CN111075455A - 一种冻结法通道施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于冻结法施工领域，涉及一种冻结法通道施工工艺，包括以下步骤：开挖；初期支护；喷射混凝土；防水层施工；立模；浇筑施工。本发明安全可靠性好，可有效的隔绝地下水；适应面广：适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂水文地质如软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地压地层条件下冻结技术有效、可行；灵活性好：可以人为地控制冻结体的形状和扩展范围，必要时可以绕过地下障碍物进行冻结；可控性较好：冻结加固土体均匀、完整；污染性小：“绿色”施工方法，符合环境岩土工程发展趋势。

Description

一种冻结法通道施工工艺

技术领域

本发明属于冻结法施工领域，涉及一种冻结法通道施工工艺。

背景技术

联络通道是地铁线路的重要附属工程之一，其主要作用是连通左右两条地 铁隧道作为安全和维护通道。本工程联络通道采用冻结法加固土层，即用人工 制冷方法使联络通道外围的土层降温冻结，形成一个封闭的冻土帷幕结构，然 后在冻土帷幕结构中进行联络通道的掘砌施工。

为了确保施工安全，特别是在冻结孔施工过程中，要防止可能发生泥、水 突涌和地层沉降现象发生。在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联 络通道施工的安全并保证施工工期。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种冻结法通道施工工艺，确保通道施 工的安全并保证施工工期。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种冻结法通道施工工艺，包括以下步骤：开挖；初期支护；喷射混凝土； 防水层施工；立模；浇筑施工。

可选的，在“开挖”步骤中，采用全断面一次开挖，开挖步距为0.5m，开 挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏差不大于20mm。

可选的，在“初期支护”步骤中，采用钢筋格栅钢架，钢架内挂钢筋网； 钢拱架为封闭形式，用于通道内的初期支护，拱形支架排间距与通道的开挖步 距相对应；相临两排支架间用纵向筋相互连接，内外双侧布置；通道与盾构连 接处连立3榀钢架加强支护。

可选的，在“喷射混凝土”步骤中，喷射混凝土强度等级为C25，混凝土配 合比为水泥：砂：石：水：外加剂的质量比440：808：880：198：22，喷射混 凝土厚度包裹钢筋格栅钢架保护层厚度不小于35mm。初支厚度为250mm，采 用二次喷射，首次喷射厚度为150mm，二次喷射找平。

可选的，在步骤“防水层施工”中，包括以下步骤：清理基层；节点处理， 采用钢压条紧固封边的方式处理防水板；铺防水卷材：联络通道及泵站防水层 随支护层施工而施作，先铺设一层无纺布缓冲层，然后铺设ECB防水板，再铺 设一层无纺布保护层。

可选的，在步骤“立模”中，联络通道直墙段模板采用木模，拱顶弧线段 采用钢板，喇叭口特殊部位采用木模板，通道模板采用工字钢制作的碹骨支撑， 碹骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑，中间采用钢管进行对撑； 拱顶模板采用钢筋拱架支撑，钢筋拱架与碹骨采用焊接连接拱顶模板与钢筋拱 架间沿纵向布设钢管，加强拱顶模板稳定性。

可选的，，在步骤“浇筑施工”中，浇筑砼顺序为两端底板→侧墙→拱顶； 砼通过井口运至工作面，分层浇筑，机械振捣，同时在模外敲打，消除蜂窝麻 面，连续浇筑。

可选的，在步骤“浇筑施工”中，在通道侧墙底部300mm高度预留施工缝， 采用镀锌钢板止水带。

可选的，止水带的下侧混凝土振捣密实，施工缝处在继续浇筑混凝土前， 施工缝混凝土表面凿毛，剔除浮动石子，并用水冲洗干净后，继续浇筑混凝土， 振实，使新旧混凝土紧密结合。

本发明的有益效果在于：

(1)安全可靠性好，可有效的隔绝地下水；

(2)适应面广：适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂水文地质如 软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地压地层条件下冻结技术有效、可 行；

