膠止水措施，鋼管片全部開啟后，一旦發(fā)現(xiàn)土體有異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即關(guān)閉防護(hù)門，繼續(xù)凍結(jié)土體；用探孔來判斷凍土壁是否凍結(jié)穩(wěn)定正常時(shí)，探孔應(yīng)設(shè)在凍結(jié)壁薄弱處，探孔處應(yīng)無(wú)大量涌沙、噴水現(xiàn)象。（5）聯(lián)絡(luò)通道土體開挖多采用礦山法一邊挖邊臨時(shí)支護(hù)，臨時(shí)支護(hù)采用型鋼支架、木背板并噴射混凝土，能起到支護(hù)和凍土墻體保溫的雙重作用。木背板與凍結(jié)墻的間隙用水泥砂漿填充，防止凍土解凍引起較大的地表沉陷。若在土體開挖過程中，出現(xiàn)流沙等異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即停止開挖施工，并封閉工作面，加大制冷量。（6）為減小土體解凍產(chǎn)生的沉降量，可經(jīng)過隧道及聯(lián)絡(luò)通道預(yù)留的注漿孔，采取跟蹤注漿的形式，根據(jù)觀測(cè)到的隧道及地層沉降情況，及時(shí)地對(duì)地層進(jìn)行補(bǔ)償注漿。 第五章 某地鐵隧道聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工 m， m， m， m（如圖51）。聯(lián)絡(luò)通道上方地層巖性為粉細(xì)砂層、淤泥及雜填土等，下方地層巖性為：淤泥質(zhì)土、硬塑粘土、全風(fēng)化紅巖等。盾構(gòu)隧道洞身上方地層巖性為粉細(xì)砂層, 下方地層為淤泥質(zhì)土、粉細(xì)砂層。聯(lián)絡(luò)通道地層及盾構(gòu)隧道上覆地層均為透水層，距江邊較近，地下水與三枝香水道有直接水力聯(lián)系，地質(zhì)條件異常復(fù)雜。本工程初始方案為聯(lián)絡(luò)通道范圍采用地面雙管旋噴樁加固，考慮到被加固地層為砂層、地下水流動(dòng)性較強(qiáng)，一旦出現(xiàn)漏水涌砂，則有可能淹沒隧道。為確保盾構(gòu)隧道安全，設(shè)計(jì)采取先聯(lián)絡(luò)通道開挖，后切割隧道管片的方法，即地層加固后，先在地面兩隧道之間施作豎井（ m 鋼護(hù)筒）至聯(lián)絡(luò)通道位置，然后再使用礦山法開挖聯(lián)絡(luò)通道，在聯(lián)絡(luò)通道初期支護(hù)完成后切割管片、連通隧道并施作二次襯砌。在該方案實(shí)際實(shí)施過程中， 先后三次出現(xiàn)涌沙險(xiǎn)情，每次出現(xiàn)險(xiǎn)情后均采用注漿加固，但最終均告失敗，無(wú)法繼續(xù)開挖。初始方案的失敗表明，由于工程所處地層水系復(fù)雜，且地下水流動(dòng)較快，旋噴樁及注漿加固不能形成全封閉的封水系統(tǒng)。鑒于工程工期、 施工安全以及降低工程風(fēng)險(xiǎn)，決定采用凍結(jié)法對(duì)原有加固范圍進(jìn)行凍結(jié)，完成聯(lián)絡(luò)通道施工，即采用在地鐵隧道內(nèi)水平凍結(jié)加固聯(lián)絡(luò)通道周邊土體，形成強(qiáng)度高、封閉性好的凍結(jié)帷幕，在凍土中采用礦山法開挖構(gòu)筑聯(lián)絡(luò)通道的施工方案。圖51 聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)根據(jù)凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)及聯(lián)絡(luò)通道的結(jié)構(gòu)，凍結(jié)孔按上仰、水平、下俯三種角度從兩側(cè)隧道打孔布置，共布置凍結(jié)孔64個(gè)，其中設(shè)置4個(gè)穿透孔。