盾构进洞超长水平冰冻加固构造制造技术

本实用新型专利技术涉及一种盾构进洞超长水平冰冻加固构造，包括内、外圈冰冻加固体，内、外圈冰冻加固体１，２为洞口处冻结板块厚１．８ｍ，直径８ｍ，入土层１０ｍ；其上开有五十八个水平冻结孔和九个测温孔，其中，外圈冰冻加固体上开有三十三个入土深度为１０ｍ的冻结孔，内圈冰冻加固体上开有三圈二十五个入土深度为１．８ｍ的冻结孔，外圈冰冻加固体上的测温孔进入土层１０ｍ，内圈冰冻加固体上进入土层１．８ｍ；冻结孔内插有冻结管。本实用新型专利技术与常规盾构进出洞冰冻加固自地墙入土不超过６ｍ相比，它打破常规，将入土深度加长至１０ｍ，可以保证盾构靠近地墙后盾尾进入外圈加固体，此时注浆，可以大大增加洞圈的密封性，确保进洞安全。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种盾构进洞位置加固，尤其是一种水平冰冻加固。
技术介绍
上海轨道交通10号线某区间隧道工程，由两台全断面切削式土压平衡式三菱盾 构机同向推进。上行线全长约990. 0m，计825环；下行线全长约998. 4m，计832环。砼管片 宽度为1. 2m。 盾构进洞位置地处虹口区主干道四平路上，交通繁重，车辆众多。进洞区域西侧为 一栋钢筋砼结构高层商务楼，正常使用。进洞过程中地面交通不封闭，造成无条件降水。 进洞区域重要管线有1500mm上水管、1000mm污水管、800mm雨水管、700mm煤气管、 300mm煤气管等该工程在盾构进洞洞口处，隧道断面大部分为层砂质粉土。虽已完成高压旋 喷地基加固，但在此种砂性土中进行水泥系加固很难加固均匀，易发生水泥土抱团现象， 形成渗水通道。在实际操作中，经取芯检测，加固体强度达到设计要求，可开探孔后发现仍 有流砂流水现象，对盾构进洞产生较大影响。同时本次进洞位于主干道四平路中央，进洞施 工期间大量车辆正常通行。进洞周边分布有大量重要管线，一旦发生险情，将造成巨大社会 影响。 为保证盾构顺利进洞及周边交通、管线的安全，需要对盾构进洞位置进行超常规 的入土 10m水平冰冻加固。
技术实现思路
本技术是要解决盾构进洞位置进行超常规的入土 10m水平冰冻加固的技术 问题，而提供一种盾构进洞超长水平冰冻加固构造。 为实现上述目的，本技术的技术方案是一种盾构进洞超长水平冰冻加固构 造，包括内、外圈冰冻加固体，其特点是内、外圈冰冻加固体为洞口处冻结板块厚1.8m，直 径8m，入土层10m;其上开有五十八个水平冻结孔和九个测温？L其中，外圈冰冻加固体上 开有三十三个入土深度为10m的冻结孔，内圈冰冻加固体上开有三圈二十五个入土深度 为1. 8m的冻结孔，外圈冰冻加固体上的测温孔进入土层10m，内圈冰冻加固体上进入土层 1.8m;冻结孔内插有冻结管。 外圈冰冻加固体上的三十三个冻结孔中的冻结管为小89X8mm的20ft低碳无缝钢 管；内圈冰冻加固体上的二十五个冻结孔中的冻结管为小108X8mm的20#低碳无缝钢管。 冻结孔偏斜率13《1%。；在外圈冰冻加固体上的冻结孔的最大孔间距为1. lm， 内圈冰冻加固体上的冻结孔的最大孔间距为1. 2m。 本技术的有益效果是 本技术与常规盾构进出洞冰冻加固自地墙入土不超过6m相比，本次工程打 破常规，将入土深度加长至10m，可以保证盾构靠近地墙后盾尾进入外圈加固体，此时注浆， 可以大大增加洞圈的密封性，确保进洞安全。附图说明图1是本技术的结构剖视图； 图2是图1的左视图。具体实施方式如图1，2所示，本技术的盾构进洞超长水平冰冻加固构造，包括内、外圈冰冻 加固体1，2。 内、外圈冰冻加固体1，2为洞口处冻结板块厚1.8m，直径8m，入土层10m ;其上开 有五十八个水平冻结孔和九个测温孔，其中，外圈冰冻加固体1上开有三十三个入土深度 为10m的冻结孔，内圈冰冻加固体2上开有三圈二十五个入土深度为1. 8m的冻结孔，外圈 冰冻加固体2上的测温孔进入土层10m，内圈冰冻加固体上进入土层1. 8m ;冻结孔内插有冻 结管3，4。 