(3)灵活性好：可以人为地控制冻结体的形状和扩展范围，必要时可以绕 过地下障碍物进行冻结；

(4)可控性较好：冻结加固土体均匀、完整；

(5)污染性小：“绿色”施工方法，符合环境岩土工程发展趋势；

(6)经济上合理。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐 述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显 而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可 以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发 明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的施工工艺流程图；

图2为本发明中冻结孔的施工工艺流程图；

图3为本发明中冻结孔内孔口密封装置的装置图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本 说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过 另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于 不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明 的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不 冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理 解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省 略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中 某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发 明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、 “后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了 便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特 定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于 示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言， 可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图3，本发明采用“隧道内水平冻结加固土体、隧道内矿山法 开挖构筑”的施工方案，即：在隧道内利用水平孔和部分倾斜孔冻结加固地层， 使联络通道外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻土帷幕，然后根据“新 奥法”的基本原理，在冻土中采用矿山法进行联络通道的开挖构筑施工，地层 冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行，其主要施工顺序为：

施工准备→冻结孔施工(同时安装冻结制冷系统，盐水系统和监测系统) →进行隧道支撑→积极冻结→探孔试挖→拆钢管片→联络通道掘进与初期支护 →联络通道永久支护→结构充填注浆→进行自然解冻融沉注浆充填→撤场。

冻结孔施工和联络通道初期支护施工为本工程的关键工序；与钢管片的连 接为重要控制点；冻结监测和温度，土体变形，压力监测及联络通道永久支护 施工为特殊工序。

为控制冻结孔钻进、地层冻胀和融沉等对隧道及地面的影响，根据国内外 最新研究成果和施工经验，提出以下冻结设计技术要点：

(1)在隧道内钻冻结孔，根据联络通道的结构采用近水平成孔或斜孔，每 个钻孔都设孔口管，并安装孔口密封装置，以防钻进时大量泥水涌出。每一个 钻孔完成后根据该孔流出物的方量，同时结合地表沉降监测数据的变化，及时 注浆。

(2)冻土帷幕的厚度及强度应满足联络通道开挖的要求，尤其保证喇叭口 处冻结帷幕的厚度，同时确保冻结帷幕与隧道管片的完全胶结。做好冻结和开 挖的配合工作，并根据开挖后冻结帷幕变形情况及时调整开挖构筑工艺。

(3)为减小冻胀对隧道的影响，在左、下行线隧道管片靠近喇叭口侧敷设 冷管和保温层。减小冻结孔与对侧隧道管片的距离，并采用小开孔距、较低盐 水温度、较大盐水流量等措施，以加快冻结速度，并在适当部位布设泄压孔， 以减小土层冻胀对隧道的影响。

(4)通过测温孔和泄压孔，监测冻土帷幕的形成过程和形成状况，特别监 测冻土帷幕与对面隧道管片的胶结情况。

(5)在联络通道底板、两侧、顶部混凝土中预埋注浆孔，必要时在隧道管 片上钻注浆孔，以便注浆防止冻土融沉引起的地面沉降及隧道、联络通道的沉 降变形。进行冻结地层温度监测、地层沉降变形的监测、隧道变形的监测，以 指导联络通道的施工。

(6)为减小冻融的不利影响，采用自然解冻融沉注浆方案，控制地面的不 均匀沉降。

(7)加强地表沉降监测频率，及时掌握地表沉降变化情况，进而指导施工。

为了确保施工安全，特别是在冻结孔施工过程中，要防止可能发生泥、水 突涌和地层沉降现象发生。在施工中必须采取切实可靠的技术措施，以确保联 络通道施工的安全并保证施工工期，提出以下技术要点：

1、由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，会影响隧道管片附近 土层的冻结速度，从而影响冻土帷幕的整体稳定性和封水性。特别是要保证联 络通道喇叭口部位冻土帷幕的厚度和强度及与管片的完全胶结，在冻结孔施工 端喇叭口部位布置两排孔加强冻结，在对侧隧道布置冷冻板。所有的钢管片的 格栅要用砼充填密实，同时管片外面采用阻燃保温板隔热保温，以减少冷量损 失，在冻土墙与管片胶结处放置测温点，以加强对冻土墙与管片胶结状况的检 测。

