武汉地铁7号线11标 新河街站~螃蟹岬站区间联络通道施工方案

1、目 录1 编制依据32 工程概况32.1 工程地质42.2 水文地质62.3 周边环境72.4 冷冻站布置72.5 施工要求和技术保证条件73 施工方案83.1 施工方法83.2 冻结壁设计83.3 冻结孔及冷冻排管布置93.4 测温孔、泄压孔布置123.5 冻结制冷系统设计123.6 冻结加固施工工艺技术133.7 开挖构筑施工工艺技术153.8 施工工艺流程154 冻结加固施工174.1 施工准备174.2 冻结钻孔施工174.2.1定位开孔及孔口管安装174.2.2孔口装置安装184.2.3钻孔与冻结器安装184.2.4管漏处理194.3 冻结制冷系统安装204.4 溶解氯化钙和机组充氟

2、、加油214.5 积极冻结215 开挖构筑施工215.1 施工准备225.2 试挖和开管片245.3 土方开挖255.4 初期支护265.5 防水层施工275.6 结构层施工285.7 预埋件、预留洞、施工缝施工296 充填注浆与融沉注浆296.1 衬砌后充填注浆296.2 融沉补偿注浆307 冻结孔封孔及钢管片处理318 施工监测318.1 冻结孔监测318.2 冻结系统监测318.3 施工不良影响监测329 施工组织与施工计划349.1 项目法施工349.2 施工进度计划359.3 劳动力计划369.4 水、电供应计划369.4.1供水计划369.4.2供电计划379.5 设备与材料计划3

3、710 施工质量安全保证措施3910.1 施工质量安全保证体系3910.2 冻结钻孔施工质量安全技术措施4210.3 冻结制冷施工质量安全技术措施4310.4 开挖构筑施工质量安全技术措施4411 安全文明施工保证措施4512 施工工期保证措施4613 环境设施保护措施4714 安全用电措施4715 防火安全措施4916 施工应急预案5016.1 应急组织机构5016.2 应急物资准备5016.3 发生险情的组织和汇报程序5116.4 工程风险源及应急处理方案511 编制依据(1)武汉市轨道交通7号线一期工程新河街站螃蟹岬站区间联络通道结构图0701233-S-QJ-O6 (2)新河街站管线改

4、移汇总图 (3)武汉市轨道交通7号线一期工程新河街站螃蟹岬站区间监测方案 (4)煤矿井巷工程施工规范(GB50511-2010)(5)煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）(6)旁通道冻结法技术规程(DG/TJ08-902-2006)(7)钢结构工程施工及验收规范(GB50205-2003)(8)型钢混凝土组合结构技术规程（JGJ138-2001）(9)钢筋焊接及验收规程（JGJl8-2003）(10)混凝土结构工程施工质量及验收规范(GB50204-2015) (11)锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)(12)混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-200

5、3）(13)地下工程防水技术规程（GB50108-2008）(14)市政地下工程施工质量验收规范(DG/TJ 08-236-2006)(15)建筑结构荷载规范(GB50009-2012)(16)建筑变形测量规程（JGJ/T8-2007）(17)城市轨道交通工程测量规范（GB50308-2008）(18)工程测量规范（GB50026-2007） (19)地下铁道工程施工及验收规范（GB50299-1999）(20)建筑工程质量检验与验收统一标准（GB50300-2013）(21)施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-2005） 2 工程概况武汉市轨道交通7号线11标段新河街站螃蟹岬站区间施工

6、工法由北向南依次为盾构法、明挖法（盾构接收井）、暗挖法（下穿2号线）。其中盾构法施工范围为右DK19+103.480 右DK19+852.904；左DK19+047.100 DK19+853.455，区间长度为805.793米，中心里程右DK19+520.000/左DK19+520.605处设置联络通道1座，左、右线中线间距13m（见图2-1）。联络通道地面标高21.5m，覆土厚度17.350m。联络通道为直墙拱形断面，复合式衬砌结构，采用矿山法施工。初期支护采用25cm厚C25-P6挂网喷射混凝土，二次衬砌采用40cm厚C40-P10模筑防水钢筋混凝土。联络通道设置在右线隧道内靠近螃蟹岬站侧

7、，出土口设置在右线隧道新河街站吊装井处。图2-1 联络通道位置图 2.1 工程地质联络通道及泵站联络通道位于-4淤泥质粘土、-4a粉质粘土，-5粉土、粉砂夹粉质粘土，采用冻结法加固（土层分部情况见图2.1-1）。图2.1-1 联络通道地层图1.淤泥质黏土（Q4al）（地层代号(3-4)）：灰褐灰色，饱和，流软塑状态，高压缩性，含少量高岭土，无摇振反应，干强度高，韧性高。局部地段分布，埋深310m，其厚度2.818.3m。2.粉质黏土（Q4al）（地层代号(3-4a)）：灰褐黄褐色，饱和，软可塑状态，压缩性中偏高，含氧化铁，铁锰质结核及少量高岭土，局部地段夹粉土、粉砂，无摇振反应，干强度高，韧性

