工 施工前的准备工作(进场、加工件组织) 钻孔定位 钻 孔 冻结管测斜 冻结管打压 冻结器安装 冻结系统安装 冻结系统调试 积极冻结 钢管片焊接、隧道预应力支架、防护门安装 开管片试挖 通道开挖、初期支护 程监维 通道防水施工 通道结构层施工 泵站开挖、初期支护 泵站防水施工 泵站结构层施工 充填融沉注浆 竣工验收 护冻结测
图3-1 联络通道及泵站施工工艺流程图
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4 冻结加固施工
冻结加固施工工序为：施工准备→冻结钻孔施工→冻结制冷系统安装→溶解氯化钙和机组充氟、加油→积极冻结→维护冻结。 4.1 施工准备
(1) 要求提前供电到联络通道施工场地附近，并清理隧道及施工场地，保证施工通行顺畅。
(2) 在隧道内铺设两根2″钢管至联络通道施工工作面，用于冻结孔打钻供水、排污和冻结时的供、排水。在端头井中安装潜水泵一台，在施工工作面安装排污泵一台，流量均为40m3/h。安装3台7.5kw的轴流风机，用于隧道通风。
(3) 用16#工字钢架和厚5cm的木板在联络通道处铺设长约45m的施工平台。 (4) 按不同位置的冻结孔钻进要求，用1.5″钢管搭建冻结孔施工脚手架，安装钻孔施工升降平台。
(5) 在联络通道施工工作面附近围砌高约0.5m的泥浆围墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内施工环境整洁。
(6) 施工设备进场。由于隧道内交通不便，受施工的影响大，应合理安排施工设备运抵安装地点的时间顺序。
(7) 合同签定后，开工前进行加工件加工。 4.2 冻结钻孔施工
冻结钻孔施工工艺为：定位开孔及孔口管安装→孔口装置安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试漏。现具体说明如下： 4.2.1定位开孔及孔口管安装
依据施工基准点，按冻结孔施工图布置冻结孔。根据各孔孔位在砼管片和钢管片上定位开孔。
(1) 砼管片上：首先注意砼管片内受力钢筋干涉时，调整孔位。选用J-200型金刚石钻机，配Ф133mm金刚石取芯钻头按设计角度开孔，当开到深度300mm时停止钻进(管片要留50mm以上的保护层)，用钢楔楔断岩心，取出后安装孔口管。孔口管用Ф133×5mm无缝钢管加工，头部加工250mm长的鱼鳞扣。孔口管的安装方法为：首先将孔口处凿平，安好四个膨胀螺丝，而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，用膨胀螺丝上紧，上紧后，再去掉螺母，装上DN125闸阀，再将闸阀打开，用Ф110mm金刚石钻头从闸阀内开孔，一直将砼管片开穿，这时，如地层内的
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水砂流量大，就及时关好闸门。
(2) 钢管片上：在钢管片焊好孔口管，在孔口管上接好闸阀，用钻机接上金刚石钻头，从闸阀内切割钢管片钻进。 4.2.2孔口装置安装
用螺丝将孔口装置装在闸阀上，注意加好密封垫片。当第一个孔开通后，没有涌水涌砂可继续钻进，但以后钻孔仍要装孔口装置，以防突发涌水涌砂现象出现；若涌水涌砂较厉害，还应注水泥浆(或双液浆)止水。孔口管及孔口装置详见图4-1。
地层隧道管片膨胀螺丝孔口管闸阀孔口装置钻杆小闸阀图4-1 孔口管及孔口装置示意图
4.2.3钻孔与冻结器安装
示意图
(1) 使用MD-60A型钻机一台，扭矩2000N·M，推力17KN。选用BW-200/50泥浆泵一台，流量为200 l/min。钻机和泥浆泵总功率为45kw。。
(2) 利用冻结管作钻杆，冻结管采用丝扣连接，接缝要补焊，确保其同心度和焊接强度，冻结管达到设计深度后用丝堵密封孔底部，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。
(3) 按冻结孔施工方位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) 为了保证钻进精度，开孔段是关键。钻进前2m时，要反复校核冻结管方向，调整钻机位置，并用精密罗盘或经纬仪检测偏斜无问题后方可继续钻进。
(5) 冻结管下入孔内前要先配管，保证冻结管同心度。下好冻结管后，采用经纬仪
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灯光测斜法检测，然后复测冻结孔深度，并进行打压试漏。冻结孔试漏压力控制在0.8～1.0MPa，稳定30分钟压力无变化或前30分钟压降<0.05MPa，后15分钟不降为试压合格。
