盾构水平冷冻施工方法与流程

本发明涉及隧道施工领域，尤其涉及一种盾构水平冷冻施工方法。

背景技术：

1、冻结法已发展成为我国工程领域通过不稳定冲积层和裂隙含水层的主要施工方法，冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水结成冰，把天然土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下结构的联系，以便在冻结帷幕的保护下进行开挖施工的一种特殊施工方法。盾构始发地层加固需要解决的技术问题，一是要保证打开地连墙时前方土体不坍塌，防止漏水。二是始发时，地层加固要为盾构始发后调整姿态创造条件，以防止盾构上仰、覆土失稳、地表隆沉等问题发生。根据设计提供盾构始发加固根据功能要求，冻结加固区分为两个部分，一是与地连墙紧贴的前冻土墙，其作用是保证打开始发口地连墙后前方土体不坍塌，不漏水；二是平衡段，由冻土拱和前冻土墙组成，其作用是防止盾构始发后盾构机头上仰、覆土失稳和地表隆沉。然而现有冻结方法应用到盾构施工过程中，所采用的冻结方法普遍采用开设冻结孔直接单次冻结的方式，利用一次冻结形成冻结壁，为盾构机的施工创造条件，虽然工程量小，施工周期短，能够节省人力物理，降低施工成本，但是冻结形成的冻结壁加固土体不够均匀，往往存在冻结壁内部未冻结的现象，整体性较低，且不利于根据加固体的形状、大小灵活设计。

技术实现思路

1、针对上述现有技术中存着的不足之处，本发明提供了一种盾构水平冷冻施工方法，解决了现有技术中的使用冻结法形成的冻结壁加固土体的冻结壁内部出现未冻结的现象的技术问题。

2、本发明公开了一种盾构水平冷冻施工方法，包括如下步骤：

3、s1、进行分层钻设冻结孔，分层在开设的冻结孔内装入冻结管；

4、s2、在每层冻结孔的冻结管中进行低温盐水循环，并实时对测温点进行测温，判断封闭的冻接壁是否达到设计温度，若否，继续冷冻，若是，拔出该层的冷冻管，再对上一层冻结孔进行继续冷冻，直至所有冷冻孔之间形成封闭的冻结壁，且达到冻结壁的设计厚度和强度，拔出所有冻结管，冻结结束；

5、s3、对冻结孔冻结形成冻结壁过程维护以及对预加固空间周围地质结构维护。

6、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，在冻结孔开设完成后，在每层冻结孔的冻结管中进行低温盐水循环形成冻结壁前，在每个冻结孔周围间隔开设多个测温孔，在冻结过程中利用测温孔实时进行测温。

7、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，在将第一层的冻结管连通冻结设备前，对冷冻设备的安装位置进行放样，对冷冻设备的配电系统进行安装调试，对冷冻机进行试运转以及对冷冻机进行管路保温，同时根据冻结孔的分布设立冻结站。

8、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，冻结孔冻结形成冻结壁过程维护包括冻结站管理检测维护和仪表的检测维护。

9、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，对预加固空间周围地质结构维护具体包括冻胀控制和融沉控制。

10、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，在钻孔时，且在每层冻结孔开设完成后，在每层该冻结孔外周开设热盐水循环孔，冻胀控制包括：

11、通过在热盐水循环孔内注入热盐水并形成循环，控制冻土发展范围，以控制冻胀，当热盐水循环孔附近的测温孔温度低于最低预设温度时，开启热盐水循环孔；当热盐水循环孔附近的测温孔温度高于最高预设温度时，关闭热盐水循环孔。

12、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，在钻孔时，且在每层冻结孔开设完成后，在每层该冻结孔外周开设卸压孔，冻胀控制还包括：

13、向卸压孔内充填泥浆，当冻胀过大时泄压孔内的泥浆被挤出地面，为冻胀的释放提供空间。

14、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，在钻孔时，且在每层冻结孔开设完成后，在每层该冻结孔外周开设注浆孔，融沉控制包括：

15、在盾构机出洞后利用注浆孔进行跟踪注浆，控制融沉。

16、本发明盾构水平冷冻施工方法进一步改进在于，低温盐水的温度为-25℃～-35℃。

17、本发明和已有技术相比较，其效果是积极和明显的。本发明通过通过冻结孔的分层开设，以及分层冻结方式，使得冻结加固土体均匀，解决了现有技术中的使用冻结法形成的冻结壁加固土体的冻结壁内部出现未冻结的现象的技术问题。本发明冷冻后的土体整体性好，冻结加固体的形状、大小、可以根据需要灵活设计，形成地下工程施工帷幕，此外，通过热盐水循环孔、泄压孔以及注浆孔的开设，有利于冻胀控制和融沉控制，从而避免了冻结对地质结构造成的改变，确保盾构机能够安全可靠的运行施工。

技术特征：

1.一种盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，在冻结孔开设完成后，在每层冻结孔的冻结管中进行低温盐水循环形成冻结壁前，在每个冻结孔周围间隔开设多个测温孔，在冻结过程中利用测温孔实时进行测温。

3.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，在将第一层的冻结管连通冻结设备前，对冷冻设备的安装位置进行放样，对冷冻设备的配电系统进行安装调试，对冷冻机进行试运转以及对冷冻机进行管路保温，同时根据冻结孔的分布设立冻结站。

4.根据权利要求3所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，冻结孔冻结形成冻结壁过程维护包括冻结站管理检测维护和仪表的检测维护。

5.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，对预加固空间周围地质结构维护具体包括冻胀控制和融沉控制。

6.根据权利要求5所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，在钻孔时，且在每层冻结孔开设完成后，在每层所述冻结孔外周开设热盐水循环孔，冻胀控制包括：

7.根据权利要求5所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，在钻孔时，且在每层冻结孔开设完成后，在每层所述冻结孔外周开设卸压孔，冻胀控制还包括：

8.根据权利要求5所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，在钻孔时，且在每层冻结孔开设完成后，在每层所述冻结孔外周开设注浆孔，融沉控制包括：

9.根据权利要求1所述的盾构水平冷冻施工方法，其特征在于，低温盐水的温度为-25℃～-35℃。

技术总结
本发明涉及一种盾构水平冷冻施工方法，包括如下步骤：S1、进行分层钻设冻结孔，分层在开设的冻结孔内装入冻结管；S2、在每层冻结孔的冻结管中进行低温盐水循环，并实时对测温点进行测温，判断封闭的冻接壁是否达到设计温度，若否，继续冷冻，若是，拔出该层的冷冻管，再对上一层冻结孔进行继续冷冻，直至所有冷冻孔之间形成封闭的冻结壁，且达到冻结壁的设计厚度和强度，拔出所有冻结管，冻结结束。本发明通过通过冻结孔的分层开设，以及分层冻结方式，使得冻结加固土体均匀，解决了现有技术中的使用冻结法形成的冻结壁加固土体的冻结壁内部出现未冻结的现象的技术问题。

技术研发人员：刘炳刚,陈啸宇,曹德金,何月方,陈华,罗志浩,余少乐,龚智文,叶云飞,熊浩,吴体旺,郭志鑫,丰双,步允冲,钟小敏,郁志刚
受保护的技术使用者：中建八局总承包建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5