南京地鐵工程十號線d10-ta05標
凍結加固監測
小結南京林業大學
2012-04-18
一、工程概況
新浦路站位於珠江鎮新浦路與長江隧道連線線相交十字路口的西側，車站沿長江隧道連線線東西向布置，垂直於新浦路，呈一字形布置於道路路中。周圍場地開闊，車站西南角有康華新村的6層磚混住宅樓，距離車站26公尺，站位處交通流量一般。
車站兩端區間採用盾構法施工，根據總體工程籌畫，該站為盾構過站站。盾體長度為9.5m，隧道外徑6.2m，洞門尺寸6.7m。
新浦路站到達端盾構中心埋深12.45公尺，洞門處主要地層為②-2b4淤泥質粉質粘土~粉質粘土、②-2c-d2-3粉砂~粉土，隧道底部距②-3d2粉細砂承壓水層底部為2.3～3.
8公尺，承壓水層厚度為1.4～3.3公尺。
新浦路站兩端頭地面無明顯地表水。根據野外勘探結果，結合區域水文地質資料。本工點場地地下水型別為鬆散岩類孔隙水（孔隙潛水、微承壓水）和基岩裂隙水。
其中漫灘相沉積的飽和軟弱粘性土（-1b2-3、-2b4）飽含地下水，但透水性弱、給水性差。第一層微承壓水含水組主要為漫灘中部砂性土（-2c-d2-3、-3d2）, ②-2b4淤泥質粉質粘土~粉質粘土為該層水隔水頂板， -4a-b3層粉質粘土為隔水底板。通過簡易抽水試驗孔可知承壓水位為地面下1.
18m，第一層微承壓水對盾構到達有影響。
圖1給出了本工程的凍結孔與測溫孔布置圖。
圖1凍結孔與測溫孔平面布置圖
二、溫度監測情況彙總
表1、圖2、圖3、圖4分別給出了2023年4月16日監測溫度資料彙總、去迴路鹽水溫度及各測溫孔測得土體溫度的變化曲線圖。
表1 凍結加固2012-04-16監測報表
圖2. 總去、迴路鹽水溫度隨時間的變化曲線（單位：℃）
圖3. 迴路鹽水溫度隨時間的變化曲線（單位：℃）
c1各測溫點溫度隨時間變化圖
c2各測溫點溫度隨時間變化圖
c3各測溫點溫度隨時間變化圖
圖4. 測溫孔各測點溫度隨時間的變化曲線（單位：℃）
三、凍結效果分析
本端頭凍結加固工程自2023年3月23日開始開機凍結，至2023年4月16日，已凍結27天。
目前，總去、迴路鹽水溫度分別為-29.5℃和-26.9℃，溫差為2.6℃，符合凍結設計要求。
為了掌握盾構始發時豎直凍結施工中的鹽水去迴路溫度、地層不同凍結部位的溫度變化情況，本工程開展了溫度監測工作，以推算凍結壁的發展速度及凍結壁平均溫度，判斷盾構出洞的時機，並且保證盾構安全出洞。
溫度場監測共設三個測溫孔，其中c1測溫孔被a2、b2、a3、b3四個凍結孔所包圍，溫度較低，不能作為判斷依據；而c2測量孔溫度較高，通過4月16日拔出該測溫管得知，c2測溫管周圍存在孔洞，測溫管直接與空氣接觸，因此測得溫度較高，現已往度該孔洞內灌入泥漿水，但測得數值仍不穩定（具體數值見表1和圖4）。所以溫度場監測分析僅以c3測溫孔測得數值為依據。
四、凍結加固情況計算分析
1、凍結圓柱半徑計算公式如式（1）所示。
式中：r2——凍結圓柱半徑；
t1——迴路鹽水溫度；
r——測溫孔離凍結管的距離；
r1——凍結管內半徑；
t——測溫孔溫度。
在c3測溫孔中，3-1和3-7兩個測溫點的溫度最高，由計算也得知：這兩個測溫點的凍結圓柱半徑最小，分別為1.6m和1.
5m，取其中較小值1.5m作為凍結效果判定依據，繪製目前凍結壁交圈結果圖，如圖5所示。
圖5. 凍結壁交圈示意圖
由此繪製的實際凍結壁厚度達2.65m，已超過設計凍結壁厚度1.5m，。
2、凍結壁的平均溫度計算
凍土平均溫度根據成冰公式計算；利用《建井工程手冊》凍結施工成冰公式計算凍結帷幕的平均溫度，見式（2）。
式中:toc——按零度邊界線計算的凍結壁平均溫度；
tc——凍結壁平均溫度；
tb——鹽水溫度；
l——凍結孔間距；
e——凍結壁厚度；
tn——測點溫度。
從最薄弱位置計算外圈凍結管交圈後的平均溫度來看，c3測溫孔中，3-1和3-7的溫度最高，以此計算此時對應的凍結壁平均溫度，根據上式計算為-12.5℃,已達到凍土壁設計平均溫度-10.0℃要求。
3、開鑿洞門前探孔情況
今日在洞門處施工5個探孔，探孔深度進入槽壁與凍結壁交介面處10cm左右。開鑿探孔過程中，洞門範圍地層未見水流出，測得這些探孔處凍結壁與槽壁交介面溫度為-13.3℃～-10.
3℃。探孔平面示意圖及探孔測溫情況如圖6所示。
五、結論與建議
根據目前監測分析，工程凍結時間25天；總去、迴路鹽水溫度分別為-29.5℃和-26.9℃，溫差2.
6℃，滿足人工凍結工程要求；實際凍結壁的最小厚度為2.65m，超過設計值1.5m；凍土壁平均溫度為-12.
5℃以下,達到設計-10.0℃要求，滿足下一步工序開展的條件。
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