《城市地铁冻结法施工.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《城市地铁冻结法施工.docx（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、成 绩评阅人日 期中国矿业大学力学与建筑工程学院20232023 学年度第一学期大学生科研训练打算课程报告学号班级土木 10 班姓名南浩力学与建筑工程学院教学治理办公室城市地铁冻结法运用中国矿业大学力学与建筑工程学院土木11-2 班 南 浩摘要：冻结法是一种施工方法，最早用于俄国金矿开采，之后其使用趋于成熟， 现在已广泛应用于地铁工程中。作为地铁地基加固的成熟工艺以被广泛运用、尤其是在城市地铁建设中不扰动四周建筑物更加凸显其优越性，文章参考冻结法在上海、南京、深圳宁波等地的使用，实现阐述冻结法施工的原理，分析了在地铁联络通道中的实际应用以及相关应急预案。关键字：冻结法、地铁隧道、联络通道、施工
2、、应急预案1 引言冻结法施工在我国已经有几十年历史了，是通过对底层进展人工制冷技术、以加强底层的结实性和稳定性，随着城市的快速进展，地铁也广泛兴起。冻结法已成为软土中地铁旁通道施工的主要工法。在各大城市地铁建设中取得良好效 果，下面将介绍冻结法施工的原理，以及其在诸多地铁中的应用状况和应急预案。冻结法施工的原理2冻结技术源于自然冻结现象。原理，是利用人工制冷的方法，将低温冷媒送入地层，把要开挖体四周的地层冻结成封闭的连续冻土墙，以抵抗土压力，并隔绝地下水与开挖体之间的联系；然后在这封闭的连续冻土墙的保护下，进展开挖和做永久支护的一种地层特别加固方法。进入地层内的冷媒通过进、回管路与地层相连，通
3、过冻结管与地层进展热交换，将冷量传递给四周地层，而将地层中热量带走。由此使冻结管四周地层由近向远不断降温，渐渐使地层中的水变成冰， 把原来松散或有空隙的地层通过冰胶结在一起，形成不透水的冻土柱。假设干个这样的冻结管排列起来，通过冻结管内的冷媒不断循环，使这些冻结管四周土都冻成冻土柱。随着冻土柱半径不断扩展，相邻冻土柱就会相连,彼此通过冰严密结合在一起，形成密封连续墙。3 冻结法在地铁联络通道中的应用联络通道是地铁隧道之间的横向连接道，解决已有隧道的对接问题，供紧急状况乘客转移使用；常位于区间隧道中部或线路最低处，多与集、排水泵站合并建设，担负集、排水、防火等作用1。 修建联络通道时需要对地层加
4、固，常用加固方法有管棚法、深层搅拌法和人工冻结法等；施工中开挖土方量不大，最大威逼来自地下水，在其他工法加固效果不明显时人工冻结法成为施工联络通道的唯一选择，已在北京、天津、上海、南京和苏州等地脆弱土层及含水砂层中被成功运用。南京地铁 1 号线共有 6 个联络通道，平均埋深 15.5m，地层以粉细砂、淤泥质粉质黏土为主，除一个承受顶管法施工外，其余五个联络通道均承受人工冻结法加固2。武汉地铁 2 号线越江隧道共有 5 条联络通道， 其中 3 号联络通道距地面50m，是全国最深的联络通道，承受巨大的水压力，其施工难度高，开挖前把联络通道四周全部冻结，在冻结壁保护下开挖内圈地层施工联络通道3。苏州
5、轨道交通 1 号线共 25 个联络通道，24 个需暗挖法施工。如玉山公园站 苏州乐园站区间隧道联络通道及泵站线间距 13.79m，开挖面土层为2 粉砂夹粉土和3 粉质黏土层，承受“隧道内水平冻结加固土体、矿山法开挖构筑” 施工方案。地铁联络通道水平冻结加固的关键技术如下：确定详尽的地层参数与合理的冻结方案。包括冻结孔布置，设计盐水温度一般为2530、掌握单孔流量不小于 5m3/h、终孔间距 Lmax1000mm， 乐观冻结时间为 45d。隧道内应有支撑与应急防护门。防护门具有肯定的密闭性，能敏捷开关，关闭后能承受水土压力，有效阻挡联络通道施工时涌水、涌砂，防护门开启状态不影响正常开挖和砌筑工作
6、。制定切实可行的冻结监测、联络通道施工完毕后的解冻、融沉跟踪注浆和冻结孔填充措施4。联络通道及泵站常设在地铁区间隧道的最低点。其由与上、下行线正交的水平通道和通道中部的集水井组成。通道为直墙圆弧拱构造，集水井为矩形构造6。在冻结法施工过程中5，通常用“隧道内钻孔，冻结临时加固土体，矿山法暗挖构筑”的施工方案，即：在隧道内利用水平孔和倾斜孔冻结加固地层，使联络通道及泵站外围土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻土帷幕，然后依据“奥法”的根本原理，在冻土中承受矿山法进展联络通道及泵站的开挖构筑施工。地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进展。联络通道冻结法施工冻结孔布置如图 2 所示。先撤除左线钢管片，
