DBJ41-T 276-2023 軌道交通工程盾構始發(fā)與接收凍結法端頭加固技術標準 河南省工程建設標準（住建廳版）

·1·本標準根據河南省住房和城鄉(xiāng)建設廳2019年第二批工程建設標準編制計劃豫建科[2019]372號文的要求,由鄭州地鐵集團有限公司、鄭州大學、河南啟翔凍結工程有限公司等單位編制。編制組經過深入調查研究,認真總結實踐經驗,參考國內相關標準和規(guī)范,并在廣泛征求意見的基礎上,制定了本標準。本標準主要內容包括總則,術語和符號,基本規(guī)定,勘察和試驗,凍結設計,凍結施工,盾構始發(fā)(接收)與凍結配合,施工監(jiān)測,工程質量驗收,應急預案,附錄,條文說明。本標準由河南省住房和城鄉(xiāng)建設廳負責管理,由主編單位負責具體技術內容的解釋。在本標準執(zhí)行過程中,如有意見或建議,請寄送河南啟翔凍結工程有限公司,地址:河南省鄭州市金水區(qū)任砦北街1號聯盛大廈主編單位鄭州地鐵集團有限公司參編單位鄭州大學河南啟翔凍結工程有限公司中鐵七局集團有限公司中鐵十局集團有限公司中鐵十一局集團有限公司上海隧道工程有限公司黃河勘測規(guī)劃設計研究院有限公司主要起草人員方宏遠鄧楠何偉張超李一瑋田國立趙晗寧璇林佳瑞楊勇段超杰王保貴李一玫朱立何沖沖鄭懷宇張方元趙陽李恒杰王化虎·2·王鵬坤吳祖?zhèn)堈加滤卧罋g王金濤夏占營李金昌陸達鵬韓延波朱朋佳陳振鵬錢曉華楊虎冀留濤姚順飛周鵬聶承慶孟旭央楊捷宋亞雄主要審查人員樊振東歐菊蘭蘇瓊書路建民耿坤苗建雨·1· 2術語和符號 3基本規(guī)定 4勘察和試驗 5凍結設計 5.2凍結壁設計 5.3凍結孔和凍結管設計 5.4測溫孔設計 5.5凍結參數設計 5.6洞門保溫設計 5.7冷凍站設計 5.8凍脹和融沉控制設計 6凍結施工 6.2凍結孔施工 6.3凍結管安裝 6.4供液管安裝 ·2·6.5測溫系統(tǒng)安裝 6.6冷凍站安裝 6.7冷凍站運轉和積極凍結 6.8凍結壁檢測與判斷 6.9洞門鑿除 6.10凍結管拔除和封堵 6.11凍結管的割除和封堵 6.12冷凍站停凍與拆除 6.13凍脹和融沉控制 7盾構始發(fā)(接收)與凍結配合 7.4洞門空隙封堵 8施工監(jiān)測 8.2沉降和變形監(jiān)測 9工程質量驗收 9.2凍結孔驗收 9.3孔口管驗收 9.4凍結器驗收 9.5測溫系統(tǒng)驗收 9.6開始凍結前驗收 9.7始發(fā)(接收)條件核查 9.8融沉注漿驗收 ·3· 附錄A洞門板塊凍結壁厚度計算和校驗解析法計算方法 附錄B凍結孔檢驗批質量驗收 附錄C凍結器檢驗批質量驗收 附錄D測溫裝置檢驗批質量驗收 附錄E開始凍結前檢驗批質量驗收 附錄F盾構始發(fā)(接收)前檢驗批質量驗收 附錄G融沉注漿檢驗批質量驗收 本標準用詞說明 引用標準名錄 條文說明 ·1·1.0.1為加強軌道交通工程盾構始發(fā)與接收凍結法端頭加固工程質量管理,促進技術進步,做到安全可靠、經濟合理,特制定本標準。1.0.2本標準適用于河南省軌道交通工程盾構機始發(fā)和接收端1.0.3盾構機始發(fā)與接收采用凍結法端頭加固施工應推廣應用1.0.4盾構機始發(fā)與接收段加固工程采用凍結法施工,除應符合本標準外,尚應符合國家和河南省現行有關標準?！?·2術語和符號在不穩(wěn)定含水地層中修建地下工程時,用人工制冷手段暫時加固地層和隔斷地下水的一種特殊施工方法。盾構自始發(fā)工作井內盾構基座上開始掘進,到完成初始掘進止,劃分為洞口土體加固段掘進、初始掘進兩個階段。本標準主要指洞口土體加固段掘進。盾構自距接收工作井一定距離掘進、空推到盾構落到工作井內接收基座上止,劃分為到達掘進、接收兩個階段。盾構始發(fā)或接收工程中為盾構掘進在圍護結構中預留的洞口,一般會在內襯結構墻上鑲嵌一個直徑大于盾構外徑的鋼圈,也稱洞門圈。以氯化鈣水溶液為冷媒劑的間接制冷系統(tǒng)。以液氮灌入凍結管路氣化的直接制冷凍結系統(tǒng)。在加固區(qū)地面施作垂直凍結孔并安裝凍結管,對加固區(qū)進行豎向凍結。在圍護結構內部施作水平單圈或多圈凍結孔并安裝凍結管,·3·對加固區(qū)進行水平凍結。用凍結技術在構筑物周圍地層所形成的具有一定厚度和強度的連續(xù)凍結巖土體,又稱凍土帷幕或凍土墻。凍結壁由兩兩相交的凍土圓柱組成。通過工作井內向地層打設水平凍結孔,洞門圈內部短、外部長,通過凍結形成類似“玻璃杯冶形狀的凍結壁,包括杯底和杯壁。外圈杯壁高出杯底長度大于杯底厚度的為長杯壁凍結壁;小于杯底厚度的為短杯壁凍結壁;外圈杯壁長度與杯底厚度相同的為圓板式凍結壁;僅有外圈杯壁部分,沒有杯底的為圓筒形凍結壁。凍結壁壁面上任一點與另一壁面之間的最小距離。自然凍結壁厚度是指自然形成的凍土厚度。有效凍結壁厚度是指開挖面外側凍土厚度。平均溫度為凍結壁凍結范圍內溫度分布的平均值。凍結壁的體平均溫度為凍結壁整體的平均溫度;凍結壁的面平均溫度是凍結壁橫截面平均溫度,為指定凍結管深度位置橫截面上凍結壁的平均溫度;等效平均溫度為相應計算和測算時對應的平均溫度取值。從地層凍結開始至構筑物周圍主要凍結器布置圈上所有相鄰的凍結器所形成的凍土圓柱按設計要求完全相交。從地層凍結開始至凍結壁形成并達到設計要求。·4·凍結壁形成達到設計要求后,為了維持其功能要求,繼續(xù)向凍結器輸送冷量,以維持凍結壁滿足設計要求。集中安設制冷設備和設施的場所。冷凍站主要由制冷劑(氟利昂等)循環(huán)系統(tǒng)、冷媒(鹽水等)循環(huán)系統(tǒng)、冷卻水循環(huán)系統(tǒng)及供電配系統(tǒng)構成。按設計在地層中鉆孔用于安裝凍結管的鉆孔,分為垂直孔、水安裝于凍結孔內,漏出凍結孔的端頭安裝凍結器,用于冷媒循環(huán),直接接觸地層進行熱交換。安設在凍結孔內,用以循環(huán)冷媒劑并與地層進行熱交換的裝置。凍結器由凍結管和置于凍結管內的供液管、回液管、與主管路連接裝置等組成。洞門正常鉆孔前,在鉆孔位置埋設一段帶有法蘭的鋼管,為鉆孔定位并作為安裝其他裝置的基礎,這段鋼管即為孔口管。洞門正常鉆孔前,在孔口管上安裝的用于防止鉆孔時泥水或砂噴涌的密封控制裝置,又稱孔口壓緊裝置、密封盒。冷媒匯集或分配裝置,一端連接到主干管,一端連接到各組凍結器,通過閥門調節(jié)各組凍結器流量。布置在凍結壁及凍結降溫區(qū)內用于安裝溫度傳感器監(jiān)測地層·5·溫度分布狀況的鉆孔。用以檢查土體凍結效果的檢驗孔。檢查凍結孔、測溫孔、泄壓孔在不同深度上的偏斜值和偏斜方位的工作。相鄰兩凍結孔之間的距離。凍結孔不同深度處的凍結孔間距一般也是不同的。相鄰凍結孔孔口之間的距離稱凍結孔開孔間距。實際施工完成的凍結孔間距稱凍結孔成孔間距。凍土融化時的下沉現象。包括與外荷載無關的融化沉降和與外荷載直接有關的壓密沉降。土在凍結過程中體積膨脹的性狀。在凍結管端頭,凍土沿徑向發(fā)展多,沿軸向發(fā)展少,實際凍結管端部凍結壁只能發(fā)展成近似半圓弧形狀。A—凍結管表面積c—鹽水比熱D—洞門直徑Esj—設計凍結壁厚度G—氯化鈣用量g—單位鹽水體積固體氯化鈣含量·6·h—凍結壁厚度H—埋深K—安全系數K0—側壓力系數k—計算安全系數kl—抗彎折安全系數kj—抗剪安全系數Lz—主干管單向長度m—冷量損失系數g—工況調整系數z—主干管長度調整系數P—洞門中心處的水土壓力之和Ps—側向土壓力Pt—計算點的垂直土壓力g—凍結管吸熱能力z—冷凍站制冷量q—凍結管吸熱系數R—凍土的強度指標R2—凍結孔布置半徑駐T—去、回路鹽水溫差t—凍結時間V1—凍結器內鹽水體積V2—干管及集配液圈內鹽水體積V3—蒸發(fā)器和鹽水箱內鹽水體積Vdp—凍結壁平均單側擴展速度W—鹽水循環(huán)總流量茁—計算系數酌—鹽水密度·7·μ—凍土泊松比p—固體氯化鈣純度σ—凍結壁應力σt—凍土抗彎折強度C—凍土抗剪強度·8·3.0.1盾構機始發(fā)與接收凍結法端頭加固應結合工程實際情況和周圍環(huán)境,通過合理籌劃、精心設計、精心施工、各方協(xié)作、制定預案措施等手段,嚴格控制風險,預防各類事故發(fā)生,保證工程質量。