地铁联络通道冻结监测分析.doc

地铁联络通道冻结监测分析南京地铁一期工程联络通道采用冻结法施工中，对冻结盐水温度、冻土温度、地表变形等方面进行了跟踪监测；通过对监测结果进行分析研究，获得了冻结盐水温度、冻土温度、冻涨压力、卸压孔压力的变化规律，在此基础上提出了联络通道冻结施工的建议。研究成果可供其他工程参考。1前言地铁联络通道一般位于区间隧道的中间，通常南京地铁一期TA4标隧道，北起钓鱼台工作与集、排水泵站连在一起，共同起着两隧道连结、井北侧，南至三山街车站南端头井，由左线（下行集、排水和防火等作用。联络通道土体开挖前，必线）和右线（上行线）隧道组成，左、右线均由572须对其周围土体进行加固。冻结法加固土体是一种环管片拼装而成。隧道外径6.2m，内径5.5m，每行之有效的方法，在北京、上海、广州等城市地铁块管片宽为1.2m，厚为0.35m。联络通道位于两中都成功得到了应用[1-3]。最近，在南京地铁一期工站区间隧道中间，隧道中心埋深13.13m。联络通程TA4标中，联络通道施工首次成功采用了冻结施道及泵站采取合并建造模式，它既保证上、下行隧工。在冻结施工过程中，对冻结盐水温度、冻土温道间的联络作用和必要时乘客安全疏散的功能，又度、地表变形等方面进行了跟踪监测。文中分析了起到地铁运营中两车站之间的集、排水作用。工程冻结盐水温度、冻土温度、冻涨压力、卸压孔压力结构由两个与隧道相交的喇叭口、通道以及集水井的变化规律，并提出了有利于工程施工的建设性意等组成。联络通道所处的主要土层参数如表1所示。表1土层物理参数2工程概况从表1看出，土层平均渗透系数小，透水性差，是冻结施工较为有利的土层；同时，土层中含有粉砂层，冻结法也能更好处理流砂问题。经研究采用“隧道内钻孔冻结加固，矿山法暗挖构筑”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土层，使联络通道以及集水井外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻土帷幕；采用矿山法，进行联络通道及泵站的开挖构筑施工。土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→联络通道连通地面的垂直水管施工→冻结孔钻孔施工（同时安装冻结制冷系统）→安装冻结盐水系统和检测系统（同时在隧道内联络通道洞口附近进行支撑，其目的是，冻结过程中隧道受冻土力的作用会发生隧道横向断面变形，从而影响隧道的椭圆度。为了减少这一变形，故在冻结前进行隧道内壁支撑）→积极冻结→探孔试挖→拆钢管片→联络通道掘进与临时支护→联络通道永久支护→泵站开挖与临时支护（联络通道支护是，对泵站位置进行预留，在联络通道永久结构施工完毕后，再开挖泵站土体作临时的支护，在永久性结构完工并达到要求强度后，最后拆除暴露在泵站内的冻结管。）→泵站永久支护→必要时进行土层注浆充填。3水平冻结设计3.1水平冻结孔布置根据冻结帷幕设计及联络通道的结构，冻结孔的倾角采用上仰、近水平、下俯三种角度布置。开孔间距为0.7m，冻结孔58个。冻结孔的布置见图1所示。3.2冻结参数选用YSLGF300Ⅱ型螺杆压缩机组一台套，设计工况：制冷量为87500Kcal/h，电机功率110kW。地层冻结供冷工艺参数和指标：①积极冻结盐水温度为－28℃～－30℃；②冻结孔单孔流量不小于4m3/h；③冻结帷幕交圈时间为20d，达到设计厚度的时间为30d；④积极冻结时间为30d，维护冻结时间为35d。测温孔10个（4个兼作卸压孔）。（a）冻结孔布置的横断面图(mm)（b）冻结孔布置的纵断面图（括号内数字为孔长及倾角）图1冻结孔布置Fig.1Layoutofthefreezingholeinthesoil结系统辅助设备：①盐水循环泵选用IS125-100～200型2台，流量200m3/h，电机功率45kW，还有一台备用；②冷却水循环选用IS125-100～200C型2台，流量120m3/h，电机功率30kW，一台备用；冷却塔选用NBL-100型一台，补充新鲜水15m3/h。4监测成果分析4.1盐水温度监测分析冻结工程于2002年11月30日开机冻结，到2003年1月8日已经冻结39d，超过设计冻结时间（35d）4d。盐水降温曲线如图2所示。去路盐水温度－33℃，回路盐水温度开机2d降到－20℃，降温幅度较大。2003年1月7日盐水的去、回路温度差已从2002年12月24日的平均2℃降到0.5℃，说明土层的热负荷减少，冻土帷幕形成良好。4.2土层温度监测分析在上、下行线隧道联络通道洞口两侧共布置10个测温孔，在下行隧道中布置了4个，上行隧道中布置了6个，开挖是从下行隧道开始的，每个测温孔内设3个测点，每个测点间距为600mm，测温孔深为2m。测温孔如图3所示。测试结果如图4，图5所示。研究表明，同一孔内3个测点的温度相差不大，呈现出孔越深温度降低越大的趋势。根据第3#测孔的实测资料，在距冻结主面400mm的降