人工地层水平冻结法在上海地铁修复中的应用
摘 要:结合上海地铁四号线修复工程,采纳基于“一线总线”的冻结法温度监测系统进行现场实时监测,并依据监测数据,判别了冻结管是否漏盐水以及完好隧道段冻土壁的封水成效,得出了冻土壁温度场形成 规律 和积极冻结期终止时刻,并 分析 了各施工工序对冻结壁的温度 阻碍 。关键词:水平冻结,隧道修复,温度场
0 引言
上海地铁四号线修复江中暗挖段工程采纳水平冻结结合矿山法将原建在黄浦江下的完好隧道和基坑内施工的隧道进行暗挖贯穿。
工程位于黄浦江河床下,施工风险专门大,对冻结系统运行状况和冻土帷幕 进展 状况进行实时监测就显得尤为重要。在监测中要紧考虑几个 问题 :冻结管是否漏盐水;冻土帷幕的性能;完好隧道一侧封水成效如何;暗挖施工过程对冻土壁温度有何阻碍。
水平冻结孔和测温孔布置:每组去回路在回路上布置1个测点,在每组干管去路和回路上各设置1个测点,盐水去回路共有59个测点。盐水传感器采纳封装在不锈钢螺钉中的DS1820ST传感器,测点布置在每组去回路的回路冻结管上。冻土帷幕温度监测采纳封装有DS1820ST传感器的测温电缆,在冻结区域中共布置了11个测温孔。采纳基于“一线总线”的冻结法温度监测系统[1],实现了信息化实时监测,把握冻结壁温度场的变化规律,将不可见、不可控转化为可见、可控,从而降低工程风险。
1 盐水冻结系统运行状况分析
盐水冻结系统于2007年2月13日开始运行,盐水温度快速下降。冻结4 d,干管去路温度降至-22.5℃,冻结14 d温度降到最低-30.1℃,以后积极冻结期干管温度去路平均坚持在-29.5℃左右。爱护冻结从冻结44 d后开始,爱护冻结期干管去路温度平均坚持在-28.0℃左右。积极冻结期平均温差为1.8℃,爱护冻结平均温差为1.0℃,说明冻结开始时热交换量大,以后逐步减少,进入爱护冻结后热交换达到稳固。
在冻结过程中,每天用标尺测量盐水箱的盐水水位一次,盐水箱水位始终保持在34 cm~35 cm。水位下降要紧是由于盐水箱内盐水蒸发缺失产生的,且水位无突然下降情形显现,由此能够确信盐水冻结系统运转正常,去回路没有发生漏液。
软土地层联络通道冻结法施工技术
【摘 要】介绍了水平冻结法施工技术在上海轨道交通10号线国权路站一五角场站区间软土地层联络通道施工中的应用，并且重点论述了冻结帷幕设计、冻结孔布置及制冷设计等问题。实践证明，采用的冻结法施工技术是科学、合理的，可为其他类似工程提供参考。
【关键词】地铁隧道;联络通道;冻结法;施工技术
引言
地铁隧道联络通道施工一般采用竖井开挖或隧道内开孔暗挖的方法，在软土地层施工中，无论采用哪种方法，开挖前都必须对开挖面土体进行加固。隧道内冻结法加固，即沿开挖断面周边布置与联络通道方向基本平行的水平或倾斜冻结孔，然后在冻结孔中循环低温盐水，使冻结孔附近的含水地层结冰，形成强度高、封水性好的水平冻土帷幕，在冻土帷幕的保护下进行开挖与构筑施工。随着近年来地下工程的迅速发展，冻结法加固技术因为其防水效果好、对周围环境影响小等优点而越来越多地应用于城市地铁建设中。合理选用冻结法施工工艺，可以确保土体加固质量和联络通道开挖安全。上海地铁隧道所处软土地层土质松软、含水丰富、稳定性差，在这种地层中进行联络通道施工，冻结法显示出了独特的优越性。
1、工程概况
国权路站一五角场站区间联络通道及泵站工程是上海轨道交通10号线一期工程的重要组成部分，该联络通道位置里程、线间距及埋深如表1所示。
联络通道所在位置的隧道管片为钢管片，隧道内径为5.5m，管片厚度为 350mm。采用二次衬砌方式，临时支护层和永久结构层之间设防水层，在联络通道结构层底部上、下行线各预埋1根DN200不锈钢管。
国权路站一五角场站区间联络通道及泵站所处地层为淤泥质乳土层、勃土层、粉质赫土层。淤泥质姑土层与豺土层为高含水量、高压缩性、低强度土层，具有明显的触变性，在一定的动力作用下易发生流变从而破坏土体结构，使土体强度骤降。地下水主要有浅部豺性土层中的潜水以及深部粉性土、砂土层中的承压水。浅部土层中的潜水位埋深离地表面0.3~1.5m，年平均地下水位离地表面0.5~0.7m。地下水和土对混凝土无腐蚀性，对钢筋混凝土中的钢筋及钢结构有弱腐蚀性。
浅析地铁隧道水平冻结法施工技术
