南京地铁联络通道冻结法施工措施分.docx

5.2 冻结过程中的施工措施5.2.1 隧道内支撑 冻结过程中隧道受冻土力的作用，会发生隧道横向断面变形，从而影响隧道的椭圆度。为了减少这一变形，因此在冻结前，隧道内安装预应力隧道支架，即在上下行线隧道的联络通道洞口两侧安装两榀预应力钢支架(如图3 所示)，每榀支有8 个支点，均匀地支撑在隧道管片上，施工中可根据观测到的隧道变形情况，调整各个支点的预应力大小，控制隧道变形。 图3 预应力钢支架5.2.2 布置测温孔 为了掌握冻土帷幕的形成过程、形成状况，以及判断冻土柱是否交圈、冻土墙厚度及其温度是否达到设计要求等等，在上、下行线隧道联络通道洞口两侧共布置10 个测温孔，其中在下行隧道中布置了4 个，上行隧道中布置了6 个(开挖是从下行隧道开始的)。每个测温孔内设3 个测点，每个测点间距600 mm，测温孔深为2 m 。测量频度为每天1 次。5.2.3 布置卸压孔 为了减少冻结过程中，土体冻涨对地表以及隧道的影响，隧道下行线联络通道开挖断面内布置一个卸压孔。另外，通过卸压孔压力的测试，以及对卸压孔内水流观察，可以判断冻土的冻结情况。如本工程卸压孔，在12 月24 日，压力不再升高，说明冻结帷幕内的自由水由于水分迁移的作用， 已经基本补给到冻土中，2003 年1 月3 日打开该泄压孔，有少量水和泥浆流出，几分钟后停止。1 月8 日土体开挖时，该孔内没有水流出现象。5.2.4 钢管片的拆卸 为了判断钢管片拆除前，联络通道土体冻结的帷幕墙厚度是否达到设计要求，是否交圈，土体强度是否达到要求以及保证土体开挖的安全进行，采用了以下施工措施。(1) 对去路、回路盐水进行温度检测，2003 年1 月7 日盐水的去、回路温度差已从2002 年12 月24 日的平均2 降到0.5 ，说明地层的热负荷减少，冻土帷幕形成良好。(2) 根据第3#测孔的实测资料，其距冻结主面400 mm， 降温幅度最大，到2002 年12 月14 日其温度降到-0.5 ，此时冻结15 d ，冻土平均发展速度26.7 mm/d； 第2#测孔距冻结主面450 mm，12 月19 日其温度降到-0.2 ，此时冻结20 d ，冻土平均发展速度25.0 mm/d；第5#测孔距冻结主面700 mm， 12 月27 日其温度降到-0.2 ，此时冻结27 d ，冻土平均发展速度27.8 mm/d。以上3 个孔的冻土平均发展速度为26.5 mm/d，按此推算，到实际开挖时间2003 年1 月8 日，冻结时间39 d ，冻土发展厚度2.06 m，超过设计厚度0.46 m。(3) 在隧道下行线布置了4 个冻胀压力测孔，根据冻胀压力测孔1 的实测数据，2002 年12 月18 日冻胀压力达到最大值0.73 MPa ，此时冻结时间19 d； 测孔4 的实测数据，12 月19 日冻胀压力达到最大值1.81 MPa ，此时冻结时间20 d 。说明冻结20 d 左右时冻土柱已经交圈，冻结帷幕已基本形成。此后冻胀压力趋于稳定并逐步减少，冻土帷幕厚度增加，符合冻土冻结规律。另外，隧道下行线联络通道开挖断面内布置一个泄压孔，其压力变化，到12 月24 日，压力不再升高，说明冻结帷幕内的自由水由于水分迁移的作用，已经基本补给到冻土中，2003 年1 月3 日打开该泄压孔，有少量水和泥浆流出，几分钟后停止。1 月8 日土体开挖时，该孔内没有水流出现象。5.2.5 土体支护 采用两次支护方式。第一次支护(临时支护)采用预应力钢支架加背板。第二次支护(永久支护)采用现浇钢筋混凝土。 联络通道土体开挖导致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，会引起冻土帷幕及冻结管会产生变形或破坏，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要及时对冻结壁进行及时的支护，所以联络通道的临时支护即做为维护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分，是支护工艺最为关键的一步。 经过力学计算分析，确定联络通道临时支护的结构形式，如图4 所示。临时支护采用18#工字钢加工成的直腿拱形支架和矩形支架。钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的临时支护，为增加支架的稳定性，每道支架中部加有一根横撑，拱形支架的间排距与通道的开挖步距相对应为0.30.5 m， 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。矩形钢支架用于集水井，支护间距为0.5 m，上下两排支架间由8 根拉杆相互连接，必要时增加纵横向支撑，以增加支架整体的稳定性及抗变形的能力。为了控制支架间冻结壁的变形，减少冻结壁冷量损失，所有钢支撑架后用木背板密背，背板必须同冻结壁紧贴，尽量减少支护间隙，木背板不能松动，当支护间隙较大时，可增加背板厚度和木楔子，以提高支护效果。图4 联络通道的临时支护 永久支护为结构设计中的钢筋砼结构，为减少砼施工接缝，联络通道开挖及临时支护完成后，一次连续进行浇筑。由于这种结构的特殊性，通道顶板内的砼浇筑较为困难，为提高砼施工质量，可采取分段浇筑的施工方式，必要时可采用喷浆机对浇筑空隙进行充填。上部结构施工完成以后，开挖集水井，集水井开挖到设计深度，首先对集水井底板进行封底浇筑，然后一次完成集水井的钢筋砼浇筑施工。5.3 解冻过程中的施工措施 联络通道主体结构施工完毕后，停止供冷，土体自然解冻，解冻过程中会引起地面的沉陷，如果沉陷过大，不但对隧道而且对地面建筑、地下管线将产生不利影响。为减少土体解冻产生的沉降量， 可通过隧道及联络通道预留的注浆孔，采取跟踪注浆的形式，根据观测到的隧道及地层沉降情况，及时地对地层进行补偿注浆。6 结论 冻结法在南京地铁一号线TA4 标的成功经验说明南京地质条件下在地