盾構(gòu)法隧道工程隧道門洞施工方案完整

1、盾構(gòu)法隧道工程隧道門洞施 工方案完整（完整版資料，可直接使用可編輯，推薦下載）盾構(gòu)法隧道工程洞門工程施工方案目錄1、工 程 概 況 12、施 工 計 劃安排 13、材 料 運 輸 24、主 要 施 工方法 及 工 藝 24。 1 管 片 切 割 24。 2 管片 拆 除54。 3 灌 漿 補 漏 施 工 64。 4 防 水 施 工 64.5 模 板 工 程 84.5 。 1 特 制 鋼 模 板 加 工 84.5.2 施 工 腳 手 架 84。 5。3 模 板體 系 84.5.4 模 板 安 裝 84.6 鋼 筋 工 程 94.6 。 1 鋼 筋 加 工 94。 6。2 鋼 筋 安 裝 94。

2、7 混 凝 土 工 程 95、質(zhì) 安 技 術(shù) 措 施 106、保 衛(wèi) 與 消 防 措 施 117、文 明 施 工 措 施 111、工程概況盾構(gòu)法隧道洞門功能主要為隧道出入口，與隧道管片相接。洞門為現(xiàn)澆 鋼筋砼結(jié)構(gòu),砼強度等級為C40，抗?jié)B強度為S10。洞門呈圓筒形狀，內(nèi)直徑 5.4m,外直徑6o 62m,洞門結(jié)構(gòu)大樣詳見附圖一。從現(xiàn)場情況來看，隧道管片 已經(jīng)基本安裝完畢，但洞門處管片有部份需要拆除或用砼切割法進行切割 后，再按設(shè)計圖紙要求澆筑洞門現(xiàn)澆砼，需澆筑砼的洞門長度約為500mm。 根據(jù)設(shè)計要求，防水工程除結(jié)構(gòu)自防水外，新舊砼接合處采用30 X 10水膨 脹型止水條，螺桿處采用水膨脹橡膠

3、墊圈。本工程中需進行施工的洞門共有8個，其具體位置分布為赤崗站有2 個洞門；客村站有4個洞門;鷺江站有2個洞門。為便于識別，對各門洞具 體編號詳見表1-1 o表1 1車站名稱洞門所在位置洞門編號備注XX站左線號右線號XX站左線東端號右線東端號左線西端號右線西端號XX站左線號右線號2、施工計劃安排本工程中共有8個洞門要施工，據(jù)此，模具采用特制鋼模板，模具加工 數(shù)量為2套，那么，施工計劃的編排也是按照2套模具周轉(zhuǎn)使用來統(tǒng)一考慮, 綜述如下：工程 開工 日 期： XXXX 年 X 月 X 日;工程完 工 日期 :XXXX 年 X 月 X 日 ； 施工總 工 期： 63 天.其中 ，模具加 工 和鋼

4、筋加 工均在 場外 進 行， 計劃 工 期為 XXXX 年 X 月 X 日至 X 月 X 日；計 劃進場施工日期為 XXXX 年 X 月 X 日，進 場后按計劃 進 行 施工 ,每 個洞 門 主要工序 所 需時 間約 為 7 天 。具 體施 工 計劃 詳見附 圖七 施工進度計劃表.3 、 材 料 運 輸 材料運輸可利用盾建出土用的龍門吊作為垂直運輸機械。混凝土則采 用混凝土泵機輸送。4、 主要施 工方 法及工 藝4。 1 管 片 切 割工程概況在盾構(gòu)隧道與車站交接處，從入口端向內(nèi)0。5m寬的部位因結(jié)構(gòu)構(gòu)造的 需 要 將其 拆除 。 為 滿 足此 要求 ， 采用 機械 切 割的 方式 進 行拆

5、除.施工方法和工藝流程 施工方法將上部 分與下部分（如圖示）采 用排鉆方式分割后，沿 保留線的 環(huán)向 采 用碟式切割機進行切割使其分離。然后上部分通過搭設(shè)的 鋼管頂架向 外移出 洞 外 ，用 手 動 葫 蘆 將 砼 塊 分 別 吊 離 、外 運 。下 部 分 則 從 上 至 下 拆 除 環(huán) 向 連 結(jié) 螺栓后，用手動葫蘆將砼塊吊離外運處理。 工藝流程切割部分定位、劃線-排鉆切割上、下部分的分割縫-搭設(shè)支撐 上部分的鋼管頂架（上設(shè)可調(diào)頂托）-切割環(huán)向縫-上部分下降2 3cm - 上部 分 水平外移 - 上 部 分管 片分 塊吊離 - 拆除鋼 管 支架 -下 部 分 砼 塊吊 離 切割 位 置示意

6、1.%切割工程量計算（每一處）排鉆工程量O.3mX6個 X2 處=3。 6m環(huán)向碟式切割工程量h=300mml=5.7m< 3.1416=18m主要機械設(shè)備鉆石筒式切割機：1臺鉆石碟式切割機： 1臺液壓沖擊鉆：1臺施工腳手架搭設(shè)進行切割施工前，為便于施工，需搭設(shè)施工腳手架。根據(jù)現(xiàn)場的實際 情況，腳手架下方必須保留可讓機車通過的通道。施工腳手架由© 51鋼管 搭 設(shè) 而成 ,設(shè) 上下 兩 層竹搭而 成 ，詳 見附 圖 二.切割 施工 完 成后，腳 手 架暫 不 拆 除 ,留 作結(jié) 構(gòu)施 工 時使 用。扣件式鋼管支頂施工工藝： 作業(yè) 要 求 本腳手架支撐在隧道結(jié)構(gòu)的砼底板上，基礎(chǔ)堅

7、固不需作任何處理 .但為 了 確 保 立 桿 穩(wěn) 固 可 靠 ，應 按 構(gòu) 架 設(shè) 計 的 立 桿 間 距 進 行 放 線 定 位 ，鋪 設(shè) 墊 板 和 安 放 立桿 底座 ,并 確 保位置準 確 、鋪 放平 穩(wěn)， 不 得懸 空。 搭設(shè) 作 業(yè)a。搭 設(shè) 作業(yè) 程序放置縱向掃地桿T自角部起依次向兩邊豎立底（第1根）立桿,底端與 縱向 掃地桿扣接固定后、裝設(shè)橫向掃地桿并也與立桿固定（固定立桿底端前， 應吊線確保立桿垂直），每邊豎起34根立桿后，隨即裝設(shè)第一步縱向平桿（ 與立桿扣接固定）和橫向平桿（小橫桿,靠近立桿并與縱向平桿扣接固定）、 校正立桿垂直和平桿水平使其符合要求后， 按 4060N m