3.0.2盾構機始發(fā)與接收端頭加固可單獨采用凍結法,亦可以與水泥系加固配合使用,采用凍結與水泥系復合加固時,凍結加固滯后水泥系加固不宜小于28天。當工程風險較大時,應增加其他措施,做到本質安全。3.0.3采用凍結法加固時,應充分考慮凍結加固與邊界條件的相互影響。應避免降水、停電等因素對凍結的影響,應減小凍脹和融沉對周圍環(huán)境的影響。3.0.4采用水平凍結法加固,端頭工作井建筑設計應為水平鉆孔預留位置和操作空間。3.0.5盾構機始發(fā)與接收采用凍結法端頭加固,從設計到施工的全過程應采用節(jié)能和環(huán)保措施;保溫材料、泥漿、鹽水和廢棄物應進行回收和無害化處理。3.0.6盾構始發(fā)與接收凍結法端頭加固應委托具備相應能力的設計單位進行專項設計,并由具備相應能力的專業(yè)施工單位進行施工。3.0.7盾構始發(fā)與接收端頭凍結法加固應編制技術文件。技術文件應包含凍結加固和凍土段盾構掘進內容,并相互協(xié)調。3.0.8凍結法端頭加固工程應進行凍結班組和盾構班組共同技術交底,并全程由項目經理統(tǒng)一管理。凍結達到設計效果后,盾構掘進作業(yè)時應建立盾構技術負責人和凍結技術負責人共同值班制度?！?·3.0.9凍結施工技術負責人應具備相應的技術能力和施工經驗。3.0.10施工現場管理應具備健全的安全和質量管理體系。施工過程應建立技術檔案。工程竣工時應整理竣工資料并存檔,竣工·10·4勘察和試驗4.1.1凍結設計可采用已有的勘察資料。對于不滿足凍結設計需求部分,應按現行國家標準《城市軌道交通巖土工程勘察規(guī)范》察,補充相應的巖土工程資料,凍結法的工法勘察內容和要求按照4.1.2當洞門附近含水層地下水活動頻繁、地下水流速超過5m/d時,施工專項勘察應提供地下水流向、流速等資料。4.1.3施工專項勘察應對洞門附近的水源井、降水井進行調查,以及抽水影響半徑等。4.1.4施工專項或工法勘察應查明圍護結構形式,圍護結構外土體是否采用過其他加固方式,是否進行過注漿以及漿液形式和范圍;端頭工作井原施工過程是否出現地層擾動或存在回填土、地下埋藏物、膠質化學品等的類型和分布情況。4.2.1人工凍土物理力學性能指標宜通過凍土試驗獲取資料。凍土的物理力學特性指標應按照《人工凍土物理力學性能試驗》MT/T593.1~8的規(guī)定測定,試驗項目和試驗內容可按表4.2.1確定?！?1·表4.2.1凍土物理力學特性試驗一覽表序號試驗項目實驗內容1單軸抗壓強度試驗-15~-5益選3種不同溫度(應包含2三軸剪切強度試驗-15~-5益選3種不同溫度(應包含3抗彎折試驗-15~-5益選3種不同溫度(應包含4凍脹試驗-15~-5益選3種不同溫度(應包含5單軸蠕變試驗-15~-5益選3種不同溫度(應包含6三軸蠕變試驗-15~-5益選3種不同溫度(應包含4.2.2特殊地區(qū)需對地下水進行化驗,提供地下水含鹽量、結冰溫度等指標。4.2.3對未進行凍土試驗的項目應采用可靠的工程類比方法對凍結法設計的安全性進行評估,類比對象應有相似性,應詳細說明土的類別和一般物理參數的差異。·12·5.1.1凍結加固中凍結壁形式的選擇、凍結孔布置和凍結參數應根據工程特征及水文地質條件、盾構始發(fā)(接收)工藝、盾構機外形5.1.2凍結加固形式可采用水平凍結或垂直凍結,或采用兩種方式組合,或根據工程特點設計更有針對性的凍結加固形式。端頭加固如采用復合加固方式或配合其他安全措施使用,應在設計時一并考慮。凍結設計應考慮其他措施對凍結的影響。5.1.3在滿足凍結壁強度、變形和構造要求的前提下,宜減小凍結壁體積。5.1.4端頭加固凍結設計應包含以下內容:1凍結壁設計應包括凍結壁形式方案比選、厚度、承載力和3凍結制冷系統(tǒng)技術要求;4保溫措施;5凍結壁監(jiān)測;6洞門混凝土鑿除的條件和技術要求;7凍結管拔除和封堵技術要求;8凍結管割除和封孔技術要求;9凍脹和融沉控制技術要求;10與盾構工序的協(xié)調配合要求;11對凍結有影響的不良或特殊水文地質條件及外界因素的評估和應對措施;·13·12凍結施工對周圍環(huán)境和(構)筑物、管線等可能產生影響13重大風險的識別和應對措施。5.1.5地層凍結區(qū)域內有下列情況時,應進行深入分析并采取針對性措施:1地下水流速大于5m/d,存在集中水流或地下水水位明顯波動;2在洞門附近透水砂層存在降水作業(yè);3土層結冰溫度低于-2益或有地下熱源;4土層含水量低于10%;5洞門底部水頭高度逸20m;6存在沼氣、古河道、地層異物、人工填土、礦井采空區(qū)等不良或特殊地質條件;7擾動過的地層;8圍護結構采用鉆孔灌注樁或存在影響凍結加固的不利因素;9洞門附近存在滲漏水且呈明水流動狀態(tài);10加固范圍在立交橋下、鐵路、地鐵等保護區(qū)內,或加固范11江河湖泊附近;12附近有同步施工的其他地下工程;13可能影響地層凍結或地層凍結可能嚴重影響周圍環(huán)境的其他情況。5.1.6當凍結壁表面直接與大氣接觸或通過導熱物體與大氣產生熱交換時,應在凍結壁或導熱物體表面采取保溫措施。5.1.7在凍結壁形成及維護期間,凍結壁內和凍結壁外200m區(qū)域內的透水砂層不宜進行降水施工;必須降水施工時,凍結設計應充分考慮降水產生的不利影響并采取針對性措施。·14·5.1.8采用泥水平衡盾構機、異性盾構機或當盾構機直徑大于10m時,應進行深入分析并采取針對性措施。5.2凍結壁設計5.2.1凍結壁設計應明確功能要求。凍結壁按功能與要求分為三類,按表5.2.1的規(guī)定確定。應根據凍結壁功能要求分類,選擇不同形式和安全性能的凍結壁結構。表5.2.1凍結壁功能分類表類別功能與要求說明玉僅用于止水而無承載要求圍護結構界面縫隙止水、有裂隙的巖石地層止水、水泥系加固體中止水等域僅用于承載而無止水要求不透水黏性土層的加固等,為盾構提供穩(wěn)定基礎芋既要求承載又要求止水含水砂土層的加固與止水等,為盾構提供穩(wěn)定基礎5.2.2端頭加固常見凍結壁形式及功能要求宜符合以下規(guī)定:1當具備地面施工條件,僅需承擔圍護結構破除時的水土壓力,可采用垂直板式凍結壁,亦可增加水平凍結孔作為輔助措施;2當埋深較大、管線阻攔、地面無場地等不具備垂直凍結孔施工條件時,可采用水平凍結壁;水平凍結壁可采用圓板式、長杯壁、短杯壁或圓筒形等形式;3有水泥系加固時,可采用垂直或水平凍結作為輔助封水措施;4玻璃纖維筋等不需鑿除作業(yè)的圍護結構,可采用洞門圈外圓筒形水平凍結輔助封水和為盾構提供穩(wěn)定基礎;5也可根據工程特點采用其他形式的凍結壁;6常見的凍結壁形式和功能要求可按表5.2.2的規(guī)定確定。表5.2.2常見凍結壁形式分類表類型示意圖盾構配合要點盾構接收水平凍結長杯壁凍結壁1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機中盾注漿環(huán)箍;5—環(huán)箍;6—盾構機掘進方向;7—盾構工作井主要適用范圍:結構;2.其他情況也可采用。