郑州市轨道交通5号线工程盾构施工与管理：冻结法设计加固形式

以郑州东站南/北端头加固为例。

郑州东站北端为接收端，南端为始发端，地层自上而下为：杂填土①1层、黏质粉土②33层、粉质黏土②35层、黏质粉土②35、粉质黏土②51层、细砂②51层、粉质黏土②52b层，始发段和接收段均位于地下水位以下，且地下水丰富，设计采用冷冻法加固。

1.冻结设计

1）冻结孔的布置

根据冻结帷幕设计，冻结孔按近水平角度布置，冻结孔数56个。

圆柱体冻结孔沿开洞口φ8 m圆形布置，开孔间距为0.786 m（弦长），冻结孔数32个，长度为14.1 m。

板块冻结孔沿开洞口φ5.2 m、φ2.7 m圆形布置，开孔间距为1.031～1.081 m（弦长），冻结孔数23个，冻结孔长度为5.0～6.1 m；开洞口中心布设1个冻结孔，冻结孔长度为4.5 m。冻结设计如图6.2.3。

图6.2.3　冻结设计图

2）测温孔

共布置6个测温孔，深度为4～12 m，目的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全。测温孔管材选用φ89×8 mm 20#低碳钢无缝钢管。

3）钻孔施工

钻孔的施工工序为：定位开孔及孔口管（如图6.2.4所示）安装→孔口密封装置（如图6.2.5所示）安装→钻孔→测量→（封闭孔底部）→打压试验。

图6.2.4　孔口管及孔口装置示意图(www.xing528.com)

图6.2.5　钻孔孔口密封装置图

2.冻结施工

1）制冷设计

冻结参数确定：

（1）积极冻结期盐水温度为－28～－30 °C。

（2）维护冻结期温度为－25～－28 °C。

（3）外围冻结孔终孔间距Lmax≤1 000 mm，冻结帷幕交圈时间为20～25 d，达到设计厚度时间为35 d。

（4）积极冻结时间为35 d，维护冻结时间为5 d。

（5）冻结孔布置56个，冻结管总长度为587.2 m。

（6）测温孔布置6个，深度为4～12 m，测温孔一般定在终孔间距较大的位置，位置可根据实际施工时进行调整。

2）总体布置

冻结站占地面积约100 m2，站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵以及箱式变电站、清水泵和冷却塔。

冻结机组布置在郑州东站地下负一层下沉广场，上方为郑州东站西广场绿化带草坪。对冷冻管路和盐水箱采取保温包裹措施，确保冷冻施工对周边环境的影响。