旁通道冻结方案

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1、1.工程概况1.1工程内容本区间设旁通道及泵站，位于上下行线里程为SK10+160.800~XK10+149.788。上、下行线隧道中心的距离约为13.5m。旁通道为直墙圆弧拱结构，轴向基本与左右线隧道正交，集水井为矩形结构，参见图1。旁通道和集水井均采用两次衬砌，其中初衬厚度为200mm,喇叭口通道集水井旁通道及泵站图1旁通道结构示意图通道墙、拱和集水井内衬厚度为400mm,旁通道底板和通道与隧道连接处（喇叭口）内衬厚度为1000mm。通道的开挖轮廓高约4.23m,宽3.2m,局部（喇叭口处）高4.83m,宽4.4m；集

2、水井开挖轮廓长4.7m,宽3.2m,深2.2m。旁通道设计采用矿山法暗挖施工，并要求开挖前在隧道内对旁通道周围地层进行冻结加固。本方案包括旁通道的地层冻结加固和开挖构筑施工等内容。按过去设计旁通道地层加固体积约为2100mJ挖掘土方和浇注混凝土体积分别为220m3和120m3o1.2施工条件本区间旁通道位置隧道中心标高为-17.383m,地面标高为+3.99m。。根据该旁通道附近Q12G10号钻孔地质柱状图，自上而下地层分布为：①1杂填土，层厚约2.5m,层底标高1.49m；②2褐黄一灰黄色粉质粘土，层厚约0.7m,层底标

3、高0.79m；②3-1灰色粘质粉土，层厚约4・4m,层底标高-3.61m；②3-2灰色砂质粉土，层厚约7.6m,层底标M-11-21m；④灰色淤泥质粘土，层厚约3m,层底层底标高-14.21m；⑤1—1灰色粘土，层厚约2.8m,层底层底标咼-17.01m;⑤仁2灰色粉质粘土，层厚约4层底层底标高-21.71m;⑥暗绿-草黄-灰绿色粉质粘土，层厚约3.3m,层底层底标高-25.01m;⑦1草黄-灰色砂质粉土，层厚约6m,层底层底标高-31.01m;旁通道施工范围内土层主要为⑤-■，灰色粘土和⑤「2灰色粉质粘土。根据类似土层的

4、试验资料，地层具有孔隙比大、含水丰富、承载力低、容易压缩和在动力作用下易流变的特点，开挖后天然土体本身难以自稳。因此，在施工旁通道时必须对施工影响范围内的土体进行稳妥、可靠的加固处理。1・3施工工法根据上述施工条件，并结合地铁二号线旁通道施工经验，经充分技术、经济比较，拟采用“隧道内水平冻结加固土体，隧道内开挖构筑”的全隧道内施工方案，即：在隧道内采用冻结法加固地层，使旁通道外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻土帷幕，然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道及集水井的开挖构筑施工。用冻结法加固地层的突出优点是：施工不占用地面，

5、冻结和开挖引起的地表沉降容易控制在规范要求之内，冻土帷幕均匀性好且预隧道管片结合严密，尤其适合于流砂地层的加固与封水。1.施工方案技术要点由于该旁通道所处地层比较复杂，在地层冻结施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保旁通道施工和地面建、构筑物和交通安全。根据国内、外最新研究成果和施工经验，尤其是本公司在地铁二号线、延长线旁通道的施工经验与教训，提出以下施工技术要点：(1)冻土帷幕的关键点在其拱部，为此，在旁通道顶部设两排冻结孔，以加大冻土帷幕拱部厚度，并使旁通道顶部的一排冻结孔穿越对面隧道顶部管片，确保冻土帷幕拱部与隧道

6、管片间的有足够大的接触面积；为了确保冻土帷幕强度和稳定性，在具体结构设计时，选择比较安全的平面弹性计算模型，在工艺设计时，取较大的备用系数，即实际加固范围要比结构设计的大。（2）根据上海地铁二号线旁通道和杨家渡220kV电缆隧道顶管出洞地层冻结施工经验，由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，会严重影响隧道管片附近土层的冻结速度和冻结强度，从而影响冻土帷幕的整体稳定性和封水性。为此，本方案设计采用在对面隧道管片内侧敷设冷板和保温层的措施，以确保冻土帷幕不存在影响安全的薄弱环节。（3）用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结

7、管。冻结孔开孔前，在布孔范围内打若干小口径钻孔，探测地层稳定情况。如发现砂层，先进行水泥一水玻璃双液壁后注浆，以提高孔口附近地层的稳定性，然后再钻进冻结孔。每个钻孔都设孔口管，并安装钻孔密封装置，以防钻进时大量出泥、出水。冻结施工结束后，孔口管管口焊上钢板，以免工程结束后钻孔孔口漏水。（4）为了杜绝在粉土层中施工冻结孔时容易钻孔出泥的问题，采用煤炭科学研究总院研制强力水平孔钻机，实现无水钻进。（5）加强冻结过程检测。在冻土帷幕内布置测温孔和压力释放与观测孔，以便正确测定冻土帷幕厚度和判断冻土帷幕是否交圈。对侧隧道管片附近土

8、层的冻结情况将成为控制整个冻土帷幕安全的关键，为此，在对侧隧道管片上沿冻土帷幕四周安装测温孔，以全面监测冻土帷幕的形成过程。（6）采取在对侧隧道管片内侧敷设冷管和保温层、减小冻结孔与对侧隧道管片的距离和迅速降低冻结盐水温度等措施，以加快管片附近土层的冻结速度，并设泄压孔，以减小土层冻胀及其对隧道的影响。