復(fù)雜地質(zhì)隧道凍結(jié)施工方案一、復(fù)雜地質(zhì)隧道凍結(jié)施工方案

1.1方案概述

1.1.1施工背景與目標(biāo)

復(fù)雜地質(zhì)隧道在建設(shè)過程中常面臨圍巖失穩(wěn)、涌水突泥等工程難題，凍結(jié)法作為一種有效的事前支護(hù)手段，通過降低地層溫度形成凍結(jié)帷幕，提高土體強(qiáng)度和防水性能。本方案針對特定復(fù)雜地質(zhì)條件，制定凍結(jié)施工方案，目標(biāo)是確保隧道掘進(jìn)安全，控制圍巖變形，實(shí)現(xiàn)隧道穩(wěn)定貫通。凍結(jié)區(qū)域需覆蓋隧道輪廓外一定范圍，形成連續(xù)的凍土墻，有效隔絕地下水，為開挖提供安全作業(yè)環(huán)境。方案需綜合考慮地質(zhì)條件、環(huán)境因素、技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)性，采用多孔凍結(jié)管群凍結(jié)法，結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測與優(yōu)化調(diào)整，確保凍結(jié)效果。

1.1.2凍結(jié)技術(shù)原理

凍結(jié)法利用人工制冷技術(shù)，通過凍結(jié)設(shè)備將冷媒循環(huán)至凍結(jié)管內(nèi)，使管周土體凍結(jié)成凍土墻。其核心原理包括相變傳熱、熱阻疊加及凍土力學(xué)特性。相變傳熱過程中，水在0℃時(shí)吸收大量潛熱，導(dǎo)致土體快速降溫；熱阻疊加效應(yīng)下，凍結(jié)管、凍土層及未凍土體形成多層熱阻，影響凍結(jié)帷幕厚度與擴(kuò)展速度；凍土力學(xué)特性表現(xiàn)為強(qiáng)度顯著提升，但脆性較大，需結(jié)合支護(hù)體系共同作用。本方案采用氟利昂或氨作為冷媒，通過螺桿式冷水機(jī)組實(shí)現(xiàn)低溫循環(huán)，確保凍結(jié)管內(nèi)冷媒溫度達(dá)到-20℃至-30℃，滿足凍土墻形成要求。

1.2工程概況

1.2.1工程地質(zhì)條件

隧道穿越區(qū)域地質(zhì)以破碎頁巖、強(qiáng)透水砂層為主，埋深約80-120米，地下水豐富，單點(diǎn)涌水量可達(dá)200m3/h。圍巖類別屬IV-V級，節(jié)理發(fā)育，遇水易軟化，存在局部失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)。凍結(jié)區(qū)域需延伸至隧道輪廓外5-8米，以形成可靠的防水屏障。地質(zhì)勘察顯示存在兩處斷層帶，需重點(diǎn)監(jiān)控凍結(jié)效果，防止地下水沿?cái)鄬訚B漏影響凍結(jié)帷幕連續(xù)性。

1.2.2主要技術(shù)參數(shù)

凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)厚度不小于1.5米，溫度梯度控制在1℃/米以內(nèi)，確保凍土強(qiáng)度滿足開挖支護(hù)要求。凍結(jié)管間距根據(jù)水文地質(zhì)條件優(yōu)化為1.2-1.5米，管長設(shè)計(jì)為20-25米，采用雙層絕緣保溫管殼減少熱量損失。冷媒循環(huán)系統(tǒng)需具備冗余設(shè)計(jì)，制冷量按150kW/米凍結(jié)管計(jì)算，確?？焖傩纬蓛鐾翂Α１O(jiān)測點(diǎn)布設(shè)密度為每20米設(shè)置一組，包括溫度、位移及水壓傳感器，實(shí)時(shí)反饋凍結(jié)效果及圍巖響應(yīng)。