8、 力矩擰緊扣件螺 栓,形成構(gòu)架的起始段一按上述要求依次向前延伸搭設(shè)，直至第一步架交圈 完成。交 圈后，再 全面檢查一遍構(gòu)架質(zhì)量和地基情況，嚴 格確保設(shè)計要求和 構(gòu)架質(zhì)量一設(shè)置連墻件（或加拋撐）一按第一步架的作業(yè)程序和要求搭設(shè)第 二步、第三步一一隨搭設(shè)進程及時裝設(shè)連墻件和剪刀撐一裝設(shè)作業(yè)層間橫桿 （在構(gòu)架橫向平桿之間加設(shè)的 、 用于縮小鋪板支承跨度的橫桿）、 鋪設(shè)腳手板 和裝設(shè)作業(yè)層欄桿、 擋腳板或圍護， 封閉措施。b. 搭 設(shè) 作業(yè) 注意 事項1）嚴禁48和51鋼管及其相應扣件混用.2）底立桿應按立桿接長要求選擇不同長度的 鋼管交錯設(shè)置 ,至少應有 兩種適合的不同長度的鋼管作立桿。3）在設(shè)置第

9、一排連墻件前， 應約每隔 6 跨設(shè)一道拋撐， 以確保架子穩(wěn) 定。4）一定要采取先搭設(shè)起始段而后向 前延伸的 方式， 當兩組作業(yè)時， 可 分別從相對角 開始搭設(shè)。5）連墻件和剪刀 撐應及時設(shè)置， 不得滯后超過 2 步。6）桿件 端部 伸出 扣 件之 外的長 度不 得小 于 100mm.7）在頂 排連 墻件 之 上的 架高（ 以縱 向平 桿 計）不得 多 于兩 步， 否則 應每隔 6 跨加設(shè) 1道撐位措施。8）對接 平板 腳手 板 時， 對接處 的兩 側(cè)必 須 設(shè)置間橫 桿 。9 ） 作 業(yè) 層 的 欄 桿 和 擋 腳 板 一 般 應 設(shè) 在 立 桿 的 內(nèi) 側(cè) 。 欄 桿 接 長 亦 應 符 合

10、對接或搭接的相應規(guī)定。c. 扣 件 連 接 質(zhì) 量 檢 查 扣件緊固質(zhì)量用扭力扳手檢查，抽樣按隨機均布原則確定。d 。 拆 卸 作 業(yè) 拆卸作業(yè)按搭設(shè)作業(yè)的相反程序進行，并應特別注意以下幾點:1）連墻件待其上部桿件拆除完畢（伸上來的立桿除外 ）后才能松開拆 去;2）松開 扣件的 平桿 件應 隨 即撤 下， 不得 松 掛在 架上 ;3）拆除 長桿件 時應 兩人 協(xié) 同作 業(yè),以避 免 單人 作業(yè) 時 的閃 失事 故 ;4）拆下 的桿配 件應 吊運 至 地面 ,不 得向 下 拋擲 。4.2 管 片拆 除從 現(xiàn) 場 情 況 來 看 ， 隧 道 管 片 已 經(jīng) 安 裝 完 畢 , 但 洞 門 處 的

11、負 環(huán) 、 反 力 架 需 要拆除，每環(huán)管片均由 6 件鋼筋砼管片組合而成，反力架為鋼結(jié)構(gòu)組合.具 體拆除方法如下： 負 環(huán)管 片（ 或 反力 架 ）拆 除 施工 程序施工腳手架搭設(shè) T 在中板和負環(huán)管片上鉆吊裝孔 T 在中板吊裝孔上安裝滑輪組 T 在管片吊裝孔（或反力架）上穿鋼絲繩 T 拆除管片 （或反力架）連接螺栓 T 管片（或反力架）吊離隧道 T 施工腳手架拆除 及清理場地 負環(huán)管片（或反力架）的拆除應遵循先上后下的原則。 管片連接螺栓應依次進行,一件管片連接螺栓拆除后，吊 走該管片 后才能拆除下一件待拆管片的連接螺栓。 位于臨時鐵軌下方的管片應待該段鐵軌拆除后才能進行管片拆除施工。 滑

12、輪組吊重能力為5t ,選用© 18mm鋼絲繩.拆除管片（或反力架） 前在已鉆吊裝孔的中板上安裝滑輪組，滑 輪組應帶吊 鉤。在待拆管片吊裝孔 上穿上鋼絲繩后， 把鋼絲繩懸掛在滑輪組的吊鉤上,拆除管片連接螺栓后, 把管片小心吊 離隧道， 最后通過出土口用 龍門吊 把拆卸下來的管片吊上地 面， 然后用汽車運走。 車站結(jié)構(gòu)剖面和負環(huán)管片吊裝鉆孔分布詳見附圖三。4。 3 灌 漿 補 漏施 工管片拆除后， 需要對隧道管壁進行灌漿補漏處理。灌漿處理前， 先拆 除洞門密封圈（橡膠圈）， 確定是否出現(xiàn)流沙后， 再選取相應的處理方法. 對于拆門洞止水帶時未發(fā)現(xiàn)流沙的灌漿處理方法 先用砌磚封注管片與原洞口

13、砼的空隙口， 砌磚大于 18cm 厚,用高標號 水泥砂漿（M25）砌筑，砂漿摻早強劑。砌磚時預埋注漿管和排氣管，注漿管 用© 1吋水管，間距23m,排氣管一條，用© 1吋水管，排氣管設(shè)在洞頂， 注漿管可同時作為引流管。待洞門砼澆筑后（砼強度C10后）再注漿充填管 片外側(cè)空隙注漿用凈水泥漿，用425#普硅水泥，水灰比0。 5 5 :1，注漿壓 力0。3 0。5 Mpa,水灰比和注漿壓力所用數(shù)據(jù)為初步確定，最后應以現(xiàn) 場施工情況再作實際調(diào)整。 注漿由下部預埋管起注， 待上部預埋管出漿時， 則封堵注出漿口，當注漿壓力達0。30 . 5 Mpa，且注漿量達到4L/mi n 的持續(xù)時

14、間大于 20min 時終灌。 對于拆門洞止水帶時出 現(xiàn)流沙的灌漿處理方法對于拆門 洞止水帶時出現(xiàn)流沙， 則 應先注漿再拆止水帶， 注漿時同樣 要設(shè)排氣孔和 注漿孔，注 漿孔在管片上鉆孔預埋，注 漿方法用 雙液注漿，水 泥漿的參數(shù)同 上，水 玻璃的注入量為水泥量的 8%，注 漿壓力 為 0. 3 0 。5 Mpa。4。 4 防 水 施 工根據(jù)設(shè)計要求, 新澆砼與管片以及內(nèi)襯之間采用 水膨脹止水條止水, 水 膨脹止水條規(guī)格30 X 10。與管片連接的螺栓采用水膨脹橡膠墊圈止水。詳見 下圖。為保證防水工程質(zhì)量，施工時應注意以下要點：結(jié)構(gòu)砼所用的水泥不低于425號，水泥品種應選用普通硅酸鹽水泥。 所用

