冻结施工成功接收施工，上海中心地下室内实施

2023-10-09 理论教育版权反馈

【摘要】：冻结施工在上海中心地下室内进行。图7-24洞门凿除6）接收暗挖段施工由于本次冻结加固是在矩形顶管机切口距地下连续墙10 cm时，停止顶进后再进行水平冻结，洞门凿除完成后，矩形顶管机外壳已被冻住，若按常规继续顶进矩形顶管机，需要解冻，在解冻过程中可能会带来水土流失和上方管线沉降，因此矩形顶管机未再顶进，仍继续维持冻结。

由于通道二的接收区域位于上海中心内已建的地下室，无预留接收工作井，所以采用无接收井的“金蝉脱壳”接收工艺实施矩形顶管接收，即先对处于接收区域的既有建筑物的地下室、地下车库、楼层等进行改造加固，使之具备基本的接收条件，然后按照顶管法进行顶进施工，当设备到达接收区域的指定位置时，依次拆解顶管机内部除壳体外的所有设备，壳体留在土体内，设备拆除后在壳体内现浇钢筋混凝土通道结构，最后再进行既有建筑物结构修复。

1）无接收井的基本接收条件实现

上海中心地下室已经建成，矩形顶管机接收需突破地下室的墙体，从而实现地下通道的贯通，继而建成地下通道。由于上海中心地下室未预留顶管机接收条件，一方面为了满足顶管接收工艺要求，需在地下室的墙体上增设接收用的穿墙孔，安装接收用的钢洞圈，另一方面由于接收施工可能会带来漏水漏砂，引起水土流失，会对既有建筑物结构和正常使用产生影响，为此需要在接收前对上海中心地下室进行改造加固，改造加固的原则是：

（1）为保证既有建筑物的正常使用，对既有建筑物的改造应尽量不破坏原有建筑物结构的受力体系。

（2）由于接收施工风险性较大，为防止接收时发生水土流失对既有建筑物产生影响，在改造的基础上对受力体系进行局部加强。

为此，在接收需凿除地下连续墙处施工钢筋混凝土替代框架结构（图7-21），替代框架结构由上框架梁、下框架梁、两侧框架立柱和内侧的预埋钢洞圈组成。替代框架结构施工涉及地下五层和地下四层，需穿越环梁，所以在环梁断开位置增加临时钢支撑。

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图7-21　钢筋混凝土替代框架结构

上海中心地下室内不具备钢洞圈整体安装的条件，为保证钢洞圈安装偏差在允许范围内，且尽可能减小在地下室内动火作业，钢洞圈采用工厂分段加工、现场机械连接的形式。

2）接收土体加固

通道二接收区域位于花园石桥路中间，下方市政管线众多，且为主干道，交通繁忙，人员进出频繁，地面不具备实施接收土体加固的条件，为了保证接收安全性，减少对道路交通和地下管线的影响，采用水平冻结加固（图7-22）进行接收土体加固。

根据冻结设计，在洞门内部及周围共布置60个水平冻结孔，避开两边格构柱和下方的构造圈梁。

为减小冻结对上方管线的影响，在上部冻结孔往上2m位置设置一排泄压孔兼注浆孔（4个），在冻结时根据压力值及时泄压，融沉时根据地面监测及时注浆。

冻结施工在上海中心地下室内进行。

3）接收段掘进

接收前对洞门位置、顶管所处的位置与姿态进行复核，确认无误后按预定方案顶进，确保顶管机准确接收。

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图7-22　冻结加固示意图

矩形顶管机距离地下室地下连续墙6m时，边推进边注水润滑切削面，时刻观察顶力的变化，避免顶力过大造成设备损坏，如出现异常，应放慢速度或停止推进。减慢顶进速度，加大出土量，逐渐减小正面土压力，防止顶力过大对既有建筑物结构产生影响。停止机头的压浆，并把压浆位置逐渐后移。调整好机头姿态，使其与顶进轴线相平行，尽可能将顶管机和后部管节间出现的接缝间隙减为最小。

