土层冻结加固及支护施工技术要求

土层冻结加固及支护施工技术要求

1、冻结孔

1.1冻结孔施工前必须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100㎜，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。

1.2冻结孔最大允许偏斜（冻结孔成孔轨与设计轨迹之间的距离）为150㎜。1.3冻结孔成孔控制最大允许间距为1300㎜。

1.4冻结管用Ф89×8㎜低碳钢无缝钢管。冻结管耐压不低于1.0MPa,并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。

1.5冻结管接头抗拉强度不低于母管的75%。

1.6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。

1.7施工时首先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100㎜，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。

1.8两侧隧道沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管，排管间距为500㎜；冷冻排管采用Ф45×3无缝钢管或采用槽钢焊接加工。排管敷设应密贴隧道管片。

1.9共设4个透孔用于冷冻排管及对侧冻结管供冷，透孔采用Ф89×8㎜低碳钢无缝钢管。

1.10本联络通道所处土层为含水率高，冻结孔施工时具有较大风险，冻结孔施工时需使用防喷装置。

2、冻结帷幕

2.1参照上海地区冻土物理力学性质试验，冻土强度的设计指标取为：单轴抗压不小于

3.6MPa,弯折抗拉不小于1.8MPa,抗剪不小于1.6MPa（－10℃）。为保证冻土平均温度达到设计时计算值，冻土验收时平均温度应不高于－10℃。

2.2积极冻结时，在冻结区附近200m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。

2.3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（或难燃）的软质塑料泡沫软板，厚度不小于40㎜，导热系数不大于0.04w/mk。

2.4设计积极冻结时间为40-45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－18℃以下；积极冻结15天盐水温度降至－24℃以下。开挖时去、回路盐水温差不大于2℃，盐水温度降至－28℃以下。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应适当延长积极冻结时间。

2.5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℃。

2.6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修改冻结帷幕设计。

3、隧道支撑于防护门

3.1共设8榀隧道，分别安装在联络通道预留洞口两侧的第一条和第二条隧道管片环缝处，在冻结壁交圈前安装。

3.2 安装好隧道支撑后顶实千斤顶，且各个千斤顶的顶力要基本均匀。千斤顶以顶实即可，且每个千斤顶的顶力不得大于100kN。

3.3冻结期间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金顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力。控制隧道收敛达到报警值10㎜时，千斤顶顶力达到设计最大值500kN。

3.4如千斤顶顶力达到设计最大值后隧道仍继续收敛，则应采取其它措施加强隧道支撑。

3.5防护门由门框、门组成，在联络通道开挖前安装完成。

3.6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。

3.7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。

3.8防护门耐压设计值为0.32MPa，打压试验值不得超过0.32MPa。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。

3.9挖通水平通道完成初期支护后可拆除防护门。

4、开挖与初期支护

4.1联络通道开挖时应具备下列条件：

4.1.1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。

4.1.2按设计安装隧道支撑和防护门。

4.1.3在两隧道钢管片上冻结壁内侧设泄压孔或打探孔，泄压孔和打探孔，无水、泥流出。

4.1.4冻结设备运转正常并有备用。

4.1.5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。

4.2 设计开挖步距为600㎜，特殊情况下最大不超过800㎜。开挖完后立即进行初衬型钢施工，初衬型钢之家和冻土帷幕间采用厚度5㎝厚的木背板进行隔绝冻土和喷射混凝土，以便完成喷射混凝土水化。

4.3开挖断面超挖不大于30㎜，开挖中心线偏差不大于20㎜。

4.4侧面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20㎜。

4.5初期支护钢支撑垂直度偏差不大于20㎜，标高偏差不大于20㎜，水平高差不大于20㎜。

4.6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，及时采取加强措施。

4.7钢支护支撑间距偏差不大于30㎜，支撑间拉杆焊接牢固。初期支护轴线偏差不大于20㎜。

4.8初期支护木背板厚度误差不大于5㎜，背板间隙不大于8㎜，背板搭接钢支撑长度不小于35㎜。

4.9木背板后用素水泥砂浆层充填密实，不留空洞。

4.10喷射混凝土强度等级为C25，厚度同临时型钢支撑断面高度；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。

4.11施工完联络通道衬砌后应监测通道的不均匀沉降，发现问题及时联系设计单位，采取注浆等措施处理。

4.12初衬混凝土可在开挖完成后一次性喷射施工，开挖时加强初衬及型钢收敛变形监测，如收敛达到10㎜应立即停止开挖，施工喷射混凝土，并在后续开挖中奖型钢支架适当进行加密，型钢支架施工后立即喷射混凝土。