15、石子的最大粒徑不大于40mm,吸水率不大于1。5%。 混凝土每立方米水泥用量不少于320kg,含砂率為35%40%;灰砂 比為1 : 21 : 2。5;水灰比不大于0。6。固定模板用的鐵絲和螺栓不能直接穿過洞壁 與管片連接的螺栓應套上水膨脹橡膠墊圈 砼澆筑前，應先將施工縫處的混凝土表面鑿毛，清除浮粒和雜物， 用水沖洗干凈，保持濕潤。再鋪上一層厚2025mm的水泥砂漿，水泥砂漿所 用的材料的灰砂比應與混凝土材料的灰砂比相同。 將止水條置于已澆筑好的施工縫中部。澆筑砼時，應連續(xù)施工，一次澆筑完畢. 砼凝 結(jié) 后， 應立 即進 行 養(yǎng)護，并 充 分保 持濕 潤。4.5 模 板工 程4.5 。 1 特

16、 制 鋼 模 板 加 工為保證洞門的施工質(zhì)量和滿足工期要求，模具采用特制鋼模板，加工 數(shù)量為 2 套。鋼模板主要由面板、加勁板和連接板等幾部份組成，面板用 3mm厚鋼板制成，加勁板和連接板用6mm厚鋼板制成。每套鋼模板由16個 組合單元組合而成，組合單元之間采用M12螺栓連接.每套模板加工完成后, 應對鋼 模 板進行試拼裝，嚴格復核其拼裝后 的尺寸，經(jīng)驗收后 方能投入使用 . 鋼 模 板構(gòu) 造詳 見附 圖 四、 附圖 五 。4.5。2 施工 腳手架模 板安裝可利用 切割施工 時搭設(shè)的施工腳手架。 詳見 附圖二。4 。 5 。 3 模 板 體 系模 板體系主要由 特制 鋼模 板、組合 鋼 模板

17、和 弧形鋼 管支架三個部份組 成 。 特制 鋼模 板構(gòu)造詳見“4。 4。 1 特制 鋼 模 板加 工 ”， 組 合鋼 模板 應選用 300mm 寬型號， 特制 鋼 模板 與組 合 鋼 模 板之 間 通過 M12 螺 栓 連接 。 為加強 整個 模板 體系的穩(wěn)定性，在 洞門內(nèi)還需用 弧形鋼 管支架進行加 固，弧 形鋼 管 用© 51鋼管彎曲制作而成，每個支架均由4條弧形鋼管桿件組成,每條弧形 鋼 管 桿件 搭接 長度為 800mm ， 桿 件 搭接 處采 用 扣件 鎖牢。 詳見附圖六.4。 5。 4 模板 安裝特制 鋼 模 板在場外加 工后 用 汽車運到施工 現(xiàn)場,準備進行模 板安裝。

18、 特 制 鋼 模板 與組 合鋼 模 板配合使用 ,安裝模 板 時,先安裝特制 鋼 模 板， 使用 螺 栓 把特制 鋼 模板 安裝固定在內(nèi)襯墻上， 然后 安裝組 合鋼 模 板,再安裝弧 形鋼 管 支 架 ,一邊安裝弧 形 鋼管 支架 ， 一邊調(diào)整各模 板 位置， 直至把模 板安裝完 畢。 為保證弧形鋼管支架的穩(wěn)定性,用鐵絲把弧形鋼管支架和組合鋼模板捆在一 起， 讓弧 形鋼 管支 架 與組 合鋼 模 板形 成受力整體。4。 6 鋼 筋 工 程4.6 。 1 鋼 筋 加 工鋼筋擬安排在場外加工，斷料主要采用斷料機進行。鋼筋加工前應除 銹 、 調(diào) 直 ，I 級 圓 盤 鋼 利用 卷 揚 機 冷 拉 調(diào)

19、 直 、 除銹 ； 直 條 鋼 筋 用 鐵 絲 刷 、 砂 盤等除銹，用簡易錘擊調(diào)直機進行調(diào)直.鋼筋應有質(zhì)保書或試驗報告單。 鋼 筋 進 場時 應 分 批 抽樣 做 物 理 力 學 試 驗 ,使 用 中 發(fā) 生異 常 （如 脆 斷、焊 接 性 能 不 良或 機械 性 能 顯 著 不 正 常時 ）， 尚 應 補 充化 學 成份 分 析 試 驗 . 鋼 筋 必 須順 直 ,調(diào) 直 后 表面 傷 痕 及 侵 蝕 不應 使 鋼 筋 截面 積 減少 。 對 進 口 鋼筋 要 加 強 管理 ，應 按 國 別 、 級 別、 規(guī) 格 分 別堆 放 .要 嚴 格 遵 守“ 先 試 驗 后 使用 "的原

20、 則 ，對 含 碳 量較 高 的 脆 性鋼 筋 不 得 使 用 碰焊 、點 焊 。 鋼 筋 的 類別 和 直 徑 如需 調(diào) 換 、 替 代 時 ,必 須 征 得 設(shè) 計單 位 的 同 意 ， 并 得到監(jiān)理工程師認可。4.6.2 鋼 筋 安 裝鋼筋安裝由下至上進行，側(cè)、頂部鋼筋安裝后,可先通過木枋支撐在腳 手架上暫時固定其位置，安裝模板時再把木枋拆除。鋼筋安裝位置要準確, 牢固，搭接長度及綁扎應符合設(shè)計和規(guī)范要求.受力鋼筋接頭的位置應相互 錯 開 ，當 采 用 搭 接 接 頭 時 ，在 任 一 搭 接 長 度 的 區(qū) 段 內(nèi) ，有 接 頭 的 受 力 鋼 筋 截 面 面 積 占 受力 鋼筋 總

21、截 面 面 積 的 百分 率 ， 在 受 拉 區(qū)不 得 超 出 25,在受 壓 區(qū) 不 得 超 過 50 ， 當 采 用 焊 接 接 頭 時 ， 在 焊 接 接 頭 處 的 35d 且 不 小 于 500mm 區(qū)段內(nèi)，有接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋總截面面積的百分率,在受 壓 區(qū) 不 限 制 ， 在 受 拉 區(qū) 不 得 超 過 50 .4.7 混 凝 土 工 程 混 凝 土 的 輸 送本工程擬采用加緩凝劑的商品混凝土，砼強度為C40 ,抗?jié)B強度S10, 緩凝時間為4小時，塌落度為1 60 mm1 80 mm?；炷了郊按怪边\輸采 用 一 臺 砼 泵 機 .混 凝 土 輸 送 管 由 地

22、面 引 至 施 工 地 點，輸 送 管 的 布 置 可 利 用 位 于 9 軸附近 的臨 時出 土口穿過 車站 主體結(jié)構(gòu) ，沿車站側(cè) 墻和 底板 布管，引 至施工地點后沿支 頂架向上至需要灌注砼的部 位.鋪設(shè)混凝土輸 送管 時， 要 盡量避免 彎曲 。轉(zhuǎn) 彎 要緩 , 接頭要嚴 , 管道向 下傾 斜時 , 要防 止混凝土 因 自 重 流 動 使 輸 送 管 內(nèi) 混 凝 土 中 段 混 入 空 氣 產(chǎn) 生 阻 塞 。輸 送 管 在 使 用 前 應 先 用 水 濕 潤 , 然 后 投 入 水 泥 砂 漿 , 最 后 才 泵 送 混 凝 土 。如 間 歇 超 過 45 分 鐘 , 則清管后重新輸送.