7、进展冻结加固。待冻土帷幕形成后，从右线撤除钢管片，向左线掘进，待通道右部掘进肯定距离并做好初期支护后，将钻机及冷冻设备移至右线中，从右线向左线再次钻进冻结孔，待冻土帷幕形成之后，开挖通道至右线并贯穿。3.1 联络通道施工3.2 冻土帷幕设计联络通道冻土帷幕设计如图 3 所示。冻土帷幕厚度设计为 1.4 m，断面外形与联络通道开挖断面相像，冻结孔开孔间距为 800 mm，含水土层中成孔最大控制间距为 1.5m。设计冻土帷幕交圈时间为 30d，冻结时间为 35 d7。图 2 联络通道冻结施工冻结空布置图a地图帷幕断面图b冻结空设计图图 3联络通道冻土帷幕设计4 冻结法施工质量掌握措施1为了确保施工
8、安全，在打第一个冻结孔时，准时分析主要地层钻进过程的参数变化状况，检查地质、水文状况，如有特别，准时实行措施，必要时修正冻结钻孔施工参数。2提高冻结施工质量标准。限制冻结孔向隧道内偏斜，最大孔间距一般掌握在 2.2m 以内，如个别超标，将整体分析交圈状况，打算是否承受补孔措施。3为了保证冻结工程质量，将使用国内最先进的高精度水平陀螺仪、纠偏组合钻具、氟里昂螺杆盐水制冷机组和冻结工程监测系统。4不同的地质条件使用不同的钻头，合理承受钻进技术参数，严格掌握钻进压力，预先估量钻杆、钻具的自重影响，适当抬起钻杆角度，消退钻杆、钻具自重因素而造成的偏差。（5） 钻进过程中严格监测孔斜，原则上每 20m3
9、0m 测斜一次，测斜后要准时绘制钻孔偏斜透视图，觉察超偏准时订正。（6） 每个冻结器都要安装进回液阀门，准时调整各个冻结器的流量。通过流量测定和温度测定，随时把握冻结器的运行状况。（7） 安装盐水干管时要确保设计坡度，以免管内聚拢空气影响盐水的流淌。必要时盐水系统应设置放空阀。（8） 用温度检测系统监测冻结孔的温度变化，准时估量冻结壁的进展状况。在掘进过程中，要常常测量隧道壁面温度和冻土实际所处位置，对冻结壁状态进展预报，必要时调整冻结供冷参数。（9） 为了削减冻结施工中冻胀和融沉对地面的影响，在冻结初期，应实行快速降温冻结措施，以减小地面冻胀影响同时也要考虑到温度应力对冻结管产生的不利因素。
10、冻结壁溶化时，要随时监测地面的下沉状况，一旦沉降量超过地表下沉允许值时，就要准时进展跟踪注浆。5 安全措施（1） 在流砂地层中开挖地下隧道，使用冻结法是一个良好的选择，冻结法施工安全稳定，性能牢靠，不需要降水，不影响地表构造；（2） 冻结法施工是一项技术性要求比较高的施工工艺，在施工前需要做具体的论证，优化布置冷冻孔，在施工期间要留意保证冷冻机的正常工作，监测冷冻温度；（3） 要严格依据标准推断冷冻状况，打算是否开挖，合理安排开挖挨次， 安装防水门，同时储藏抢险物资，并把抢险步骤落实到每一个操作人员。除严格遵守地铁施工安全操作规程外，还应实行以下措施：（1） 组织相关施工人员学习安全操作规程，
11、进展岗前培训。（2） 编制和呈报安全打算，安全技术方案和安全措施，并认真贯彻落实。（3） 乐观做好安全生产检查，觉察事故隐患，要准时整改。（4） 检测隧道壁面温度和冻结壁变样子况，假设觉察特别，准时实行相应措施。（5） 与隧道掘砌施工相协作，在冻结隧道内放炮施工时合理选择爆破方案和爆破参数，依照浅孔、密布、弱瀑，循序渐进的原则选用各参数，爆破时必需确保冻结管的正常工作。1武亚军，杨建波，李大勇隧道联络通道及泵站冻结法施工数值 分析J土木工程学报，2023，4482：1441472覃 伟，杨 平，金 明，等地铁超长联络通道人工冻结法应 用与实测争论J地下空间与工程学报，2023，65：106510713柯敏，袁业飞地铁建设中的“弯道超越”武汉地铁 2 号线技术攻关纪事 J中华建设，2023，185：20234张婷，杨平南京林业大学土木工程学院。人工冻结法在地铁建设中的应用与进展森林工程， 2023，286：74 815栾德崇，刘忠宝，王志良.上海地铁旁通道冻结法施工技术 中国市政工程2023.66刘艳滨地铁盾构隧道旁通道冻结法施工技术铁道建筑技术，20233：5-107张志强，何川.用冻结法修建地铁联络通道施工力学争论.岩石力学与工程学报，2023.9