液氮和盐水联合冻结在盾构开仓换刀中的应用

作者：汪波; 廖先斌; 董涛; 赵文杰

来源：市政技术, 2023, 41(07): 121-236.

DOI：10.19922/j.1009-7767.2023.07.121

• 隧道工程
• 开仓换刀
• 冻结法
• 液氮
• 盐水

盾构法被越来越多地应用于隧道工程。盾构掘进过程中，由于地层对刀具的破坏，常需要开仓更换刀具。当常规盾构开仓方法有较大的局限性时，可以采用人工冻结法加固刀盘四周岩土层实现常压开仓换刀。针对超大埋深富水复合地层的盾构开仓换刀，提出了地面液氮垂直冻结+盾构切口环环向盐水冻结的加固方法。以珠江三角洲水资源配置工程土建施工B2标为例，分析了液氮和盐水联合冻结的总体思路、冻结壁计算、冻结壁设计、冻结孔施工、冻结效果和液氮用量等内容。研究结果表明：(1)该工程的液氮冻结孔的排间距、孔间距、孔深度和孔数量等设计合理；(2)该工程的盾构切口环环向盐水冻结管路的布置方案合理；(3)冻结孔的成孔效率与成孔偏差呈负相关关系；(4)积极冻结期的液氮消耗速度是维护冻结期的2倍。液氮和盐水联合冻结法成功应用于盾构常压开仓换刀，对于今后类似工程的设计和施工具有重要的指导意义。