上海某区间隧道旁通道及泵站冻结加固工程

目录

1工程概况.....................................................................................3

1.1工程简介...............................................................................3

1.2地质条件...............................................................................3

1.3水文情况...............................................................................5

1.4地质特点及技术措施....................................................................6

1.5地面环境及地下管线情况...............................................................6

1.6旁通道结构概况........................................................................7

2施_£方案的选择...............................................................................8

2.1采用的设计规范及技术标准.............................................................8

2.2设计基础资料..........................................................................8

2.3施工方案设计的基本原则...............................................................9

2.4冻结加固方案设计的主要技术要点.......................................................9

2.5施工方案...............................................................................9

3冻结帷幕设计................................................................................10

3.1冻结帷幕..............................................................................10

3.2冻结孔................................................................................II

3.3测温孔及泄压孔.......................................................................11

3.4冻结主要设计参数表...................................................................II

4制冷系统设计................................................................................12

4.1冷冻机的选择..........................................................................12

4.2冻结系统辅助设备.....................................................................13

4.3其它..................................................................................13

5冻结施工....................................................................................13

5.1施工准备..............................................................................13

5.2冻结孔施工............................................................................14

5.2.1施工工序........................................................................14

5.2.2钻孔偏斜........................................................................15

5.2.3冻结孔钻进与冻结管设置.........................................................15

5.3施工总体布置.........................................................................16

5.3.1冻结站布置与设备安装...........................................................16

5.3.2管路连接、保温与测试仪表.......................................................16

5.3.3溶解氯化钙和机组充氟加油.......................................................16

5.4积极冻结..............................................................................16

6开挖与构筑..................................................................................17

6.1施工方案..............................................................................17

6.1.1开挖方案........................................................................17

6.1.2支护方案........................................................................17

6.2施工准备..............................................................................18

6.2.1三通一平........................................................................18

6.2.2隧道内工作平台搭设.............................................................18

6.2.3临时支护金属支撑架.............................................................18

6.2.4金属管片接缝焊接...............................................................19

6.2.5预应力支架安装.................................................................19

6.2.6排水系统........................................................................19

6.2.7设备及材料的进场与验收.........................................................19

6.2.8防护门的安装....................................................................19

6.3开挖条件..............................................................................20

6.4施工方法.............................................................................22

6.4.1开挖顺序........................................................................22

6.4.2开管片..........................................................................22

6.4.3通道施工........................................................................23

6.4.4泵站施工........................................................................26

6.5开挖及支护质量要求...................................................................27

6.6结构充填注浆.........................................................................27

6.7融沉注浆施工方案.....................................................................27

6.8防火门安装...........................................................................31

7.信息化施工监测.............................................................................32

7.1监测内容..............................................................................32

7.2监测方法、手段及说明.................................................................33

8冻结开挖施工进度及配套计划................................................................37

8』施工进度计划..........................................................................37

8.2劳动力配备计划.......................................................................38

8.3设备与材料供应计划...................................................................38

9质量管理及环境保护措施.....................................................................41

9.1质量管理体系组织机构图..............................................................41

9.2冻结孔施工质量技术措施..............................................................42

9.3冻结运转质量技术措施.................................................................43

9.4开挖构筑质量技术措施.................................................................43

9.5地面建筑、管线保护技术措施..........................................................44

9.6环境设施保护措施.....................................................................44

10安全措施、文明施工及治安消防措施.........................................................44

10.1安全及治安消防措施..................................................................45

10.2文明施工措施........................................................................48

11应急预案...................................................................................48

11.1总则.................................................................................48

11.2工程风险分析........................................................................49

11.2.1打钻施工过程中的特殊风险点......................................................49

11.2.2冻结施工过程中的风险点..........................................................49

11.2.3开挖和结构施工过程中的风险点....................................................49

11.3冻结孔施工应急预案..................................................................49

11.3.1涌砂冒水应急措施.................................................................49

11.3.2冻结管渗漏或断裂应急措施.........................................................49

11.3.3人员安全事故处理措施.............................................................50

11.4冻结施工应急预案....................................................................50

H.5开挖施工应急预案....................................................................50

11.5.1安装视频系统......................................................................5()

