长大水平冻结在地铁施工中的应用.pdfVIP

．22． 2006年中国文通土建I程学术论文集 【摘要】 【关键词】 1引言 长大水平冻结在地铁施工中的应用 扬栓民 成都市建设工程质量监督站、铁道第二勘察设计院地铁院成都610031 冻结法已应用在我国多个城市的地铁建设中，本文结合广州地铁天河客运站折返线的设 计，介绍了冻结布孔、钻进的技术措施和处理涌砂、涌水及冻胀及融沉问题，希望能为其 他类似工程提供借鉴。 冻结{去地铁隧道折返线 地下水是地下隧道工程面临的最大困难之。。冻结止水法是先在地层钻孔，埋设冻结管道，再通 过制冷机组将制冷剂输送到冻结管道，通过热量置换，逐步降温，形成冻土止水帷幕，达到止水目 的。冻结法施工技术在国际上已有100多年的应用历史，在城市土木工程的应用始于1886年瑞典斯德 哥尔摩24m的人行隧道的建设。在西欧、前苏联、日本等科技发达国家，该技术已是城市建设中一项 成熟的施工技术和施工方法。如比利时的布鲁塞尔某涤基坑外围尺寸为37 m×81 111，采用冻结法施工 效果较好；又如东京地下快速公路十号及十一号隧道、瑞士阿尔堡勃恩隧道，杜塞尔多夫隧道均采用 先冻结后开挖的施工方法；原西德的海尔纳东部泵站建筑基坑，前苏联莫斯科地铁车站的开挖，也均 采用冻结法施工技术施工。 我国采用冻结法技术施工煤矿井筒自1955年开始，至今有50多年的历史。其中冻结最大深度 650 111，冻结表土层最大厚度567．7 m，冻结法技术已是我国煤矿井筒施工中成熟、可靠的特殊施工方 法之一。进入20世纪70年代，冻结法技术开始在城市建设基坑开挖及路桥旌工中推广应用。如北京 地铁车站的护坡工程、沈阳地铁试验井开挖、内蒙海拉尔水泥厂地下皮带走廊施工、南通钢厂沉淀池 施工，凤台大桥主桥墩开挖、上海过江隧道出口、地铁车站、泵站施工，上海地铁、南京地铁张府园 车站、深圳地铁老街至大剧院区间、广州地铁纪念堂站等均是采用冻结法技术施工，效果很好。 2工程概况 广州市轨道交通三号线天河客运站折返线及风道位于广州市天河区广汕公路。折返线斜穿广汕公 路和沙河立交桥，风道在折返线北端。、附近有新天河商贸城和天河汽车客运站。由于该区段道路两侧 地下管线纵横交错，数目较多，其中有电信管线、给水管线、电力管线、排水管线和煤气管线等；其 次，广汕公路是连接广州与汕头、增城之间的重要交通干道，‘交通繁忙，不能封路旄工。因此拟采用 暗挖法施工，避免明挖所带来的地下管线改移困难，以及受沙河立交桥引桥的限制，折返线隧道拱部 围岩主要为(3-2冲积一洪积砂层(Q3““)、(4．1)冲一洪积粉质黏土层(Q3“+p1)、SH．I花岗岩 残积砂质黏性土层(Q“)，边墙及底部围岩主要为5H-2)花岗岩残积砂质黏性土层(Q“)。砂层密实 度较差，富水性较强，稳定差；花岗岩风化残积土因含砂量较多，遇水及扰动易软化崩解，水谩泡易 发生崩解和流沙，甚至塌方。砂层为饱水层，透水性强，渗透参数为k=15．0m／d；花岗岩风化残积 城市轨道交通·23· 土层5H．1、5H．2和全风化岩6H，饱水性较好，为弱透水层，渗透参数为k=O．4m／d。综 合评价地质条件很差。折返线长为147。8 lrt，地面高程在23．26-25．45 m之间。除公路外地面多为建 筑商铺。在双线隧道南端轨面高程为8．658 m。在施工区段内，隧道坡度为2％o，隧道顶面距离地表最 小约为8 m，最大开挖跨度约为13．4 rll。 3冻结法的设计 双线隧道净断面为马蹄形，隧道净高9 146mm，净宽1l 400mm。双线隧道北端左、右轨面绝对 标高为7．987 111。双线隧道断面上部为R5 256 trim的半圆，腰部曲率断面半径均为R2 600 mnl，底部 仰拱曲率断面半径分别为R9 130。隧道临时支护为厚350的C20网喷混凝±，内衬为C30厚450 mill 的s8模筑钢筋混凝土。 3．1水平冻结长度设计 折返线直线冻结距离138．8 m设计，南、北段冻结长度均为71．9 in，保证末端搭接冻结范围大于5 nl。 3．2水平冻结孔布置设计 (1)冻结孔开孔布置 根据冻结壁设计厚度、温度及强度要求，结台隧道开挖平面尺寸、土层性质和受力特征为原则设 计。冻结孔开孔间距顶板部分取0．7 111。侧壁和底版部位取0．8～1．0 171。开孔孔位偏差不应大于± 50 mm，若需避开障碍物时，应调整开孔角度进行回归。冻结孔开孔布置轴线距隧道开挖边沿设计为 1．0 m。冻结孔数根据冻结孔布置设计，单断面冻结}L数为46个，见图1。 囤1 冻结孔布置横断面圈 (2)冻结孔偏斜控制 冻结孔原则上不允许内偏(隧道中心径向方向)，为减少冻土挖掘量，应控制终孔径向外偏角在 O．5。范围。钻孔的偏斜应控制在10％o以内。 (3)冻结管规格 选用≯108X8toni的低碳钢无缝钢管