行业要闻

 

摘  要: 介绍了沈阳地铁 2 号线五里河站—奥体中心站区间隧道联络通道的冷冻法施工设计。根据区间隧道联络通道所处的地质条件，提出冷冻施工方案。着重介绍了施工流程，冻结法加固土体，制冷设计，冻结孔、测温孔的布置方案，以及开挖构筑施工中的注意事项等。

关键词: 隧道区间; 联络通道; 冷冻法; 设计

 

      沈阳市地铁2 号线五里河站—奥体中心站区间隧道( 左、右行线) 中心标高为 18． 881 m，地面标高约44． 400 m，在里程 K15 + 574． 5 处设置联络通道( 兼作区间泵房) 。左、右行线隧道中心线间距为 15． 000 m。联络通道所在位置的隧道为钢筋混凝土管片，隧道内径 5． 400 m，管片厚 300 mm。呈水平状的联络通道由喇叭口与隧道片相接。通道采用二次衬砌，临时支护层和永久结构层之间设防水层。在结构层底部左、右线各预埋 1 根铸铁给水管，通道结构见图 1。

      根据联络通道区域的勘察资料，在联络通道施工深度范围内的土层，主要为③₄砾砂和⑤₄砾砂层。其中③₄砾砂: 黄褐色，中密—密实，混粒结构，矿物成分以长石、石英为主，黏粒含量 6%，粒径 ＞2 mm 颗粒占总重的 35% ～45%，最大粒径 80 mm，该层局部为圆砾或粗砂。⑤₄砾砂层: 浅黄色、黄褐色，中密—密实，湿—饱和，混粒结构，矿物成分以石英、长石为主，黏粒含量 9%，粒径 ＞2 mm 颗粒占总重的 35% ～45%，最大粒径 80 mm，该层局部为圆砾或粗砂。这些土层含砂性土颗粒较重，在一定的水动力条件下易产生流砂和涌砂现象，孔隙比大，灵敏度高，颗粒较细，具较高的触、流变特征。

 

      联络通道结构剖面图见图 2。根据联络通道的特点以及所处地层的特性，拟采用冻结法加固土体，然后用矿山暗挖法进行施工。施工顺序见图 3。

      结合以往地铁联络通道的施工经验，在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻结需加固的地层，使联络通道外围土体形成强度高、封闭性好的冻结帷幕。

      图 4 为联络通道冻结壁平、剖面图^［1］。

      开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交界面处温度≤ － 5℃，其他部位设计平均温度≥ －10℃。

      冻结孔按上仰、水平、下俯3 种角度布置，从左、右线隧道两侧打孔。联络通道共布置冻结孔 70 个( 冷冻站一侧 54 个，对侧 16 个) ，设置 4 个穿透孔。

      1) 冻结孔的开孔位置误差≤100 mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋。冻结孔开孔间距最大允许偏斜误差≤150 mm。

      2) 冻结孔有效深度不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度≤150 mm。

      3) 施工冻结孔时应及时注浆，控制地层沉降; 土体流失量不得大于冻结孔体积。

      4) 先施工穿透孔，复核对侧隧道预留口位置的偏差及钻孔施工质量。

      5) 如冻结壁的设计厚度＞ 100 mm，则调整冻结孔的位置。

      为测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，确保施工安全，在冷冻站侧布置 2 个，对侧布置 4 个，共 6 个测温孔。测温管长 2 ～6 m; 要求管前端焊接密封，管内不得渗水。

      在冻结帷幕封闭区域内有4 个卸压孔，左、右线各布置 2 个; 每根卸压管长 1 ～3 m，管前端开口，进入土体段钻孔呈梅花状，以确保冻结帷幕内的压力有效传递; 在卸压孔上安装压力表，可以很直观地监测冻结帷幕内的压力变化情况。通过每日观测，及时判断冻结帷幕的形成，并可直接释放冻胀压力。