11.5.2应急液氮及应急防护门.............................................................50

11.5.3涌水、涌砂应急措施...............................................................50

11.5.4停水、停电应急措施..............................................................50

11.5.5冻结管破裂应急措施..............................................................51

11.5.6开挖工作面化冻应急措施..........................................................51

11.5.7承压水不良作用及应急措施........................................................51

11.5.8排水管预留洞口处应急拮施........................................................51

11.6应急预案操作程序....................................................................51

11.7应急预案组织机构....................................................................52

11.8应急抢险方案演练....................................................................52

12施工用电设计与安装........................................................................56

12.1概述.................................................................................56

12.2用电负荷计算........................................................................56

12.3供电线路............................................................................56

12.4编制依据............................................................................56

12.5总体方案............................................................................56

12.6负荷计算.............................................................................57

12.7其它要求............................................................................58

12.8急救路线和联系方式..................................................................60

12.9拆除工程要点........................................................................60

13环境目标、处理居民来信来访的及时性与对策措施.............................................62

14附图.......................................................................................62

附图1：附图1：冻结帷幕下面及剖面图

附图2：冻结孔、测温孔、泄压孔及冷冻排管平面布置图

附图3冻结孔剖面布置示意图

附图4冷冻站平面布置示意图

附图5：隧道预应力支架结构图

附图6：初期支护剖面图

附图7：通道、泵站支撑布置剖面图

附图8：主要材料用量统计图

1工程概况

1.1工程简介

上海市轨道交通12号线工程是《上海市城市轨道交通系统规划方案》中规划的市区级

轨道线网中的地铁类线路之一。线路全长约40.4km,呈西南〜东北走向，起点位于顾戴路、

七莘路路口，终点为金海路、金穗路路口东南侧。金京路站〜中江路站区间走向为：区间出

金京路站端头井后自西向东沿巨峰路下行走，最后进入中江路站，中途穿越金京路、中江路。

本区间为单圆盾构区间，区间长955m,埋深7〜10m之间，2台盾构分别从申江路站上、