1.3方案可行性分析

1.3.1技術(shù)可行性

現(xiàn)有凍結(jié)技術(shù)成熟度較高，類似工程案例表明在類似地質(zhì)條件下凍結(jié)帷幕厚度可穩(wěn)定控制在設(shè)計(jì)范圍。本方案采用自動(dòng)化控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)公式與數(shù)值模擬，可精準(zhǔn)預(yù)測凍結(jié)擴(kuò)展規(guī)律，減少試凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)。技術(shù)難點(diǎn)在于斷層帶凍結(jié)控制，需通過加密凍結(jié)管、調(diào)整冷媒流量等措施強(qiáng)化凍結(jié)效果。

1.3.2經(jīng)濟(jì)性評估

凍結(jié)法初期投入較高，主要包括凍結(jié)設(shè)備購置、鉆孔及管路安裝費(fèi)用，但可有效縮短工期并降低后期風(fēng)險(xiǎn)。對比注漿、圍堰等替代方案，凍結(jié)法綜合成本可降低15%-20%。經(jīng)濟(jì)性分析表明，在涌水量大于150m3/h的條件下，凍結(jié)法具有明顯優(yōu)勢，投資回收期約為18-24個(gè)月。

1.4方案編制依據(jù)

1.4.1國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

方案嚴(yán)格遵循《巖土工程凍結(jié)法施工技術(shù)規(guī)范》（JGJ/T319）、《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120）及《隧道工程施工規(guī)范》（TB10204），確保技術(shù)指標(biāo)符合強(qiáng)制性要求。

1.4.2類似工程經(jīng)驗(yàn)

二、凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1凍結(jié)孔布置方案

2.1.1凍結(jié)孔參數(shù)設(shè)計(jì)

凍結(jié)孔布置需綜合考慮隧道斷面形狀、水文地質(zhì)條件及凍結(jié)帷幕厚度要求。本方案采用環(huán)形凍結(jié)孔布置，孔間距根據(jù)凍土墻厚度公式（ΔR=K·√Q/π·α）計(jì)算確定，其中ΔR為凍土墻厚度，K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，Q為單孔凍結(jié)影響半徑，α為凍結(jié)速率系數(shù)。根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果，設(shè)計(jì)孔間距為1.5米，孔徑120毫米，有效凍結(jié)深度超過隧道埋深20米，確保凍土墻形成連續(xù)性。凍結(jié)孔垂直偏差控制在1.5%以內(nèi)，采用GPS-RTK實(shí)時(shí)定位技術(shù)，防止因地層傾角變化導(dǎo)致凍結(jié)范圍不足。

2.1.2凍結(jié)孔施工工藝

凍結(jié)孔鉆進(jìn)采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，配備泥漿循環(huán)系統(tǒng)，防止孔壁坍塌。鉆進(jìn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆壓、轉(zhuǎn)速及扭矩，確?？仔狈显O(shè)計(jì)要求。成孔后進(jìn)行清孔作業(yè)，清除孔底沉渣，然后用膨潤土泥漿護(hù)壁，防止地下水滲漏影響凍結(jié)效果。凍結(jié)管安裝前需進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，確保管路密封性。凍結(jié)管采用套管跟進(jìn)方式，每段長度6米，連接處采用柔性接頭，減少應(yīng)力集中。

2.1.3凍結(jié)孔質(zhì)量控制

凍結(jié)孔質(zhì)量直接影響凍結(jié)效果，需重點(diǎn)控制以下環(huán)節(jié)：①鉆進(jìn)過程中每50米測量一次孔斜，發(fā)現(xiàn)偏差超過1%立即調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)；②泥漿性能指標(biāo)（比重1.05-1.10、粘度30-40s）需每小時(shí)檢測一次，確?？妆诜€(wěn)定；③凍結(jié)管安裝后進(jìn)行聲波檢測，確認(rèn)管底位置及完整性。所有施工記錄需實(shí)時(shí)錄入BIM模型，實(shí)現(xiàn)全流程可視化管控。