8、高。主要分布于场地（3-4）层淤泥质黏土下，埋深6.622.8m，其厚度18.2m。3.粉土、粉砂夹粉质黏土（Q4al）（地层代号(3-5)）：灰色，饱和，稍密、松散夹流塑状态，压缩性中偏高，矿物成分以石英、长石为主，局部夹粉质黏土，粉土、粉砂层厚比约4：6。场地大部分地段分布，埋深20.325m，其厚度210m。4.粉细砂（Q4al）（地层代号(4-2)）：灰色，饱和，中密状态，矿物成分主要为石英、长石，含白云母，主要分布友谊大道新河街螃蟹甲一带。埋深23.530.5m，其厚度1.27m。5. 主要地质参数表2.2 水文地质根据场区原始地形条件及地层的水理性质、赋水性能及地下水的埋藏条件等分

9、析判断，在勘探深度范围内拟建场地地下水类型主要分为上层滞水、空隙承压水二种类型。（1）上层滞水上层滞水主要赋存于（1）层人工填土层中，接受大气降水及周边居民生活用水渗透垂直下渗补给，无统一自有水面，水位及水量随大气降水及周边生活排水量的大小而波动，勘察期间测得场地上层滞水初见水位在地面下1.22.5m之间，静止水位在地面下0.52.8m。（2）空隙承压水空隙承压水主要赋存于（3-5）层粉土、粉砂夹粉质粘土、（4-2）粉细砂及（4-3）含砾中细砂中，其上覆（3-1）、（3-2）、（3-4）层一般黏性土层及（3-4a）层淤泥质黏土可视为其隔水顶板，下卧（20）单元层粉砂质泥岩、泥质粉砂岩可视为其隔

10、水底板。空隙承压水水量丰富，与长江有较密切的水力联系，其水位变化幅度受长江水位涨落影响。据相邻的新河街站现场抽水试验结果，勘察期间（2012.06）实测承压水位埋深在5.8m，相当于标高15.19m左右。2.3 周边环境联络通道位于友谊大道正下方，地面管线情况复杂，主要管线情况见下表： 序号型号（mm）材质埋深（m）备注1PS-600砼2PS-3000*1800砖3PS-600砼4LD-100 铜0.35根220V5TR-325 钢1.1中压管路6JS-800 铸铁1.07RL-529管路钢1.58DX- BH600*400 24/4铜/光1.12.4 冷冻站布置冻结和开挖施工作业区设在联络通

11、道附近右线隧道内（靠近螃蟹岬站侧）从新河街站出土，占用隧道共约80m长，主要布置钻机、泥浆池、冻结站、冷却水池、空压机、喷浆机和材料、渣土堆放场地等。详见附图1：冻结站施工平面布置图。2.5 施工要求和技术保证条件(1) 本工程冻结图中给出冷冻体加固参数取2m厚，且按照旁通道冷冻法施工规范中明确表示冻结加固联络通道周围严禁施工降水井，冻结施工委托冻结专业设计单位进行设计。(2) 在钻孔施工前将副孔侧联络通道处钢管片隔舱按照设计要求用混凝土进行封堵，以利于隧道表面保温、减少冷量损失。(3)冻结管管头尽量缩短。 (4)施工地层含水量高，空隙比大，在冻结孔穿越该层时，受水头差的作用，易产生涌砂、涌水

12、现象，这是施工中着重关注的问题。(5) 施工过程中必须严格控制钻孔、开挖及冻胀融沉对地层造成的扰动和隧道变形，加强监测，跟踪注浆，以减轻对周围地面环境及地下管线的影响。(6) 结构施工环境差，空间小，联络通道拱顶部混凝土不易浇捣密实，要保证结构的抗渗要求。(7) 由于工程施工风险较大，在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联络通道及泵站的施工安全并保证施工工期。(8) 施工措施符合现场实际条件的施工可行性和良好的可操作性，满足安全施工、文明施工、环境保护及节能要求。(9) 确保施工方案科学合理，施工计划安排合理完整，劳动力安排、施工机具设备配备充足合理。(10) 联络通道施工必须严格按照设

13、计图纸要求，优质高效的完成主体结构，同时将冻结加固和开挖构筑引起的不利因素控制在相关验收规范允许的范围内。(11) 冻结孔施工、初期支护及永久结构施工为本工程的关键工序。冻结的温度检测、土体变形监测、压力监测为特殊工序。3 施工方案3.1 施工方法依据地层特点和同类工程施工经验，采用“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+冷冻排管冻结加固地层，使联络通道外围土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻土帷幕，在冻土中采用矿山法进行开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。选用冻结法加固土体具有冻结壁均匀性好，与隧道管片结合严密，强度高，封

14、水性好，安全可靠的优点，极适于本工程的土体加固。3.2 冻结壁设计设计要求冻结帷幕有效厚度2.0m，冻土帷幕平均温度为-10。详细参数见表3.2-1表3.2-1 联络通道主要冻结技术参数表3.3 冻结孔及冷冻排管布置(1) 根据冻结帷幕设计及联络通道的结构，冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置在联络通道的四周。(2) 联络通道冻结孔数为62个(主孔侧42个包括4个透孔、副孔侧20个)。根据管片配筋情况和钢管片肋板位置，在避开管片缝、主筋的前提下可适当调整，见图3.3-1、3.3-2。(3) 冻结站对侧隧道沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管，排管间距为500mm。67图3.3-1 冻结孔布置剖面图