23、泵送時應每三個小時換一次 水洗 槽， 并對泵缸進行檢 查。 混 凝土澆筑混凝土澆筑應由下而上進行，灌注底部砼時,要暫 時封閉鐵道。在澆筑 過程中，可把已安裝好的特制鋼模板拆除一部份，以作為灌注砼的入口和 振搗砼的操作窗口,當砼灌滿時，應立即把拆 除出 來的 特制鋼模板安上，睭 拆除下一件特制鋼模板作為下一段砼 灌注的窗口,如此循環(huán),直至把整個洞 門砼澆筑完畢為止。進行混 凝土 澆筑 前應清除 一切 雜物， 模板要 用水 淋透 .混凝 土澆筑間 歇時間最長不應超過 4 小時， 澆注混凝土 時其 澆注 范圍內(nèi)不能積水, 砼 攪 拌好后 ，在澆筑前 要取 樣測定坍 落度 ，符合要求 后,隨即用 砼輸

24、 送泵連續(xù) 泵送澆灌砼。砼在泵送澆灌的同時用高頻振搗棒加強各部位振搗，防止漏 振.每一振點的振搗延續(xù)時間，應使表面呈現(xiàn)浮漿和不再浮落 ;插入式振動 器 的移動間 距不 宜大 于其作用 半徑 的 1.5 倍,振搗 器與模板的距 離，不應大 于 其 作 用 半 徑 的 0.5 倍 , 并 應 盡 量 避 免 碰 撞 鋼 筋 、 模 板 ，且 要 注 意 “ 快 插 慢 拔，不漏點",上下層振搗搭接不少于50m m ,平板振動器移動間距應保證 振動器的平板能覆蓋已振實部分的邊緣。 混 凝土養(yǎng)護砼應在澆筑前完畢后的 12h 以內(nèi)對其進行覆蓋和澆水養(yǎng)護，澆水養(yǎng)護 時間不少于 7d.5 、 質(zhì)

25、安 技 術(shù) 措 施注意做好主軸線控制座標及留設(shè)主軸線的控制點 和觀測點。軸 線尺 寸和標高必須經(jīng)過質(zhì)安員復核后才能施工。 對機械及施工用 電要 注意檢查， 防止機械傷人或觸電事故發(fā)生。所有特種機械的控制人員必須持證上崗。 凡進入施工現(xiàn)場的人員應配戴安全帽， 高空作業(yè)要戴安全帶， 對 新進場的工人要進行安全技術(shù)交底和安全知識教育。 完善組織機構(gòu), 落實 現(xiàn)場 質(zhì)安 員、施 工員、材料 員的崗位責任制. 施工前認真熟悉 審查 圖紙, 編制施工方案, 明確施工工藝和施工 方法， 做好技術(shù)交底等 工作 , 認真做好隱蔽工程的驗收工作。 把好原材料進場 關(guān)， 原材料均應具 備出 廠合 格證明書, 且按規(guī)

26、定 取樣試驗, 符合規(guī)范要求 方能 使用 。 商品混凝土運 到現(xiàn)場后, 須按要求抽樣做塌 落度 試驗和留取試件, 塌落度不符合要求不得使用。 施 工過程中， 質(zhì)檢人員 按國 家有關(guān)標準規(guī) 定進 行檢查驗 收， 并 及時做好現(xiàn)場簽證及資料收集整理工作。 搞好工地現(xiàn)場文 明施 工， 材料堆放要有條理， 保持道路暢通。6、保衛(wèi)與消防 措施 成立 由項 目經(jīng)理、技術(shù)人員、施工人員、專業(yè)人員組成 的保 衛(wèi)和 消防機構(gòu), 并逐級設(shè)立防 火責 任人 ， 把防火工作落實到班組和個人. 工地應設(shè)立若干 名專 職消防人員， 日夜巡視和監(jiān)督防火工作。 要求動力和照 明電源分開。開關(guān)安裝在防雨箱內(nèi), 且應設(shè)有防漏 電

27、 開關(guān)。室內(nèi)照 明采 用 36 伏 低壓 電， 施工用電 、照明、管 線要 選擇在適 合的位置上固定, 不能亂 拉亂 接。 所有燒焊作業(yè) 必須報工地施工總負責人批準, 并 采取相應的防火 措施, 如派專人跟 焊、 配備消防器材， 清理附近及下臨 的竹木及易燃物 品等。 風焊、電焊工必 須持 證上崗。 施工現(xiàn)場嚴禁私 自生 火, 如因 工作需要用火， 要報工地負責人批 準， 并應采取有效的安 全措 施。7、 文 明 施 工 措 施 施工區(qū)域的環(huán)境 衛(wèi)生 ， 保持文明整潔, 及時清理垃圾。配備足夠 的臨時衛(wèi)生設(shè)施, 設(shè)專人 定期 清掃 處理。 工程完成后,按時 拆除 一切 必須拆除的施工臨時設(shè)施和

28、生產(chǎn)設(shè)施， 并將現(xiàn)場徹底清理.凍結(jié)法加固應用于盾構(gòu)隧道施工浙江大成建設(shè)集團 章履遠由于攪拌樁、 注漿、 高壓旋噴等土體加固方法存在土體加 固不均，可能存在局部薄弱帶而不能封堵具有壓力的地下 水。而采用凍結(jié)土形成的凍結(jié)帷幕， 其凍土墻均勻性好、 強 度高（大于3MPa）。尤其是凍結(jié)體與井壁能做到無縫對接，可保證滴水不漏。 因此， 大直徑的泥水平衡盾構(gòu)大多采用凍結(jié) 法加固技術(shù)。 大直徑泥水平衡盾構(gòu)使用最多的是日本， 其進 出洞土體加固大多采用凍結(jié)法 .1995 年，上海延安東路南線隧道， 11。 22m 泥水盾構(gòu) ,當 時始發(fā)井采用水泥土攪拌樁加固 ,盾構(gòu)出洞始發(fā) ,因覆土淺產(chǎn) 生冒漿而不能建立泥

29、水平衡 ,影響了 3 個月工期后，最后改 用凍潔法加固土體取得成功 （國內(nèi)第一次） 。從 2001 年以來， 上海的泥水平衡越江隧道，如大連路隧道、復興東路隧道、 翔殷路隧道、上中路隧道等都采用了凍結(jié)法加固取得成功 . 因此 ,掌握凍結(jié)法施工技術(shù)對隧道工作者來說,也是必不可少的工作。然而 ,凍結(jié)法施工最大缺點是施工成本高，凍融隆沉大， 應該懂得采取相應技術(shù)措施。 下面就來談一談凍結(jié)法的施工 和用凍結(jié)法施工的成功案例。、凍結(jié)法施工技術(shù)1、概況：凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù)使地層中的水凍結(jié)， 把天然巖 土變成凍土，從而增加巖土的強度和穩(wěn)定性,隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系， 以便在凍結(jié)壁保護下進行隧道、

