[发明专利]浅覆土冻结法施工中温控-热限-泄压综合冻胀控制方法

说明书

本发明浅覆土冻结法施工中温控‑热限‑泄压综合冻胀控制方法，包括如下步骤：(A)地下管线的沉降监测；(B)盐水进回水的温度监测；(C)布设测温孔；(D)布设热限孔；(E)地表沉降监测；(F)布设泄压孔。本发明根据市政浅覆土冻结的特点，在现有冻胀控制的基础上，针对浅覆土冻胀控制的精准性要求，有效控制了冻结壁的厚度及扩展速度。同时，分时空对地层中集聚的冻胀能进行有效释放。浅覆土冻结法施工中温控‑热限‑泄压综合冻胀控制新方法改变了传统单一的冻胀控制方法，使冻胀量可控、冻胀能释放，降低了浅覆土冻结法施工中冻胀对地下管线及地表的影响，实现了冻结工法与周边环境的友好协同，创造了良好的经济与社会效益。

技术领域

本发明涉及冻结施工技术领域。具体地说是浅覆土冻结法施工中温控-热限-泄压综合冻胀控制方法。

背景技术

目前，浅覆土结构即浅埋结构，根据王梦恕院士多年来的工程实践和理论研究，对地下工程结构深埋、浅埋以及超浅埋的界定提出了覆跨比的概念，即覆土厚度与结构跨度的比值，并定义单线或双线铁路隧道洞顶埋深小于：VI级围岩35m～40m，V级围岩18m～25m，IV级围岩10m～14m，III级围岩5m～7m时，为浅埋隧道；对于城市地铁，覆跨比H/D小于0.6时定义为超浅覆土结构，覆跨比H/D介于0.6～1.5时定义为浅覆土结构，覆跨比H/D大于1.5时定义为深覆土结构。

在市政地下工程中，浅覆土地下结构常见，如地铁车站出入口、过街地下通道，浅埋地下隧道等。而且浅埋通道(隧道)上部地下管线众多，大多位于繁华的交通道路下，若采用明挖施工对地面交通影响较大，若采用机械法施工，如顶管、盾构，则存在进出洞问题，经常引起地表较大沉降；浅埋隧道位于富水土层中，水泥系加固效果又不好。而冻结法对复杂的环境条件和水文条件适应性强，可以采用冻结法加固矿山法暗挖，解决这个疑难问题。

冻结法在发挥其积极作用的同时，也会对周围环境产生不同程度的负面影响，即土体冻胀效应。冻结环境效应引起的地表隆起如图4所示。

对于深埋隧道冻结法施工中的冻胀问题，一般对地面及管线影响相对较小，采取传统的相对单一的控制冻胀的措施往往可以达到效果。但对于浅覆土(小于6m)冻结法施工中，采用传统的冻结方式及控制冻胀的措施会对地下管线、地面及建筑物产生较大的影响，冻胀难以控制，因冻胀引起的地表隆起往往超过100mm。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于解决浅覆土冻结法施工中冻胀控制的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：浅覆土冻结法施工中温控-热限-泄压综合冻胀控制方法，包括如下步骤：

(A)地下管线的沉降监测：对地下管线进行布点，冻结施工期间监测管线沉降变化；

(B)盐水进回水的温度监测：在盐水干管的进回水管路上安装温度测点，监测进回水盐水的温度变化；

(C)布设测温孔：在冻结壁靠近设计边界外边缘上，采用钻进的方法钻进测温孔，并布设温度测点；

(D)布设热限孔：在靠近冻结壁设计边界外边缘的上均匀布置热限孔，适时开启，控制冻结壁的边界及冻结壁的厚度；

(E)地表沉降监测：在地表布置沉降监测点，冻结施工期间对地表沉降进行监测；

(F)布设泄压孔：在冻结壁以外非冻土区域采用钻进的方式成孔，即为泄压孔，在泄压孔内安装花管进行泄压；

当管线隆起日变化量连续X天超Y mm/d，立即提高热限孔盐水温度至T1℃，减缓冻结；通过测温孔监测冻结壁上边界温度变化，当冻结壁上边界测温孔温度降至T2℃以下，通过热限孔进行人工强制解冻；当地面出现隆起Z mm，立刻打开泄压孔内的花管的阀门，并使用清水冲洗泄压孔，保持泄压孔畅通。