[发明专利]一种管幕间水平动态控制性冻结止水法

说明书

技术领域

本发明涉及管幕间封水领域，更具体涉及一种管幕间水平动态控制性冻结止水法，适用于市政管幕施工过程中，管幕间封水施工。

背景技术

自1971 年管幕法首先应用于日本Kawase-Inae穿越铁路的通道工程起，作为非开挖技术其广泛运用于穿越道路，铁路，结构物，机场等连接通道的建设中。管幕法施工中，各单管间依靠锁口在钢管侧面相接形成管排，并在锁口空隙注入止水剂，以达到止水要求，形成超前支护。

现有的管幕间封水施工技术，依靠各钢管间锁口连接，并在锁口处注入止水剂，形成密封的止水惟幕。经对现有技术的公开文献检索发现，李伟强撰写的《管幕法在环境保护中的研究与应用》，收录于《建筑施工》2011第33卷第5期第229～231页，该文介绍：在上海外滩源33项目建设中，上海二建成功运用“管幕法”施工技术对一棵百年古银杏树实施有效保护。管幕为46根直径为786mm、壁厚为12mm 的钢管组成的矩形。内部采用多管法水平旋喷工夫进行注浆加固，并在高压喷水枪端头设置排泥装置，以便严格控制地面沉降。这种施工方法不能在地质条件复杂，含水丰富的地层进行使用。从止水效果上来看，如果顶进偏差过大，则会导致锁口开裂或变形，或是注浆效果不好都会使管幕无法形成密闭的空间，且由于锁扣的存在，其始发井和接受井的锁扣位置封水也无法保证，其止水效果差，很难适用于软土，高压水等地层条件；同时从钢管顶进来看，由于锁扣的约束，顶进时精度要求高，纠偏困难，很难适用于长距离地下结构的施工。 

发明内容

本发明的目的在于提供了一种管幕间水平动态控制性冻结止水法，方法易行，操作简便，其封水效果好，安全可靠，环境适应性强，适用于各种复杂含水量高的地层，尤其适用于地表有建筑物或对地表变形要求严格的地段。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种管幕间水平动态控制性冻结止水法，包括以下步骤：

步骤1、在成环形或矩形布置的顶管中，在相隔的顶管的非开挖侧管壁钻孔，在钻孔中设置测温管，沿测温管设置有多个测温传感器，同时在设置有测温管的顶管设置加强冻结管，

步骤2、在未设置测温管的顶管内均铺设两根冻结管和一根限位管，两根冻结管分别设置在离相邻顶管最近的两侧，限位管设置在顶管非开挖侧的最外侧，在未设置测温管的顶管内填充混凝土，

步骤3、在开挖工况前45～60天，采用低温盐水作为循环液通过冻结管对顶管间的土体进行冻结，通过测温管测出非开挖侧冻土的厚度的平均值，通过向限位管内循环负温盐水控制非开挖侧冻土的厚度的平均值在设定的厚度范围，

步骤4、在顶管内侧开挖时，冻结管内保持循环步骤3中的低温盐水，并在加强冻结管内循环低温盐水，限位管6内保持循环步骤3中的负温盐水，当非开挖侧冻土的平均厚度低于设定的厚度范围的最小值时，降低冻结管和加强冻结管的温度，并提高冻结管和加强冻结管内流速，并停止限位管内的盐水流动；当冻土的非开挖侧平均厚度高于设定的厚度范围的最大值时，升高冻结管和加强冻结管内盐水的温度，并降低冻结管和加强冻结管内流速，升高限位管内的盐水温度，提高限位管内流动速度，

步骤5、顶管间土体无封水要求后，让冻土解冻，并进行融沉注浆处理。

如上所述的顶管为环形或者矩形布置，顶管直径为1-3m，顶管间距为0.2-0.8m，钻孔的延伸方向穿过顶管横截面的圆心，若为圆环形布置的顶管，则钻孔方向与顶管横截面圆心在由各个顶管横截面圆心构成的圆上对应的切线方向之间的角度为30～60°，若为矩形布置，则钻孔方向与顶管横切面圆心所在的由各个顶管横截面圆心构成的矩形边之间的角度为30～60°。

如上所述的冻结管、限位管、加强冻结管为直径为89-127mm的无缝低碳钢管材。

如上所述的步骤3和步骤4中的低温盐水的温度为-22～-28℃，流速为0.1～0.3m/s，负温盐水的温度为-5～30℃，流速为0.1～0.3m/s，非开挖侧冻土的厚度的平均值的设定范围为0.2m~0.6m。