15、图3.3-2 冻结孔及冷冻排管布置图3.4 测温孔、泄压孔布置为了准确掌握冻结温度场变化情况，在与联络通道相接的隧道内设置9个测温孔监测冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结壁与隧道管片界面温度和开挖区附近地层冻结情况。可根据现场情况调整测温孔数量、位置和角度。为准确判断冻结壁是否交圈，并释放减少土层水土冻胀压力，在与联络通道相接的隧道内两侧非冻结处，各布置2个泄压孔，共计4个。3.5 冻结制冷系统设计 (1) 冻结需冷量冻结管的散热系数取250kcal/m2h，冷量损失系数取1.3，采用Q=dHKmc，得冻结需冷量，如下表3.5-1所示。表3.5-1联络通道需冷量表名称冻结总长度m冻结需冷量Kca

16、l/h单台冷冻机制冷量Kcal/h需冷冻机台数联络通道372.840300850001(2) 冻结制冷设备选型冷冻机组选用W-YSLGF300型2台，运行一台，备用一台。每组标准制冷量23.65万kcal/h，实际工况制冷量8.5万kcal/h，电机功率110kw。盐水循环泵选用IS150-125-400型2台，运行一台，备用一台，流量200m3/h，扬程50m，电机功率45kw。冷却水循环泵选用IS150-125-250型2台，运行一台，备用一台，流量200m3/h，扬程20m，电机功率22.5kw。冷却塔选用KST-80RT型2台，运行2台，电机总功率6kw。(3) 各种管路选型盐水干管和

17、集配液管均选用159×5mm无缝钢管，集、配液管与羊角连接选用2高压胶管。冷却水管选用127×5mm钢管。冻结管采用20(Q235B)钢材的89×8mm、的低碳无缝钢管，丝扣连接，单根长度12m。供液管选用1.5钢管采用焊接方式或45×3mm白色硬塑料管。冷冻排管及泄压管均选用45×3mm无缝钢管，测温孔采用89×8mm无缝钢管。(4) 其它盐水箱一个，容积4.5m3；冷却水箱一个，容积8m3。冷冻机油：选用N46冷冻机油。制冷剂：选用R22制冷剂。冷媒剂：用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。盐水比重为1.26。冻结制冷施工冷却水补充量为1

18、5m3/h。3.6 冻结加固施工工艺技术 (1) 冻结孔开孔位置误差不大于100mm，同时对要破除的管片位置及高程进行测量，确保定位准确。冻结孔开孔位置误差不大于100mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。(2) 冻结孔最大允许偏斜150mm(冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离)。冻结孔成孔控制最大允许间距为1300mm。 (3) 冻结孔有效深度(管片表面以下冻结管循环盐水段长度)不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧隧道管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。(4) 冻结管用20(Q235B)钢材的89×8mm低碳钢无缝钢管。冻结管耐压不低于0.8M

19、pa，并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。(5) 设透孔用于冷冻排管及冻结站对面冻结孔供冷，排管敷设应密贴隧道管片。(6) 施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时进行注浆控制地层沉降。(7) 打透孔复核两隧道预留口位置。如两隧道预留口相对位置误差大于100mm，则应按保证冻结壁设计厚度的原则对冻结孔布置进行调整。(8) 联络通道设计积极冻结时间4550天。要求冻结孔单孔流量不小于5m3/h；积极冻结7天盐水温度降至-20以下，开挖时盐水温度降至-28以下，去、回路盐水温差不大于2。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应延长积极冻结时间，保证达到设计的冻结壁厚度及温度。(9)

20、 积极冻结时，在冻结区附近200m区域内的透水砂层中不得采取降水措施，并且在冻结区内土层中不得有集中水流。(10) 在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温层，敷设范围至设计冻结壁边界外2m。保温层采用阻燃的软质塑料泡沫材料，导热系数不大于0.04W/mk。保温板采用专用胶水密贴在隧道管片上不留空隙，板材之间搭接宽度不小于150mm。保温层厚度为3040mm。(11) 开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交界面处平均温度不高于-5。其它部位设计冻结壁平均温度小于等于-10。(12) 当施工中地层及环境条件与原设计依据资料有重大变化时，应及时与设计院联系修改冻结壁设计。（13）在钻孔施工前将副孔侧钢

21、管片隔舱联络通道侧进行回填，以利于冷量传输。冻结施工主要技术参数见表3.6-1。表3.6-1 冻结施工主要技术参数表序号参数名称单 位技术参数备注1冻结壁设计厚度m22冻结壁平均温度-10冻结壁与管片交界面-53冻结壁交圈时间天18224最低盐水温度-28-30冻结7天达-20以下5单孔盐水流量m3/h56积极冻结时间天40根据测温情况确定实际冻结时间7冻结孔个数个628冻结孔开孔误差mm1009冻结孔允许偏斜mm15010冻结管总长度m372.889×811冷冻排管总长度m14045×312测温孔个913泄压孔个445×314冻结总需冷量万kcal/h4.03工