下行线始发，金京路站接收。区间设旁通道及泵站一座，位于上行线SK36+814.714（下行线

XK36+813.602）处，采用冻结法地基加固类矿山法构筑施工,

1.2地质条件

工程所在场地位于长江三角洲冲积平原的东南缘，地貌类型单一，属滨海平原相。场区

内以道路、绿化、厂房、居民住宅区、明浜等为主，地势较平坦。经勘察实测，金京路站〜

申江路站地面标高在3.69〜5.43m之间，高差1.74m,拟建旁通道所在土层由上至下为③।淤

泥质粉质粘土、④I淤泥质粘土层、⑤一粘土层及⑤T粉质粘土层组成。区间旁通道位置各土层

的士性描述与特征详见表1：

表1区间旁通道所处地层特性表

地质成因层土层土层

年代类型号名称描述

人工均有分布，主要为杂填土，含碎石破块、垃圾及粘性土等，局部素填

①1

填土土，以粘性土为主，含植物根茎及少量小石子等。

QJ滨海褐黄〜局部由于填土较厚而缺失，可塑〜软塑，尚均匀，含氧化铁

②1灰黄色粉锈斑及铁链质结核，夹少量好状粉土，土性从上至下逐渐变软，

河口质粘土中〜高压缩性。无摇震反应，稍有光滑、干强度和韧性中等。

灰色均有分布，流塑，欠均匀，含云母及少量有机质，夹薄层状

滨海③淤泥质粉土，局部为淤泥质粘土，有时层顶为灰黄色，高压缩性。无隔

Q/粉质粘土震反应，稍有光滑、干强度和韧性中等。

浅海灰色粘质均有分布，饱和，稍密，欠均匀，含云母及少量有机质，见

③j

粉土零星贝壳碎屑，夹薄层粘性土，局部为砂质粉土，中压缩性。摇

地质成因层十层十层

年代类型号名称描述

震反应中等、无光泽反应、干强度和韧性低。

均有分布，流型，尚均匀，含云母、有机质及少量贝壳碎屑，

灰色淤泥

@1夹少量粉土，局部为淤泥质粉质粘土，高压缩性。无摇震反应、

质粘土

光滑、干强度和韧性高。

均有分布，软〜流塑，液均匀，含云母、有机质、少量姜洁

⑤皿灰色粘土块及腐植质，夹泥质结核和少量粉土，高压缩性。无摇震反应、

光滑、干强度和韧性高。

滨海均有分布，软塑为主，有时可塑，尚均匀，含云母、有机质、

灰色粘质

⑤L2姜结块及泥质结核，夹薄层粉土及粉砂，局部较多，部分为粘二，

粉土

沼泽高〜中压缩性。无摇宸反应，稍有光滑、干强度和韧性中等。

饱和，稍密〜中密，欠均匀，含云母、有机质及少量贝壳碎

QJ灰色粘质

⑤2屑，夹薄层粘性土及粉砂，中压缩性。摇震反应中等、无光泽反

粉土

应、干强度和韧性低。

软塑为主，有时可塑或流塑，欠均匀，含云母、有机质、语

灰色粉

⑤3」质结核和腐植质，夹薄层粉土，局部较多，中偏高压缩性。无摇

质粘土

震反应，稍有光滑、干强度和韧性中等。

溺谷

可塑，尚均匀，含有机质及少量氧化铁锈斑，夹少量点状粉

灰绿色

⑤4土，有时为粘土，中压缩性。无摇震反应，稍有光滑、干强度和

粉质粘土

韧性中等。

河口暗绿〜局部由于古河道切割而缺失，可〜硬塑，尚均匀，含氧化铁

⑥草黄色锈斑及少量有机质，夹少量点状粉上，局部为粘上，中压缩性,

湖泽粉质粘土无摇震反应，稍有光滑、干强度和韧性中等。

Q<大部分孔揭示，饱和，中密〜密实，尚均匀，含云母及少量

草黄色

河口⑦1锈斑，夹薄层粘性土，局部呈粘质粉土或粉细砂，中偏低压缩性。

砂质粉土

摇震反应迅速、无光泽反应、干强度和韧性低。

滨海

⑦2草黄〜部分孔揭示，饱和，密实，尚均匀，含云母、石英及少量虱

地质成因层十层十层

年代类型号名称描述

灰色化铁锈斑，夹少量粘土，局部为砂质粉土，中偏低压缩性。

粉细砂

1.3水文情况

(i)潜水

沿线场地浅部土层中的地下水类型为潜水。实测潜水稳定水位埋深为1.20〜2.00m(绝对

标高为1.88〜3.96m),平均埋深为1.64m(平均标高为2.55m)。根据《岩土工程勘察规范》

(DGJ08-37-2002),上海地区潜水位埋深为0.30〜1.50m,水位动态为气象型，主要受大气降

水、地表径流等影响呈幅度不等变化，常年平均地下水位埋深为0.50〜0.70m。

(2)承压水

经勘察，⑤2层粘质粉土，呈透镜体分布，为微承压含水层，⑤2层顶板标高为-25.23%

沿线场地揭示的⑦层(含⑦I、⑦2两个亚层)为上海地区第一承压含水层，勘探揭示其顶板

标高-24.90〜-29.90m。根据实测资料显示，⑦层承压水水位埋深为8.35m(绝对标高为

-4.53m)。另据上海区域性资料，上海地区(微承压水位随季节呈周期性变化；(微)承压水

水位埋深一般为3〜11m。

(3)地下水和地基土腐蚀性评价

沿线场地地下水环境类别为川类。工程沿线浅部地下水和地基土对碎无腐蚀性，干湿交

替条件下对校中的钢筋具弱腐蚀性，长期浸水条件下对校中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱

腐蚀性。未发现有沼气溢出。

(4)地下水温度

上海地区地下水的温度，埋深在4m深度范围内受气温变化影响；4m以下水温较稳定，

一般为16〜18℃。

旁通道概况见表2

表2旁通道概况表

中心间距中心埋深

区间旁通道里程水文、地质情况

(m)(m)