凍結(jié)孔施工前，根據(jù)管片配筋情況，適當(dāng)調(diào)整凍結(jié)孔位置，以避開管片接縫、螺栓和主筋。本工程最終凍結(jié)孔剖面布置分別如圖5圖 53所示。圖52上行線凍結(jié)孔、測(cè)溫孔、卸壓孔及測(cè)壓孔布置圖53下行線凍結(jié)孔、測(cè)溫孔、卸壓孔及測(cè)壓孔布置根據(jù)本工程實(shí)際情況，制冷設(shè)備選擇2臺(tái)套WYSLGF300Ⅱ型螺桿壓縮機(jī)組（一臺(tái)備用）。單臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)工況：104kcal/h，電機(jī)功率110kW。 冷媒劑選用 CaCl2鹽水溶液，制冷劑選用氟利昂F22。凍結(jié)系統(tǒng)輔助設(shè)備：通道鹽水循環(huán)泵選用IS150125315 型（1臺(tái)），給凍結(jié)管提供鹽水，流量200 m3/h，電機(jī)功率為30 kW。通道冷卻水循環(huán)選用IS150125315 型（1臺(tái)），流量為200 m3/h，電機(jī)功率30 kW。為節(jié)約用水，冷卻塔選用 KST80 型（2臺(tái)）。供液管選用45 mm 鋼管，采用焊接連接；鹽水干管和集配液圈選用1596 mm無(wú)縫鋼管。地層凍結(jié)參數(shù)和技術(shù)指標(biāo)：積極凍結(jié)鹽水溫度為28℃～30℃，維護(hù)凍結(jié)鹽水溫度為25℃～28℃，設(shè)計(jì)積極凍結(jié)時(shí)間為40 d，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。凍結(jié)孔單孔流量大于5 m3/h。 m，凍結(jié)壁平均溫度為小于10℃。、融沉及隧道變形控制設(shè)計(jì)凍結(jié)過程中的凍脹控制主要采取凍結(jié)釋壓的方法。為減小凍結(jié)施工對(duì)盾構(gòu)隧道和周圍環(huán)境的影響，在上、下行線共布置4個(gè)卸壓孔（圖5圖53)。聯(lián)絡(luò)通道主體結(jié)構(gòu)施工完畢后，凍結(jié)停止，凍土融化。為避免后期融沉過大，對(duì)盾構(gòu)隧道及周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，需進(jìn)行充填注漿和融沉注漿。充填注漿可以及時(shí)充填通道拱頂混凝土不易澆注密實(shí)的部位；融沉注漿應(yīng)在充填注漿完成后，根據(jù)監(jiān)測(cè)反饋信息，組織注漿及控制注漿量。具體方式采用在凍結(jié)帷幕兩側(cè)同時(shí)注漿，對(duì)整個(gè)凍結(jié)區(qū)域全部進(jìn)行壓密注漿。注漿以少量多次為原則，反復(fù)注漿，直至達(dá)到控制要求。凍結(jié)過程中盾構(gòu)隧道受凍脹壓力的作用，會(huì)發(fā)生隧道斷面變形，從而影響隧道的橢圓度。為減少凍脹變形，凍結(jié)前，在隧道內(nèi)安裝預(yù)應(yīng)力支架，即在上下行線隧道的聯(lián)絡(luò)通道洞口兩側(cè)安裝兩榀預(yù)應(yīng)力鋼支架。施工中根據(jù)隧道變形監(jiān)測(cè)情況和千斤頂軸力計(jì)監(jiān)測(cè)情況，調(diào)整各個(gè)支點(diǎn)的預(yù)應(yīng)力大小，達(dá)到控制隧道變形的目的。