联络通道及泵站冻结加固工程施工组织设计

中铁十九局集团有限公司 三阳广场站～南禅寺站区间隧道联络通道冻结加固工程

6.7 冻胀、融沉控制措施

6.7.1冻胀和融沉控制的基本措施

为减小地层冻胀和融沉，根据研究结果及有关资料和工程经验，结合本工程的施工条件，提出以下冻胀和融沉防治措施

⑴ 在冻土帷幕内未冻土中设4个卸压孔，通过卸压消散作用在管片上的冻结附加力。卸压孔采用φ4533mm无缝钢管作滤水管，滤管不包纱网，在冻胀引起地层压缩时，从卸压孔排除部分土体。积极冻结时，如果孔内水压增加，打开孔口阀门卸压。

⑵ 通过监测冻结过程中隧道管片的变形，预计冻结施工对隧道结构的最终影响，为调整、确定冻结施工参数提供可靠依据。通过调整盐水流量和盐水温度，控制冻土帷幕厚度保持在设计值附近。

⑶ 冻土帷幕解冻时有少量收缩，从而使地层产生融沉。为了消除地层融沉可能联络通道产生的不良影响，在结构衬砌上预留注浆管注浆，在冻土帷幕化冻过程中进行注浆以补偿冻土帷幕融沉。

⑷ 停止冻结后，可采取强制解冻融沉注浆，控制地面及隧道不均匀沉降。 6.7.2 控制地层融沉的注浆措施 1 融沉补偿注浆 ⑴ 注浆管布置

1在结构施工时预留注浆管。侧墙和底板注水泥浆液。侧墙和底板的注浆管规格为1″焊

2接钢管。孔深度到达初衬（临时支护）与冻土墙之间，深度为1m；注浆孔沿通道轴线方向间距布置。共布置35个注浆孔，注浆管布置详见图6-7。

⑵ 注浆材料：注浆材料采用水泥—水玻璃双液浆。水泥－水玻璃双液浆比为：水泥浆与水玻璃溶液体积比为1：1，其中水泥浆水灰比为1：1。

⑶ 注浆顺序

注浆的顺序是先底板后侧墙。底板注浆时，先从通道中部的注浆孔开始注浆，然后依次向两端的注浆孔灌注。

⑷ 注浆原则及方法

注浆遵循多次少量均匀的原则。单孔一次注浆量为0.5 m3，最大不超过１m3。注浆压力按设计要求为静水压力的2倍，压力小于0.5MPa。一天地层沉降大于0.5mm，或累计地层沉

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降大于10mm时应进行融沉补偿注浆；地层隆起达到2mm时应暂停注浆。注浆量还可根据地表沉降量计算出的体积进行按需注浆，注浆后，可根据地表沉降量验证注浆量及注浆效果。具体要根据地面变形监测情况做适当调整。

注浆前，将待注浆的注浆管和其相邻的注浆管阀门全部打开，注浆过程中，当相邻孔连续出浆时关闭邻孔阀门，定量压入后即可停止本孔注浆，关闭阀门，然后接着对邻孔注浆。遇到注浆管内窜浆固结而引起堵管时，需用加长冲击钻头通管。

图6-7 注浆管位置布置图

2 注浆施工过程的监测

控制地面沉降变形是注浆的目的。因此，化冻过程中，要加强地面变形监测、冻土温度监测、冻结壁后水土压力监测。另外，注浆施工过程中，浆液的压力可以通过在相邻注浆孔安装压力表来反映。以上综合监测数据是注浆参数调整的依据。

3 融沉注浆结束条件

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融沉注浆的结束是以地面沉降变形稳定为依据。若冻结壁已全部融化，且不注浆的情况下实测地层沉降持续一个月每半个月不大于0.5mm，即可停止融沉补偿注浆。

6.8 防腐、钻孔补强等收尾工作

联络通道结构完成后，要做好现场拆除和收尾工作。工作量大，工序交叉多，工作要精心组织，协调施工。

6.8.1 冻结孔管补强：冻结站拆除，回收供液管，放出CaCl2盐水后，割去露出隧道管片的孔口管和冻结管，混凝土隧道管片上割除孔口管或冻结管深度要求进入管片不得小于60mm。混凝土管片上割除孔口管或冻结管后留下的孔口立即用速凝堵漏剂封堵，并预埋注浆管进行注浆堵漏。钢管片上的孔口焊接厚12mm钢板，然后按设计用混凝土填满钢管片格仓。

6.8.2通道混凝土结构达到设计强度后，拆除隧道内的预应力支架，并再次对称拧紧特殊衬砌环内的所有连接螺栓。

6.8.3 按设计要求安装防火门。

6.8.4 按甲方要求及时撤除冻结设备及其管路。

6.8.5 用砼浇筑钢管片内格栅，并将外露钢构件表面刷涂红丹二度、调和漆二道以防锈蚀。

6.8.6 整理、修整、清理联络通道施工现场，并用清水进行冲洗，通道内不得有泥浆、油污和上道工序留下的施工设备。

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7 信息化施工监测

应用人工制冷技术冻结加固联络通道周围的土体，使之发展为封闭的冻土结构，为联络通道的正常施工创造一个可靠的维护结构。在整个施工过程中，包括从冻结开始到掘进以及永久支护结构形成的整个时期，冻结土体的热力学性质经历了剧烈的变化，并由此对施工环境产生影响。若干重要参数的现场监测，为适时掌握和控制施工过程提供了依据，是工程安全的重要保证。现场聘请在上海具有监测业绩和良好信誉的第三方监测。

7.1监测内容

7.1.1 钻孔施工监测内容： ⑴ 钻孔长度 ⑵ 铺设冻结管长度 ⑶ 冻结管偏斜

⑷ 冻结器打压值及稳压时间 ⑸ 供液管铺设长度 ⑹ 焊缝的宽度及强度

7.1.2 冻结系统监测内容： ⑴ 冻结器去回路盐水温度 ⑵ 冷却循环水进出水温度 ⑶ 冷冻机吸排气温度 ⑷ 盐水泵工作压力 ⑸ 冷冻机吸排气压力 ⑹ 制冷系统冷凝压力 ⑺ 制冷系统汽化压力

7.1.3 冻结壁监测内容： ⑴ 冻结帷幕内外侧测温孔温度 ⑵ 冻结帷幕断面内卸压孔内温度变化

⑶ 开挖后冻结帷幕温度 ⑷ 冻胀压力监测 1) 冻结帷幕冻胀压力 2) 冻结帷幕对管片的冻胀压力 3) 冻结帷幕断面内卸压孔压力变化

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