2、用金刚石取芯钻开孔，跟管钻进法下冻结管。冻结孔开孔前，在布孔范 围内打小孔径探孔，探测地层稳定情况。如发现有严重漏水冒泥现象，先进行 水泥—水玻璃双液壁后注浆，以提高孔口附近地层稳定性，然后再钻进冻结孔。 每个钻孔都设有孔口管，并安装钻孔密封装置，以防钻进时大量出泥、出水。

3、针对施工冻结孔时容易产生涌水现象，采用强力水平钻机，尽量实现无 泥浆钻进。如发现钻孔泥水流失，及时进行补浆。

4、加强冻结过程监测。在冻土帷幕内布置测温孔，以便正确判断冻土帷幕 是否交圈和测定冻土帷幕厚度。对侧隧道管片附近土层的冻结情况将成为控制 整个联络通道冻土帷幕安全的关键，为此，在对侧隧道管片上沿冻土帷幕四周 布置测温孔，以全面监测冻土帷幕的形成过程。

5、在联络通道两端布设卸压孔，以减小土层冻胀对隧道的影响。该孔可作 为冻结帷幕压力变化的观测孔，同时利用管片上的注浆孔来卸压。

6、联络通道在交圈前完成隧道内预应力支架安装，以防止冻结过程隧道变 形及打开预留钢管片时隧道变形和破坏。施工完联络通道初期支护层后再打开 对侧隧道联络通道的预留钢管片。在联络通道衬砌中预埋压浆管，采用注浆方 式以补偿土层融沉。注浆应配合冻土帷幕融化过程进行。

7、由于冻土的蠕变性很强，冻土帷幕在破坏前必然有一个较大的蠕变过程， 可以通过检查开挖过程中的冻土帷幕变形情况判断其安全性。为此，在开挖过 程中必须及时进行冻土帷幕变形和温度观测，如遇冻土帷幕有明显变形，立即 用钢支架加木背板支撑，调整开挖构筑工艺，并同时加强冻结。

8、为了进一步提高联络通道掘砌施工的安全性，特采取以下措施：选用可 靠的冻结施工机械；准备足够的备用设备；加强停冻时的冻土帷幕监测；尽快 施工衬砌，必要时用堆土法密闭开挖工作面。

9、由于冻胀力和冻土融沉的作用，影响周围土层的力系平衡，使隧道产生 水平位移和沉降，故在整个施工过程中，加强隧道变形的监测，确保隧道安全。 在冻土帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻土帷幕的形成过程和形成状况。

本实施例的施工过程包括以下步骤：

(1)开挖

钢管片拆除后即可正式开挖。由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高， 冻结帷幕承载能力大，因而开挖时(除喇叭口处侧墙和拱顶外)可以采用全断 面一次开挖，开挖步距为0.5m。两端喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变 形的影响，开挖步距控制在0.5m。开挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏 差不大于20mm。

在开挖过程中发现地质情况与设计不符时，应及时通知设计及监理单位， 现场核实。同时应进行收敛变形监测，以便及时调整支护方式和结构，并且注 意冻结管的位置，以防风动工具打破冻结管。若发生打破冻结管，应及时通知 冻结站人员，关闭阀门，补焊冻结管。

(2)初期支护

联络通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中 的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成 新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过 冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开 挖后就要及时对冻结帷幕进行及时的支护，所以联络通道的初期支护即作为维 护地层稳定，确保施工安全的一项重要技术措施，又作为永久支护的一部分， 是支护工艺最为关键的一步。

初期支护采用钢筋格栅钢架，钢架内挂Φ8@150x150钢筋网，挂网完毕后 喷射混凝土。钢拱架为封闭形式用于喇叭口及通道内的初期支护，拱形支架排 间距与通道的开挖步距相对应为0.50m，具体参照设计图纸要求进行按照。相临 两排支架间必须用Φ22纵向筋相互连接，以增加整个支护体系的整体性和稳定 性，通道与盾构连接处连立3榀钢架加强支护。外侧保护层厚度为50mm，内侧 保护层厚度为40mm，钢架之间用Φ22纵向筋焊连，内外双侧布置，单侧环向 间距1m。

