冷凍法端頭加固施工關(guān)鍵工序操作手冊一、凍結(jié)孔施工工序1.操作流程（定位鉆孔→下凍結(jié)管→打壓試驗）1.1定位與鉆孔按測量放樣孔位固定鉆機(jī)，用水平儀校準(zhǔn)鉆機(jī)水平度（偏差≤0.1°），經(jīng)緯儀校準(zhǔn)鉆桿垂直度（垂直水平面）；每添加1根鉆桿（長度3-4m），復(fù)測1次水平度與垂直度，防止孔位偏斜。沖擊層鉆孔時，控制鉆速≤0.5m/min，偏斜率≤0.3%；分化帶及含水基巖鉆孔時，鉆速≤0.3m/min，偏斜率≤0.5%；鉆孔直徑比凍結(jié)管外徑大10mm，深度比設(shè)計深度深0.5m以上，避免凍結(jié)管下放后長度不足。1.2下凍結(jié)管鉆孔完成后，用泥漿泵沖孔清理孔內(nèi)泥漿（泥漿比重≤1.2g/cm3），若泥漿濃度過高，注入清水稀釋后再清理，防止凍結(jié)管下放受阻。凍結(jié)管采用坡口內(nèi)接箍焊接，焊條選用與管材匹配型號，焊接前用坡口機(jī)切割坡口（角度30-45°），確保焊縫飽滿、無夾渣；接頭抗壓強(qiáng)度需≥母管75%，焊接后用砂輪打磨焊縫毛刺。緩慢下放凍結(jié)管（速度≤0.2m/s），下放深度≥設(shè)計深度0.5m；下放完成后，用燈光測斜儀檢測孔斜，終孔偏斜超100mm或相鄰孔間距超200mm時，需掃孔調(diào)整或補(bǔ)打新孔。1.3打壓試驗用封堵蓋封閉凍結(jié)管孔口，連接水壓泵，緩慢加壓至0.8MPa，關(guān)閉閥門后靜置30分鐘；若壓力無下降，且焊縫無滲漏，即為合格；若壓力下降或滲漏，標(biāo)記滲漏位置，用補(bǔ)焊方式修復(fù)，修復(fù)后重新試壓。2.技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)要求鉆機(jī)水平度偏差≤0.1°鉆孔偏斜率沖擊層≤0.3%，分化帶/基巖≤0.5%鉆孔直徑比凍結(jié)管外徑大10mm凍結(jié)管下放深度≥設(shè)計深度0.5m打壓壓力0.8MPa，保壓30分鐘無壓降焊縫坡口角度30-45°3.質(zhì)量控制鉆孔過程中，每5m記錄1次鉆桿垂直度，超限時立即調(diào)整鉆機(jī)角度；凍結(jié)管焊接后，用超聲波探傷檢測焊縫質(zhì)量，合格率需100%。打壓試驗時，安排專人觀察焊縫及管身，發(fā)現(xiàn)滲漏立即泄壓，禁止帶壓修補(bǔ)；試壓合格后，做好記錄，標(biāo)注孔號、試壓時間、操作人員。4.安全注意事項鉆機(jī)操作時，操作人員站在鉆桿側(cè)方（非正前方），佩戴防塵口罩；鉆孔區(qū)域設(shè)置警戒區(qū)，禁止非作業(yè)人員靠近，防止泥漿飛濺或鉆桿脫落傷人。焊接作業(yè)時，電焊工佩戴防護(hù)面罩、絕緣手套，焊機(jī)接地接零可靠；附近配備滅火器（干粉滅火器≥2具），避免保溫材料等易燃物靠近焊接點(diǎn)。二、凍結(jié)系統(tǒng)安裝與調(diào)試工序1.操作流程（設(shè)備安裝→保溫處理→系統(tǒng)調(diào)試）1.1設(shè)備安裝冷凍機(jī)組、鹽水泵、清水泵按設(shè)計圖紙定位擺放，設(shè)備基礎(chǔ)用C20混凝土澆筑（厚度≥200mm），確保平整牢固；主管路用200×200mm方木管架支撐，管架間距4-6m，鹽水干管坡度0.1%，端頭高處安裝放空閥（便于排氣）。閥門、壓力表、溫度計安裝在便于操作與讀數(shù)的位置（高度1.2-1.5m），測溫管插入水管深度為管徑的1/3-1/2，確保測量準(zhǔn)確；遠(yuǎn)程壓力表連接數(shù)據(jù)采集器，實時監(jiān)測管路壓力。1.2保溫處理鹽水管路先進(jìn)行試漏（注水后保壓1小時無滲漏），再包裹50mm厚橡塑保溫筒，接口處用膠帶密封，外包塑料薄膜防潮；鹽水箱內(nèi)壁貼50mm厚聚苯乙烯保溫板，接縫處用密封膠封堵。洞門內(nèi)及洞門圈向外4m范圍的管路與結(jié)構(gòu)表面，敷設(shè)40mm厚阻燃保溫材料（如巖棉板），用錨釘固定，防止冷量損失影響凍結(jié)壁與地連墻膠結(jié)。