隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法与流程

本发明属于隧道设计技术领域，具体涉及一种隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法。

背景技术：

联络通道施工中通常采用冻结法形成冻结加固土层，以保证联络通道施工中隧道不发生沉降和坍塌，冻结孔的施工是形成冻结帷幕的关键步骤，合理的进行冻结孔的施工，能够保证形成有效的隧道冻结帷幕，进而保证联络通道施工的安全。

技术实现要素：

本发明提供一种隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法，能够得到符合设计要求的冻结孔进而形成有效的冻结帷幕，操作步骤简单易行，能够保证施工的安全，极大的提高了工作效率。

本发明提供的隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法，包括：进行冻结孔施工准备工作；在隧道管片上按照设计要求定位各冻结孔的位置，依次进行开孔操作；在各冻结孔开孔位置处安装孔口管，并在所述孔口管上安装孔口装置；通过各冻结孔的孔口装置继续进行钻孔操作；完成钻孔操作后封闭各冻结孔孔底；在所述冻结孔中安装冻结管，并测量所述冻结管的斜度，在所述冻结管的偏斜率大于偏斜率设计最大允许值的情况进行纠偏，直至符合斜度要求；对各冻结孔进行水压力打压试验，在水压力变化处于水压力设计范围内的情况下完成各冻结孔的施工。

优选地，所述进行冻结孔施工准备工作，包括：在隧道内敷设电缆和铺设施工工作面。

优选地，所述在隧道管片上按照设计要求定位各冻结孔的位置，包括：依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，并避开主筋、管缝、螺栓及钢管片肋板的位置定位各冻结孔的位置。

优选地，所述依次进行开孔操作，包括：使用配有金刚石钻头并能够取芯的开孔器依次进行开孔操作。

优选地，所述在各冻结孔开孔位置处安装孔口管，包括：将所述冻结孔开孔的孔口处凿平，在孔口四周安装多个膨胀螺栓；将所述孔口管的插入端沿外圆周缠绕麻丝或棉丝；将所述孔口管的插入端插入所述冻结孔的开孔中，并通过钢筋将多个所述膨胀螺栓分别与所述孔口管的外壁焊接固定；在所述孔口管的伸出端安装闸阀。

优选地，所述在所述孔口管上安装孔口装置，包括：使用螺丝组件将所述孔口装置安装在所述孔口管的闸阀上。

优选地，所述通过各冻结孔的孔口装置继续进行钻孔操作，包括：开启所述孔口管的闸阀；按设计要求调整好钻机位置并固定；将钻头装入所述孔口装置内；对各冻结孔继续进行钻孔操作，直至将砼管片钻穿，待出现涌砂后关闭所述闸阀。

优选地，所述完成钻孔操作后封闭各冻结孔孔底，包括：利用接长杆将丝堵放入至所述冻结孔的底部并上紧。

优选地，所述偏斜率设计最大允许值为1％；所述在所述冻结管的偏斜率大于偏斜率设计最大允许值的情况进行纠偏，包括：在所述冻结管的偏斜率大于偏斜率设计最大允许值的情况下，通过补孔或延长冻结时间进行纠偏。

优选地，所述对各冻结孔进行水压力打压试验，在水压力变化处于水压力设计范围内的情况下完成各所述冻结孔的施工，包括：使用手压泵压水至所述冻结孔内，并观测所述冻结孔内的水压力；待水压力达到预设压力时停止打压，关闭所述孔口管的闸阀，并继续观测水压力的变化；在预定时间后，如果水压力稳定在水压力设计范围内，则判断试压合格；在试压合格的情况下，完成各所述冻结孔的施工。