凍結壁功能要求:1.杯底確保圍護結構鑿除后洞門內土體穩(wěn)定;2.杯壁輔助縱向封水;3.軟弱地層時為盾構接收提供穩(wěn)固基礎;4.接收完成后,外圈不停凍,為施作洞門環(huán)梁提供輔助封水。盾構配合要點:1.盾尾管片連續(xù)打環(huán)箍;2.盾尾拼入凍結杯壁的管片打環(huán)箍注漿,封堵盾尾來水;3.盾殼徑向注漿孔打聚氨酯環(huán)箍,封堵盾尾來水通道;4.確定沒有盾尾后方來水后方可頂破凍土底板;5.可配合鋼套筒、泡沫混凝土箱等輔助措施。水平凍結洞門圈外圓筒形凍結壁1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機中盾注漿環(huán)箍;5—環(huán)箍;6—盾構機掘進方向;7—盾構工作井主要適用范圍:不需要鑿除圍護結構。凍結壁功能要求:1.輔助縱向封水;2.軟弱地層時為盾構接收提供穩(wěn)固基礎;3.接收完成后,外圈不停凍,為施作洞門環(huán)梁提供輔助封水。盾構配合要點:1.盾尾管片連續(xù)打環(huán)箍;2.盾尾拼入凍結杯壁的管片打注漿環(huán)箍,封堵盾尾來水;3.盾殼徑向注漿孔打聚氨酯環(huán)箍,封堵盾尾來水通道;4.確定沒有盾尾后方來水后方可頂破圍護結構;5.宜配合鋼套筒、泡沫混凝土箱等輔助措施?！?5·類型示意圖盾構配合要點盾構接收垂直或水平凍結板式凍結壁1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機掘進方向;5—盾構工作井主要適用范圍:1.需鑿除圍護結構;2.與水泥系加固配合。凍結壁功能要求:1.確保圍護結構鑿除后洞門內土體穩(wěn)定;2.與水泥系配合時在凍結壁與圍護結構界面起止水作用。盾構配合要點:宜配合鋼套筒、泡沫混凝土箱等輔助措施。水平凍結短杯壁凍結壁1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機掘進方向;5—盾構工作井主要適用范圍:1.需鑿除圍護結構;2.與水泥系加固配合。凍結壁功能要求:1.確保圍護結構鑿除后洞門內土體穩(wěn)定;2.與水泥系配合時在凍結壁與圍護結構界面起止水作用。盾構配合要點:宜配合鋼套筒、泡沫混凝土箱等輔助措施。鋼套筒或泡沫混凝土箱1—內襯結構;2—圍護結構;3—過渡環(huán);4—筒體;5—后端蓋;6—填料口;7—斜撐;8—凍結壁;9—盾構機中盾注漿孔環(huán)箍;10—環(huán)箍;11—盾構機掘進方向主要適用范圍:地層。凍結壁功能要求:提供盾構機保壓接收條件,為注漿封水提供足夠時間。盾構配合要點:1.多方面判斷洞門空隙注漿效果可靠后方可拆解鋼套筒;2.拆解時及時修補洞門空隙注漿缺陷。·16··17·類型示意圖盾構配合要點盾構接收斜向接收1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機中盾注漿孔環(huán)箍;5—環(huán)箍;6—盾構機掘進方向;7—短套筒主要適用范圍:地連墻與盾構軸線不垂直。凍結壁功能要求:1.凍結杯壁長度L2宜大于盾構機(包含刀盤)長度與2環(huán)管片長度之和;2.提供洞門的延長,為增加多重止水措施提供空間。盾構配合要點:1.接收需要增加垂直于盾構軸線的短套筒,在短套筒上安裝橡膠簾布和折頁板;措施;3.做井接頭時需要斜向切割管片。盾構始發(fā)垂直或水平凍結板式凍結壁1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機掘進方向;5—盾構工作井;6—盾構始發(fā)架主要適用范圍:1.需鑿除圍護結構;2.與水泥系加固配合。凍結壁功能要求:1.確保圍護結構鑿除后洞門內土體穩(wěn)定;2.與水泥系配合時在凍結壁與圍護結構界面起止水作用。盾構配合要點:1.需要有土壓控制措施;2.在富水砂層、高水壓地層,宜根據工程風險采用單道或雙道橡膠簾布壓板、短套筒、長套筒、始發(fā)箱體等配合。類型示意圖盾構配合要點盾構始發(fā)水平凍結短杯壁凍結壁1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機掘進方向;5—盾構工作井;6—盾構始發(fā)架主要適用范圍:1.需鑿除圍護結構;2.與水泥系加固配合。凍結壁功能要求:1.確保圍護結構鑿除后洞門內土體穩(wěn)定;2.與水泥系配合時在凍結壁與圍護結構界面起止水作用。盾構配合要點:1.需要有土壓控制措施;2.在富水砂層、高水壓地層,宜根據工程風險采用單道或雙道橡膠簾布壓板、短套筒、長套筒、始發(fā)箱體等配合。水平凍結長杯壁凍結壁1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機掘進方向;5—盾構工作井;6—盾構始發(fā)架主要適用范圍:各種圍護結構均可采用。凍結壁功能要求:1.確保圍護結構鑿除后洞門內土體穩(wěn)定;地層;3.軟弱地層時為盾構始發(fā)提供穩(wěn)固基礎。盾構配合要點:1.需要有土壓控制措施;2.在富水砂層、高水壓地層,宜根據工程風險采用單道或雙道橡膠簾布壓板、短套筒、長套筒、始發(fā)箱體等配合?！?8·類型示意圖盾構配合要點盾構始發(fā)短套筒1—內襯結構;2—圍護結構;3—短套筒;4—凍結壁;5—盾構機掘進方向;6—盾構工作井;7—盾構始發(fā)架主要適用范圍:地層。凍結壁功能要求:提供洞門的延長,為增加多重止水措施提供空間。盾構配合要點:1.可在橡膠簾布折頁板從盾殼過渡到管片時提供兩道止水措施;2.可在短套筒上預留注漿孔注聚氨酯輔助止水。斜向始發(fā)1—內襯結構;2—圍護結構;3—凍結壁;4—盾構機掘進方向;5—短套筒主要適用范圍:地連墻與盾構軸線不垂直。凍結壁功能要求:1.凍結杯壁長度L2宜大于盾構機(包含刀盤)長度與2環(huán)管片長度之和;2.提供洞門的延長,為增加多重止水措施提供空間。盾構配合要點:1.始發(fā)需要增加垂直于盾構軸線的短套筒,在短套筒上安裝橡膠簾布和折頁板;2.盾構掘進應有防偏斜措施;3.做井接頭時需要斜向切割管片。5.2.3凍結壁的荷載計算應符合以下規(guī)定:1凍結壁的荷載應包括下列內容:1)土壓力;2)水壓力;·19··20·3)影響范圍內地面建構筑物荷載、地面超載和其他臨時荷載;4)荷載效應組合應按照現行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》2側向土壓力和水壓力計算應符合以下規(guī)定:1)地下水位以下的黏土、黏質粉土可采用土壓力、水壓力合算方法;2)地下水位以下的砂質粉土、砂土和碎石土,應采用土壓3垂直土壓力應按計算點以上覆土重量及地面建構筑物荷載、地面超載和其他荷載計算;4側向土壓力可按式(5.2.3)計算:Ps式中:Ps—側向土壓力,MPa;Pt—計算點的垂直土壓力,MPa;K0—側壓力系數,可根據巖土工程勘察報告并按照現行國5基底土體反力可按靜力平衡計算;6當采用水泥系與凍結法復合加固時,凍結以封水為主,凍結壁所承受的荷載宜根據水泥系加固效果確定,但不應小于水壓力;7當凍結壁所處地層有承壓水時,應考慮承壓水水頭。5.2.4凍結壁厚度設計及受力驗算應符合下列規(guī)定:1域類和芋類凍結壁應按承載力要求設計凍結壁厚度,凍結壁內力和變形可采用解析法或有限元法等方法計算并相互校核。