1.3系統(tǒng)調(diào)試制冷系統(tǒng)調(diào)試：先關(guān)閉所有閥門，向系統(tǒng)內(nèi)充入氮?dú)猓▔毫?.6MPa），保壓24小時檢漏，無滲漏后抽真空（真空度≤5Pa），再充氟加油（制冷劑用量按機(jī)組說明書）。鹽水系統(tǒng)調(diào)試：鹽水箱注入1/4清水，啟動鹽水泵循環(huán)沖洗管路（1小時），排除臟水后重新加水，逐步加入氯化鈣，攪拌均勻，用密度計測量濃度至1.15Kg/L。聯(lián)合調(diào)試：啟動冷凍機(jī)組，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)頻率，控制鹽水溫度逐步下降（每天降溫≤5℃），1周內(nèi)降至-25℃以下；同時調(diào)節(jié)各凍結(jié)孔管路閥門，確保鹽水流量符合設(shè)計要求（單孔流量≥5m3/h），檢查鹽水水位報警器功能（水位低于設(shè)定值時自動報警）。2.技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)要求設(shè)備基礎(chǔ)厚度≥200mm（C20混凝土）管架間距4-6m鹽水干管坡度0.1%保溫層厚度鹽水管路50mm，鹽水箱50mm，洞門區(qū)域40mm制冷系統(tǒng)真空度≤5Pa鹽水濃度1.15Kg/L單孔鹽水流量≥5m3/h鹽水降溫速率≤5℃/天3.質(zhì)量控制管路安裝后，用水平儀檢查坡度，超限時調(diào)整管架高度；保溫層包裹需平整，無褶皺、裸露，接口密封嚴(yán)密，避免冷橋效應(yīng)。調(diào)試過程中，每2小時記錄鹽水溫度、流量、壓力，繪制溫度變化曲線，若降溫速率過快或流量不足，及時調(diào)整機(jī)組參數(shù)或清理管路堵塞。4.安全注意事項制冷系統(tǒng)充氟時，操作人員佩戴防毒面具，禁止在通風(fēng)不良區(qū)域作業(yè)；若發(fā)生氟泄漏，立即通風(fēng)，用專用吸附劑處理，禁止明火靠近。調(diào)試期間，電氣設(shè)備由專業(yè)電工操作，實行“一機(jī)一箱一閘一漏?！保娤渖湘i，檢修時斷電掛牌；鹽水泵、冷凍機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時，禁止觸摸轉(zhuǎn)動部件。三、積極凍結(jié)與維護(hù)凍結(jié)工序1.操作流程（積極凍結(jié)→效果監(jiān)測→維護(hù)凍結(jié)）1.1積極凍結(jié)系統(tǒng)調(diào)試合格后進(jìn)入積極凍結(jié)階段，凍結(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)工每2小時記錄鹽水溫度（進(jìn)/回液）、流量，每4小時記錄測溫孔溫度（用單點(diǎn)測溫儀測量，深度按設(shè)計要求）；確保鹽水溫度≤-25℃，去回路溫差≤2℃，測溫孔溫度持續(xù)下降。積極凍結(jié)期間，凍結(jié)區(qū)200m內(nèi)禁止降水作業(yè)，避免地下水流速加快影響凍結(jié)效果；若遇降雨，及時清理場地積水，防止雨水滲入凍結(jié)區(qū)域?qū)е碌貙訑_動。1.2效果監(jiān)測當(dāng)測溫孔溫度降至-10℃以下，且相鄰測溫孔溫度差≤2℃時，判斷凍土帷幕初步形成；此時打探孔（孔徑50mm，深度≥凍結(jié)壁設(shè)計厚度），檢查凍土完整性，若探孔無涌水涌砂、凍土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)（無明顯塑性變形），即為積極凍結(jié)合格。1.3維護(hù)凍結(jié)從鑿除洞門開始至盾構(gòu)始發(fā)準(zhǔn)備完成，進(jìn)入維護(hù)凍結(jié)階段；保持鹽水溫度穩(wěn)定（-25~-20℃），測溫孔溫度不回升，凍結(jié)壁平均溫度≤-10℃，與地連墻交界處溫度≤-8℃。