地鐵某區(qū)間隧道聯(lián)絡(luò)通道工程自9月21日開機(jī)凍結(jié)，50 d后根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析： m，土體凍結(jié)平均溫度低于10℃，凍結(jié)厚度和平均溫度滿足要求，具備開挖條件。11月12日，土體開挖施工正式開始，工序情況見表51。表51施工工序情況時(shí)間/累計(jì)天數(shù)（d）工序名稱0土體開挖施工正式開始9在鋼護(hù)筒內(nèi)安裝6圈冷盤管，并進(jìn)行低溫鹽水循環(huán)，補(bǔ)償鋼護(hù)筒的冷量損失10在冷盤管周邊貼附3層保暖板～18～28開挖聯(lián)絡(luò)通道土體并及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)～29～33打開左行線管片～30～34打開右行線管片～30～37進(jìn)行二次襯砌36冷凍機(jī)組停止工作37拆除模板凍結(jié)法施工完成 在整個(gè)凍結(jié)施工過程中，凍結(jié)加固土層的物理性質(zhì)發(fā)生了很大變化，過量的凍脹融沉均會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生危害。因此在整個(gè)施工過程中，需對(duì)溫度場(chǎng)和位移場(chǎng)作全面監(jiān)測(cè)，為適時(shí)掌握和控制工參數(shù)提供依據(jù)。為了解不同時(shí)期凍結(jié)帷幕溫度場(chǎng)的發(fā)展情況，掌握凍結(jié)鋒面的擴(kuò)展速度、凍結(jié)帷幕形成狀況以及開挖施工時(shí)間，對(duì)凍結(jié)帷幕溫度場(chǎng)進(jìn)行了同步監(jiān)測(cè)。在上、下行線凍結(jié)壁內(nèi)外側(cè)共布置了7個(gè)測(cè)溫孔（圖5圖53），每個(gè)測(cè)溫孔內(nèi)布置 4~8個(gè)測(cè)點(diǎn)，~ m。監(jiān)測(cè)孔內(nèi)各測(cè)點(diǎn)均采用數(shù)字式溫度傳感器，通過一總線經(jīng)遠(yuǎn)程溫度測(cè)量模塊與計(jì)算機(jī)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，實(shí)時(shí)反映施工過程中凍土帷幕溫度變化。監(jiān)測(cè)結(jié)果模擬曲線如圖5圖55所示。圖54 C4測(cè)孔兩處測(cè)點(diǎn)溫度變化圖55 C7測(cè)孔兩處測(cè)點(diǎn)溫度變化 由圖中可以看出C4測(cè)控內(nèi)的溫度變化趨勢(shì)大致相同，C7測(cè)孔的兩處溫度變化趨勢(shì)也基本一致，這說明測(cè)溫孔內(nèi)的溫度變化比較穩(wěn)定，保溫措施較好。由于施工地區(qū)氣溫較高，在豎井開挖的通風(fēng)過程中，凍結(jié)界面空氣對(duì)流強(qiáng)烈，凍土容易發(fā)生融化，減弱凍土強(qiáng)度。所以，在鋼護(hù)筒表面設(shè)置保溫板及增加冷凍盤管，確保冷凍效果。為有效監(jiān)控鋼護(hù)筒內(nèi)壁溫度變化情況，在鋼護(hù)筒內(nèi)壁布設(shè)測(cè)溫點(diǎn)（圖56）。從溫度監(jiān)測(cè)情況（圖57）可以看出，凍土溫度保持較好，確保了凍土的強(qiáng)度，表明冷凍盤管加保溫板的方案是可行的。圖56 鋼護(hù)筒內(nèi)壁溫度測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置圖57 鋼護(hù)筒內(nèi)壁溫度變化為監(jiān)測(cè)凍脹對(duì)盾構(gòu)管片的影響，在上、下行線各布置1個(gè)凍脹壓力測(cè)孔（圖 5圖 52）。壓力傳感器采用YL50型振弦式