(3)喷射混凝土

喷射混凝土前需要要先挂钢筋网，钢筋网按照设计图纸要求提前加工好， 开挖完毕后可以直接挂网。完成挂网和注浆管埋设后进行混凝土喷射施工。

初期支架及木背板安装完毕后即可喷射砼。在施工前按照设计要求用金属 网挂焊于金属支架上。另在金属支架适当位置焊接若干短钢筋，控制喷射砼厚 度。喷射混凝土强度等级为C25，混凝土配合比为水泥：砂：石：水：外加剂(440： 808：880：198：22)，水泥采用P·O 42.5水泥。

喷射混凝土厚度应包住钢架，保护层厚度不小于35mm。初支厚度为250mm， 一次不易成型分两次喷射。首次喷射厚度为150mm，二次喷射找平，并且在首 次喷射砼初凝后方可进行二次喷射。喷射时应注意风压、水压大小、喷射角度、 喷嘴到受喷面的距离。喷射应先下部后上部，与受喷面垂直。喷射物料中应按 要求掺加速凝剂，喷射墙体部位金属支架后的木背板适当拆除几块，以便喷射 物料进入木背板后面，便于支护层和通道周帮土层接触密实，以防冻土层解冻 时，地层变形破坏通道。

喷射员在工作前必须戴好防护及劳保用品，以防物料反弹伤人。密切注意 混凝土表面是否有松动、开裂、下坠、滑移等现象，如果发生应及时铲除重喷， 受喷空间要有足够的照明强度。锚喷面平整度为±20mm，局部需要时应人工找 平。

(4)防水层施工

按设计要求选择防水材料和铺设工艺。铺设防水层前必须对初期支护大致 找平，拱墙补喷找平，底部砂浆找平，对外部的钢筋接头切除、磨平，并在防 水材料内外侧均铺设土工布，以保护防水层不受损坏。

详细步骤如下：

①清理基层：表面应平整、干净、干燥，细部构造应达到设计要求，如有 缺陷应进行处理，合格后方可进行防水施工。

②节点处理：

防水板采用钢压条紧固封边的方法来达到防水板边端防水的目的，钢压条 的材质为Q235A钢。具体操作程序为：下钢压条焊接于钢管片外弧面，下钢压 条上表面沿长度方向预先满涂一层水膨胀密封胶(挤出型)，然后防水板按低 模量密封胶灌注形成的斜面铺设于下钢压条上，并在下钢压条螺孔位置打孔钻 透防水板。接着在防水板上再满涂遇水膨胀止水胶，最后将上钢压条压上，并 用螺栓拧紧。

融沉注浆管与ECB防水板之间的防水方法为在管外径与ECB防水板接头处 兜饶自粘性橡胶薄板，然后采用热融方式将另一ECB防水板与先铺设ECB防水 板连为一体，并于ECB防水板沿管外径上翻处设置固定箍，以便ECB防水板、 自粘性橡胶薄板与抗融沉注浆管紧密相贴。

转角部位如阴阳角、平立面转角铺贴附加层；伸缩缝、施工缝等部位铺贴 附加层。附加层的水平面和垂直面宽度均应≥250mm。

③铺防水卷材：1.联络通道及泵站防水层应紧随支护层施工而施作，先铺 设一层无纺布缓冲层，然后铺设ECB防水板，再铺设一层无纺布保护层。缓冲 层以机械固定方法固定于支护层上，保护层以点粘法热熔固定于防水板上。

防水板铺设由拱顶开始，然后沿侧墙下翻与由底板铺设上翻的防水板相接， 构成一封闭防水层。防水板的施工须保持连续与完整、且表面无破损情况。钢 管片与结构层的接缝处设置兜绕成环的遇水膨胀橡胶条和预埋注浆管。底板铺 设ECB防水板之后需加铺无纺布保护层。

(5)钢筋工程

对进场钢筋必须认真检验，进场钢筋要有出厂质量证明和试验报告单，表 面或每捆(盘)钢筋必须有标牌，在保证设计规格及力学性能的情况下，钢筋 表面必须清洁无损伤，不得有颗粒状或片状铁锈、裂纹、结疤、折叠、油渍及 漆污等，钢筋端头保证平直，无弯曲。经复试合格后方可使用。

