一种用于地铁冻结工程的施工工艺的制作方法

本发明涉及土木工程，尤其涉及一种用于地铁冻结工程的施工工艺。

背景技术：

1、地铁作为城市交通的重要组成部分，解决了市内极大的通勤需求，它凭借自身的核心枢纽功能，极大地提高资源利用率。地铁的重要性引出安全性的需求，作为联通地铁两隧道的临时通道，联络通道应运而生，其安全疏散人群、隧道排水和防火的重要特点，决定了其施工工法必然成为研究的重点，传统的联络通道加固工法有明挖法、暗挖法、先明挖后暗挖法、顶管法等工法，而冻结法是利用人工制冷技术，使底层中的水冻结，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行联络通道的开挖施工技术。冻结法相比传统工法具有能有效阻挡地下水渗流、施工环境友好、复杂地层冻结易开挖等特点，其应用越来越广泛。其中，冻结制冷的方法中应用范围最广的是盐水制冷，盐水制冷的适用任何土层、费用经济等优点常用于隧道等周期长的工程。

2、在实际联络通道的开挖过程中，受设计线路的制约，常因地质结构不良、地层不稳定等情况会给实际开挖带来较大的困难，会引起土体塌方、地表下陷和破坏已成型的隧道的现象出现。首先，对于地质构造为圆砾地层和粉砂质泥岩层的联络通道，具有广层深厚、颗粒较粗分布极不均匀、透水性强，其顶端粉砂质泥岩的稳定性和可注性差，加固难度更大，且因此埋深深度需加大，对钻孔的精度要求较高，以防冻结加固效果不明显，造成变形等现象出现。现有技术常需要钻设65个以上的钻孔，使用较多数量的冻结管、增大冻结制冷量进行冻结加固，冻结法因本身需要的冻结成本比较高，而冻结管数量的增多、制冷量增大势必会造成消耗成本升高、且冻结管数量的增多势必会增大打孔角度的偏差，最终影响冻结壁的形成，造成冻结壁的冻结承载力不足，存在冻结壁稳定性降低、严重变形的危险现象。其次，在联络通道喇叭口处(左右边隧道连线中部垂直面)也常常需要增设冷冻管以及延长喇叭口的施工时间，防止喇叭口处的冻结厚度达不到设计要求。因此，为了保证最大化减小圆砾地层和粉砂质泥岩层冻结法的负面影响，降低经济成本消耗，本发明对冻结管的数量、位置角度和冻结效果等进行充分研究，能正确认识冻结工程性质的变化，合理选取设计参数、采取有效的工程措施保证工程的安全、预测灾害现象，为以后同类工程的冻结加固施工提供参考，具有重要的理论、经济和社会价值。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种用于地铁冻结工程的施工工艺，具有降低冻结工程的成本消耗、提高喇叭开口处的帷幕形成和提高冻结加固性的作用。

2、本发明采用的技术手段如下：一种用于地铁冻结工程的施工工艺，包括以下步骤：

3、s1：冻结管安装：施工准备工作后，设置钻机开孔的偏斜度和开孔角度，使用钻机在左线和右线的联络通道外侧钻设若干个冻结孔、测温孔和泄压孔，并且设有冻结管、测温管和泄压管，按照从上至下的顺序进行钻孔并复测；

4、s2、冻结站安装：根据联络通道工况，设置冻结站和冻结系统，对盐水管道进行试压、充氟试运行冻结系统；

5、s3、积极冻结；对左线和右线联络通道采用逐级制冷的方式进行积极冻结，制冷量为1.50×105～2.0×105kcal/h，当盐水冻结温度达到设计温度以下方可进行开挖；

6、s4、维护冻结：选择孔位间偏斜角度较大的冻结孔作为冻结帷幕交圈的监测依据，适当调整测温孔布置位置，每天监测测温孔数据，当连续几天监测全部测温孔揭示周边地层温度趋于稳定时则可以判断帷幕交圈，帷幕交圈时及时通过泄压管泄压。

7、s5、注浆控制融沉：通过联络通道上的注浆孔进行注浆加固，采用从上至下的顺序进行注浆，至联络通道隆起1.8mm时应停止注浆。

8、进一步的，冻结孔和附近的测温孔距离为0.6～0.8m。

9、进一步的，左线联络通道外侧周围设置的冻结孔数量为38个，右线联络通道外侧周围设置的冻结孔数量为21个。

10、进一步的，以左线隧道或右线隧道的中轴线和联络通道的中轴线相交点为圆心，且设为钻机开孔的偏斜定位点，左线d1～3、d4～7、d8～11、d12～13、d14～15、d16～17、d18～19、d20～21、d22～23、d24～25、d26～33、d34～38的偏斜度依次为：68°、54°、42°、29.2°、15.1°、2.5°、-7.5°、-17.2°、-30.5°、-40°、-65.3°、-79.8°；开孔角度依次为28.9°、12.6°、7°、5.1°、3.5°、0°、-4.6°、-8°、-12.5°、-17.8°、-26.5°、-40.8°；