顶管机刀盘切口距地下连续墙10 cm时，停止顶进。

4）土体冻结

考虑到矩形顶管机刀盘无法切削冻结土，所以在矩形顶管机切口距地下连续墙10 cm时，停止顶进后再进行水平冻结，积极冻结时间40 d，如图7-23所示。

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图7-23　土体冻结

在冻结过程中，应定时检测盐水温度、盐水流量和测温孔温度，分析冻结壁的扩展速度和厚度，必要时调整冻结系统运行参数，冻结系统运转正常后进入积极冻结。

5）洞门凿除

在水平冻结达到设计要求后，进行洞门凿除（图7-24），此后冻结进入维持冻结阶段。为防止风镐凿除洞门对结构的影响和控制扬尘，采用钻孔排孔法凿除洞门。由于本次加固为冻结加固，洞门凿除为一次凿除。

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图7-24　洞门凿除

6）接收暗挖段施工

由于本次冻结加固是在矩形顶管机切口距地下连续墙10 cm时，停止顶进后再进行水平冻结，洞门凿除完成后，矩形顶管机外壳已被冻住，若按常规继续顶进矩形顶管机，需要解冻，在解冻过程中可能会带来水土流失和上方管线沉降，因此矩形顶管机未再顶进，仍继续维持冻结。由于矩形顶管机帽檐至接收钢洞圈外延这段范围未封闭，因此对矩形顶管机帽檐至接收钢洞圈外延这段范围采取了暗挖构筑、铺设钢模板（图7-25）的方法，将接收钢洞圈与顶管机壳体连接成一个整体。钢模板既将矩形顶管机帽檐至接收钢洞圈外延这段范围封闭，起到挡土、防水的作用，又是后续现浇混凝土施工时的外侧钢模板。(www.chuimin.cn)

7）冻结管封堵、洞口注浆

在接收暗挖段施工完，且与矩形顶管机壳体连接后，停止冻结，将水平冻结管割除封堵。所有冻结孔应用压缩空气吹干管内盐水，用强度不低于M10的水泥砂浆充填，充填长度不小于1 500 mm，孔口段采用微膨胀水泥充填350 mm进行封孔。

利用洞口区域的预埋注浆孔进行洞口注浆，充填钢模板与土体之间的间隙。

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图7-25　铺设暗挖段钢模板

接收完成后应利用预留注浆孔进行融沉注浆，采取分层注浆的方法进行处理，注浆过程应遵照“多点、少量、多次、均匀”的循序渐进原则，并根据沉降监测结果适时调整注浆量和注浆时间间隔，确保沉降稳定。

8）矩形顶管机原位拆解

在无接收井条件下，矩形顶管机接收后不能推进至既有建筑物内，只能在通道内进行原位拆解。既有建筑物与矩形顶管机内缺乏顶管机部件拆解和吊装移位的条件，矩形顶管机内的操作空间也有限，给顶管机拆解带来了很大难度。为此，采用原位“金蝉脱壳”拆解技术，按照“先装后拆，后装先拆，从后部到前部”的拆解顺序，实现了矩形顶管机在通道内的原位拆解。

（1）壳体受力分析。对矩形顶管机壳体在周围土压力作用下的应力和变形进行了分析情况，计算结果为最大应力139 MPa，最大变形7 mm，满足将矩形顶管机部件拆解完后进行钢筋混凝土结构现浇施工的要求。应力与变形如图7-26、图7-27所示。

（2）设备拆解，如图7-28、图7-29所示。

①根据矩形顶管机刀盘和部件拆解需要，在暗挖构筑段钢模板和矩形顶管机内施工临时吊点。

②整体拆除矩形顶管机内的两个螺旋机和液压泵站，由平板车沿通道运至地面。

③拆除矩形顶管机刀盘后部的齿轮箱及马达、铰接油缸、脱离油缸、电气动力柜和纠偏液压站等部件，由平板车沿通道依次运至地面。

④利用钢模板上的临时吊点将矩形顶管机刀盘逐个拆卸，缓缓放倒后放置在地面。

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