钢筋加工过程中如发现脆断，焊接性能不良或机械性能不正常时，必须进 行化学成份检验或其他专项检验。

钢筋接头采用焊接连接。钢筋绑扎前先定位弹线，对线放筋，确保钢筋位 置正确。

安装钢筋骨架时，应保证其在模型中的正确位置，不得倾斜、扭曲，并绑 扎牢固，底板及顶板上下层钢筋间应设置钢筋支架，进行间距控制。钢筋绑扎 完后，由技术人员会同质检员，施工管理负责人进行自检，自检合格后报请驻 地监理工程师检验，经监理工程师检查验收合格后方可进入下道工序。

浇注砼时，采用混凝土输送泵布料，尽量避免上人踩踏钢筋，并派专人跟 踪检查修整钢筋。

(6)施工缝的设置

联络通道施工共设置一条水平施工缝，设置在通道侧墙底部300mm高度， 采用3mm厚镀锌钢板止水带。止水钢板迎水面需粘贴背贴式止水带，背贴式止 水带采用橡胶止水带。

施工缝处在继续浇筑混凝土前，施工缝混凝土表面应凿毛，剔除浮动石子， 并用水冲洗干净后，然后继续浇筑混凝土，应细致操作振实，使新旧混凝土紧 密结合。

(7)立模

①联络通道直墙段模板采用木模，拱顶弧线段采用2mm厚钢板，喇叭口 特殊部位采用1.5cm木模板。

②通道模板采用工字钢制作的碹骨支撑。碹骨间距800mm～1000mm，碹 骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑，中间采用

钢管进行 对撑，以防浇砼时侧墙内移。碹骨脚底加垫钢板防止骨腿下沉。

③拱顶模板采用钢筋拱架支撑，钢筋拱架与碹骨采用焊接连接。拱顶模板 与钢筋拱架间沿纵向布设

钢管，间距100mm，以加强拱顶模板稳定性。

⑥根据结构边墙、顶板的形状及尺寸，放出模板厚度，并充分考虑预留混 凝土浇筑时由于自重而引起的拱部下沉量：拱部模板应预留沉落量10～30mm。 严格按线立模，误差控制在±3mm以内，不能小于设计，支架固定应牢靠，浇 筑砼时应经常检查校核，以防位移走动。

⑦模板表面应刷脱模剂，模板接缝严密，接茬平整，并检查模板的垂直度、 水平度、标高、钢筋保护层的厚度及结构内层尺寸。

⑧联络通道底板浇筑达到一定强度后，即架立拱架。根据测量放线确定的 位置将支架初步摆放，支架就位后利用纵向连接系将各榀连接成为稳定的空间 体系，进行初步调整，逐榀测量校正，即作为钢筋绑扎的台架，又作为衬砌的 支撑。立模完成后，进行混凝土浇筑前的最终复核，保证混凝土浇筑时的断面 空间。

(8)浇筑施工

浇筑砼顺序：两端底板→侧墙→拱顶，混凝土采用抗渗商品砼，要有级配 单、强度试验报告、抗渗实验报告、合格证。

砼通过井口运至工作面。分层浇筑，机械振捣，振厚控制在300mm左右， 振捣器插入下层砼的深度应大于50mm，但不宜过深。振捣时要保证工作时间， 振点间距不大于振捣器作用半径的1.5倍，同时在模外轻敲轻打，使壁面浆液饱 满，消除蜂窝麻面，连续浇筑。浇筑过程中对混凝土进行人工振捣。

在浇筑混凝土之前，应预埋好各种管件，并固定牢靠，穿墙管安装防水止 水板。

混凝土浇筑与振捣的一般要求：

1)浇筑混凝土时应分段分层连续进行，混凝土应对称入模以防止模板整体 位移；浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密决定。

2)使用插入式振捣器应快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行， 不得遗漏，做到均匀振实；振捣效果以不出现气泡为宜。移动间距不大于振捣 作用半径的1.5倍(一般为30～40厘米)。振捣上一层时应插入下层5厘米，以清 除两层间的接缝。