11、右线d39、d40～41、d42～43、d44～45、d46～47、d48～53、d54～59的偏斜度依次为：70.5°、58.2°、48.4°、33°、-38.2°、-65.7°、-78.1；开孔角度为：45.2°、45.2°、45.2°、-21°、-27.6°、-44.3°。

12、进一步的，左线联络通道的测温孔数量为3个，c1～c3的偏斜度均为25°，开孔角度均为4.2°；右线联络通道的测温孔数量为6个，c4、c5、c6～c9的偏斜度依次为-45°、55°、25°，开孔角度依次为-18°、45°、12°。

13、进一步的，试验盐水管路系统的压力大于盐水泵工作压力的1.5倍，充氟试漏的压力为1.6～1.7mpa。

14、进一步的，采用逐级冻结的方式进行冻结，首次冻结系统的制冷量为1.50

15、×105～2.0×105kcal/h，其次采用冷量为2.2×105kcal/h进行冻结。

16、进一步的，联络通道冻结时间设计为41～43d、单孔冻结流量大于等于7～9m3/h、盐水温度降至-28℃以下可进行开挖，开挖时盐水去、回路温差小于等于2℃。

17、进一步的，采用水泥-水玻璃双液浆从上至下的顺序进行注浆，至联络通道隆起1.8mm时应停止注浆，连续半个月单日沉降量均小于0.4mm，可结束融沉注浆。

18、采用本发明所提供的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，具有以下有益效果：通过设置冻结管的偏斜度和开孔角度，使冻结管的设置呈现放射状的方式，适用于圆砾层和粉砂质泥岩层的施工，在同工种的工程中，减少了冻结孔数量的钻设，防止因钻孔方位偏差造成后期冻结交圈厚度不够的现象出现，本发明从钻孔等方面做好施工控制工作，确保联络通道周围的冻结孔冻结良好，也保障喇叭口处的冻结厚度，使冻结帷幕符合设计要求，保障施工质量和施工安全。同时解决了主要的问题就是降低冻结法中的经济成本消耗，为以后同类工程的冻结加固施工提供参考，具有重要的理论、经济和社会价值。

技术特征：

1.一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，冻结孔和附近的测温孔距离为0.6～0.8m。

3.根据权利要求1所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，左线联络通道外侧周围设置的冻结孔数量为38个，右线联络通道外侧周围设置的冻结孔数量为21个。

4.根据权利要求3所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，以左线隧道或右线隧道的中轴线和联络通道的中轴线相交点为圆心，且设为钻机开孔的偏斜定位点，左线d1～3、d4～7、d8～11、d12～13、d14～15、d16～17、d18～19、d20～21、d22～23、d24～25、d26～33、d34～38的偏斜度依次为：68°、54°、42°、29.2°、15.1°、2.5°、-7.5°、-17.2°、-30.5°、-40°、-65.3°、-79.8°；开孔角度依次为28.9°、12.6°、7°、5.1°、3.5°、0°、-4.6°、-8°、-12.5°、-17.8°、-26.5°、-40.8°；

5.根据权利要求1所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，左线联络通道的测温孔数量为3个，c1～c3的偏斜度均为25°，开孔角度均为4.2°；右线联络通道的测温孔数量为6个，c4、c5、c6～c9的偏斜度依次为-45°、55°、25°，开孔角度依次为-18°、45°、12°。

6.根据权利要求1所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，试验盐水管路系统的压力大于盐水泵工作压力的1.5倍，充氟试漏的压力为1.6～1.7mpa。

7.根据权利要求1所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，采用逐级冻结的方式进行冻结，首次冻结系统的制冷量为1.50×105～2.0×105kcal/h，其次采用冷量为2.2×105kcal/h进行冻结。

8.根据权利要求1所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，联络通道冻结时间设计为41～43d、单孔冻结流量大于等于7～9m3/h、盐水温度降至-28℃以下可进行开挖，开挖时盐水去、回路温差小于等于2℃。

9.根据权利要求1所述的一种用于地铁冻结工程的施工工艺，其特征在于，采用水泥-水玻璃双液浆从上至下的顺序进行注浆，至联络通道隆起1.8mm时应停止注浆，连续半个月单日沉降量均小于0.4mm，可结束融沉注浆。

技术总结
本发明公开了一种用于地铁冻结工程的施工工艺，包括以下步骤：S1：冻结管安装；S2、冻结站安装：设置冻结站和冻结系统；S3、积极冻结：当盐水冻结温度达到设计温度以下方可进行开挖；S4、维护冻结；S5、注浆控制融沉。通过设置冻结管的偏斜度和开孔角度，优化设计，使冻结管的设置呈现放射状的方式，适用于圆砾层和粉砂质泥岩层的施工，在同工种的工程中，减少了冻结孔数量的钻设，防止因钻孔方位偏差造成后期冻结交圈厚度不够的现象出现，本发明从钻孔等方面做好施工控制工作，确保联络通道周围的冻结孔冻结良好，也保障喇叭口处的冻结厚度，使冻结帷幕符合设计要求，保障施工质量和施工安全。

技术研发人员：闫艳军,候文涛,胡俊
受保护的技术使用者：鹤壁市工程质量监督站
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14