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《浙江建筑雜志》2014年第八期

1凍結帷幕及制冷設計

1．1連接通道凍結孔的布置根據凍結帷幕設計及連接隧道的結構，凍結孔按水平角度布置在連接隧道的四周。凍結孔數共計44個(外圈凍結孔為W1～W26個、內圈凍結孔為N1～N18個)。內、外圈凍結孔均勻布置，兩圈孔分別從兩個工作井打設，見圖2。凍結孔開孔位置與原設計位置誤差不大于100mm，最大允許偏斜200mm(凍結孔成孔軌跡與設計軌跡之間的距離)，凍結孔內排孔最大允許間距為1600mm，外排孔最大允許間距為1500mm，超過允許間距時應打補孔。

1．2盾構始發、到達洞門凍結加固凍結孔的布置為了使盾構能安全、順利完成施工，盾構出洞處在距槽壁外側0．3m處施工三排凍結鉆孔，凍結孔深度為31．36m，單孔凍結長度為11．8m，即地面向下19．56m不凍，采用垂直局部凍結。凍結孔布置說明如下:凍結孔距離槽壁邊0．3m，孔間距為:A排839mm，B排829mm，C排828mm;排間距1．0m，凍結孔個數41個，測溫孔共4個，每排凍結孔均勻布置，最大偏斜值不大于250mm，每排分別為14、13、14個，見圖3。盾構接收處在距槽壁外側0．3m處施工四排凍結鉆孔，凍結孔深度為32．5m，單孔凍結長度為11．5m，即地面向下21．0m不凍，采用垂直局部凍結。凍結孔布置說明如下:凍結孔距離槽壁邊0．3m，孔間距為900mm，排間距1．0m，凍結孔個數40個，測溫孔共4個，凍結孔采用梅花布置，最大偏斜值不大于250mm，每排分別為11、10、9、10個，見圖4。出洞、進洞鉆孔施工時A排孔均盡量向地下連續墻偏斜，洞門鑿除前需在洞門范圍內打設不少于8個探孔，探明凍結壁交接面溫度和凍結效果。

1．3制冷設計

1．3．1凍結參數確定(1)設計最低鹽水溫度為≤－28℃。(2)設計凍土平均溫度為－15℃。(3)凍土平均溫度根據多排凍結管直線凍土墻平均溫度的等效梯形計算［3］方法確定。

1．3．2需冷量和冷凍機選型凍結需冷量計算式分別如下:連接通道:Q=1．3•π•d•H•K［4］垂直局部凍結:Q=1．3•π•d•H1•K+0．65•π•d•H2•K式中:H—凍結總長度;H1—凍結段總長度;H2—非凍結段總長度;d—凍結管直徑;K—凍結管散熱系數;300kcal/h•m2(1kcal=4．1858×103J)。

2凍結施工

2．1凍結孔施工連接通道凍結孔施工采用MA－80錨桿鉆機，鉆機扭矩為4000N•M，推力30kN。水平凍結孔施工工序為:定位開孔及孔口管安裝→孔口裝置安裝→鉆孔→測量→封閉孔底部→打壓試驗。防噴裝置見圖5。垂直鉆孔采用跟管鉆進下放Φ219鋼套管，然后在里面下放Φ127凍結管，灌注膨潤土后將套管拔出。垂直凍結孔工序為:定位→鉆孔→測量→下放凍結管→打壓試驗。

2．2凍結站安裝凍結孔施工時同步進行凍結站安裝，設2個凍結站。每個凍結站配備3臺JYSLGF300Ⅲ型螺桿機組三臺套(其中一臺套備用);鹽水泵選用IS150－125～400型3臺，流量200m3/h，一臺備用;冷卻水泵選用IS125－100～250型3臺，流量120m3/h，一臺備用;冷卻塔選用KST－80型3臺。

3盾構行進區域凍結管拔出

3．1盾構進出洞流程盾構進出洞流程見圖6。

3．2垂直凍結管拔出用熱鹽水循環凍結管一段時間后可進行試拔，拔起0．5m左右時，便可停止循環熱鹽水，用壓風將管內鹽水排出。然后用吊車快速拔出凍結管。拔管時注意凍結管與掛鉤要成一線，凍結管不能蹩勁，拔管時要常轉動凍結管，不能硬拔，如拔不動時，要繼續循環熱鹽水解凍，直至拔起凍結管到設計長度。熱鹽水循環及吹鹽水系統見圖7。

4連接通道結構施工

4．1開挖構筑施工連接通道凍結施工完成后進行開挖構筑施工，通道開挖順序為:土方開挖→架設臨時鋼支架、背板→噴射C25混凝土→綁扎鋼筋→安裝模板→澆筑混凝土→拆除模板。開挖前要安裝防護門，并經過打壓試驗，符合該地層設計壓力要求。其中噴射混凝土根據香港PS標準采用濕噴工藝。

4．2結構壁后注漿及融沉跟蹤注漿

4．2．1結構注漿充填注漿主要填充鋼背板和凍土帷幕之間的空隙。停止凍結后3～7d內進行充填注漿，通道部位注漿壓力不大于靜水壓力。注漿流量控制在15L/min左右，注漿按照由下而上的順序進行，當上一層注漿孔連續返漿即可停止下一層注漿，直至拱頂。

4．2．2控制地層融沉的注漿措施在通道開挖施工初襯支護時預埋注漿管，深度至鋼背板后進行編號;注漿孔應均勻涵蓋整個凍土帷幕范圍;連接通道內部沿通道方向約每1．2m預埋一圈注漿孔，每圈8個注漿孔;洞門垂直凍結融沉注漿管可利用盾構隧道管片上的預留注漿孔，注漿順序為:“通道底部—通道兩側—通道頂部”。注漿材料采用單液水泥漿或水泥－水玻璃雙液漿。

5結語

該工程獲得香港渠務署頒發的杰出環境管理獎，社會、經濟效益顯著。凍結法在近海含鹽地層的成功應用將為凍結法的應用帶來新的生機，豐富和發展凍結法理論，更廣泛地應用在各種地層條件下，對凍土強度和凍土平均溫度的研究起到了促進作用。進一步加強試驗各種地質條件下的凍土參數，為今后的凍結施工提供更多的理論依據，促進經濟發展，提高社會經濟效益，是我們今后發展的重點。

作者：金海江單位：中煤第五建設公司上海分公司