凍結壁模型可按均質線彈性體簡化,相關力學特性參數應根據設計凍結壁等效平均溫度下對應的凍土試驗指標進行選取;2采用有限元法計算時,應分析凍結壁的受力和變形;采用·21·解析法計算時,可按本標準附錄A進行計算;3凍結壁應進行抗壓、抗彎折和抗剪強度驗算,可按式(5.2.4)計算:式中:滓—凍結壁應力,MPa;R—凍土的強度指標,MPa;K—安全系數,凍結壁強度檢驗安全系數按表5.2.4-1選取。表5.2.4-1凍結壁強度檢驗安全系數項目抗壓抗彎折抗剪域類安全系數芋類安全系數4凍結壁厚度需滿足強度、變形和構造要求,不宜過大。5水平長杯壁凍結和圓筒形凍結的杯壁可不做力學計算。6水平凍結外圈凍結壁厚度設計可按常用盾構類型凍結孔布置半徑確定,相關參數可按表5.2.4-2選取。表5.2.4-2水平凍結外圈凍結壁厚度控制參考值R2(其中:h—凍結壁厚度,m;R2—凍結孔布置半徑,m;D—洞門直徑,m。5.2.5凍結壁的等效平均溫度設計應符合下列規(guī)定:·22·1凍結壁等效平均溫度應根據凍結壁承受荷載大小(玉類凍結壁除外)、接收和始發(fā)工藝、止水要求、凍脹融沉可能對環(huán)境造成的影響及凍結技術合理性確定。凍結壁承受荷載大、安全要求高的工程宜取較低的凍結壁等效平均溫度。凍結壁等效平均溫度應與凍結壁強度計算時所采用的凍土試驗值相匹配;2杯底板塊的凍結壁等效平均溫度在洞門圈內凍結管拔除3水平凍結杯壁等效平均溫度宜按-10益控制,盾構機殼體與凍土交界面的溫度宜按-5益~-3益控制。5.2.6不同類型凍結壁的基本設計要求應符合以下規(guī)定:1垂直板式凍結壁的設計應符合下列規(guī)定:1)凍結加固范圍洞門圈外兩側和底部應大于2m,洞門頂部應大于2.5m,軟弱含水地層應適當加大凍結加固范圍;2)水泥系地層加固中,凍結深度應小于水泥系加固0.5m以上;3)僅需加固地層深部土體時,可采用局部凍結;4)盾構始發(fā)與接收前,應拔除洞門圈范圍內的垂直凍結管。全深凍結且弱凍結區(qū)為非含水層或不透水地層時可一次性上拔,局部凍結或弱凍結區(qū)存在富水地層,洞門圈范圍內的凍結管宜上拔至洞門圈以上不超過0.3m,并恢復凍結,采用二次上拔要求的,宜在盾構機下部設置水平凍結管;5)當洞門圈內垂直凍結管一次拔除后,應及時用低強度水泥砂漿或黃砂充填密實,并適當注水;6)凍結完成后,應拔出地層中的凍結管和測溫管,并充填密實孔洞。2水平杯式凍結壁設計要求應符合下列規(guī)定:1)短杯壁水平凍結,洞門圈外凍結杯壁宜長于圈內凍結杯·23·2)需縱向輔助封水的長杯壁水平凍結,洞門圈外凍結杯壁長度宜大于盾構機(包含刀盤)長度與2環(huán)管片長度之和;3)洞門圈范圍內的凍結管和測溫管拔出后,應立即用低強度水泥砂漿充填密實;4)位于洞門圈外的水平凍結管和測溫管在盾構始發(fā)或接收后,如需輔助封水,應持續(xù)凍結至洞門環(huán)梁施工完成。3洞門外圈圓筒形凍結壁水平凍結設計應符合下列規(guī)定:1)凍結杯壁長度宜大于盾構機(包含刀盤)長度與2環(huán)管片長度之和;2)位于洞門圈外的水平凍結管和測溫管在盾構始發(fā)或接收后,如需輔助封水,應持續(xù)凍結至洞門環(huán)梁施工完成。4玉類凍結壁設計應符合下列規(guī)定:1)封水區(qū)域凍土與圍護結構交界面的等效平均溫度不應高于-5益;2)洞門四周沿隧道軸向封水區(qū)域應不小于2m;3)水平凍結外圈杯壁,應保證凍結孔之間凍土交圈,且凍結5.3凍結孔和凍結管設計5.3.1凍結孔布置應根據工程及水文地質條件、盾構始發(fā)(接收)工藝、工作井結構、周邊環(huán)境等確定。凍結孔的布置應滿足形成有效的凍結壁形狀、厚度和等效平均溫度的設計要求;凍結孔成孔控制間距應按設計凍結壁形狀、厚度、等效平均溫度、鹽水溫度和凍結工期要求等確定;多排凍結孔密集布置時,內部凍結孔成孔控制間距可適當增大。凍結孔布置常見類型及一般要求可按表5.3.1的規(guī)定確定?！?4·表5.3.1常見凍結孔布置類型及一般要求類型示意圖一般要求垂直凍結1—內襯結構;2—圍護結構;3—垂直凍結孔;4—覬(內襯洞口凈直徑)1.可采用局部凍結;層適當增加;3.第一排孔與圍護結構距離不宜小于400mm,不應大于垂直凍結+水平凍結1—內襯結構;2—水平凍結孔;3—圍護結構;4—垂直凍結孔;5—覬(內襯洞口凈直徑)垂直凍結管與水平凍結管位置關系主要有兩種形式:結管;2.垂直凍結管與水平凍結管搭接;3.第一排孔與圍護結構距離不宜小于400mm,不應大于1—內襯結構;2—水平凍結孔;3—圍護結構;4—垂直凍結孔;5—覬(內襯洞口凈直徑)類型示意圖一般要求短孔水平凍結1—內襯結構;2—圍護結構;3—水平凍結孔;4—覬(內襯洞口凈直徑)外圈凍結孔與內部凍結孔長度一致可形成圓板型凍結壁。效應;方案,洞門圈外凍結孔間距不宜超過900mm,洞門圈內凍結孔間距不宜超過3.底部凍結孔宜適當加密。長孔水平凍結1—內襯結構;2—圍護結構;3—水平凍結孔;4—覬(內襯洞口凈直徑)效應;方案,洞門圈外凍結孔間距不宜超過900mm,洞門圈內凍結孔間距不宜超過3.底部凍結孔宜適當加密。洞門圈外水平凍結1—內襯結構;2—圍護結構;3—水平凍結孔;4—覬(內襯洞口凈直徑)1.凍結孔布置半徑應統(tǒng)籌考3.底部凍結孔宜適當加密?！?5··26·5.3.2水平凍結孔間距在洞門圈內不宜超過1300mm,洞門圈外不宜超過900mm。垂直凍結孔布置兩排或多于兩排時,排間距不應超過1300mm;排間宜采用梅花形布置;第一排凍結孔與圍護結5.3.3長杯壁水平凍結,外圈長孔布置半徑應滿足下列規(guī)定:1積極凍結階段形成有效的凍結壁厚度;2應保證盾構機進入凍結壁杯口時切削部分凍結壁凍土;3凍土與盾殼交界面溫度宜控制在-5益~-3益;4滿足以上3條規(guī)定后,外圈長孔布置半徑不宜過大。5.3.4水平凍結孔的長度應考慮端部效應,應確保在設計積極凍結時間內達到設計要求。表5.3.4凍結孔允許偏斜值凍結孔類型水平或傾斜凍結孔豎直凍結孔凍結孔深度(m)凍結孔最大允許偏斜值(mm)5.3.6凍結孔開孔位置宜避開結構梁、柱的主筋。5.3.7凍結管應采用耐低溫材料,宜選用20號低碳無縫鋼管,應符合現行國家標準《輸送流體用無縫鋼管》GB/T8163的規(guī)定。水8mm;夯管施工時,凍結管壁厚不應小于6mm;垂直孔先鉆孔后安裝凍結管施工時,凍結管壁厚不應小于5mm。如凍結管采用新材料,需進行針對性設計?！?7·5.4測溫孔設計5.4.1測溫孔布置應符合下列規(guī)定:1應在能監(jiān)測凍結壁厚度的位置;2應在凍結孔間距較大處或預計凍結薄弱處;3應在能監(jiān)測凍土與結構交界面溫度、凍土與盾殼交界面溫度的位置;4應在凍土的盾構切削區(qū)和非切削區(qū)分別布置。5.4.2水平凍結測溫孔應符合下列規(guī)定:1外圈應布置適當數量的測溫孔,測溫孔應能監(jiān)測外圈上下左右凍結壁發(fā)展情況;2各圈凍結孔之間都應布置適當數量測溫孔;測溫孔應布置于孔間距最大處,且應均勻分布,應能監(jiān)測整個杯底凍結情況;3內圈測溫管長度不得大于凍結管長度,短于凍結孔長度不5.4.3垂直凍結測溫孔應符合下列規(guī)定:1測溫孔不宜布置在盾構掘進范圍內;2應有測溫孔布置在凍土與圍護結構交界面附近。5.4.4測溫管宜采用導熱良好的無縫鋼管。5.4.5測溫管內溫度監(jiān)測點應布置在最深處、凍結壁與圍護結構交界處,以及兩者之間。垂直凍結測溫管監(jiān)測點應在最深處、上部設計凍土邊界處,以及兩者之間。