(6) 在冻结管内下入供液管。供液管底端连接150mm长的支架，Ф8钢筋焊接。然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。
(7) 冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与孔口管之间的间隙，然后拆卸孔口密封装置。
(8) 测温孔、泄压孔施工方法与冻结管相同。泄压孔也可利用钢管片上的注浆孔。 4.2.4管漏处理
试压不合格的冻结管必须进行处理达到密封要求后方可使用。若钻进时无水砂涌出，管漏时可逐根提出孔内管，并用泥浆泵对逐个焊缝打压，找出泄漏焊缝及原因，及时处理，并作好记录，二次下入后仍须自检。若在实际施工中地层不允许提出冻结管，管漏时要采用在不合格冻结管内下入小一级冻结管(套管)或打补孔的方法处理此类事故。
4.3 冻结制冷系统安装
(1) 冻结站布置与设备安装
东盛区间冻结站和东天区间冻结站设在联络通道及泵站附近隧道内，盛福区间冻结站设置在车站中板上。站内设备主要包括冷冻机组、配电柜、盐水箱、盐水泵、冷却水泵、冷却塔及冷却水池等。冻结站安装包括氟系统、盐水系统及冷却水系统安装，要求根据冻结站的总体设计，按照先设备后管路的安装程序和施工图的技术要求，将三大循环系统分别进行安装，并按《井巷工程施工及验收规范》要求试压、检查验收。
设备安装按设备使用说明书的要求进行。 (2) 管路连接、保温与测试仪表安装
盐水和冷却水管路用法兰连接，并用管架架设在施工平台上或隧道管片上。盐水管路要离地面安装，避免浸水和高低起伏。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，冻结管每3～5个一串联，串联尽量间隔进行，应以每组冻结孔总长度相近和每路盐水循环阻力接近为宜。
在配液圈与冻结器之间安装阀门二个，以便控制冻结器盐水流量。
在冷冻机进出水管上安装温度计，在去、回路盐水管路上安装压力表、温度传感
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器和控制阀门。在盐水管出口安装流量计。在盐水箱安装液面传感器。
在去路盐水干管上安装单向阀。在盐水管路的高处安装放气阀。盐水和冷却水管路耐压分别为0.7MPa和0.3MPa。
在对侧隧洞管片内侧冻结加固范围内敷设冷冻排管，敷设方法为用膨胀螺栓和压板直接固定在管片上。冷冻排管与穿透冻结孔之间用胶管连接。冻结加固范围内铺设40mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板。
冷冻机组的蒸发器及低温管路、盐水箱、盐水干管表面用40mm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板保温。
温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。 4.4 溶解氯化钙和机组充氟、加油
先在盐水箱内注入约1/4的清水，盐水箱上部要设过滤网，然后，启动泵并逐步加入固体氯化钙，直至盐水浓度达到设计要求。溶解氯化钙时要除去杂质。盐水箱内的盐水不能灌得太满，以免高于盐水箱口的冻结管盐水回流时溢出盐水箱。
机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。 4.5 积极冻结
(1) 冻结系统试运转与积极冻结
设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数，使机组在有关工艺规程和设计要求的技术参数条件下运行。
在冻结过程中，每天检测盐水温度、盐水流量和冻土壁扩展情况，必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入积极冻结。要求7天内盐水温度降至-20℃以下，15天内降至-24℃以下，开挖时盐水温度降至-28℃以下。
每天检测测温孔温度，并根据测温数据，分析冻结壁的扩展速度和厚度，预计冻结壁达到设计厚度时间。
(2) 探孔
实测冻结壁温度和厚度达到设计值后，打开探孔确认无泥水涌出或初期有少量出水并渐止，即可试挖。
(3) 停止冻结
联络通道及泵站主体结构施工结束后方可停止冻结。
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