金京路站旁通道所处土层为③।淤泥质粉

12.000m17.123mSK36+814.714质粘土、④1淤泥质粘土层、⑤-

申江路站咕土层及⑤1-2粉质粘土层组成。

1.4地质特点及技术措施

旁通道所处土层为⑤〜粘土、⑤一粉质粘土及⑥粉质粘土层中；集水井底板距承压含水

含水层⑦「砂质粉土层3m。上述土层具有渗透性好的特点,在动水压力的作用下易产生流砂、

管涌现象。鉴于土层特殊情况，施工中采取如下技术措施：

（1）旁通道与泵站均位于粘土及粉质粘土层中，从提供的地质资料看，打钻涉及土层为⑤

一粘土、⑤-粉质粘土及⑥粉质粘土层，钻孔虽未涉及到⑦层土，但集水井底板距承压含水

含水层⑦「砂质粉土层3m,可能迨成涌水涌砂危险，所以打钻应制定防涌砂喷水措施，注意冻

结帷幕的交圈，特别是隧道管片与冻结壁间的封闭，防止透水涌砂；打钻过程中严格按照打

钻程序进行，充分考虑⑦层承压水的不利影响，制定打钻应急预案；

⑵粘土层冻结发展速度较慢，采取多打探孔，在冻结帷幕薄弱部位多布测温孔的方案，

依据监测数据及时进行总结和分析；

1.5地面环境及地下管线情况

区间旁通道及泵站对应地面环境较好，位于金苹果学校大门的巨峰路上，根据提供的地

质资料显示，对应地面情况较好周围并无重大管线需要保护，旁通道对应地面环境见图1：

图1旁通道对应地面情况示意图

1.6旁通道结构概况

旁通道结构图如图2所小。

根据提供的地质资料，旁通道处地面标高3.88m（吴淞高程系）；上、下行线隧道的中心

标高分别为-13.243m、-13.181m；上、下行线盾构隧道中心距离为12.000m.旁通道由与上、

下行线隧道管片相接的喇叭口、水平通道和通道下方的泵站等三部分组成。其中通道为直墙

圆弧拱结构，泵站为矩形结构。

具体开挖尺寸：喇叭口开挖尺寸为：1.10m（长）X3.90m（宽）X4.883m（高），通道开挖尺寸

为：4.30（长）X3.30m（宽）X4.23m（高），集水井开挖尺寸为：4.80m（长）X3.30m（宽）X4.20m（前,

防火门尺寸为L50mX2.14m。衬砌采用二次衬砌方式，所有临时支护层厚度均为200mm；结

构层为450mm厚的现浇钢筋混凝土，通道底板结构层为700mm厚的现浇钢筋混凝土。集水

井结构层为450mm厚的现浇钢筋混凝土。临时支护层和结构层之间安装防水层，喇叭口底板

临时支护层埋设二根①200mm直径为9.5mm的不锈钢管连接上、下行隧道与集水井。

旁通道详细结构以设计院设计施工图为准。

防水Jz：

姑构展

助火门

下行线

图2旁通道结构剖面示意图

2施工方案的选择

2.1采用的设计规范及技术标准

2.1.1《矿山井巷工程施工及验收规范》(GBJ213-90I

2.1.2《煤矿井巷工程质量检验评定标准》(MT5009-94)。

2.1.3《混凝土结构设计规范》GB5(X)10-2(X)2o

2.1.4《钢结构设计规范》》GB50017-2003o

2.1.5《地基基础设计规范》GB50()07-2002o

2.1.6《建筑结构荷载规范》GB50009-2001o

2.1.7《建筑抗震设计规范》GB50011-2001o

2.1.8《地下铁道设计规范》GB50157-2003o

2.1.9《旁通道冻结法技术规程》，DG/TJ08-902-2006-J1()851-2006,卜.海市工程建设规范。

2.2设计基础资料

2.2.1上海市隧道工程轨道交通设计研究院2008年11月提供的《上海市轨道交通12号

线金京路站〜申江路站区间岩土工程详细勘察报告》(K200503-4-S)Q30；

2.2.2上海市城市建设设计研究院提供的《上海市轨道交通12号线施工图设计金海路

站〜利津路站区间第六分册旁通道、泵站结构图》；2010年7月。

2.2.3上海市轨道交通12号线工程施工图设计《金京路站〜申江路站区间旁通道土层冻

结加固设计》，天地科技股份有限公司，2010年11月。

2.2.4上海市轨道交通12号线工程施工图设计《金京路站〜申江路站区间旁通道土层冻

结加固设计（B版）》，天地科技股份有限公司，2011年1月。