2.2凍結(jié)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.2.1制冷設(shè)備選型

制冷系統(tǒng)采用兩級螺桿式冷水機(jī)組，單級制冷能力150kW/臺，總制冷量滿足2000kW需求。冷媒選用R404A，其單位質(zhì)量制冷量高、壓焓圖工作范圍寬，適用于低溫工況。系統(tǒng)配置3臺機(jī)組，2用1備，確保極端情況下制冷能力不降低。冷媒泵采用變頻調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)際冷凝溫度自動(dòng)調(diào)整流量，節(jié)能率可達(dá)25%。

2.2.2冷卻水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷卻水系統(tǒng)采用開式循環(huán)，冷卻塔設(shè)計(jì)溫降5℃，進(jìn)出水溫差8℃，確保冷凝器效率。冷卻水泵采用2臺100kW的變頻泵，管路系統(tǒng)設(shè)置自動(dòng)旁通閥，防止低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)水流不暢。冷卻水水質(zhì)需定期檢測，pH值控制在6.5-8.5，防止換熱器結(jié)垢，換熱器盤管材質(zhì)選用鈦合金，耐腐蝕性優(yōu)于不銹鋼。

2.2.3冷凍水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

冷凍水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)，管路材質(zhì)為無縫鋼管，外覆保溫層厚度50毫米，減少熱量損失。冷凍水泵采用3臺80kW的定頻泵，流量調(diào)節(jié)通過三通閥實(shí)現(xiàn)，確保各凍結(jié)管供液均勻。系統(tǒng)設(shè)置電子膨脹閥，根據(jù)蒸發(fā)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)冷媒流量，防止凍結(jié)管局部凍結(jié)。冷凍水溫度控制在-25℃左右，確保土體快速凍結(jié)。

2.3凍結(jié)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.3.1溫度監(jiān)測方案

溫度監(jiān)測采用Pt100熱電阻，埋設(shè)于凍結(jié)管中心及管周土體中，監(jiān)測間距2米。數(shù)據(jù)采集器采用無線傳輸方式，每4小時(shí)上傳一次數(shù)據(jù)至云平臺。凍土墻發(fā)展過程中，重點(diǎn)監(jiān)測凍結(jié)前沿溫度，要求0℃等溫線擴(kuò)展速率不大于2℃/天。溫度異常時(shí)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，提示調(diào)整冷媒流量。

2.3.2位移監(jiān)測方案

位移監(jiān)測采用自動(dòng)化全站儀，在隧道周邊布設(shè)10個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，每12小時(shí)測量一次。位移控制標(biāo)準(zhǔn)為累計(jì)位移不超過20毫米，超過時(shí)需啟動(dòng)凍結(jié)強(qiáng)化措施。監(jiān)測數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)分析，評估凍土墻對圍巖的約束效果。

2.3.3水壓監(jiān)測方案

水壓監(jiān)測采用壓力傳感器，安裝于凍結(jié)區(qū)域外圍巖鉆孔中，每8小時(shí)記錄一次。水壓控制指標(biāo)為凍結(jié)前水壓與凍結(jié)后水壓差不超過0.5MPa，防止因凍結(jié)收縮產(chǎn)生應(yīng)力集中。水壓異常時(shí)需加密凍結(jié)孔，防止地下水突涌。

三、凍結(jié)施工準(zhǔn)備

3.1施工現(xiàn)場平面布置

3.1.1主要設(shè)備布置方案

施工現(xiàn)場平面布置需統(tǒng)籌考慮凍結(jié)設(shè)備、材料堆放、臨時(shí)設(shè)施及運(yùn)輸通道，確保施工高效安全。凍結(jié)主機(jī)房設(shè)置在隧道洞口側(cè)，占地200平方米，內(nèi)設(shè)冷水機(jī)組、冷凍水泵、配電柜等設(shè)備，通過橋架敷設(shè)電纜至各凍結(jié)點(diǎn)。冷媒儲存罐布置在室內(nèi)獨(dú)立區(qū)域，采用防爆設(shè)計(jì)，儲存量按7天消耗量計(jì)算，避免頻繁運(yùn)輸。材料堆放區(qū)劃分凍土管、鉆具、保溫材料等分區(qū)，各區(qū)域設(shè)置標(biāo)識牌，防止混用。運(yùn)輸通道采用硬化路面，寬度不小于4米，確保重型設(shè)備移動(dòng)便利。