22、况条件3.7 开挖构筑施工工艺技术 (1) 开挖前检查验收应具备条件： 检验冻结壁厚度和平均温度均达到设计值。对发现冻结异常处应补打探孔进行测温检验。 按设计安装好隧道支撑和防护门。 在两隧道钢管片上冻结壁内侧设泄压孔或打探孔，泄压孔和探孔无水、泥流出或初期有少量出水并渐止。 冻结设备运转正常并有备用。 开挖、支护、结构施工所需人员、材料、设备准备就绪，相关安全技术措施及开挖报告已履行审批手续。(2) 开挖步距与初期支护间距一致，特殊情况下最大不超过800mm。(3) 开挖断面超挖不大于30mm；开挖中心线偏差不大于20mm。(4) 冻结壁暴露时间不大于24小时，并要求冻结壁暴露面收敛不大于2

23、0mm。(5) 初期支护钢支撑垂直度偏差不大于20mm，标高偏差不大于20mm，水平高差不大于20mm。(6) 钢支撑支撑间距偏差不大于30mm，支撑间拉杆焊接牢固。初期支护轴线偏差不大于20mm。 (7) 挂网喷射混凝土强度等级为C25，厚度同临时支撑断面高度；喷射混凝土施工按锚杆喷射混凝土支护技术规范(GB50086-2001)要求进行。(8) 在开挖期间不得擅自停止或减少冻结孔供冷。如确因施工需要停止个别冻结孔供冷时，应分析对冻结壁整体稳定性的影响，并制定相应技术措施，确保开挖和结构施工安全。(9) 每天要定时监测初期支护收敛、变形和支护层后冻土温度，发现支护变形或冻土融化应分析原因，及

24、时采取加强措施。3.8 施工工艺流程联络通道施工工艺流程见图3.8-1。施工前的准备工作(进场、加工件组织)钻孔定位钻 孔冻结管测斜冻结管打压冻结器安装冻结系统调试积极冻结通道开挖、初期支护通道防水施工通道结构层施工充填融沉注浆竣工验收工 程 监 测冻 结 系 统 安 装维 护 冻 结开管片试挖钢管片焊接、隧道预应力支架、防护门安装图3.8-1 联络通道施工工艺流程图4 冻结加固施工冻结加固施工工序为：施工准备冻结钻孔施工冻结制冷系统安装溶解氯化钙和机组充氟、加油积极冻结维护冻结。4.1 施工准备(1) 要求提前供电到联络通道施工场地附近，并清理隧道及施工场地，保证施工通行顺畅。(2) 在隧道

25、内铺设两根2钢管至联络通道施工工作面，用于冻结孔打钻供水、排污和冻结时的供、排水。在端头井中安装潜水泵一台，在施工工作面安装排污泵一台，流量均为40m3/h。安装3台7.5kw的轴流风机，用于隧道通风。(3) 用18#工字钢架和厚5cm的木板在联络通道处铺设长约60m的施工平台。(4) 按不同位置的冻结孔钻进要求，用1.5钢管搭建冻结孔施工脚手架，安装钻孔施工升降平台。(5) 在联络通道施工工作面附近围砌高约0.5m的泥浆围墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内施工环境整洁。(6) 施工设备进场。由于隧道内交通不便，受施工的影响大，应合理安排施工设备运抵安装地点的时间顺序。(7) 合同签定后，

26、开工前进行加工件加工。4.2 冻结钻孔施工冻结钻孔施工工艺为：定位开孔及孔口管安装孔口装置安装钻孔测量封闭孔底部打压试漏。现具体说明如下：4.2.1定位开孔及孔口管安装依据施工基准点，按冻结孔施工图布置冻结孔。根据各孔孔位在砼管片和钢管片上定位开孔。(1) 砼管片上：首先注意砼管片内受力钢筋干涉时，调整孔位。选用J-200型金刚石钻机，配133mm金刚石取芯钻头按设计角度开孔，当开到深度200mm时停止钻进(管片要留50mm以上的保护层)，用钢楔楔断岩心，取出后安装孔口管。孔口管用133×5mm无缝钢管加工，头部加工250mm长的鱼鳞扣。孔口管的安装方法为：首先将孔口处凿平，安好四个

27、膨胀螺丝，而后在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝或棉丝等密封物，将孔口管砸进去，用膨胀螺丝上紧，装上DN125球阀，用110mm金刚石钻头从球阀内开孔，一直将砼管片开穿，这时，如地层内的水砂流量大，就及时关好闸门。(2) 钢管片上：在钢管片焊好孔口管，在孔口管上接好球阀，用钻机接上金刚石钻头，从球阀内切割钢管片钻进。4.2.2孔口装置安装用螺丝将孔口装置装在球阀上，注意加好密封垫片。当第一个孔开通后，没有涌水涌砂可继续钻进，但以后钻孔仍要装孔口装置，以防突发涌水涌砂现象出现；若涌水涌砂较厉害，还应注水泥浆(或双液浆)止水。孔口管及孔口装置详见图4.2-1。图4.2-1 孔口管及孔口装置示意图4.2.3