2.3施工方案设计的基本原则

采用冻结法加固土体安全可靠，适应该区工程地质和水文地质条件。本施工方案设计的

基本原则是：

2.3.1水平孔冻结帷幕技术性能必须满足旁通道施工的安全和质量要求，加固土体应遍

达待加固区域；

2.3.2水平孔冻结方案应符合现场实际条件，具有可操作性；

2.3.3施工方案应在满足工程要求工期的前提下具备优化潜力；

2.3.4施工方案中考虑关联公共设施的位置及其安全保障，满足城市环境保护及节能要

求；

2.3.5减小冻胀与融沉的危害，采取自然解冻融沉注浆措施控制旁通道和管片变形在允

许范围内。

2.4冻结加固方案设计的主要技术要点

为控制冻结孔钻进、地层冻胀和融沉等对隧道及地面的影响，根据国内外最新研究成果

和施工经验，提出以下冻结设计技术要点：

2.4.1在已贯通的隧道内钻冻结孔，根据旁通道的结构采月近水平成孔或斜孔，每个钻孔

都设孔口管，并安装孔口密封装置，以防钻进时大量泥水涌出。

2.4.2冻土帷幕的厚度及强度应满足旁通道开挖的要求，尤其保证喇叭口处冻结帷幕的厚

度，同时确保冻结帷幕与隧道管片的完全胶结。做好冻结和开挖的配合工作，并根据开挖后

冻结帷幕变形情况及时调整开挖构筑工艺。

2.4.3为减小冻胀对隧道的影响，在下行线隧道管片靠近喇叭口侧敷设冷管和保温层。减

小冻结孔与对侧隧道管片的距离，并采用小开孔距、较低盐水温度、较大盐水流量等措施，

以加快冻结速度，并在适当部位布设泄压孔，以减小土层冻胀对隧道的影响。

2.4.4通过测温孔和泄压孔，监测冻土帷幕的形成过程和形成状况。特别监测冻土帷幕与

对面隧道管片的胶结情况。

2.4.5在旁通道底板、两侧、顶部及泵站混凝土中预埋注奘孔，必要时在隧道管片上钻注

浆孔，以便注浆防止冻土融沉引起的地面沉降及隧道、旁通道的沉降变形。进行冻结地层温

度监测、地层沉降变形的监测、隧道变形的监测，以指导旁通道的施工。

2.5施工方案

根据工程地质条件及其它施工条件，确定采用“隧道内钻凿,布设水平孔、近水平孔冻

结临时加固土体,矿山法暗挖构筑'怛艇二方案,即：在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻

结加固地层，使旁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，然后根据

“新奥法”的基本原理，在冻土中采用矿山法进行旁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行，其主要施工顺序为：

施工准备一冻结孔施工（同时安装冻结制冷系统，盐水系统和检测系统）f进行隧道支撑

f积极冻结一探孔试挖f拆钢管片一旁通道掘进与临时支护f旁通道永久支护一泵站开挖与

临时支护f泵站永久支护f结构注浆一进行融沉注浆充填f撇场。

冻结孔施工和旁通道临时支护施工为本工程的关键工序；排水管的敷设及与钢管片的连

接为重要控制点：冻结检测和温质，土体变形，压力监测及旁通道永久支护施工为特殊工序。

3冻结帷幕设计

采用天地科技股份有限公司的设计，主要有如下三个方面的内容：

3.1冻结帷幕

3.1.1冻土强度的设计指标为:单轴抗压3.5Mpa,抗折1.8Mpa,抗剪1.5Mpa（—10℃）。

3.1.2积极冻结时，在冻结区附近200nl范围内不得采取降水措施。在冻结区内土层中不

得有集中水流。

3.1.3在冻结帷幕附近隧道内侧敷设保温层，敷设范围至设计冻结壁边界处2m。保温层

采用阻燃（或难燃）的软质塑料泡沫保温材料，厚度20nlm,导热系数不大于0.04W/MK。保温

层敷设宜用喷涂方式，密贴管片不留空隙，保温层厚度不小于30mm。

3.1.4设计积极冻结时间约为40天。要求冻结孔单孔流量不小于3m7h；积极冻结7天

盐水温度降至-18℃以下；积极冻结15天盐水温度降至一24C以下，去、回路盐水温差不大

于2℃；开挖时盐水温度降至一28C以下。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。每m冻结管（包括冷冻排管）的设计散热量不应小于100kcal/h。