摘要：在一般的地铁施工中，由于地铁隧道所处的地层常常较为松软、稳定性差且含水量丰富，要保证安全施工，使用冻结法是比较有效的。冻结法作为一种在地下施工的特殊施工技术，由于具有多种优势，因而在目前的地铁建设中使用极为广泛。本文将对地铁隧道中的水平冻结法做出一定的介绍，详细地论述水平冻结法的施工技术。
关键词：地铁隧道；地铁工程；水平冻结法；施工技术
随着中国城镇化的不断推进，城市人口不断增长，随之而来的是个人的生存空间不断被压缩，地下空间的开发成为国家扩大城市人口生存空间的最为重要的手段。我国各大城市正在进行如火如荼的地铁建设，同时其他地下工程也在不断地投入兴建计划。地铁建设不仅仅可以扩展人的生存空间，还对缓解城市交通压力起着重要的作用，被认为是发展城市交通的有效手段。可以说，地铁建设是大势所趋，各大城市目前都在争先恐后地兴建地铁工程。
一般来说，地铁都要经过城市的繁华地段，这就要求在进行地铁建设时尽量不影响到周边居民的正常生活，应该尽量避免打扰到市民。另外，地铁经常需要经过断层破碎带、地下淤泥层、流沙层等等非常容易坍塌且富含水分、稳定性差的地段，以往施工方往往采取通过大管棚小导管注浆以实现超前支护的施工方法，还有些则注浆加固松散底层等方式，但实践证明，这些传统的施工方法由于种种限制并不能确保地层的加固效果[1]。这时人工冻结法就显示出其独有的优势，因为其具有不受支护范围和深度限制的特点，且能够有效地防止城市挖掘、钻凿施工过程中的相邻土体变形的发生，因而冻结法在市政工程建设中备受青睐。虽然我国冻结法的基本原理以及基本工艺程序并没有质的变化，但是具体的施工技术以及施工工艺水平却不断地提高，尤其是垂直孔冻结技术在我国已经十分成熟。但是水平冻结法的施工技术还有待完善和研究。虽然水平冻结法的基本原则与垂直冻结区别不大，但在工程条件限制、施工的条件以及具体的作业方式等方面都与后者有较大的差别，且难度以及不可控因素更多。而本文将主要对地铁隧道中水平冻结法的施工技术进行介绍。
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术
摘要：随着土地资源的不断减少和人口数量的不断增加，地下空间的开发已成为必然趋势，土木工程行业的地位越来越高。然而，随着地下空间的发展，出现了一些问题，尤其是围岩等级低、复杂水文地质条件下的地下空间开发尤为突出。为了适应这些复杂的地下环境，地铁设计和施工人员经过充分的研究和试验，提出了冻结法施工方法。由于冻结法施工适用于地下水的各种地基加固排水，不易出现薄弱点，因此已广泛应用于地铁等地下空间的开挖。
关键词：结构冻结法；施工技术；地铁隧道明挖；应用
引言
地铁如今已是城市轨道交通的重要组成部分，为方便人民出行和缓解城市拥堵做出了巨大的贡献，而在两单线区间隧道之间建立联络通道则是保障地铁运营安全、减少行驶过程中突发状况所造成的生命财产损失的关键措施。由于联络通道的修建都在隧道结构完成之后进行，其施工难度大，并且一旦出现不良状况，不仅会影响联络通道结构本身，也可能对已经完成的隧道产生较大的不良影响。因此，在联络通道的施工中必须选择恰当的加固方法和施工工艺。目前，人工冻结法是修建联络通道常采用的施工方法，该方法环保且对周围地层影响小，尤其在一些富水软土地层中十分适用。
1施工方案
在拟建联络通道施工区域的外围地层，钻出若干个水平和倾斜状态的冻结孔，在冻结孔内设置冻结管，通过冷冻系统对该联络通道外围的地层进行冻结加固，构成严密且强度较高的冻结帷幕（冻结墙），以此有效提高施工区域外围土体强度、稳定性和封水性能。在冻结帷幕内侧采用矿山法组织土方开挖，并完成联络通道和泵房主体工程的施工任务。 2地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术
2.1冻结孔的布置参数
为了确保圆砾层在联络通道开挖过程中的稳定，经过严谨的设计计算并且借鉴了以往冻结法的施工经验，采取从通道左右两端布置冻结孔的方法，一共布置57个冻结孔，其中左线冻结孔46个，右线冻结孔16个（包含4个加强孔），外加2个穿透孔打设在通道中部。针对圆砾地层成孔难的这一特点，开孔设备选用J-200型金刚石钻机。在冻结过程中，为了使冻土帷幕覆盖范围内的整体温度分布均匀，冻结孔采取“上仰，水平，下俯”三种成孔形式，总长度356.734m。为了充分利用冷冻机制冷输出，最大化地降低管片温度对冻结壁形成的影响，需在冻结站对侧隧道沿着冻结壁边缘布设5排冷冻排管。