28、钻孔与冻结器安装(1) 使用MD-60A型钻机1台，扭矩2000N·M，推力17KN。选用BW-200/50泥浆泵一台，流量为200 l/min。钻机和泥浆泵总功率为45kw。(2) 利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，接缝要补焊，确保其同心度和焊接强度，冻结管达到设计深度后用丝堵密封孔底部，具体方法是利用接长杆将丝堵上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同时，将丝堵上紧。(3) 按冻结孔施工方位要求调整好钻机位置，并固定好，将钻头装入孔口装置内，并将盘根轻压在盘根盒内，首先采用干式钻进，当钻进费劲不进尺时，从钻机上进行注水钻进，同时打开小阀门，观察出水、出砂情况，利用阀门的开关控制出浆量

29、，保证地面安全，不出现沉降。(4) 为了保证钻进精度，开孔段是关键。钻进前2m时，要反复校核冻结管方向，调整钻机位置，并用精密罗盘或经纬仪检测偏斜无问题后方可继续钻进。(5) 冻结管下入孔内前要先配管，保证冻结管同心度。下好冻结管后，采用经纬仪灯光测斜法检测，然后复测冻结孔深度，并进行打压试漏。冻结孔试漏压力控制在不小于0.8MPa，稳定30分钟压力无变化或前30分钟压降<0.05MPa，后15分钟不降为试压合格。(6) 在冻结管内下入供液管。供液管底端连接150mm长的支架，8钢筋焊接。然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。(7) 冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与孔口管之间的间隙，

30、然后拆卸孔口密封装置。(8) 测温孔、泄压孔施工方法与冻结管相同。泄压孔也可利用钢管片上的注浆孔。图4.2-2 钻孔施工示意图4.2.4管漏处理试压不合格的冻结管必须进行处理达到密封要求后方可使用。若钻进时无水砂涌出，管漏时可逐根提出孔内管，并用泥浆泵对逐个焊缝打压，找出泄漏焊缝及原因，及时处理，并作好记录，二次下入后仍须自检。若在实际施工中地层不允许提出冻结管，管漏时要采用在不合格冻结管内下入小一级冻结管(套管)或打补孔的方法处理此类事故。4.3 冻结制冷系统安装(1) 冻结站布置与设备安装冻结站设在联络通道附近隧道内，站内设备主要包括冷冻机组、配电柜、盐水箱、盐水泵、冷却水泵、冷却塔及冷却

31、水池等。冻结站安装包括氟系统、盐水系统及冷却水系统安装，要求根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按井巷工程施工及验收规范要求试压、检查验收。设备安装按设备使用说明书的要求进行。(2) 管路连接、保温与测试仪表安装盐水和冷却水管路用法兰连接，并用管架架设在施工平台上或隧道管片上。盐水管路要离地面安装，避免浸水和高低起伏。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，冻结管每35个一串联，串联尽量间隔进行，应以每组冻结孔总长度相近和每路盐水循环阻力接近为宜。在配液圈与冻结器之间安装阀门二个，以便控制冻结器盐水流量。在冷冻机进出水管上安装温度计，在去

32、、回路盐水管路上安装压力表、温度传感器和控制阀门。在盐水管出口安装流量计。在盐水箱安装液面传感器。在去路盐水干管上安装单向阀。在盐水管路的高处安装放气阀。盐水和冷却水管路耐压分别为0.6MPa和0.4MPa。在对侧隧洞管片内侧冻结加固范围内敷设冷冻排管，敷设方法为用膨胀螺栓和压板直接固定在管片上。冷冻排管与穿透冻结孔之间用胶管连接。冻结加固范围内铺设30mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板。冷冻机组的蒸发器及低温管路、盐水箱、盐水干管表面用30mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板保温。温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。4.4 溶解氯化钙和机组充氟、加油先在盐水箱内注入约1/4的清水，盐水箱上部要

33、设过滤网，然后，启动泵并逐步加入固体氯化钙，直至盐水浓度达到设计要求。溶解氯化钙时要除去杂质。盐水箱内的盐水不能灌得太满，以免高于盐水箱口的冻结管盐水回流时溢出盐水箱。机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。4.5 积极冻结(1) 冻结系统试运转与积极冻结设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数，使机组在有关工艺规程和设计要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中，每天检测盐水温度、盐水流量和冻土壁扩展情况，必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入积极冻结。要求7天内盐水温度降

34、至-20以下。每天检测测温孔温度，并根据测温数据，分析冻结壁的扩展速度和厚度，预计冻结壁达到设计厚度时间。(2) 探孔实测冻结壁温度和厚度达到设计值后，打开探孔确认无泥水涌出或初期有少量出水并渐止，即可试挖。(3) 停止冻结联络通道及泵站主体结构施工结束后方可停止冻结。5 开挖构筑施工联络通道及泵站开挖构筑施工占用一侧隧道，在联络通道开口处搭设工作平台，利用隧道作为排渣及材料运输通道。经冻结加固分析冻结壁达到设计要求，探孔试挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，进行矿山法施工。开挖构筑施工工序为：施工准备开挖侧开洞门通道开挖和初期支护对面隧道侧开洞门防水层施工钢筋绑扎、预埋件安设立模混凝土浇筑

