[发明专利]洞门环梁施工中的冻结壁围护结构及其施工方法

权利要求书

1.洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：包括A排冻结管（1）和B排冻结管（2）；在A排冻结管（1）和B排冻结管（2）内依次通入液氮和盐水后，在车站基坑（4）与隧道管片（5）连接处及隧道管片（5）四周的地层中形成冻结壁（6）围护结构；

A排冻结管（1）位于车站基坑（4）的既有咬合桩（3）内，由地面垂直打入，底端均超出隧道管片（5）底面设置，A排冻结管（1）是由冻结管沿垂直于隧道水平轴线方向的纵截面并列排布组成的管幕；

B排冻结管（2）与A排冻结管（1）沿隧道水平轴线方向并列排布，位于A排冻结管（1）远离车站基坑（4）的一侧，B排冻结管（2）包括一组垂直设置的Bc管和位于Bc管两侧的B0管与Bx管，Bc管的数量与A排冻结管（1）数量一致，且一一对应设置，B0管与Bx管倾斜对称设置，由地面倾斜打入，分别从隧道管片（5）两侧穿过、于隧道管片（5）下方相交。

2.根据权利要求1所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述冻结壁（6）围护结构的厚度不小于洞门环梁宽度的1.5倍。

3.根据权利要求1所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述A排冻结管（1）底端超出隧道管片（5）底面的距离不小于2.5m。

4.根据权利要求1所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述A排冻结管（1）与既有咬合桩（3）偏心设置，A排冻结管（1）偏向既有咬合桩（3）远离车站基坑（4）的一侧边沿设置。

5.根据权利要求1所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述B排冻结管（2）与A排冻结管（1）的间距不大于洞门环梁宽度的0.5倍。

6.根据权利要求1所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述A排冻结管（1）均匀间隔排布，相邻冻结管之间的距离为1-1.5m；A排冻结管（1）包括位于两侧边的A1管和An管，以及位于A1管与An管之间的一组Ai管，A1管与An管分别位于隧道管片（5）两侧；A1管与An与隧道管片（5）的最小水平距离不超过1m。

7.根据权利要求6所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述Bc管包括位于两侧边的B1管和Bn管，以及位于B1管与Bn管之间的一组Bi管，Bi管由地面垂直打入、底端伸至隧道管片（5）外侧面上方。

8.根据权利要求1所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述B0管和Bx管与竖直方向的夹角不小于20°，B0管和Bx管与隧道管片（5）外侧面的最小距离不超过0.5m。

9.根据权利要求1所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构，其特征在于：所述A排冻结管（1）与B排冻结管（2）中的每根冻结管为不锈钢管。

10.权利要求1-9任意一项所述的洞门环梁施工中的冻结壁围护结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、确定冻结管的设置位置；

根据待施工的洞门环梁的位置和宽度，结合工程特点、土层条件以及施工现场情况确定冻结壁（6）的厚度；根据咬合桩的位置和直径确定A排冻结管（1）的地面打入位置，并由此确定B排冻结管（2）的地面打入位置；

步骤二、布设冻结孔；

将冻结管由地面打入，注意控制冻结管的打入角度和长度；

步骤三、设置测温孔；用于实时掌握冻结壁（6）不同部位的温度发展情况，以便根据温度变化及时调整冷冻循环介质和具体的冻结参数；

步骤四、拆除冻结孔的施工设备，将冻结管与液氮冻结系统连接；

步骤五、液氮积极冻结；以液氮为冷冻介质，运行液氮冻结系统冻结周围土层，在隧道管片（5）的外侧周围和洞门环梁的施工截面处形成封闭的冻结壁（6）围护结构；

步骤六、液氮积极冻结达到设计冻结条件后，拆除液氮冻结系统，将冻结管与盐水冻结系统连接；

步骤七、盐水维持冻结；以盐水为冷冻介质，运行盐水冻结系统进行维持冻结，同时进行洞门环梁的施工；

步骤八、在洞门环梁的施工过程中，破除隧道管片（5）、隧道内填充墙以及既有咬合桩（3）时，A排冻结管（1）中的Ai管暴露在外的部分以保温层进行隔热保护；

步骤九、在洞门环梁施工完成后，拆除盐水冻结系统，切除隧道内的冻结管，孔洞做密封处理。