凍土范圍內測溫點間距不宜大5.5凍結參數設計5.5.1鹽水溫度與溫差應符合下列規(guī)定:1應在設計凍結時間內使凍結壁厚度和等效平均溫度達到設計值;·28·2最低鹽水溫度應根據設計的凍結壁厚度、等效平均溫度、地質水文條件、氣候條件、凍結孔布置方式和最大孔間距等確定,表5.5.1最低鹽水溫度設計參考值溫度類型取值范圍(益)凍結壁等效平均溫度最低鹽水溫度3積極凍結前期鹽水溫度降低不宜過快,7d后鹽水溫度宜降至-18益以下,15d后鹽水溫度宜降至-24益以下,破除洞門前鹽水溫度應降至設計最低溫度值以下;5盾構掘進過程中,凍結壁等效平均溫度和厚度達到設計要求且實測判定凍結壁安全的情況下,可適當提高鹽水溫度,但不宜5.5.2單孔鹽水流量應符合下列規(guī)定:1應在設計時間內使凍結壁厚度和等效平均溫度達到設計值;2凍結管內鹽水流動狀態(tài)宜處于層流和紊流之間。3凍結管單孔鹽水流量應根據凍結管散熱要求、去回路鹽水溫差和凍結管直徑確定,可按表5.5.2選取,凍結管直徑較大時宜取較大的鹽水流量值。表5.5.289mm~108mm直徑凍結管單孔鹽水流量設計參考值凍結孔串聯長度(m)單孔鹽水流量(m3/h)·29·4凍結孔所有分組流量之和不應小于鹽水循環(huán)總流量。5.5.3積極凍結時間預估應符合下列規(guī)定:1凍結壁單側平均擴展速度應根據地層初始溫度、地下水流速、巖土類型、含水率、凍結管間距、鹽水溫度等進行預估,可按表表5.5.3凍結壁平均單側擴展速度設計參考值凍結時間t(d)凍結壁平均單側擴展速度注:粉砂、黏土取表中較低值;采用封閉式群孔凍結的凍結壁內側擴展速度可表中2根據凍結壁設計厚度預估積極凍結時間可采用式(5.5.3-1)計算:式中:t—凍結時間,d;Esj—設計凍結壁厚度,m;Vdp—凍結壁平均單側擴展速度,m/d。5.6洞門保溫設計5.6.1應在洞門內、洞門四周凍結區(qū)域墻體敷設保溫板,敷設范圍宜超過凍土邊界1m,應使用專用膠黏劑進行緊密粘貼,板材之間不宜有間隙。5.6.2保溫板應采用導熱系數和吸水率小的保溫材料。導熱系數不應大于0.04W/(m·K),吸水率不應大于2%,厚度不宜小于·30·30mm,可采用聚氨酯、聚苯乙烯和聚乙烯軟質泡沫等保溫材料。5.6.3保溫板應采用阻燃型保溫材料。燃燒性能等級不低于現行國家標準《建筑材料及制品燃燒性能分級》GB8624中所規(guī)定的5.7冷凍站設計5.7.1冷凍站制冷能力計算宜按照以下規(guī)定計算:1凍結管吸熱能力按式(5.7.1-1)計算:式中:Qg—凍結管吸熱能力,kJ/h;q—凍結管吸熱系數,kJ/(m2·h),鋼管取值范圍為2·h)~1172kJ/(m2·h)(黏土中取較大值,砂、礫中取較小值);A—凍結管表面積,m2。2冷凍站制冷能力按式(5.7.1-2)計算:式中:Qz—冷凍站制冷量,kJ/h;m—冷量損失系數,取值范圍為1.0~1.1(主干管為鋼管時取較大值,PE管時取較小值;氣溫較高時取較大值);z—主干管長度調整系數,參考值為1譯/m;Lz—主干管單向長度,m;g—工況調整系數,取值范圍為1.1~1.3(根據冷凍機組說明書和機組新舊程度選取)。5.7.2冷凍機選擇應遵守下列規(guī)定:1制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝溫度應比冷卻水循環(huán)系統(tǒng)出水溫2制冷劑循環(huán)系統(tǒng)蒸發(fā)溫度應低于設計最低鹽水溫度5益·31·3冷凍機的型號與數量應根據計算制冷能力、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的冷凝溫度、蒸發(fā)溫度、實際工況制冷量與標準制冷量之間的換算系數確定。選定冷凍機實際工況制冷能力不小于計算制冷能力,并應配備相同制冷能力的備用機;4如盾構隧道左右線端頭均需凍結加固,且凍結時間有交叉,應每個洞門布置獨立冷凍機供冷;5禁止使用氨制冷劑。5.7.3凍結鹽水應符合下列規(guī)定:1凍結鹽水宜采用氯化鈣水溶液;2氯化鈣水溶液凝固點應低于設計最低鹽水溫度值8益~3鹽水中可添加氫氧化鈉或重鉻酸鈉;4氯化鈣水溶液應充滿循環(huán)系統(tǒng)中所有的容器和管路。氯化鈣用量可按式(5.7.3)計算:)籽式中:G—氯化鈣用量,kg;g—單位鹽水體積固體氯化鈣含量,kg/m3;籽—固體氯化鈣純度;V1—凍結器內鹽水體積,m3;V2—干管及集配液圈內鹽水體積,m3;V3—蒸發(fā)器和鹽水箱內鹽水體積,m3。5.7.4鹽水管路設計應符合下列規(guī)定:水在凍結器環(huán)形空間的流速宜為0.3m/s~0.6m/s,在供液管中·32·2鹽水干管及配液管、集液管宜選用普通低碳鋼無縫鋼管,管壁厚度不宜小于4.5mm,亦可選用其他滿足使用要求的新型管材。供液管宜選用鋼管或聚乙烯增強塑料管;3鹽水干管中應安裝軟接頭。5.7.5鹽水泵設計應符合下列規(guī)定:1鹽水循環(huán)總流量應按式(5.7.5)計算:式中:W—鹽水循環(huán)總流量,m3/h;z—冷凍站制冷量,kJ/h;酌—鹽水密度,kg/m3;c—鹽水比熱,kJ/(kg·益);吟T—去、回路鹽水溫差,益,一般取吟T=1益~2益。2鹽水泵設計揚程應根據設備安裝高差和管路中水頭損失計算;3鹽水泵電動機設計功率應根據選用泵的類型、流量、揚程計算;4應按鹽水循環(huán)計算總流量、鹽水泵設計揚程和電動機設計功率選擇水泵型號和臺數;選用鹽水泵總流量不小于計算總流量,并應配備滿足設計要求的備用泵。5.7.6冷卻水設計應符合下列規(guī)定:1冷卻水總循環(huán)量應按冷凍機數量和冷卻水用量計算,冷凍機的冷卻水用量參照設備參數確定;2冷卻水補充水量需根據冷卻水蒸發(fā)、風吹和排污水量損失計算,實際補充水量應大于計算補充水量;3宜采用軟水,水溫不宜高于28益;4冷卻塔型號和臺數根據冷卻水總循環(huán)量確定;5清水泵型號和臺數根據冷卻水總循環(huán)量確定,揚程宜為·33·12m~40m。當冷凍站和冷卻塔不在同一水平高度時,揚程需考慮該高差。并應配備滿足設計要求的備用泵。5.7.7低溫容器及管路保溫設計應符合下列規(guī)定:1制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的中低壓容器和管路、鹽水箱、鹽水干管、配液管、集液管等必須保溫;2保溫層不宜產生凝結水;低溫容器、管路的保溫層均應鋪設防潮層;3保溫層應采用阻燃型材料,燃燒性能等級不低于現行國家4應符合現行國家標準《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)5.7.8供電系統(tǒng)設計應符合下列規(guī)定:1應符合現行行業(yè)標準《施工現場臨時用電安全技術規(guī)范》2應滿足備用機組同時開啟所需負荷;3宜按二級用電負荷設計,應配備備用電源。備用電源應在斷電2h內啟用,可采用發(fā)電機;發(fā)電機容量應滿足維護凍結工況下的用電負荷。5.7.9冷凍站系統(tǒng)集成設計應符合下列規(guī)定:1應繪制總平面布置圖、管路設備連接圖、凍結管連接分組圖;2冷凍機、鹽水泵、清水泵必須配備備用設備,并能保證及時切換;3鹽水箱容積不應小于3m3,應有液面高度指示裝置,并應敷設保溫措施;鹽水出口位置距箱底處應大于10cm;4清水箱或清水池不應小于6m3;5冷凍站應有良好通風,通風方向應有利于機電設備的散熱和防潮,應滿足清水系統(tǒng)散熱需要,必要時采用機械強制通風;·34·6鹽水干管上應安裝流量計、溫度計和壓力表。5.8凍脹和融沉控制設計5.8.1應判斷凍脹和融沉對周邊建構筑物和管線的影響,如有危害,應對周邊建構筑物和管線采取保護措施或通過技術措施控制凍脹和融沉。