35、。5.1 施工准备(1) 供电除了隧道内冻结用电外，另外分一路用于开挖构筑施工供电，用电量约65kw。(2) 通讯将工作面和地面现场办公室实现有线电话联系或安装远程视频监控系统，确保上下信息畅通。(3) 提升运输端头井提升采用吊车，隧道内运输采用三轮车或电机车。(4) 隧道内工作平台搭设按联络通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一个斜坡道构成。在联络通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输车换向之用，面积约为4m×4.5m=18m2。在联络通道运输侧，搭设施工与抢险物资平台，平台面积为16m×4.5m=72m2。平台梁用长4.5m，

36、间距为0.5m的18#型钢架，直接搭在混凝土管片上，台面用5cm厚木板铺盖而成。为方便三轮车运输，另搭设斜坡道与施工物资平台相连接，斜坡道宽约3m，坡长约6m。(5) 初期支护支撑架、防护门、隧道预应力支架加工提前根据联络通道冻结加固设计要求制作。在地面按尺寸加工好后，在工作面组装安设。(6) 钢管片接缝焊接将联络通道口部的钢管片之间(欲拉开的管片除外)接缝采用满焊的方式将每条拼装缝一一焊接好，以提高其整体性。焊接前应首先对拼装缝进行除锈除垢处理，避免虚焊。焊接时，采取对称方式焊接，以防止应力集中，引起钢管片和隧道的变形。焊接材料选J422型结构钢焊条，用手工电弧焊焊接。(7) 隧道预应力支撑

37、架安装冻结壁交圈之前，按设计图间距在联络通道洞口两侧安装隧道预应力支撑架，以减轻冻胀力和联络通道开挖构筑施工对隧道产生的不利影响。共设4榀隧道支架分别安装在联络通道预留洞口两侧的第一条隧道管片环缝处。隧道支撑安装偏离设计安装位置应不大于20mm。架设时要有专人负责指挥，拼装时螺栓必须拧紧。安装好隧道支撑后顶实千斤顶，但每个千斤顶的顶力不得大于100KN，且各个千斤顶的顶力要基本均匀。根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力，收敛大的部位要求千斤顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力。隧道收敛达到报警值10mm时，千斤顶顶力达到设计最大值500KN。如千斤顶顶力达到设计最大值后隧道仍继续收敛，则应采取

38、其它措施加强隧道支撑。(8) 防护门安装联络通道开挖施工前，按设计图在开挖侧隧道预留洞口上安装应急防护门，并配备风量不小于6m3/min的空压机为防护门供气。防护门由门框、门及门闩组成。防护门开关应便于人工操作，紧固螺栓、风管及连接件、扳手等配件及操作工具应准备到位。防护门应能灵活开关，关闭后应能承受安装位置的地下水压，有效阻止联络通道及泵站内水、土流出，开启后不得影响正常的开挖和结构施工。防护门设计耐压值为0.33Mpa，打压试验值不得超过0.33Mpa。安装好防护门后应进行水密性试验，先用水泵在防护门内注满水，再用空压机加压，要求在不停止空压机时，压力能保持0.25MPa为合格。当开挖时发

39、生透水、冒砂事故，应立即关闭防护门，并向防护门内压气，使防护门内气压维持在设计压力。挖通水平通道完成初期支护后方可拆除防护门。(9) 通风与供排水系统利用隧道和联络通道冻结通风与供排水系统。5.2 试挖和开管片加固土体强度达到设计要求及准备工作就绪后要先进行试挖，即在未冻结的开挖区中部开一试挖窗口，窗口尺寸不宜大于400×400mm，开窗要逐步扩大。用锹、风镐等从试挖窗口挖深400600mm，检查土体含水及稳定情况。若土体干燥、能自立，或者挖深至8001000mm无泥水流出时间持续24h以上。则可判定具备正式开挖条件。否则应回填、封闭试挖窗口，继续积极冻结，直至下次试挖满足上述要求为

40、止。试挖无问题后方可拉开钢管片。钢管片可以用千斤顶及手拉葫芦拉开。拆除顺序如图5.2-1，先拉一号，接着拉二、三、四、五、六，待通道贯通后拆除防护门再拉底下两块。开管片时，准备2台32t千斤顶，5t和2t手拉葫芦各一个。两台千斤顶架在被开管片两侧，中间用一根横梁同钢管片直接相连，通过顶推横梁向外推拉钢管片，5t葫芦作为主拉拔管片用，一端钩住欲拆管片，一端套挂在对面隧道管片上，水平方向加力向隧道内拉拔管片。2t葫芦悬吊在欲拆管片上方管片上，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。在用千斤顶及5t葫芦拉拔期间要注意观察管片外移情况，并随时注意调整2t葫芦拉紧程度和方向。因管片锈蚀拉出

41、困难时，应用大锤锤振管片，减小拔出拉力。图5.2-1 钢管片拆除顺序5.3 土方开挖根据工程结构特点，联络通道开挖采取分区分层方式进行开挖由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结壁承载能力大，因而开挖时可以采用全断面一次开挖，开挖步距视土体加固情况，一般控制在0.5m。从主孔侧向副孔侧方向开挖。人工开挖的工具根据土体强度，可用风镐或手镐。为了提高掘进效率，加快施工进度，缩短冻土暴露时间，风镐尖需做特殊处理。由于通道中环境温度在0°C以下，在冻土中掘进，输风管路及风镐中的冷凝水容易结冰，影响风镐的正常工作。每个掘进班配备56把风镐，一方面把风管悬吊起来，另外每隔12小时向风管内注入酒