30、豎井、 地 下聯(lián)絡(luò)通道和其他地下工程的開挖與施工的一種特殊施工 技術(shù)。其實質(zhì)是人工制冷技術(shù)臨時性改變巖土的狀態(tài)以固結(jié) 地層.凍結(jié)法施工技術(shù)在礦井建設(shè)、地基基礎(chǔ)工程、水利工程、 河底隧道、 地下鐵道和其他地下工程中， 當遇到不穩(wěn)定地層 或含水量豐富地層、 裂隙巖層等， 只要是地下水含鹽量不大， 且流速慢 (6m/d) 都可以采用凍結(jié)法固結(jié)地層，完成地下工程 施工.英國人和德國人早在 1862 年、 1883 年利用凍結(jié)技術(shù)完成 建筑基礎(chǔ)、煤礦深井施工 .1886 年、 1906 年瑞典和法國用凍 結(jié)法施工人行隧道， 穿越河底地鐵工程。 前蘇聯(lián)、 日本也在 20 世紀 70 年代用凍結(jié)法施工地鐵隧

31、道，排水管等。據(jù)不完 全統(tǒng)計已有數(shù)百項工程用凍結(jié)法來完成工程施工。我國從1955年1999年在煤炭系統(tǒng)，利用凍結(jié)技術(shù)，建 設(shè)煤礦豎井近 500 個，總長達 70Km, 最大凍結(jié)深度達 435m。 隨著凍結(jié)技術(shù)不斷發(fā)展，水平凍結(jié)、斜井凍結(jié)也取得成功 .近年來 ,隨著地下工程日益增多，特別是地下鐵道建設(shè)興 起,凍結(jié)技術(shù)開始應用于城市地鐵工程的隧道施工。北京、 上海、廣州已分別采用了垂直凍結(jié)、 水平凍結(jié)技術(shù)完成了多項地下工程巖土凍結(jié)常采用方法叫間接凍結(jié)法-低溫鹽水法。其原理是以氨、 氟利昂等制冷工質(zhì)， 經(jīng)過壓縮機對工質(zhì)壓縮成高溫 液態(tài)， 經(jīng)冷卻后到蒸發(fā)器膨脹汽化， 在交換器中吸收鹽水中 熱量，負溫鹽

32、水作為傳遞冷量的媒介.把冷量傳遞給需要凍結(jié)的巖土層 ,達到凍結(jié)局部巖土目的。這種凍結(jié)方法由三大 循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成。 氟利昂（或氨）循環(huán)系統(tǒng) 鹽水循環(huán)系統(tǒng) 冷卻水循環(huán)系統(tǒng)從而獲得20 C35 C左右的低溫鹽水，用以凍結(jié)巖 土。還有一種方法為直接凍結(jié)法液氮法。液氮在1個大氣壓下的蒸發(fā)溫度為-196 °C。當要凍結(jié)的 土體不大，或搶險堵水的緊急情況下，可用液氮凍結(jié)技術(shù)， 達到快速便利的優(yōu)點。且液氮凍結(jié)設(shè)備簡單 , 只要液氮槽車輸送液氮到液氮儲罐 內(nèi)，再通過液氮輸送管輸送到凍結(jié)器（凍結(jié)管 ） ，再把汽化 氮氣排出， 即達到凍結(jié)目的。 該法施工簡單， 唯施工成本高 于鹽水法。 （ 圖 1 ）2 、

33、鹽水法凍結(jié)的原理和工藝：自由水凍結(jié)過程：巖土中的自由水的凍結(jié)過程可劃分為個時間段（圖2） 冷卻段：開始向土層供冷，土體溫度逐漸降到冰點； 過冷段：土體溫度達到 0OC以下，但土中自由水尚未 結(jié)冰，呈現(xiàn)出過冷現(xiàn)象； 突變段：水過冷后，一旦結(jié)晶就立即放出結(jié)冰潛熱， 出現(xiàn)升溫現(xiàn)象； 凍結(jié)段：溫度上升到接近 0O C時穩(wěn)定下來，自由水開始 結(jié)冰過程，將土體顆粒膠結(jié)成整體 ，形成凍土； 繼續(xù)冷卻段：隨著溫度降低，凍土的強度逐漸增大。凍結(jié)加固巖土的特點： 強度高：凍結(jié)后地層的抗壓強度明顯提高，可達到210Mpa。各種土層其強度是不一樣的；凍土瞬時極限抗壓強度參考值（MPa溫度砂砂土粘土-20 C4.83.

34、81.7-40 C7。86。82.7-60 C10。09。03。6-80 C12.011。04。5-100 C13.812。55.4-120 C15。113。8-140 C16。0一般而言，土體中含水量越高，其凍土強度越高 封水效果好：可保證不漏、不滲 ，在無水條件下工作； 適應性強：適用于一切含水、 尤其是含水量大的地層。 無論是砂土、粘土、軟粘土，以及其他方法無法施工地層； 支護性能好：凍結(jié)體為一完整的支護體； 安全性好 :由于凍結(jié)體為一個整體，在凍結(jié)體的遮護下， 可保證隧道掘進的安全施工 ; 靈活性好： 可人為凍結(jié)任意需要的形狀， 可繞過障礙物進 行凍結(jié)； 環(huán)境保護好：因為凍結(jié)是一個臨時

35、措施，先將水結(jié)成冰， 工程完成后又恢復到原來狀態(tài) ,對環(huán)境不造成污染 .凍結(jié)工藝： 凍結(jié)施工的三個階段：a、積極凍結(jié)階段一在施工地層中開始冷凍，并將地層中的 凍結(jié)壁擴展到設(shè)計厚度的工作階段；b 、維護凍結(jié)階段維護施工需要的凍結(jié)壁厚度，以滿足 地下結(jié)構(gòu)施工的正常操作；c 、解凍階段地下結(jié)構(gòu)施工完成 , 停止制冷 , 地溫恢復原 狀階段。 凍結(jié)施工的四大工序：a、凍結(jié)站安裝：凍結(jié)站的位置必須滿足供冷、供電、供水、 排水都比較方便的地方， 還要兼顧到井口、 洞口施工時材料， 施工器材進出方便 . 一般而言，凍結(jié)站設(shè)在距井口 3050m 距離為好 . 凍結(jié)站安裝工序見圖 3.b、鉆孔施工：即凍結(jié)孔的鉆

36、孔和觀察孔的鉆孔。凍結(jié)孔是 用來安裝凍結(jié)管的。 凍結(jié)管的作用是： 管體置于地層鉆孔內(nèi) , 用來輸送低溫鹽水與地層直接進行熱交換， 使凍結(jié)管周圍的 土體溫度降低 ,自由水凍結(jié)，形成有足夠強度的凍結(jié)壁。凍結(jié)孔采用鉆機完成 .過去，鉆孔完成后需撤出鉆桿 ,換裝 凍結(jié)管。 現(xiàn)在 ,采用特別的專利技術(shù)可以做到不必取出鉆桿， 鉆桿直接用作凍結(jié)管。凍結(jié)管一般選用直徑127mm139mm 壁厚510mm的鋼管，目前常采用 127mnX 7.5mm 的無縫鋼管， 也可以根據(jù)地下工程實際情況減小凍結(jié)管的直 徑。凍結(jié)管的構(gòu)造可見圖 4 所示：凍結(jié)孔大多分布在凍結(jié)壁的設(shè)計中心線上 , 用來安裝凍結(jié) 管，其孔徑、間距和