5.8.2凍結開始前,可對擬凍結土層及受凍脹或融沉影響區(qū)域土層進行注漿,以控制凍脹或融沉。5.8.3可在凍結體和受凍脹影響建構筑物或管線間布置泄壓孔控制凍脹。5.8.4凍結加固地層在凍結停止后應進行融沉注漿,注漿范圍為凍結影響區(qū)域。3.0mm時,應進行融沉注漿;當地表隆起達到3.0mm時應暫停注漿。5.8.6凍結壁已全部融化且未注漿時,地表沉降速率連續(xù)2次小5.8.7融沉注漿可利用隧道管片的預留注漿孔進行注漿,亦可從地面或工作井內進行注漿?！?5·6.1.1凍結施工應編制施工組織設計和危險性較大的分部分項工程專項施工方案并通過專家評審。6.1.2應急預案已按程序上報并獲得審批,應急物資和設備準備齊全并放置于施工現場。6.1.3施工管理人員到場,施工人員經過培訓、安全教育和交底。6.1.4凍結施工所需的設備、儀器、材料到達施工現場。測量儀器在開工前應進行檢驗校核。施工材料已送檢并滿足設計要求。6.1.5凍結施工前,應查明凍結施工影響范圍內的地下管線、建構筑物、設備的分布和使用狀況,提出施工中的保護措施。6.1.6應排查凍結區(qū)域周邊人工降水、水泥系加固時間等情況,評估其對凍結效果的影響并提出解決方案。6.1.7應查明洞門圈范圍內滲漏水情況。可在洞門圈外1m處結構墻打設探孔至圍護結構交界處,查明是否存在涌水;探孔打設應有防噴措施,使用完成后應可靠封堵;采用鉆孔灌注樁的圍護結構,如洞門圈內是噴射混凝土,應檢查其質量,如有缺陷應在鉆孔施工前處理。6.2凍結孔施工6.2.1水平鉆孔施工平臺應搭設牢固。6.2.2垂直鉆孔施工場地宜找平并硬化,在場地周圍砌筑高度為6.2.3鉆孔前應進行測量復核,確定基準點,并做好標識和保護。6.2.4凍結孔的開孔位置及深度應符合設計要求。開孔宜避開·36·梁柱主筋,凍結孔位置偏差不宜大于100mm,開孔間距誤差不宜大6.2.5水平凍結孔應根據地層特點選用鉆進方法,提高成孔質量和成孔效率,控制地層沉降。可采用跟管鉆進法、夯管法等施工方法。6.2.6水平凍結孔鉆孔施工前應先安裝帶法蘭和旁通閥的孔口管,孔口管安裝應符合下列規(guī)定:1孔口管宜采用低碳鋼無縫鋼管,內徑宜大于凍結管外徑2孔口管開孔直徑應大于管徑2mm~4mm,魚鱗扣纏上麻絲或者棉布條,插入深度不宜小于200mm,并用不少于3根且直徑不小于12mm的膨脹螺絲固定。孔口管與墻體之間不得滲漏。如圍護結構與內襯墻結合處存在漏水漏砂缺陷,孔口管應加長鑲嵌至圍護結構內或對結合處提前進行處理。6.2.7水平凍結鉆孔施工應采用二次開孔工藝,一次開孔不應鉆透圍護結構,在孔口管安裝球閥后再進行二次開孔鉆透圍護結構。6.2.8水平凍結孔鉆進應符合下列規(guī)定:1跟管鉆進或夯管時,應在孔口管上安裝孔口密封裝置。密封裝置與凍結管之間應用填料充填,不得漏水漏砂;2用鉆進法施工凍結孔時,在黏土等不透水地層中可采用清水鉆進;在砂層或粉土層中應采用泥漿鉆進,并根據地層情況調整3在滿足鉆進安全和工藝要求的情況下,需拔除的凍結管和測溫管可采用沒有逆止閥的鉆桿鉆進;4鉆頭應根據地層特點和拔管要求選用,應盡量選擇長度較短的鉆頭,鉆頭直徑應略大于鉆桿外徑;5圍護結構為鉆孔灌注樁時,應有防止凍結孔偏斜的措施;·37·6水平凍結孔中外圈凍結孔偏斜不得侵入盾構掘進范圍,如有侵入,必須采取措施。6.2.9水平凍結孔施工結束后應用環(huán)形鋼板焊接凍結管與孔口管之間的縫隙。需拔除的凍結管和測溫管不宜注漿。6.2.10垂直鉆孔可采用泥漿護壁,鉆具成孔后下放凍結管。對特殊地層也可采用跟管鉆進成孔或潛孔鉆成孔等方法。6.2.11垂直凍結孔鉆進應符合下列規(guī)定:1應根據地層特點和鉆孔深度選擇合適的鉆機、鉆鋌和鉆頭;2在黏土地層中可采用清水自造漿鉆進;在砂或粉土層中應采用泥漿護壁鉆進,并根據地層情況調整泥漿成份、配比。廢棄泥漿應做無害化處理,不得隨意排放;3鉆孔偏斜如超過設計要求,應回填后重新成孔或補孔。6.2.12凍結孔施工還應符合下列規(guī)定:1凍結孔施工方位應根據實際開孔誤差調整,應減小凍結孔偏斜值;2凍結孔宜間隔施工,宜通過調整中間凍結孔的設計施工軌跡,減小凍結孔成孔間距,使凍結孔間距均勻;3應確保凍結管加工質量,凍結管不得有明顯彎曲;4在開始鉆進或安裝凍結管前,應進行配管并檢查凍結管的方位與傾角;5凍結孔的深度不宜小于設計凍結管長度與不能循環(huán)鹽水的端部長度之和;6凍結孔成孔偏斜應符合設計要求。6.2.13凍結孔施工過程中應及時測斜,可采用經緯儀燈光測斜或陀螺儀測斜等方法。6.2.14當凍結孔成孔間距超過設計要求時,可增加凍結孔使成孔間距滿足設計要求。·38·6.2.15測溫孔宜在凍結孔成孔后施工,其位置和方向可根據凍結孔測斜數據進行微調。6.2.16凍結孔和測溫孔施工完成后應根據測斜數據繪制成孔偏斜圖。6.2.17鉆機應在全部凍結孔驗收合格后再拆除。6.3凍結管安裝6.3.1凍結管材質和規(guī)格應符合設計要求。6.3.2水平凍結洞門內宜使用沒有接頭的凍結管。凍結管如需連接,應采用內襯管連接并對接頭進行焊接,接頭強度不應小于管材強度的75%;垂直凍結管可采用外管箍焊接接頭方式,外管箍長度不應小于凍結管直徑的2.0倍。6.3.3內襯管、外管箍材質應與凍結管一致;焊條應與管材材質相匹配,焊縫應飽滿且與管壁齊平。凍結管焊接后,宜待焊縫冷卻后再下入地層。6.3.4凍結管應順直,不得有明顯彎曲。6.3.5凍結管下入地層深度不應小于設計深度,也不宜大于設計深度0.3m。內圈凍結管深度應一致。凍結管露出孔口管不宜小6.3.6凍結管管內必須清理干凈。6.3.7凍結管安裝進地層后必須試壓。試壓壓力應大于2倍的凍結工作面鹽水壓力;試壓30min,壓力下降不應超過0.05MPa,再持續(xù)15min,壓力保持不變?yōu)楹细?。試驗不合格的凍結管必須進行處理,達到密封要求后方可使用。6.4供液管安裝6.4.1供液管可采用聚乙烯塑料管或鋼管,應保證在凍結溫度下·39·表6.4.1供液管管徑與壁厚供液管品種鋼管3~4聚乙烯增強塑料管6.4.2供液管裝入凍結管時,連接應牢固、嚴密;供液管應安裝至距凍結管管底不大于150mm位置,管端應保留不小于供液管斷面面積的回水通道。6.4.3垂直凍結中如采用局部凍結,可采用安裝深供液管、淺回液管形式,或設置擋板并在擋板上接入供液管、回液管。6.4.4凍結器與膠管應連接牢固并有防脫落措施。膠管耐壓值應大于工作壓力的1.2倍。6.4.5凍結器宜采用串、并聯方式分組與配液管、集液管連接,每組串聯凍結管長度不宜超過50m,各組長度宜基本一致。水平凍結外圈底部各相鄰凍結管應交叉分組。6.4.6配液管、集液管的每一組去路和回路接口都應安裝閥門,回路應安裝溫度測點。6.4.7凍結器必須編號并繪制分組連接圖。6.5測溫系統(tǒng)安裝6.5.2測溫管內不應有雜物和積水。6.5.3垂直凍結豎向測溫管安裝后,管口宜高出地面不小于6.5.5測溫管應檢測合格后安裝測溫電纜和測溫元件;測溫元件·40·位置應符合本標準5.4.5條要求,測溫元件和儀器應經過標定,溫6.5.6測溫管安裝完成后,管口應進行密封和保護,應防止測溫6.5.7測溫系統(tǒng)宜采用自動化溫度采集裝置,實時記錄溫度。6.6冷凍站安裝6.6.1冷凍站宜安裝在加固端頭附近場地內或樓板上;冷凍站位置應避開盾構吊裝場地。6.6.2冷凍站安裝在地面時,應搭設廠房;廠房內制冷系統(tǒng)應避免陽光直曬;廠房應有防洪措施;廠房防火應符合現行國家標準6.6.3冷凍站場地或廠房、凍結現場應設置圍欄,應禁止無關人員進入。