双层越江公路隧道联络通道冻结法施工技术.doc

双层越江公路隧道联络通道冻结法施工技术 一、 概述 ? 上海市复兴东路越江隧道工程是国内首条双层隧道，分为北线隧道和南线隧道，设置四条联络通道，用于连接南北线隧道。联络通道分别位于双层隧道的上层和下层，结构偏心。四条联络通道具体结构尺寸见图1。 ?该工程位于黄浦江底⑦号砂土层中，⑦号土层是含承压水的砂土层，孔隙比大，承载力低，容易压缩，在动力作用下易流变，开挖后天然土体本身难以自稳，易发生水砂突出。所以采用冻结法施工技术可主要针对含承压水的⑦号砂土层来采取切实可靠的技术措施，以确保四条联络通道施工安全。 ? 二、 冻结施工技术 ? 1、 冻结帷幕设计 ?冻结帷幕按弹性理论设计。冻结盐水温度积极期为-28～-30℃，维护期为-22～-28℃。冻结帷幕设计厚度通道为1.8m，喇叭口为2.0m，冻土平均温度为-10℃，冻土单轴抗压强度为4.5mpa，冻土单轴抗拉强度为2.3mpa，冻土单轴抗剪强度为1.9mpa，计算荷载取上覆土层自重。以浦西上层联络通道为例计算，依据洞室的结构尺寸按5倍直径的影响范围建立结构与作用介质的相互作用模型，采用2d—σ分析软件计算。经计算，得冻结帷幕最大变形为22.2mm，最大压应力为-3.244mpa，最大拉应力为1.1mpa，小于-10℃冻土强度，结构是安全的。 ?2、 冻结孔施工设计 ?冻结孔开孔间距根据联络通道平面尺寸和受力特征，分内外两排冻结孔，以尽量避开管片主筋为原则，内排主孔开孔间距不大于0.9m，取0.5～0.9m，外排冻结孔开孔间距不大于1.00m，取0.8～1.00m。为减少冻土挖掘量，冻结孔不宜内偏，并控制终孔向外的偏角在1.0°以内。内排冻结孔终孔间距控制1.2m以内，外排冻结孔终孔间距控制1.4m以内。由于上、下层联络通道喇叭口已接近隧道顶部和底部，为满足该部位的冻结帷幕厚度采用在相反的对面隧道布置深冻结孔，深度打到对面喇叭口，以满足冻结帷幕厚度要求。北线上层隧道冻结孔数49个，南线上层隧道冻结孔数34个，其中4个穿透孔。 ?浦西上层联络通道冻结孔开孔平面布置图、立面施工剖面图见图2、图3。 ?图2 浦西上层联络通道冻结孔开孔平面布置图 ?图3 浦西上层联络通道冻结孔开孔立面施工剖面图、 ?3、 冻结施工 ?本施工区域深度土层主要是灰色粉砂、粘土，根据上海地区地质情况和以往联络通道施工经验，冻土实际发展速度应大于28mm/d，为确保安全取28mm/d。冻结帷幕交圈时间需25天，开挖前冻结时间以冻土帷幕厚度及强度达到设计要求为限需50天，开挖后即维护冻结时间需25天，因此冻结运转总时间为75天，见表1。 ?表1 冻结厚度发展表 ?冷冻初期，盐水与周围土层热交换激烈，冷量消耗大，因而盐水去回路温差大。随着冻结圆柱的扩大和冻结帷幕的形成，则热交换减弱，盐水去回路温差较小，且保持较长时间稳定后趋于接近。初期盐水去回路温差不大于3.5℃，开挖盐水去回路温差不大于2℃。 ?4、 施工顺序及工艺流程 ?施工顺序：联络通道先开挖一侧喇叭口导硐，再开挖通道中间段，而后另一侧喇叭口导硐贯通；贯通后，进行通道部分的临时支护、防水层、结构层施工，然后刷扩两端喇叭口，刷够设计断面后，进行临时支护、防水层和结构层施工。 ?施工工艺流程：联络通道开管片、试挖——一侧喇叭口导硐、临支——通道挖掘、临支——另一侧喇叭口导硐、临支——做通道防水层、扎钢筋、立模、浇砼—两侧喇叭口刷大、临支——做喇叭口防水层、扎钢筋、立模、浇砼——拆模、清理—壁间、壁后充填注浆。 ?5、 开挖与构筑施工 ?（1）开挖 ?联络通道开挖构筑施工占用一侧隧道，在联络通道开口处搭设工作平台，利用隧道作为排渣及材料运输通道。经探孔试挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，然后进行暗挖法施工。 ?开挖掘进采用人工风镐挖掘，短掘短砌技术，开挖步距控制在0.3～0.5m；联络通道两端喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变形的影响，开挖步距控制为0.3m，在掘进施工中根据揭露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。土方开挖按照前面提到施工顺序进行。由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结帷幕承载能力大，因而开挖时（除喇叭口侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖。 1 / 1 1 / 1