洞門鑿除過程中，對暴露的凍結(jié)壁敷設(shè)50mm厚保溫棉，每小時監(jiān)測1次凍結(jié)壁溫度，若溫度回升超-8℃，增加鹽水流量或降低鹽水溫度；同時觀察凍結(jié)壁變形，若出現(xiàn)裂縫，立即停止鑿除，加強(qiáng)凍結(jié)后再繼續(xù)。2.技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)要求鹽水溫度（積極凍結(jié)）≤-25℃，去回路溫差≤2℃測溫孔溫度（積極凍結(jié)合格）≤-10℃，相鄰孔溫差≤2℃凍結(jié)壁平均溫度（維護(hù)凍結(jié)）≤-10℃凍結(jié)壁與地連墻交界處溫度≤-8℃探孔孔徑50mm，深度≥凍結(jié)壁設(shè)計厚度3.質(zhì)量控制積極凍結(jié)期間，若鹽水溫度回升超-25℃，檢查冷凍機(jī)組是否缺氟、鹽水泵流量是否正常，及時排除故障；測溫孔溫度若出現(xiàn)異常（如停止下降或回升），分析原因（如管路堵塞、地下水流干擾），采取對應(yīng)措施（清理管路、補(bǔ)打凍結(jié)孔）。維護(hù)凍結(jié)階段，安排專人巡查凍結(jié)系統(tǒng)管路，防止保溫層破損導(dǎo)致冷量損失；洞門鑿除時，控制鑿除速度（≤0.5m3/h），避免機(jī)械沖擊破壞凍結(jié)壁。4.安全注意事項維護(hù)凍結(jié)期間，凍結(jié)區(qū)域掛“低溫危險”警示牌，禁止非作業(yè)人員觸摸低溫管路，防止凍傷；作業(yè)人員接觸低溫設(shè)備時，佩戴防寒手套。若遇停電，立即啟動應(yīng)急發(fā)電機(jī)，優(yōu)先保障冷凍機(jī)組、鹽水泵供電；停電超1小時，每30分鐘記錄鹽水溫度，若溫度回升超-20℃，啟動備用冷凍機(jī)組，防止凍結(jié)壁融化。四、融沉注漿工序1.操作流程（注漿準(zhǔn)備→注漿控制→停止注漿）1.1注漿準(zhǔn)備利用管片預(yù)留注漿孔或在隧道側(cè)墻增設(shè)水平應(yīng)急注漿孔（孔徑50mm，間距2-3m），注漿材料采用PO42.5水泥漿，按水灰比0.85-0.9配制（攪拌時間≥3分鐘，確保均勻無結(jié)塊）；注漿泵選用螺桿式注漿泵，壓力量程0-1MPa。注漿前檢查注漿管路密封性，進(jìn)行試注漿（壓力0.2MPa，持續(xù)5分鐘），無滲漏后再正式注漿；同時布設(shè)沉降監(jiān)測點(diǎn)（地表及隧道內(nèi)，間距5-10m），監(jiān)測基準(zhǔn)值確定后開始注漿。1.2注漿控制注漿順序按“隧道底部→隧道兩側(cè)→隧道頂部”進(jìn)行，單孔注漿壓力≤0.5MPa，注漿量按地層沉降情況調(diào)整（每孔單次注漿量≤50L）；注漿過程中，每15分鐘記錄1次注漿壓力、流量，每30分鐘觀測1次沉降監(jiān)測點(diǎn)。若隧道單天沉降＞0.5mm或累計沉降＞1.0mm，增加注漿頻次；若地表隆起達(dá)2.0mm，立即暫停注漿，待沉降穩(wěn)定后再繼續(xù)；注漿時避免壓力驟升，防止管片開裂或地層擾動。1.3停止注漿當(dāng)凍結(jié)壁全部融化（測溫孔溫度回升至5℃以上），且地層沉降持續(xù)半個月每天≤0.1mm時，停止注漿；注漿完成后，用清水沖洗注漿管路，防止水泥漿凝固堵塞，注漿孔用水泥砂漿封堵（強(qiáng)度≥M10）。2.技術(shù)參數(shù)項目參數(shù)要求注漿材料PO42.5水泥漿，水灰比0.85-0.9注漿孔間距2-3m，孔徑50mm注漿壓力≤0.5MPa單孔單次注漿量≤50L沉降控制標(biāo)準(zhǔn)單天≤0.5mm，累計≤1.0mm；地表隆起≤2.0mm停止注漿標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)壁全融化（測溫孔≥5℃），沉降≤0.1mm/天（持續(xù)半個月）注漿孔封堵強(qiáng)度≥M10水泥砂漿3.質(zhì)量控制注漿材料需按配比計量，每批次檢測水泥漿密度（≥1.8g/cm3），不符合要求時調(diào)整水灰比；注漿過程中，若壓力突然下降，檢查是否存在管路泄漏或地層空