6.6.4冷凍站應通風良好;當通風條件不能滿足需求時,可采用機械強制通風。6.6.5冷凍機、鹽水泵、清水泵及管路系統(tǒng)安裝,應符合現行國家標準《制冷設備、空氣分離設備安裝工程施工及驗收規(guī)范》GB金屬管道工程施工規(guī)范》GB50235及《工業(yè)金屬管道工程施工質量驗收規(guī)范》GB50184中的有關規(guī)定。配電系統(tǒng)安裝及調試應符合現行國家標準《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路接線施工驗6.6.6設備、壓力容器及管道閥門應清洗并經壓力試驗合格。液面指示器、安全閥等安裝前應進行靈敏性測試。6.6.7冷卻水源水質不符合冷凝器等設備使用要求時,宜安裝水質處理裝置。6.6.8鹽水循環(huán)系統(tǒng)最高部位處應安裝排氣閥;鹽水箱應安裝鹽·41·水液面可視標尺或自動報警系統(tǒng)。6.6.9鹽水干管上應安裝鹽水流量計、溫度計和壓力表。6.6.10制冷劑循環(huán)系統(tǒng)、鹽水干管、配液管、集液管應進行密封性試驗,應符合下列規(guī)定:1鹽水管路系統(tǒng)必須進行壓力試驗,試驗壓力不得小于凍結工作面鹽水壓力的1.5倍;2冷凍機注入制冷劑前,應按照設備說明書要求進行制冷系統(tǒng)各部位滲漏檢驗。6.6.11管路密封性試驗合格后,制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器、管路及鹽水保溫,保溫施工應符合現行國家標準《工業(yè)設備及管道絕熱工程施6.6.12制冷系統(tǒng)及管路應按刷漆。管路應采用不同顏色以區(qū)分去路和回路,并在管路上標識流向。集液圈、配液圈閥門應編號,并繪制凍結孔連接分組示意圖。6.6.13設備標識應當完整,清晰。6.6.14冷凍站應按規(guī)定配置消防設備。6.6.15垂直凍結的凍結區(qū)應設置封閉圍欄,應有防洪、防澇措施;夏季宜在凍結器上部設置防曬裝置。6.7冷凍站運轉和積極凍結6.7.1冷凍站正式運轉前應符合下列規(guī)定:1應有足夠的氯化鈣、氟利昂、冷凍機油;冷凍機易損件、儀表等應有備用件;應有溫度、壓力、比重等監(jiān)測檢查設備;應有足夠消防器材;2配電系統(tǒng)應能連續(xù)正常供電,應做好應急供電準備;防雷裝置、接地等安全設施應齊全;3應對清水循環(huán)系統(tǒng)、鹽水循環(huán)系統(tǒng)和冷凍機進行單獨·42·調試;4鹽水制備作業(yè)應由專人指揮并做好個人防護。鹽水比重達到設計要求,并降至常溫時再注入管路,并保持持續(xù)循環(huán)。鹽水用量應達到系統(tǒng)正常運行要求。6.7.2冷凍站正常運轉應符合下列規(guī)定:計要求,各凍結器回路溫度宜基本一致,凍結器結霜應均勻;鹽水循環(huán)系統(tǒng)應定期排氣;2制冷劑冷凝壓力和蒸發(fā)壓力應符合冷凍機說明書要求;3冷卻水溫應在冷凍機使用說明書要求范圍內,進出水溫差4應定期檢查鹽水箱鹽水液位和比重;5鹽水的降溫應按設計梯度進行;6凍結系統(tǒng)的日常監(jiān)測按照本標準第8章規(guī)定進行,并根據監(jiān)測結果調整,使凍結過程符合設計要求;7如運轉不正常應立即查找原因并進行修復,并采取延長凍結時間等措施確保最終凍結效果。積極凍結期間,停機超過12h時,應延長凍結2倍的停機時長;8備用機應定期試運行;9洞門處應有防洪設施和備用物資,應配備足夠能力的抽水設備,應防止下部凍結管被積水浸泡;10備用氯化鈣數量應滿足全部鹽水再次制備要求。6.7.3凍結期間如發(fā)生鹽水泄漏,必須立即查明原因。如鹽水泄漏進入地層,應評估并采取措施保證凍結效果。6.7.4水平凍結應在凍結管割除并封堵后停止凍結,垂直凍結應在拔管結束后停止凍結?！?3·6.8凍結壁檢測與判斷結壁厚度、等效平均溫度、凍結壁與圍護結構交界面溫度以及探孔情況等綜合判定。6.8.2凍結壁厚度可采用下列方法計算:1可采用平均凍結發(fā)展速度法,按式(6.8.2)計算:式中:h—凍結壁厚度,m;Vdp—凍結壁平均單側擴展速度(可根據相應斷面凍結管與測溫孔距離和測溫點達到0益的時間進行估算),m/d;t—凍結時間,d;2亦可采用解析法或有限元法計算。6.8.3凍結壁等效平均溫度可按解析法、圖解法和有限元法計算。6.8.4應在洞門內布置“米冶字型探孔,數量不少于5個,探孔應在凍結管間距最大處,探孔深入土層0.3m~0.5m,探孔直徑不應小于30mm;應通過取芯圓柱判斷凍結壁與圍護結構交界面凍結情況,凍土芯樣應完整、連續(xù)無凍結缺陷,探孔內應無水,且探孔內溫度在-5益以下。在盾構掘進前應封堵探孔。圍護結構是鉆孔灌注樁時,樁間位置應布置有探孔。6.8.5凍結效果判斷應符合下列規(guī)定:符合設計要求;2各測溫孔測點溫度符合設計要求;3探孔無泥水流出,探孔內溫度符合設計要求;4積極凍結過程正常或經處置后符合設計要求;·44·5凍結壁厚度、等效平均溫度符合設計要求。6.9.1符合本標準6.8.5要求后方可鑿除洞門。采用水泥系與凍結復合加固時,可在凍結交圈后分層鑿除洞門圈內混凝土。鋼和機械設備。6.9.3地連墻應分層鑿除,并保留最內層鋼筋及保護層;鉆孔灌注樁應分層鑿除,保留少量主筋和保護層。在全部掘進范圍內凍結管和測溫管拔除并封堵后方可割除剩余鋼筋。6.9.4應采用人工鑿除,禁止采用大型機械鑿除。6.9.5水平凍結洞門鑿除時應保護凍結管,不得踩踏已鑿出的凍結管,應有凍結管破裂的應急措施。6.9.6洞門鑿除后,盾構機應立即開始掘進,否則應保護鑿除面,并覆蓋保溫板。6.10凍結管拔除和封堵6.10.1盾構機始發(fā)或接收前,需要拔出掘進范圍內的凍結管和測溫管并進行封孔。水平凍結管可采用倒鏈或千斤頂拔除;垂直凍結管可采用吊車拔除,應進行起拔力驗算。拔管必須有安全措施。6.10.2凍結管拔除應在洞門外側已鑿除并保留最內側鋼筋時開始;拔除完畢并封堵后,方可割除剩余鋼筋。不需鑿除的洞門,應在盾構機就位后開始拔除凍結管。6.10.3拔除凍結管前應準備好加熱用鹽水箱、膠管、千斤頂、蒸汽機等設備和應急物資。加熱,可扭動后即可進行拔管,嚴禁過度加熱和強行拔管?！?5·6.10.5拔管過程中如出現斷管,應立即用絲錐進行續(xù)拔。如無法拔出,可采用鉆機套鉆拔出。6.10.6不得同時將洞門圈內凍結管全部停凍,應分組拔除。6.10.7單根凍結管拔除后,應立刻進行封堵。垂直凍結孔應采用砂漿或黃砂充填,如采用黃砂充填,距孔口至少1m深度內應采用黃土或砂漿封堵;水平凍結孔應采用砂漿或濕黏土充填并搗實,6.10.9垂直凍結管和測溫管在盾構始發(fā)或接收完成后應按設計要求全部拔除,拔除應在停凍后72h內完成。6.11凍結管的割除和封堵6.11.1盾構機盾尾進入(推出)洞門并可靠封堵洞門空隙后,應分組割除凍結管并封堵;割除前應回收供液管并排出鹽水,封堵完成后方可停機。6.11.2水平凍結管割除深度不得小于60mm,排除管內鹽水后應采用微膨脹水泥充填不小于1.5m;應用兩個或以上膨脹螺栓緊貼割斷的凍結管打入孔壁混凝土,然后按設計要求封堵管口。6.11.3垂直凍結管如無法拔除,應將管口割除,割除深度應深入地表下至少0.5m;割除后應排除管內鹽水,并用M10水泥砂漿進行充填。6.11.4水平凍結管暫時無法割除時,應有專門措施防止凍結孔周圍化凍漏水。在凍結體化凍后,凍結管割除應有防止噴水、涌砂等的安全措施。6.11.5凍結管割除和封堵應有原始記錄。