37、設(shè)計傾角依地層的土質(zhì)、水文條件、工 程要求而定。 鉆孔容易發(fā)生偏斜， 特別是水平鉆孔和斜向鉆 孔，發(fā)生偏斜，對凍結(jié)效果影響很大， 對地下工程的施工也 有一定的影響。 為保證施工質(zhì)量， 避免對相鄰建筑物造成損 害和減少地面沉降， 對孔的允許偏斜率要求較高， 鉆孔的偏 斜率一般小于5 %o。除了凍結(jié)孔之外， 還要安設(shè)計要求鉆觀察孔， 用于安裝溫 度傳感器、 土壓傳感器、 土層位移傳感器和孔隙水壓力傳感 器等。c、地層凍結(jié)：一挨地層開始凍結(jié)，就要求以最快速度達到 設(shè)計所要求的凍結(jié)厚度， 稱為積極凍結(jié)期。 在此期間應保證 凍結(jié)站正常工作。最好選在冬季 , 以求提高凍結(jié)站的制冷效率。當然要勤觀察凍結(jié)溫度

38、，注意鹽水循環(huán)是否正常。凍結(jié)壁的厚度既要滿足強度要求，又要滿足變形條件要 求。通常由計算確定。根據(jù)已有的工程經(jīng)驗， 在城市淺土層 下施工時，凍結(jié)壁厚度主要受埋深和地面荷載狀況的影響， 常在1。2mr- 2。Om之間選用。凍結(jié)前，同一深度的地層具有相同的原始溫度。凍結(jié)開始以后，在凍結(jié)管周圍產(chǎn)生降溫區(qū)， 形成以凍結(jié)管為中心的凍 結(jié)圓柱，并逐漸擴大直至與相鄰的凍結(jié)圓柱連接成封閉的凍 結(jié)壁。凍結(jié)壁的交圈時間主要與凍結(jié)孔的間距、鹽水溫度、 土層性質(zhì)、凍結(jié)管直徑、地層原始溫度等因素有關(guān).根據(jù)試驗資料看出：交圈時間隨著凍結(jié)孔間距的增大而延長，隨著 地層土體顆粒的直徑的增大和凍結(jié)管直徑的加大而縮短.下表可作為

39、參考：凍結(jié)壁交圈時間參考表凍結(jié)孔間距(m)1.01。31。51。82。02。32。52.83.03。33.5凍結(jié) 孔交 圈時 間(d)粉細砂101522354459678294114128細中砂9。51421334255647889108121粗砂8.51319 :30374957708097109礫石8121828354654667591102砂質(zhì)粘土10.51623 I374661708699120134粘 土11。517254051677794108131147鈣質(zhì)粘土1218264253708098113137154注：鹽水溫度為25 °C;凍結(jié)管直徑為159mm凍結(jié)壁交圈以

40、后，相鄰凍結(jié)圓柱體的相交界面的溫度會在凍結(jié)的過程中繼續(xù)降低，該部分的凍結(jié)壁厚度會逐漸增大。凍結(jié)管中心溫度最低， 逐漸向凍結(jié)壁邊緣升高，見圖5所示 d、地下工程掘進施工：積極凍結(jié)階段完成后應立即進入地 下工程的掘進施工 .掘進施工應注意各工序的合理銜接，以 最快的速度完成地下結(jié)構(gòu)的施工。 因為無論是積極凍結(jié)還是 維護凍結(jié) ,每天的電能消耗是可觀的。經(jīng)過積極凍結(jié)、維護凍結(jié)兩個階段 ,完成地下結(jié)構(gòu)物的施 工以后 ,凍結(jié)站可以停止工作 .冷量的供應停止后，地層溫度 會自然升高，凍結(jié)壁會自然解凍。根據(jù)試驗資料,砂性土體由停凍到凍結(jié)壁開始解凍的時間約為 8090天，而粘性土 層從停凍到凍結(jié)壁開始解凍的時間

41、為 90110天。3 、凍結(jié)法施工的設(shè)備：制冷設(shè)備： 制冷壓縮機 : 我國凍結(jié)法施工所使用的制冷壓縮機主要有 活塞式和螺桿式兩種。 以氨為制冷工質(zhì)的制冷機常采用活塞 式壓縮機?；钊綁嚎s機按制冷能力可分為：小型機：功率小于 60KW；中型機：功率介于60KW至 600KW之間；大型機 : 功率大于 600KW.活塞式壓縮機按其氣缸中心線的位置又可以分為臥式機、 立式機、 V 型機和扇型機等。 冷凝器和蒸發(fā)器： 冷凝器和蒸發(fā)器是完成制冷循環(huán)所必須 的輔助設(shè)備。 它們的換熱效率直接影響凍結(jié)站的技術(shù)經(jīng)濟指 標。蒸發(fā)器由置于鹽水箱中的多組金屬管組成在制冷循環(huán)中壓縮后的液態(tài)工質(zhì) （液態(tài)氟利昂或液態(tài)氨）

42、在蒸發(fā)器中蒸發(fā)， 變?yōu)轱柡驼魵猓?同時吸收周圍管路中鹽水熱量， 形成低溫鹽 水.冷凝器是一個裝有多組冷卻水管的密閉筒體，高約2m-3m直徑1葉2m。冷凝水從筒體內(nèi)的冷卻管通過，使筒內(nèi) 的過熱氟利昂或氨的蒸氣冷卻而形成氣態(tài)和液態(tài)混合物。 鹽水循環(huán)設(shè)備： 鹽水循環(huán)系統(tǒng)的作用是將通過蒸發(fā)器得到 冷量的低溫鹽水輸送到需要凍結(jié)的地層中的凍結(jié)器， 并將吸 收了地層熱量的升溫鹽水通過管路回到蒸發(fā)器， 以完成利用 鹽水作介質(zhì)的熱交換循環(huán)。鹽水循環(huán)系統(tǒng)主要設(shè)備有鹽水泵、 鹽水干管、 配液及集液 環(huán)、凍結(jié)器等。在一般保溫情況下， 冷量損失約占凍結(jié)站總 制冷量的 20- 25，所以為降低能量消耗、鹽水循環(huán)系 統(tǒng)應有