外圈冰冻加固体1上的三十三个冻结孔中的冻结管3为小89X8mm的20#低碳无 缝钢管；内圈冰冻加固体2上的二十五个冻结孔中的冻结管4为小108X8mm的20#低碳无 (1)冻土墙厚度h的确定 设冻土墙平均温度为-l(TC，冻土抗压强度o压=3.6MPa，抗拉强度o拉= 1.8MPa，抗剪强度T，=1.6MPa。洞口采取板状冻结方式加固。冻结加固体在盾构进洞破 壁时，起到抵御水土压力、防止土层塌落和泥水涌入工作井的作用。该进洞口冻结加固体， 其承受的荷载、计算模型及冻结管布置的示意图如图1，2所示 (1)计算水土压力洞口的中心埋深为13. 249m，当开洞直径为6. 7m时，开洞口的底缘深度为 16. 599mc则按重液公式计算得到水土压力为 P = 0. 013H = 0. 216MPa(2)定加固体为整体板块而承受水土压力，运用日本计算理论计算加固体的厚 & =，计算得冻土墙厚度为1. 80m。<table>table see original document page 4</column></row><table> (3)运用我国建筑结构静力计算理论公式进行验算圆板中心所受最大弯曲应力计算公式为ct^ =丰，(3 + A)416 A 表2运用我国建筑结构静力计算理论计算数据及结果<table>table see original document page 5</column></row><table> 根据以上计算结果并结合我公司类似工程冻结施工经验和设计院设计原则，冻土 墙厚度h盾构进洞冻结壁厚度取1. 8m，外圈维护冻结帷幕厚度取1. 6m。 (2)主要冻结施工参数的确定 1)积极期盐水温度-25 -30°C 。 2)冻结孔偏斜率13《1%。 3)盾构进洞加固冻结孔外圈最大终孔间距Lmax = lmax+2 13 H = 1. lm。 内圈最大孔间距为1. 2m。 4)盾构进洞加固冻土平均发展速度v = 28mm/d。 5)盾构进洞加固冻土墙交圈时间T = Lmax/2v = 22天。 6)盾构进洞加固冻土墙达到设计强度的时间为35天。 7)冷凝温度+35。 根据以上参数选定，当冻结孔最大间距处交圈时，冻土墙与槽壁完全胶结。(3)冻结孔施工 ①冻结管、测温管和供液管规格 冻结管选用小89X8mm20M氐碳钢无缝钢管，采用丝扣连接加焊接；测温管采用 小50X3mm无缝钢管(内圈用PVC管)。 ②打钻设备选型 水平冻结孔施工，选用MD-60A型钻机进行施工，冻结管连接采用丝扣加焊接方 式。钻孔使用灯光测斜，冻结孔终孔偏斜控制在1 %以内。 选用BW-250/50型泥浆泵1台，电机功率14. 5KW。 ③水平冻结孔施工方法 水平冻结孔施工工序为定位开孔及孔口管安装一孔口装置安装一钻孔一测量一 封闭孔底部一打压试验。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构进洞超长水平冰冻加固构造，包括内、外圈冰冻加固体（１，２），其特征在于：所述内、外圈冰冻加固体（１，２）为洞口处厚１．８ｍ，直径８ｍ冻结板块，入土层１０ｍ；其上开有五十八个水平冻结孔和九个测温孔，其中，外圈冰冻加固体（１）上开有三十三个入土深度为１０ｍ的冻结孔，内圈冰冻加固体（２）上开有三圈二十五个入土深度为１．８ｍ的冻结孔，外圈冰冻加固体（１）上的测温孔进入土层１０ｍ，内圈冰冻加固体（２）上进入土层１．８ｍ；冻结孔内插有冻结管（３，４）。

【技术特征摘要】
一种盾构进洞超长水平冰冻加固构造，包括内、外圈冰冻加固体(1，2)，其特征在于所述内、外圈冰冻加固体(1，2)为洞口处厚1.8m，直径8m冻结板块，入土层10m；其上开有五十八个水平冻结孔和九个测温孔，其中，外圈冰冻加固体(1)上开有三十三个入土深度为10m的冻结孔，内圈冰冻加固体(2)上开有三圈二十五个入土深度为1.8m的冻结孔，外圈冰冻加固体(1)上的测温孔进入土层10m，内圈冰冻加固体(2)上进入土层1.8m；冻结孔内插有冻结管(3，4)。2. 根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀良，郑坚，郑世兴，陆庆，亢非，
申请(专利权)人：上海市基础工程公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]