3)浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇，其间歇时间应尽量缩短，并应在 前层混凝土凝结之前，将次层混凝土浇筑完毕。间歇的最长时间应按所用水泥 品种及混凝土凝结条件确定，一般超过2h，应按施工缝处理。为了减少施工缝， 在现场准备适量的水泥砂浆，在出现间歇时加以充填。

4)浇筑混凝土时应经常观察模板、钢筋、预埋孔洞、预埋件等有无移动、 变形或堵塞情况，发现问题应立即停止浇灌，并应在已浇筑的混凝土凝结前修 正完好。

5)在通道侧墙底部300mm高度预留施工缝，采用镀锌钢板止水带，混凝 土浇筑前应校正止水带位置，表面清理干净，止水带损坏处应修补；止水带的 下侧混凝土应振捣密实，内外侧混凝土应均匀，保持止水带位置正确、平直， 无卷曲现象。施工缝处在继续浇筑混凝土前，施工缝混凝土表面应凿毛，剔除 浮动石子，并用水冲洗干净后，然后继续浇筑混凝土，应细致操作振实，使新 旧混凝土紧密结合。

本发明中冻结孔的施工工序为：定位、开孔→孔口管安装→孔口装置安装 →钻孔→封闭孔底部→测量→打压试验。具体为：

(1)定位开孔及孔口管安装：按照设计要求在隧道管片上定好各冻结孔位 置。孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，在避开主筋、管 缝、螺栓及钢管片肋板的前提下可适当调整，冻结孔开孔位置误差不大于 100mm。然后用开孔器(配金刚石钻头取芯)按设计角度开孔，开孔直径130mm， 当开到深度250mm时停止取芯钻进，安装孔口管，孔口管的安装方法为：首先 将孔口处凿平，安好四个Φ12mm膨胀螺栓，然后在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝 或棉丝等密封物，将孔口管砸进去，膨胀螺栓和孔口管之间用等直径钢筋焊接， 然后装上DN125闸阀，再将闸阀打开，用开孔器从闸阀内二次开孔，开孔直径 为108mm，一直将砼管片开穿，出现涌砂就及时关闭闸门。

(2)孔口密封装置安装：用螺丝将孔口密封装置装在闸阀上，注意加好密 封垫片。

(3)钻孔：选用1台MD-80型钻机钻孔，按设计要求调整好钻机位置， 并固定好，将钻头装入孔口装置内，并将盘根轻压在盘根盒内，首先采用干式 钻进，当钻进费劲不进尺时，从钻机上进行注水钻进，同时打开小阀门，观察 出水、出砂情况，利用阀门的开关控制出浆量，保证地面安全，不出现沉降。

(4)封闭孔底部：用丝堵封闭好孔底部，具体方法是，利用接长杆将丝堵 上到孔的底部，利用反扣在卸扣的同时，将丝堵上紧。

(5)测量：下好冻结管后，进行冻结管长度的复测，然后再用灯光测斜仪 进行测斜。冻结孔允许偏斜率应不超过1％，终孔控制间距不超过1200mm(冻 结孔成孔轨迹之间的距离)，超出最大允许间距的，可进行补孔或作延长冻结 时间进行处理。

(6)打压试验：封闭好孔口，用手压泵打水到孔内，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，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。

本发明涉及的孔口密封装置，安装在地层1外侧的隧道管片2上，包括穿 过隧道管片2设置的孔口管6以及安装在孔口管6远离隧道管片2一侧的第一 闸阀4；钻杆7依次穿过第一闸阀4及孔口管6，钻入地层1。所述孔口管6外 侧还安装有与隧道管片2相配合的膨胀螺栓3；所述膨胀螺栓3设有若干个，沿 孔口管6轴向均布；膨胀螺栓3与孔口管6之间采用焊接的形式进行固定；所 述孔口管6侧面还设有第二闸阀8；还包括安装在第一闸阀4远离孔口管6一侧 的压紧装置5；所述压紧装置5上开设有通孔，所述钻杆7依次穿过通孔、第一 闸阀4及孔口管6，钻入地层1；所述孔口朝向所述第一闸阀4的一侧还设有密 封物；所述密封物为麻丝或棉丝；所述孔口与第一闸阀4之间还安装有垫片； 所述压紧装置5为开设有通孔的套管，其端部带有用于与第一闸阀4安装配合 的法兰，其通孔的孔壁带有锥度，通孔沿朝向隧道管片2的方向直径逐渐变小。