43、良好的保溫措施。 配液器和集液環(huán)設(shè)在凍結(jié)工作面附 近，使去、回鹽水管路阻力相等，配液均勻。凍結(jié)器由凍結(jié)管、 供液管、 回液管組成， 凍結(jié)管常用直徑 127mm或139mm的無縫鋼管制成。而供液管可采用直徑 50m葉60mm塑料管或橡膠管。（圖4）移動式制冷機組： 隨著城市地下工程中采用凍結(jié)法施工越 來越多，在每個工作現(xiàn)場建立凍結(jié)站相當繁鎖 . 為方便工程 使用，近來， 已研制了可移動制冷機組。將制冷機、 冷凝器、 蒸發(fā)器、鹽水泵、 電控柜等配置在一個底盤上。 只要用平板 車拖到現(xiàn)場，只需在現(xiàn)場增設(shè)鹽水箱 , 安裝鹽水循環(huán)泵，接 上電源、冷卻水源后即可投入運行。大大方便了現(xiàn)場施工。4 、凍結(jié)法施

44、工的監(jiān)測：凍結(jié)法施工是包含多工種的復雜 施工過程， 地層溫度場控制、 制冷量控制、 現(xiàn)場水文地質(zhì)條 件的不確定性、 以及暗挖工程自身所包含的信息化施工因素 等，都使量測監(jiān)控工作成為凍結(jié)法施工中不可缺少的重要環(huán) 節(jié)。凍結(jié)法施工過程中，有以下幾方面量測監(jiān)控工作： 鉆孔質(zhì)量檢測： 鉆孔的平面位置或垂直距離 （斜向或水平 鉆孔）及鉆孔的垂直度或水平夾角 （ 斜向或水平鉆孔） 。用激 光定位法確定孔位， 用陀螺議檢測孔的傾角。 這一工作相當 重要，要隨時糾偏； 凍結(jié)設(shè)備工作情況監(jiān)測： 凍結(jié)設(shè)備在凍結(jié)施工期間必須安 全正常運行。監(jiān)測內(nèi)容包括 : 機組運行電流和溫度、系統(tǒng)供 冷監(jiān)測、凍結(jié)器工作狀態(tài)監(jiān)測等；

45、地層溫度場監(jiān)測： 凍結(jié)地層溫度分布、 凍結(jié)壁部位溫度觀 測、開挖斷面上土體溫度觀測、 初襯澆筑時斷面壁溫度觀測 等。這些部位溫度觀測數(shù)據(jù)是確定制冷量是否足夠， 施工是 否安全的重要保證 . 觀測方法常采用地層中鉆孔預埋傳感器 必要時在關(guān)鍵點補充埋設(shè)測溫點； 土體位移和地層壓力監(jiān)測： 地層中的自由水會在土體內(nèi)引 起附加應力和位移 , 當?shù)叵麻_挖掘進時也會使凍結(jié)土層內(nèi)應 力發(fā)生變化， 為確保施工安全， 需要用測斜議、 分層沉降議 觀測地層的水平位移， 重要部位地層應埋設(shè)壓力傳感器進行 觀測， 以防凍土崩塌、 凍結(jié)管折斷、 地下水噴涌等意外事故 出現(xiàn)； 地表位移及鄰近建筑物地下管線變形觀測 : 在淺

46、層土中， 土層的凍脹融沉和暗挖所引起的地層沉降較為明顯。因此， 凍結(jié)法施工全過程必須對地表的隆起、沉陷 , 鄰近建筑物的 沉降進行連續(xù)觀測， 以合理調(diào)整凍結(jié)和開挖方案， 最大限度 減少對環(huán)境影響 .4 、凍結(jié)法施工其他注意點： 地下水質(zhì)對凍結(jié)效果影響 : 當水中含有一定鹽分時，水溶 液的結(jié)冰溫度就要降低。 因此,采用凍結(jié)法時 , 測量地層水溶 液的低溫冰點是必須的 , 以確定凍結(jié)法施工方案的凍結(jié)溫 度； 地層含水率和地下水流速：只要地層含水率大于 10%地 下水流速小于 6m/d，凍結(jié)壁就可以形成。但地層含水率小于 10時 , 凍結(jié)壁難于形成。 當?shù)叵滤魉龠^大而影響凍結(jié) 時，應采取措施。如加

47、大制冷功率、降低凍結(jié)溫度、加密上 流區(qū)域凍結(jié)管分布密度或采取注漿等方法封閉土層孔隙 , 以 減緩地下水流速完成凍結(jié)； 凍脹融沉對環(huán)境影響 : 地層中的自由水結(jié)冰后 , 體積會增 大約 9.07 ，土中自由水要遷移。而凍結(jié)地層解凍后，土體中的冰會融為水，體積要減少，自由水也要遷移. 在砂性土地層中孔隙水移動很快完成 , 土體凍脹融沉影響相對較 小。而在粘土或淤泥質(zhì)地層中 , 自由水的移動很困難，所以 粘土或淤泥質(zhì)地層中凍結(jié)壁在凍結(jié)過程中要產(chǎn)生比較明顯 的凍脹，在解凍過程中要產(chǎn)生明顯的融沉。因此 , 在該土層 施工中當采用凍結(jié)法施工地下工程時 , 由于凍結(jié)使地面上 升，由于解凍使地面下降 , 從而

48、造成建筑物和地下管線危害 必須充分考慮并采取相應措施； 凍土壁蠕變的影響： 凍土是一種彈塑性的粘滯體， 在持久 外荷載作用下 , 會產(chǎn)生塑性變形并引起應力松馳 . 因此在凍 土面開挖和開挖面暴露時間過長都必須考慮凍土壁的蠕變 對開挖安全性的影響； 低溫環(huán)境對混凝土澆筑影響 : 地層溫度降低在一定程度上 延長了混凝土的凝結(jié)時間。為保證結(jié)構(gòu)混凝土的正常養(yǎng)護， 常采取加熱骨料、加熱水攪拌、添加外加劑等方法解決 . 但 也應考慮水泥水化熱對凍土壁融解不利影響。 可以采取隔熱 措施。其實， 凍結(jié)法施工的理論并不深奧， 但成套的冷凍設(shè)備、 熟 練的操作人員、豐富的施工經(jīng)驗卻是短時間內(nèi)難以形成的。 采取與社

49、會上有相當資質(zhì)的專業(yè)凍結(jié)法施工隊伍合作， 并在 合作的過程中注意學習和積累，以便盡快掌握應用。二、凍結(jié)法施工的實際應用舉例：A 進出洞：凍結(jié)法加固出洞段土體，使土變成凍土結(jié)構(gòu) 承受周圍水土壓力，然而鑿除洞門，待盾構(gòu)刀盤頂上凍土體后，強制解凍拔出盾構(gòu)推進范圍內(nèi)凍結(jié)管，盾構(gòu)進入正常推進作業(yè)。I、上海大連路隧道： 大連路隧道采用11.22m泥水平衡盾構(gòu)，開洞直徑為II. 6m，始發(fā)覆土厚度為10。m工作井洞口底深 21。6m洞口處土層為灰色淤泥質(zhì)粘土 ，灰色粘土和暗綠一草黃色粘 土。地下水位約在地表下1m。 凍結(jié)加固計算：采取板狀凍結(jié)加固方式。 該出洞口凍結(jié)加固體， 其承受的 荷載、計算模型及凍結(jié)管