42、精，防止冰屑的出现，保证施工的顺利进行。开挖断面严格按照施工图进行，尽量避免超挖。要根据揭露土体的加固效果及施工监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，必要时对暴露的冻结壁进行保温，确保安全施工。开挖的土方用电机车、手推车或三轮车运至隧道口，转由提升系统运至地面指定堆放处，再集中运出场地。5.4 初期支护联络通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要对冻结壁进行及时的支

43、护，所以联络通道的初期支护即作为维护地层稳定、确保施工安全的一项重要技术措施，又作为结构层的一部分，是支护工艺最为关键的一步。初期支护层采用加工成的直腿拱形支架结合素喷C25早强混凝土，厚度为250mm。钢拱架为封闭形式用于通道内的初期支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，通道的开挖步距与拱形支架的间排距相对应，相邻支架间加有纵向拉杆，以增加整个支护体系的整体性和稳定性。待通道开挖贯通后，钢筋支架外挂钢筋网片，用混凝土喷射机喷射混凝土进行初期支护。喷射混凝土强度为C25，厚度要包住钢支架。喷射完毕，要及时进行表面的修整，以方便防水层施工。喷射混凝土前在开挖面按注浆孔布置图预埋注浆

44、管，注浆管规格为 1.5寸注浆管初期支护中喷射砼是很关键的一个工序，为减少回弹量，提高喷射砼质量，拟采用湿喷工艺，喷射混凝土应分层施工，每层厚度不大于5cm。其流程为：安装调试注水、送风搅拌并按配比上料喷射。注意事项为：上料保持连续性；喷射机的工作压力控制在0.50.7Mpa；严格控制好喷嘴与喷射面的距离与高度，喷嘴与受喷面要垂直，距离控制在0.81.0m的范围内；喷射顺序自下而上，先墙角后墙顶，避免死角；喷射砼材料：水泥：普通42.5R硅酸盐水泥；砂：中粗砂；石子：采用坚固碎石，粒径小于15mm；速凝剂：水泥用量5%；增粘剂：STC增粘剂，掺量810%；喷砼标号为C25。喷砼配合比：水泥：砂

45、：石子=1:2.5:2。在开挖和初期支护过程中，布设通道收敛变形测点，及时掌握冻结壁位移发展速度，通过调整开挖步距和支护强度来控制冻结壁的位移量，确保施工安全和施工进度。初期支护的支护间距及结构形式和注浆管位置及结构见联络通道冻结法设计。图5.4-1 钢格栅（钢筋格栅）初期支护施工图5.5 防水层施工按设计要求选择防水材料和铺设工艺。铺设防水层前必须对初期支护大致找平，拱墙补喷找平，底部砂浆找平，对外部的钢筋接头切除、磨平，并在防水材料内外侧均铺设土工布，以保护防水层不受损坏。防水层紧贴初期支护结构内侧，铺平之后，用射钉将其固定。防水材料接缝采用自动热融机进行双焊缝焊接。防水板接缝搭接长度应为

46、7mm，焊接宽度为10mm。防水层与管片之间用专用胶粘接。图5.5-1 初期支护施工图5.6 结构层施工(1) 钢筋绑扎：钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎，钢筋搭接部分应调直理顺，绑扎牢固，搭接部分长度应符合设计要求，在结构混凝土与钢管片接触部位应按规定焊接锚筋，且纵筋与钢管片搭接处应采用T形焊接。按结构层施工顺序先扎通道墙部钢筋，再扎顶板钢筋。绑扎钢筋时，先扎外筋，再扎内筋。受力钢筋当直径d25时可采用搭接，d25时采用焊接，焊接长度单面焊10d，双面焊5d。受拉钢筋的单节长度：接头面积百分率25%时，不应小于1.2laE，接头面积百分率50%时，不应小于1.4laE，且不应小于300

47、mm。受压钢筋的搭接长度不应小于0.85laE，且不应小于300mm。受力钢筋接头位置应相互错开，在同一接头区段内受力钢筋面积不应超过受力钢筋总截面积的：搭接时为25%（受拉区）及50%（受压区）；焊接时受拉为50%，受压不限。 (2) 立模板：按结构尺寸定制钢模板。立模时净宽放大10mm，净高放大20mm以防下沉。严格按线立模，误差控制在±3mm以内，不能小于设计，支架固定应牢靠，浇筑砼时应经常检查校核，以防位移走动。模板接缝严密，接茬平整，并检查模板的垂直度、水平度、标高、钢筋保护层的厚度及结构内层尺寸。校正合格后将模板固定。模板就位前，应在模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安

48、装模板，并检查模板的垂直度、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度。校正合格后，将模板固定。在安装模板时预留振捣孔。(3) 浇筑混凝土：结构层混凝土选用商品防水混凝土。混凝土浇筑前应先检查塌落度，塌落度符合要求后方可进行浇筑。先浇筑底板再侧墙最后浇筑拱顶。搅拌好的混凝土直接装手推车推至工作面用砼泵将混凝土送入支好的模板内并用插入式振捣棒反复均匀振捣。由于结构的特殊性，通道拱顶内的混凝土浇筑较为困难，可采取分段浇筑的施工方式，必要时采用气动输送泵输送混凝土，附着式振动器振捣，以提高工作效率，确保施工质量。每次搅拌的混凝土用试模制成标准试块，用于检测混凝土强度及抗渗性。 图5.6-1 初期支护施工图5.