3.1.5开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交接面处平均温度不高于一5C。其

它部位设计冻结壁平均温度为一10C。

3.1.6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

调整冻结帷幕设计。

3.1.7冻结壁厚度为1.8m,喇叭口处为1.5m。施工应注意冻结壁强度、交圈及冻结壁温

度的控制，使隧道管片与冻结壁严密结合，保证冻土帷幕稳定可靠，防治透水涌砂。

3.1.8冻结帷幕设计详见附图1。

3.2冻结孔

旁通道冻结孔数66个（上行线隧道内布置51个冻结孔，下行线布置15个冻结孔）。具

体冻结孔的布置见附图2、3；冻结孔详细参数见附表。具体要求如下：

3.2.1施工前应根据旁通道结构施工图准确定位。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。

3.2.2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）。

3.2.3设4个对穿孔用于对侧冻结孔及冷冻排管供冷。

3.2.4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。

3.2.5冻结管采用20#（Q235B）钢材的①89X8mm的低碳无缝钢管。冻结管耐压不低

于0.8Mpa,并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。

3.2.6冻结管接头抗压强度不低于母管的75%o

3.2.7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。

3.2.8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。

3.2.9冻结站对侧隧道上沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管，排管间距为500m叱冷

冻排管采用①50X4钢管。排管敷设应密贴隧道管片，排管与管片间隙用湿粘土充填。

3.2.10应按照图纸要求设测温孔，泄压孔及注浆孔开孔均应避开管片接缝、螺栓、主筋

和钢管片肋板。

3.3测温孔及泄压孔

测温孔9个，分别布置在通道内外和两侧隧道内，泄压孔布置.4个，布置在冻结帷幕中

间，上、下行线各两个。测温孔及泄压孔的布置详见附图2。

3.4冻结主要设计参数表

冻结主要设计参数表详见表3

表3金京路站〜申江路站区间旁通道冻结主要设计参数表

序

号参数名称单位数量备注

1中心间距m12.00

2中心标高m-13.243上行线

3冻土帷幕设计厚度m1.8喇叭口处1.5m

4冻土帷幕平均温度℃-10

5冻土帷幕交圈时间d20

6积极冻结时间d40根据实际冻结情况确定

7冻结孔个数个66

8冻结孔允许偏斜mm150

9单孔盐水流量m'/h23

10冻结管规格mm①89X8低碳钢无缝钢管，丝扣连接，辅以焊接

11测温孔个9①50X4钢管

12测温孔深度m27.1

13泄压孔个数个4050X4钢管

14冻结管总长度m477

15冷管长度m115050X4钢管

16冻结总需冷量10'Kcal/h5.6工况条件

17JYSLGF300III冷冻机台21台备用

18施工工期d105打钻、冻结、掘砌

4制冷系统设计

4.1冷冻机的选择

冻结需冷量的计算：

Q-1.3.n.d.H.K

式中：H一冻结管总长度;

d—冻结管直径：

K—冻结管散热系数;

经计算Q=56000Kcal/h

根据计算选用JYSLGF300III型冷冻机2台，其中1台备用。

4.2冻结系统辅助设备

4.2.1盐水泵选用IS200-150-315型2台，给冻结孔提供盐水,流量4201n力),电机功率

55kw,其中1台备用;