本发明提供的隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法，通过施工准备、定位各冻结孔的位置依次进行开孔操作，在所述孔口管上安装孔口装置，通过各冻结孔的孔口装置继续进行钻孔操作，完成钻孔操作后封闭各冻结孔孔底，保证施工形成的所述冻结孔的斜度符合斜度要求，承受的水压力处于水压力设计范围内，通过本发明施工完成的所述冻结孔能够得到符合设计要求的冻结帷幕，操作步骤简单易行，极大的提高了工作效率。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施方式的隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法的步骤流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细描述。

冻结孔的施工是形成冻结帷幕的关键步骤，合理的进行冻结孔的施工，能够保证形成有效的隧道冻结加固土层，进而保证联络通道施工的安全。

如图1所示，本发明提供的隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法，包括：进行冻结孔施工准备工作；在隧道管片上按照设计要求定位各冻结孔的位置，依次进行开孔操作；在各冻结孔开孔位置处安装孔口管，并在所述孔口管上安装孔口装置；通过各冻结孔的孔口装置继续进行钻孔操作；完成钻孔操作后封闭各冻结孔孔底；在所述冻结孔中安装冻结管，并测量所述冻结管的斜度，在所述冻结管的偏斜率大于偏斜率设计最大允许值的情况进行纠偏，直至符合斜度要求；对各冻结孔进行水压力打压试验，在水压力变化处于水压力设计范围内的情况下完成各冻结孔的施工。

根据本发明的技术方案，首先进行冻结孔施工准备工作，其中在冻结孔施工中需要用到的加工件需要提前进行加工准备，为冻结孔的施工提供保障，使得冻结孔的施工顺利进行。

根据本发明的一种实施方式，所述进行冻结孔施工准备工作，包括：在隧道内敷设电缆和铺设施工工作面。具体地，在隧道内敷设1条动力电缆，满足冻结孔施工、冻结系统运转及开挖构筑施工供电；在隧道内铺设两趟管路至施工的工作面，用于冻结孔打钻及冻结运转供水和排污；使用厚5cm的木板在联络通道处铺设施工场地，在冻结孔施工时，能够按照需要搭设施工脚手架，为冻结孔施工做好准备工作。

根据本发明的技术方案，在隧道管片上按照设计要求定位各冻结孔的位置，依次进行开孔操作，保证冻结孔开孔的准确性。通常使用全站仪进行测量放样，结合隧道设计图纸确定所述各冻结孔的位置。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述在隧道管片上按照设计要求定位各冻结孔的位置，包括：依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，并避开主筋、管缝、螺栓及钢管片肋板的位置定位各冻结孔的位置，避免冻结孔的开孔施工损坏原有的支撑结构，而增加施工的风险。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述依次进行开孔操作，包括：使用配有金刚石钻头并能够取芯的开孔器依次进行开孔操作。其中冻结孔的开孔位置误差需小于100mm，开孔直径为130mm，以保证开孔精度以及尽量减少对原有支撑结构的破坏；当开孔至深度250mm时停止取芯钻进，使得形成的部分所述冻结孔能够保证下一个步骤顺利安装所述孔口管，并不产生过多的涌水涌砂。

根据本发明的技术方案，在各冻结孔开孔位置处安装孔口管，并在所述孔口管上安装孔口装置，所述孔口装置可以操作开闭，在开启时能够打开所述冻结孔的孔口，在关闭时能够封闭所述冻结孔的孔口。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述在各冻结孔开孔位置处安装孔口管，包括：将所述冻结孔开孔的孔口处凿平，在孔口四周安装多个膨胀螺栓；将所述孔口管的插入端沿外圆周缠绕麻丝或棉丝，将所述孔口管与冻结孔的内孔壁之间填满，起到密封防止涌水涌砂的作用；将所述孔口管的插入端插入所述冻结孔的开孔中，并通过钢筋将多个所述膨胀螺栓分别与所述孔口管的外壁焊接固定；在所述孔口管的伸出端安装闸阀。其中，在孔口四周安装多个膨胀螺栓直径为φ12mm，分别与所述孔口管的外壁焊接固定，将所述孔口管与孔口四周固定牢固；所述闸阀为dn12闸阀，可以操作开闭来打开和封闭所述孔口管的开口端。在所述闸阀打开的情况下，可以通过所述闸阀的中心进行钻孔操作；在所述闸阀闭合的情况下，能够阻挡从所述冻结孔中涌水涌砂至隧道中，也能够在完成冻结孔中的注浆后，对所述冻结孔进行封堵，保证施工的安全性。

