[发明专利]联络通道的冻结施工方法及冻结系统

说明书

本发明涉及隧道开掘技术领域，具体涉及一种联络通道的冻结施工方法及冻结系统。方法包括：在联络通道两侧分别布设多个冻结孔、多个测温孔和多个泄压孔；将冻结站设置在联络通道一侧的隧道中，冷冻站对侧隧道沿通道外围冻结壁敷设多排冷冻排管；在冷冻站设置冻结系统，调试并运行冻结系统；对两侧隧道之间的土壤进行积极冻结，利用测温孔测得两侧隧道之间冻土温度，计算冻结壁的平均温度，当平均温度达到预设值时，判定满足联络通道的开挖条件；在开挖期间，进行维护冻结，监测维护冻结数据。本发明开孔阶段采用二次开孔工艺，防止钻透隧道管片时大量出泥、出水；在冻结过程中，检测、分析每组冻结器的盐水温度变化，保证联络通道的施工安全。

技术领域

本发明涉及隧道开掘技术领域，具体涉及一种联络通道的冻结施工方法及冻结系统。

背景技术

隧道冻结施工方法主要用在那些地质环境较差的区域，比如岩层不稳定，在施工过程中可能会塌方等不利于工程或者对施工人员造成危险的环境。这种方法的原理是利用低温使岩层变得稳定，便于开展施工。

冻结法适用于含水量较大的地质和砂砾较松地质，如圆砾层、风化层泥岩和砂土液化等。圆砾层，属中等透水层，水量较丰富，冻结孔施工过程中可能会发生较大渗涌水，产生流土、管涌，钻孔断管的风险。风化层泥岩岩体软硬不均，均匀性较差，易造成钻孔偏移、歪斜等问题，钻孔施工难度大，对施工质量存在一定的影响。砂土液化后的地基对工程不利，易产生液化沉陷，应采取相应的抗液化措施，消除液化土层对工程的影响；局部可能存在浅层天然气，施工中应加强监测。

联络通道是设置在两条隧道之间的通道，一般用于防火、通风、紧急疏散等，联络通道的开挖处于圆砾层、风化层泥岩和砂土液化等地质环境时，采用水平冻结法加固地层、矿山法暗挖施工，即：在隧道内采用水平冻结法加固地层，使联络通道外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结壁，然后在冻结壁的保护下法进行联络通道开挖和结构施工。这种方法的优势在于冷冻后环境更好，有利于施工，而且对环境也无污染，有利于地下施工，它的劣势在于可能成本会高，对周围环境有要求，最好水多一点，而且会延长工期。

但是，冻结法施工联络通道时发生过这样一起事故，隧道联络通道工程施工作业面内，因大量水及流砂涌入，引起隧道部分结构损坏及周边地区地面沉降，造成三栋建筑物严重倾斜，防汛墙局部塌陷，导致防汛墙围堰管涌，直接经济损失初步估算为1.5亿元人民币左右。事故调查结论表明，引发事故的原因是：施工单位在用于冷冻法施工的制冷设备发生故障、险情征兆出现、工程已经停工的情况下，没有及时采取有效措施排除险情，现场管理人员违章指挥施工，直接导致了这起事故的发生。

因此，鉴于此，亟需一种在施工时更加安全，冻结时实时监控冻结参数并能够及时调节的联络通道的冻结施工方法及冻结系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种联络通道的冻结施工方法及系统，开孔阶段采用二次开孔工艺，防止钻透隧道管片时大量出泥、出水；在冻结过程中，检测、分析每组冻结器的盐水温度变化，保证联络通道的施工安全。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种联络通道的冻结施工方法，所述联络通道的冻结施工方法包括以下步骤：

步骤S1：在联络通道两侧分别布设多个冻结孔、多个测温孔和多个泄压孔，分别将冻结管、测温管、泄压管作为钻杆施工所对应的冻结孔、测温孔和泄压孔；

步骤S2：将冻结站设置在联络通道一侧的隧道中，冷冻站对侧隧道沿通道外围冻结壁敷设多排冷冻排管，在两侧隧道之间开设多个对穿孔，对穿孔用于给对侧隧道冻结孔和冷冻排管供冷；

步骤S3：在冷冻站设置冻结系统，调试并运行冻结系统；

步骤S4：对两侧隧道之间的土壤进行积极冻结，利用测温孔测得两侧隧道之间冻土温度，计算冻结壁的平均温度，当平均温度达到预设值时，判定满足联络通道的开挖条件；