4.2.2冷却水循环选用10SH-19型清水泵2台，流量360m3/h,电机功率30kw,其中1

台备用。冷却塔选用NBL-50型2台。

4.2.3冻结管选用①89X8io,丝扣连接。冷冻排管选用①50X4mm钢管，5排布置，排

管间距为500mmo

4.2.4测温孔管选用①50X4mm钢管。

4.2.5供液管选用1.5"钢管，采用焊接连接。

4.2.6盐水干管和集配液管选用6”焊管。

4.3其它

4.3.1用电负荷：用电负荷约300kw/h。

4.3.2冷冻机油选用N46冷冻机油。

4.3.3制冷剂选用氟立昂R-22,冷媒剂选用氯化钙溶液c

5冻结施工

5.1施工准备

5.1.1加工件工期较长，需开工前进行加工。具体加工彳匕见表4。

5.1.2用1.5〃钢管在出入端头井搭脚手架，作为连接隧道与地铁车站底层平台的便桥。

5.1.3在隧道内敷设1条动力电缆,同时在隧道内安装SCB9-400KVA/10(6)/0.4,容量

为400KVA的箱式变电站1台，满足冻结孔施工、冻结系统运转及开挖构筑施工供电。

5.1.4在隧道内铺设两趟1.5〃管路至施工工作面，用于冻结孔打钻及冻结运转供水和

排污。

5.1.5用厚5cm的木板在旁通道处铺设施工场地，冻结孔施工时，按需要搭设施工脚手

架。

表4主要加工件一览表

序号加工件名称单位数量备注

1钻头组合套66

2冻结管（兼作钻杆）m560Im、1.5m^1.8m钻杆

3孔口管个66

4上堵头用接长杆m30

5堵头个66

6盐水干管、集配液管套1

7冻结管头部个66

8冷却塔水箱个2

9盐水箱个2

10隧道预应力支架根4使用型钢加工

11端头井提升架套1

5.2冻结孔施工

5.2.1施工工序

冻结孔施工工序为：定位、开孔一孔口管安装一孔口装置安装一钻孔一测量一封闭孔底

部-*打压试验。

具体为：

⑴定位开孔及孔口管安装：根据设计在隧道内用经纬仪定好各孔位置。根据孔位在伦

管片和钢管片上定位开孔，分述如下：

1）碎管片.匕首先注意孔位应避开碎管片内受力主筋，然后用开孔器（配金刚石钻头

取芯）按设计角度开孔，开孔直径130mm,当开到深度280mm时停止取芯钻进，安装孔口管,

孔口管的安装方法为：首先将孔口处凿平，安好四个膨胀螺丝，然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，上紧后，再去掉螺母，装上DN125

闸阀，再将闸阀打开，用开孔器从闸阀内二次开孔，开孔直径为108mm,一直将碎管片开穿,

出现涌砂就及时关闭闸门。

2）钢管片上：在钢管片上焊好孔口管，在孔口管上接好闸阀和孔口装置，用钻机接上

金钢石钻头，通过孔口装置，切割钢管片钻进。

⑵孔口装置安装：用螺丝将孔口装置装在闸阀上，注意加好密封垫片。详见示意图3。

图3孔口密封装置示意图

⑶钻孔：按设计要求调整好钻机位置，并固定好，将钻头装入孔口装置内，在孔口装置

上接上1.5”阀门，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，保证地面安全，不出现沉降。钻机选用MD-50型锚杆钻机，钻机扭矩2000N-M,推力17KN。

（4）封闭孔底部：用丝堵封闭好孔底部，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。

⑸打压试验：封闭好孔口，用手压泵打水到孔内，至压力达到0.8临a时，停止打压，

关好阀门，观测压力的变化，经试压30分钟内压力下降不超过0.05Mpa再延续15min压力无

变化为合格。

5.2.2钻孔偏斜

（1）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）冻结孔最大允许偏差150nlm（冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离）。

5.2.3冻结孔钻进与冻结管设置

⑴使用阳）-50钻机1台，利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，并辅以焊接，确保

共同心度和焊接强度，冻结管到达设计深度后密封头部。

⑵钻进过程中严格监测孔斜情况，发现偏斜要及时纠偏。下好冻结管后，进行冻结管长

度的复测，然后再用经纬仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。

⑶冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与管片之间的间隙。

（4）在冻结管内下供液管，然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。

5.3施工总体布置

5.3.1冻结站布置与设备安装

冻结站占地面积约120nA站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵以及箱式变电站、

清水泵和冷却塔。设备安装按设备使用说明书的要求进行。冷冻站平面布置图见附图4。

5.3.2管路连接、保温与测试仪表

管路用法兰连接，隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上，以免影响隧道通行。

在盐水管路和冷却水循环管路上要设置伸缩接头、阀门和测温仪、压力表、流量计等测试元

件。盐水管路经试漏、清洗后用橡塑材料保温，保温厚度为50mm,保温层的外面用塑料薄膜

包扎。集配液管与冻结管的连接用高压胶管，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制

流量。旁通道四周冻结管每两个串联成一组，其他冻结管每三、四个串联成一组，分别接入

集配液管。

考虑两侧隧道内管片的散热对冻结效果的影响，在上、下行隧道管片内侧安装冷冻板，

加强冻结。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

层采用橡塑保温材料，导热系数不大于0.04w/mh。保温层敷设采用橡塑保温板，密贴管片不

留空隙，保温层厚度为30mm。

5.3.3溶解氯化钙和机组充氟加油

盐水（氯化钙溶液）比重不小于1.26,将系统管道内充满清水，盐水箱充至一半清水，

在盐水箱内（加过滤装置）溶解氯化钙，开启盐水泵，边循环边化氯化钙，直至盐水浓度达

到设计要求。

机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要