根据本发明的技术方案，通过各冻结孔的孔口装置继续进行钻孔操作，钻孔直径为108mm，与孔口相比进一步扩大的直径有利于在冻结孔中进行的注浆操作，并形成有效的冻结土层。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述在所述孔口管上安装孔口装置，包括：使用螺丝组件将所述孔口装置安装在所述孔口管的闸阀上。需要在所述孔口装置和所述闸阀之间安装密封垫片，增强密封性避免土层渗出物的泄露。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述通过各冻结孔的孔口装置继续进行钻孔操作，包括：开启所述孔口管的闸阀；按设计要求调整好钻机位置并固定；将钻头装入所述孔口装置内；对各冻结孔继续进行钻孔操作，直至将砼管片钻穿，保证形成足够厚度的冻结土层，待出现涌砂后关闭所述闸阀，以防止涌水涌砂漏出。

根据本发明的技术方案，完成钻孔操作后封闭各冻结孔孔底，以防止土层渗出物不断由冻结孔渗出至隧道中。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述完成钻孔操作后封闭各冻结孔孔底，包括：利用接长杆将丝堵放入至所述冻结孔的底部并上紧，紧密的封堵所述冻结孔的底部，保证涌水涌砂不再经由冻结孔渗出至隧道中。

根据本发明的技术方案，在所述冻结孔中安装冻结管，并测量所述冻结管的斜度，在所述冻结管的偏斜率大于偏斜率设计最大允许值的情况进行纠偏，直至符合斜度要求。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述偏斜率设计最大允许值为1％；所述在所述冻结管的偏斜率大于偏斜率设计最大允许值的情况进行纠偏，包括：在所述冻结管的偏斜率大于偏斜率设计最大允许值的情况下，通过补孔或延长冻结时间进行纠偏。具体地，冻结孔成孔轨迹之间的距离小于1150mm，以形成有效的冻结土层。

根据本发明的技术方案，对各冻结孔进行水压力打压试验，在水压力变化处于水压力设计范围内的情况下完成各冻结孔的施工。

根据本发明的一种实施方式，优选地，所述对各冻结孔进行水压力打压试验，在水压力变化处于水压力设计范围内的情况下完成各所述冻结孔的施工，包括：使用手压泵压水至所述冻结孔内，并观测所述冻结孔内的水压力；待水压力达到预设压力时停止打压，关闭所述孔口管的闸阀，并继续观测水压力的变化；在预定时间后，如果水压力稳定在水压力设计范围内，则判断试压合格；在试压合格的情况下，完成各所述冻结孔的施工。

具体地，用手压泵打水到冻结孔内，至压力达到0.8mpa(并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍)时，停止打压并关好阀门，观测压力的变化，30分钟允许降压0.05mpa，后稳定15分钟压力无变化者为试压合格，使得所述冻结孔能够承受后期注浆冻结施工，保证施工的安全。

本发明提供的隧道冻结帷幕的冻结孔施工方法，通过施工准备、定位各冻结孔的位置依次进行开孔操作，在所述孔口管上安装孔口装置，通过各冻结孔的孔口装置继续进行钻孔操作，完成钻孔操作后封闭各冻结孔孔底，保证施工形成的所述冻结孔的斜度符合斜度要求，承受的水压力处于水压力设计范围内，通过本发明施工完成的所述冻结孔能够得到有效的冻结帷幕，操作步骤简单易行，能够保证施工的安全，极大的提高了工作效率。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。