49、7 预埋件、预留洞、施工缝施工 (1)预埋件施工预埋件施工按照图纸大样照图施工。(2)预留洞施工施工预留洞前，在预留洞设置处放置相应口径的预埋管，然后封堵管口支模板浇筑混凝土，拆模板后将预留洞疏通即可。（3）施工缝施工 在浇筑通道底板混凝土时预先放置300mm宽的止水钢板，待底板混凝土浇筑结束后对施工缝处进行凿毛处理并涂抹一层水泥防水砂浆。6 充填注浆与融沉注浆6.1 衬砌后充填注浆停止冻结后37天内进行衬砌后充填注浆。在结构层与初衬之间预埋注浆管，注浆时衬砌混凝土强度应达到设计强度的60%以上。采用1：0.81单液水泥浆。注入水泥浆前应先注清水，检查各注浆孔之间衬砌后间隙是否畅通。注浆宜按由

50、下而上的顺序进行，当上一层注浆孔连续返浆后即可停止下一层注浆，直至注到拱顶结束。通道处注浆压力不大于静水压力。6.2 融沉补偿注浆充填注浆结束后，根据地层监测情况进行冻结壁融沉补偿注浆。融沉补偿注浆通过预埋的注浆管和隧道内的管片注浆管进行。本工程采用自然解冻的方式进行融沉注浆。(1) 注浆材料融沉补偿注浆浆液采用单液水泥浆或双液浆。水泥-水玻璃双液浆配比为：水泥浆和水玻璃溶液体积比为：1：1，其中水泥浆水灰比为1：1，水玻璃溶液采用B35B40水玻璃和加12倍体积的水稀释。(2) 注浆顺序及范围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。注浆

51、范围为整个冻结区域。(3) 注浆原则及方法融沉补偿注浆应遵循多次少量均匀的原则。单孔一次注浆量为0.5m3，最大不超过1m3。注浆压力不大于0.5MPa。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。(4) 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

52、据。(5) 融沉注浆开始和结束条件充填注浆结束，当一天内联络通道及泵站沉降大于0.5mm，或联络通道累计沉降大于1mm时，应进行融沉补偿注浆；当联络通道隆起2mm应暂停注浆。具体要根据变形监测情况做适当调整。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，当连续2个半个月地面累计沉降量小于1mm，可以结束融沉注浆。7 冻结孔封孔及钢管片处理(1) 冻结结束后应割除隧道管片上的孔口管和冻结管，隧道管片上割除孔口管深度要求进入管片不得小于60mm。(2) 混凝土管片上割除孔口管或冻结管后留下的孔口应立即用速凝堵漏剂封堵，并预埋注浆管进行注浆堵漏。(3)

53、所有冻结孔应用压缩空气吹干管内盐水，用强度不低于M10的水泥砂浆压实充填封孔，孔口段充填长度不小于1500mm，孔口采用厚度10mm的钢板焊接密封。(4) 待通道钢筋砼结构达到设计强度后，方可拆除隧道内临时支撑点，并再次拧紧特殊衬砌环内所有连接螺栓。(5) 封孔结束后，钢管片内格腔采用C25混凝土回填，内掺微膨胀剂；钢管片需除锈处理，外露钢构件表面均需涂无溶剂超厚膜型环氧涂料。8 施工监测8.1 冻结孔监测包括冻结孔开孔位置监测、成孔偏斜监测、冻结孔耐压试验监测、冻结孔长度及供液管下放长度监测。8.2 冻结系统监测(1) 去、回路盐水温度监测：在去、回路盐水干管上安装精密水银温度计。测量频率为

54、每天1次。(2) 冻结器盐水温度监测：在每个冻结器回路上设数字温度传感器测量冻结器盐水回路温度。测量频率为每天1次。(3) 冻结器盐水流量检测：与集液圈并联盐水流量测量回路测量各冻结器的盐水流量。在开冻时检测，或在发生问题时检测。(4) 测温孔温度监测：每个测温孔设35个测点，分别布置在冻结壁与隧道管片交界处、管片后1m、测温管中部和测温管尾部。温度量测用仪表为多点半导体测温仪，精度为0.5。测量频率每天1次。(5) 在测定冻结壁与隧道管片界面温度时，应在界面内外两侧各布置1个测温点，通过差值方法确定界面处温度。(6) 泄压孔压力变化监测：通过在泄压管口安装压力表测量压力变化。测量频率不少于每天1次。(7) 冻结壁形成后的探孔监测：根据测温资料及测压孔资料，计算冻结壁是否按设计要求形成，需要对联络通道内外侧进行探孔监测，即在推算的冻土内外边缘处开32的小孔。并下测温线监测其温度的变化，监测频率为每6小时1次。在监测中其数据