冻结孔施工工序流程如图2。

冻结管钻进采用跟管法钻进技术，既减少了地层流出物的数量，也有利于 控制地面沉降。利用冻结管作钻杆，冻结管之间采用套管丝扣连接，接头螺纹 紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度，冻结管到达设计深度 后密封头部。钻进过程中严格监测孔斜情，发现偏斜要及时纠偏。下好冻结管 后，进行冻结管长度的复测，然后再用经纬仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。

冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与管片之间的间隙。在冻结管 内下供液管，然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。施工冻结孔时的土体流失 量不得大于冻结孔体积，否则应及时进行注浆控制地层沉降。打透孔复核两隧 道预留口位置。如两隧道预留口相对位置误差大于100mm，则应按保证冻结壁 设计厚度的原则对冻结孔布置进行调整。冻结孔施工完毕后沿冻结站对侧隧道 联络通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管，排管间距为500mm；冷冻排管采用Φ 45无缝钢管。排管敷设应密贴隧道管片。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管 参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨 和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种冻结法通道施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

开挖；

初期支护；

喷射混凝土；

防水层施工；

立模；

浇筑施工。

2.如权利要求1中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，在“开挖”步骤中，采用全断面一次开挖，开挖步距为0.5m，开挖断面超挖不大于30mm，开挖中心线偏差不大于20mm。

3.如权利要求2中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，在“初期支护”步骤中，采用钢筋格栅钢架，钢架内挂钢筋网；钢拱架为封闭形式，用于通道内的初期支护，拱形支架排间距与通道的开挖步距相对应；相临两排支架间用纵向筋相互连接，内外双侧布置；通道与盾构连接处连立3榀钢架加强支护。

4.如权利要求2中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，在“喷射混凝土”步骤中，喷射混凝土强度等级为C25，混凝土配合比为水泥：砂：石：水：外加剂的质量比440：808：880：198：22，喷射混凝土厚度包裹钢筋格栅钢架保护层厚度不小于35mm。初支厚度为250mm，采用二次喷射，首次喷射厚度为150mm，二次喷射找平。

5.如权利要求1中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，在步骤“防水层施工”中，包括以下步骤：

清理基层；

节点处理，采用钢压条紧固封边的方式处理防水板；

铺防水卷材：联络通道及泵站防水层随支护层施工而施作，先铺设一层无纺布缓冲层，然后铺设ECB防水板，再铺设一层无纺布保护层。

6.如权利要求1中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，在步骤“立模”中，联络通道直墙段模板采用木模，拱顶弧线段采用钢板，喇叭口特殊部位采用木模板，通道模板采用工字钢制作的碹骨支撑，碹骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑，中间采用钢管进行对撑；拱顶模板采用钢筋拱架支撑，钢筋拱架与碹骨采用焊接连接拱顶模板与钢筋拱架间沿纵向布设钢管，加强拱顶模板稳定性。

7.如权利要求1中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，在步骤“浇筑施工”中，浇筑砼顺序为两端底板→侧墙→拱顶；砼通过井口运至工作面，分层浇筑，机械振捣，同时在模外敲打，消除蜂窝麻面，连续浇筑。

8.如权利要求7中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，在步骤“浇筑施工”中，在通道侧墙底部300mm高度预留施工缝，采用镀锌钢板止水带。

9.如权利要求8中所述的冻结法通道施工工艺，其特征在于，止水带的下侧混凝土振捣密实，施工缝处在继续浇筑混凝土前，施工缝混凝土表面凿毛，剔除浮动石子，并用水冲洗干净后，继续浇筑混凝土，振实，使新旧混凝土紧密结合。

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