6.12冷凍站停凍與拆除6.12.1盾構始發(fā)與接收完成并按設計要求拔管、割除、封堵后可·46·停止凍結;停凍后可拆除冷凍站。6.12.2冷凍站拆除時,應回收鹽水或無害化處理后排放。腐處理后入庫。6.13凍脹和融沉控制6.13.1受凍脹影響的區(qū)域可根據現場條件在凍結前注漿、打設泄壓孔或埋設加熱管,必須有相應的安全措施。6.13.2泄壓孔宜打設在非凍結區(qū)或不含水地層。加熱管運行應控制解凍時間和范圍,加熱不得影響凍結壁有效強度。6.13.3凍結結束后,泄壓孔可作為融沉注漿孔;工程結束后泄壓孔和加熱管必須拔除或按照本標準6.11.2條要求進行封堵。6.13.4融沉注漿應在凍結停止后7天內進行,融沉注漿應配合地面沉降監(jiān)測和隧道變形監(jiān)測進行。6.13.5在隧道內進行融沉注漿時應與隧道管片二次注漿、洞門空隙封堵注漿、洞門環(huán)梁注漿相協(xié)調,應優(yōu)先保證盾構二次注漿和洞門空隙封堵注漿。融沉注漿宜由下至上進行。施工條件具備時,也可進行地面分區(qū)注漿,或在凍結壁和建構筑物或管線間進行分層注漿。力不宜大于0.3MPa。融沉注漿漿液宜以水泥單液漿為主,水泥-水玻璃雙液漿為輔。6.13.7融沉注漿結束后,隧道內、工作井內注漿孔必須進行可靠封堵?！?7·7盾構始發(fā)(接收)與凍結配合7.1.1洞門鑿除直至盾構始發(fā)(接收)結束階段,應由專人統(tǒng)一指揮凍結和盾構掘進,應建立盾構技術負責人和凍結技術負責人共同值班制度。7.1.2盾構始發(fā)(接收)應滿足下列條件:1符合本標準第6章有關規(guī)定;2盾構機位置和相關準備工作符合本標準及相關施工方案要求;3現場應急物資設備齊全,通訊、監(jiān)控等條件滿足本標準和應急預案要求;4盾構機已就位,凍結管拔除和封堵后,宜在24h內割除剩余鋼筋,并掘進。盾構接收采用鋼套筒等輔助措施的,應立即進行填倉作業(yè);5盾構機宜在72h內始發(fā)(接收)完畢。7.1.3盾構機在凍結加固區(qū)停機超過48h,應評估凍結壁狀況,必要時應恢復凍結。7.1.4應制定凍結體內掘進刀盤、螺旋機、盾殼凍住的預防措施和凍住后的應急處理措施。7.1.5盾構區(qū)間接收和始發(fā)段,在凍結體內和凍結體外至少2環(huán)應采用增加注漿孔的管片。7.1.6凍結體內同步注漿應飽滿,材料應適用低溫工況。7.2.1在距凍結體至少3環(huán)以前,對盾構機進行全面檢查維護,·48·對已拼裝管片進行二次注漿。7.2.2應準備好應急設備和物資。7.2.3應做好凍結體內掘進準備工作,包括刀盤、土倉、螺旋機及上下閘門防凍措施,低溫下機械潤滑及密封件有效性防護措施,出土皮帶機防滑措施等。7.2.4細砂、粉砂、承壓水等風險地層,除橡膠簾子布折頁板外,應增加其他防止涌水涌砂的密封措施。應有密封裝置從壓住盾殼過渡到壓住管片的技術措施。7.2.5盾構機在凍土范圍內宜采用小推力慢速連續(xù)掘進。7.2.6凍結土體內掘進暫?；蚬芷囱b時,刀盤應持續(xù)低速轉動,并定期正反轉。7.2.7應持續(xù)監(jiān)測出渣溫度和渣土狀況。7.2.8當盾尾拼裝的管片進入凍結杯壁后,應通過管片注漿孔注漿,形成環(huán)箍封堵縱向來水通道,也可從盾殼徑向注漿孔注入聚氨酯形成環(huán)箍。注漿或注入新型材料應防止過高流速沖刷凍結壁,應評估新型材料對凍結壁的影響。7.2.9應通過土倉壓力變化等判斷縱向來水通道是否封堵,確認封堵成功后方可頂破洞門。7.2.10最后一環(huán)管片拼裝完成后,應及時封堵洞門和管片之間的空隙。7.2.11采用鋼套筒、泡沫混凝土箱、水土回填接收應符合以下規(guī)定:1鋼套筒安裝、泡沫混凝土體澆筑、水土回填方式應有專項技術和安全措施,并與凍結、盾構施工相互協(xié)調、配合;2采用鋼套筒的項目,集液圈、配液圈、去回路連接膠管安裝應避開鋼套筒安裝位置。鋼套筒安裝應保護凍結管路,應有管路損壞應急處理措施;3采用鋼套筒、泡沫混凝土箱、水土回填接收的項目,應在圍·49·護結構鑿除后及時進行鋼套筒填充、泡沫混凝土澆筑、水土回填等相關作業(yè),宜在48h內完成;4泡沫混凝土箱應有足夠強度;5洞門與管片之間的空隙注漿封堵完成并檢測合格后,方可進行拆解鋼套筒、破除泡沫混凝土、清理回填水土等工序。7.3.1盾構始發(fā)宜采用直線始發(fā);如采用割線或曲線始發(fā),應有專門措施。始發(fā)姿態(tài)應保證盾殼與洞門鋼環(huán)各處間隙均勻、橡膠簾子布折頁板密閉有效。7.3.2在水壓較大地層,除采用橡膠簾子布折頁板外,還應增加輔助密封措施;應有密封裝置從壓住盾殼過渡到壓住管片的技術措施。7.3.3拔除凍結管后,應盡快將刀盤頂住掌子面。7.3.4應有土倉壓力控制和預防掌子面塌陷措施。7.3.5正環(huán)管片開始拼接后,應盡早封堵洞門和管片空隙。7.4洞門空隙封堵7.4.1盾構機始發(fā)時洞門空隙封堵應符合下列規(guī)定:1盾構機盾尾穿過結構墻后,在不影響盾尾刷情況下,應對已拼裝環(huán)片注漿,應確保結構墻與管片之間空隙填充飽滿;2停止凍結后,應對凍結體范圍內管片進行二次注漿。7.4.2盾構機接收時洞門空隙封堵應符合下列規(guī)定:1最后一環(huán)管片拼裝完成后,應對圍護結構、結構墻和管片背后間隙注漿,確保注漿密實;2注漿完成且封堵檢驗合格后,應盡快將盾尾推出。應用細石混凝土將結構墻和管片間空隙填充密實;采用背覆鋼板的管片,應用弧形鋼板將結構墻和管片間空隙焊接封閉并注漿填實?！?0·7.4.3盾構接收和始發(fā)宜采用外置式井接頭。7.4.4在砂層、承壓水等風險較大地層,宜在洞門環(huán)梁施工完成后停止外圈凍結孔?！?1·8.1.1凍結加固施工期間,應當監(jiān)測施工影響范圍內隧道管片、8.1.2測點布置及測量方法應符合現行國家標準《城市軌道交通道交通工程監(jiān)測技術規(guī)范》GB50911和現行行業(yè)標準《城市測量規(guī)范》CJJ/T8等有關規(guī)范的規(guī)定。8.1.3監(jiān)測單位應對監(jiān)測數據和現場巡查情況整理分析,確保數據正確、可靠,按時提交監(jiān)測報表;監(jiān)測值達到預警值時,應立即發(fā)出預警通知。8.1.4監(jiān)測設備、儀器、儀表等精度應符合現行國家和行業(yè)規(guī)范要求,使用前應經過校準和標定。8.1.5應根據監(jiān)測數據,對凍結系統(tǒng)運行進行調整;如未達到設計要求,應采取延長凍結時間等措施保證凍結效果。8.2沉降和變形監(jiān)測8.2.1監(jiān)測應從鉆孔開始,至融沉注漿結束后3個月,并滿足數據收斂要求后停止。8.2.2隧道變形及周邊環(huán)境監(jiān)測點初始值應為施工開始前連續(xù)3次穩(wěn)定數據平均值。施工監(jiān)測頻率宜按表8.2.2規(guī)定確定,可根據監(jiān)測數據變化幅度適當調整?！?2·監(jiān)測內容監(jiān)測頻率鉆孔期間凍結期間始發(fā)(接收)融沉注漿自然解凍地下管線垂直位移監(jiān)測(5~10)天;第鄰近建構筑物垂直位移監(jiān)測地表剖面垂直位移監(jiān)測隧道垂直位移監(jiān)測——隧道收斂監(jiān)測——8.2.3隧道管片監(jiān)測預警值應根據地質條件、設計參數及工程經驗確定。無具體預警值時,可參照表8.2.3規(guī)定確定。表8.2.3隧道管片監(jiān)測預警值監(jiān)測內容監(jiān)測預警