50、布置的示意圖如圖5所示。應用重液理論計算水土壓力，其出洞口的水土壓力為：P = 0。013H= 0.013 X 21.6 = 0.279Mpa加固體為整體板塊而承受水土壓力，運用日本計算理論計算加固體的厚度h=： k p D2/4 a 1/2，數(shù)據(jù)見下表凍土平均凍土彎拉水土壓力加固體開挖系數(shù)安全系計算加固溫度c 0強度ap內(nèi)直徑D3數(shù)k體厚度h101。 8Mpa0.279Mpa11。 6m1.21.53。06m園板中心所受最大彎曲應力計算為:a max= p (1/2 D) 2 (3+卩)/16 6/h 2,結(jié)果見下表:水土壓力p加固體開挖內(nèi)直徑D凍土泊松 比 1計算加固 體厚度h計算得加固體

51、最 大彎拉應力a max凍土彎拉 強度a 10c安全 系數(shù)k0.279Mpa11.60,m0.353。 06m1.26Mpa1.8Mpa1.43沿工作井開洞口周邊驗算加固體剪切應力Tmax= P D/4h,計算結(jié)果見下表：（安全）水土壓力加固體開挖內(nèi)凍土抗剪加固體厚剪切應力P直徑D強度T - 10c度hT0.279Mpa11.60 , m1.5Mpa3。06m0。26Mpa 凍結(jié)加固范圍洞口凍結(jié)加固體計算厚度 3.06m，取3。1m采用垂直凍 結(jié),凍結(jié)寬度17m隧道兩側(cè)各 2。5m,凍結(jié)深度自地面下 7.3m24m。為增加泥水盾構(gòu)初始掘進的安全，再在整體凍 結(jié)體外，離洞口 3。1m10m加拱形

52、頂棚保護，凍結(jié)加固長度 7m拱棚最小厚度2。5m總體凍結(jié)長度10m,見圖6、圖7 所示：2002年3月，大連路隧道11。22m泥水盾構(gòu)順利始發(fā)。2003年和2004年上海復興東路隧道和上海翔殷路隧道的泥水盾構(gòu)也采用凍結(jié)法加固洞口土體實現(xiàn)安全始發(fā)。2005年上海上中路隧道14。87m超大直徑泥水盾構(gòu)又采用了凍結(jié)法加固方案取得成功。2、上海上中路隧道 概況：上海上中路越江公路隧道為雙管雙層雙向4車道越江公路隧道.采用超大直徑泥水平衡盾構(gòu)，外徑14。87m,盾構(gòu)長17。6m。出洞口中心標高一11.35m，洞口地面經(jīng)墊 高后標高為4。9m。盾構(gòu)出洞工作井槽壁上破洞口徑15。2m.場地地勢平坦， 無永久

53、性建筑物和市政管線。 上層土為褐 黃 - 灰黃粘土和灰色粘質(zhì)粘土 , 洞門口為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土、 淤 泥質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土，洞門下為砂質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土。2005年7月凍結(jié)系統(tǒng)安裝，8月10日開始凍結(jié)，10月28 日盾構(gòu)出洞， 11 月 18 日盾構(gòu)推出凍結(jié)區(qū)，冷凍機組停機， 凍結(jié)工期共 100 天。 凍結(jié)設(shè)計： 設(shè)計方案應考慮到 : 洞口土體穩(wěn)定和不透水性； 泥水盾構(gòu)的壓力泥漿不上竄、 不流逸； 盾構(gòu)機出洞后在封堵 洞門時盾構(gòu)刀盤前土體穩(wěn)定； 具有動態(tài)的溫度、 變形和壓力 監(jiān)測； 凍結(jié)過程應具備吸收變形和調(diào)節(jié)、 減小外載和凍脹力 的手段。據(jù)此，凍結(jié)設(shè)計采用二個凍土板塊 , 一是位于洞口前的凍 結(jié)板

54、塊 , 在盾構(gòu)機出洞時起抵御水土壓力、土層塌落和防止 泥水涌入工作井的作用； 二是位于盾構(gòu)機完全出洞后的刀盤 前, 保證封堵洞口施工時盾構(gòu)機停滯時前方土體穩(wěn)定的后凍 結(jié)板塊；在二個凍結(jié)板塊之間為凍結(jié)棚拱 , 以保證盾構(gòu)機進 入正常推進前建立壓力泥漿系統(tǒng)，進入正常工況 . 見圖 8 圖 9 示意。經(jīng)計算（計算方法同大連路隧道）：a、前凍結(jié)板塊厚度：前凍結(jié)板塊開洞口底緣深為23.85m。據(jù)重液公式：p =0.013h = 0.310Mpa。根據(jù)日本經(jīng)驗公式計算加固體厚度h =:k B pD2/4 a 1/2,得到凍土設(shè)計厚度 4。2m取為4.3m。b、 凍土棚拱確定 : 凍土棚拱在兩凍土板塊之間

55、, 拱基與盾構(gòu)下 口齊平，從洞口到洞外 11。5m,可使盾構(gòu)機尾部全部脫離密 封圈 . 凍土棚拱可看作在深度上受不均勻壓力作用的圓拱 , 通過解二次超靜定得到截面上的軸力和彎矩， 再應用曲梁理 論求得截面應力， 并以此確定凍土棚拱的厚度。 經(jīng)計算棚拱 凍結(jié)壁厚度1。5m時最大拉應力 1.393Mpa、厚2。0m時最 大拉應力為 0.869Mpa、厚2。5m時最大拉應力為 0.693Mpa。 為安全計，決定棚拱設(shè)計厚度取 2。5m.c、后凍結(jié)板塊厚度： 后凍結(jié)板塊是保證封堵洞口施工盾構(gòu)機停滯時前方土體的 穩(wěn)定 , 只要設(shè)置單排凍結(jié)管使凍結(jié)壁達到一定厚度即可。在 單排凍結(jié)管作用下，按凍結(jié)發(fā)展速度2

56、5mm/d計算，盾構(gòu)完全 出洞進行洞口圭寸門施工時，厚度可達1。54m,滿足要求。 凍結(jié)管布置：整個凍結(jié)區(qū)域共布置凍結(jié)孔 11排，14排 為前凍結(jié)板塊凍結(jié)孔， 孔深27.0m,5.8m27。0m局部凍結(jié)； 510排為棚拱區(qū)凍結(jié)孔，孔深從長8。8m弧線變化到24.2m, 局部凍結(jié)深度由 5.8m8。8m變化到5.8m24.2m； 第 11 排凍結(jié)管為后凍結(jié)板塊，凍結(jié)管深 24 o 2m,局部凍結(jié)從5。 8m24.2m。共205個凍結(jié)孔。見圖10示意。前凍結(jié)板塊內(nèi)在盾構(gòu)出洞前需要拔除的凍結(jié)管選用 127mnX 6。0mm 20號低碳鋼無縫鋼管，不需要拔除的凍結(jié)管用127mn¥ 5mm 20號低碳鋼無縫