3.1.2臨時(shí)設(shè)施布置方案

臨時(shí)設(shè)施包括辦公室、實(shí)驗(yàn)室、宿舍及食堂，建筑面積500平方米，布置在隧道橫通道內(nèi)，與施工區(qū)隔離。實(shí)驗(yàn)室配置冷凍液分析儀器、土樣試驗(yàn)設(shè)備，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測冷媒成分及凍土強(qiáng)度。宿舍區(qū)設(shè)30個(gè)床位，配備空調(diào)及熱水器，滿足作業(yè)人員休息需求。食堂按100人就餐標(biāo)準(zhǔn)配置，采用燃?xì)庠罹撸鲜称钒踩珮?biāo)準(zhǔn)。所有臨時(shí)設(shè)施均采用裝配式結(jié)構(gòu)，施工結(jié)束后可整體拆除，減少場地污染。

3.1.3安全防護(hù)設(shè)施布置

安全防護(hù)設(shè)施包括圍擋、警示標(biāo)志、消防器材及應(yīng)急通道，覆蓋整個(gè)施工區(qū)域。圍擋高度2米，采用彩鋼板結(jié)構(gòu)，設(shè)置醒目安全標(biāo)語。警示標(biāo)志沿運(yùn)輸通道及施工邊界布設(shè)，間距20米，夜間采用LED照明。消防器材按每100平方米配置2具干粉滅火器，重點(diǎn)設(shè)備區(qū)設(shè)置二氧化碳滅火系統(tǒng)。應(yīng)急通道寬度不小于1.5米，沿途設(shè)置急救箱，確保突發(fā)事件快速響應(yīng)。

3.2施工人員組織及培訓(xùn)

3.2.1施工隊(duì)伍組成

施工隊(duì)伍由凍結(jié)專業(yè)公司負(fù)責(zé)，下設(shè)技術(shù)組、設(shè)備組、監(jiān)測組及后勤組，人員配置根據(jù)工程規(guī)模動(dòng)態(tài)調(diào)整。技術(shù)組配備5名凍結(jié)工程師，均持有《制冷與空調(diào)運(yùn)行操作證》，負(fù)責(zé)方案實(shí)施與優(yōu)化。設(shè)備組15人，負(fù)責(zé)凍結(jié)設(shè)備日常維護(hù)，均通過廠家專項(xiàng)培訓(xùn)。監(jiān)測組3人，持《巖土工程監(jiān)測員證》，負(fù)責(zé)自動(dòng)化監(jiān)測系統(tǒng)操作。后勤組8人，負(fù)責(zé)物資供應(yīng)與生活保障。所有人員需簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書，明確崗位風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.2人員培訓(xùn)方案

人員培訓(xùn)分為三級，包括崗前培訓(xùn)、專項(xiàng)培訓(xùn)和現(xiàn)場實(shí)操。崗前培訓(xùn)內(nèi)容涵蓋凍結(jié)原理、設(shè)備操作、應(yīng)急預(yù)案等，時(shí)長7天，考核合格后方可進(jìn)入施工現(xiàn)場。專項(xiàng)培訓(xùn)針對凍結(jié)管安裝、冷媒循環(huán)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，邀請廠家專家授課，采用模擬機(jī)操作考核?，F(xiàn)場實(shí)操由經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師指導(dǎo)，內(nèi)容包括鉆進(jìn)參數(shù)調(diào)整、凍結(jié)孔偏差修正等，每項(xiàng)操作需獨(dú)立完成并通過驗(yàn)收。培訓(xùn)過程記錄存檔，作為人員資質(zhì)管理依據(jù)。

3.2.3人員資質(zhì)管理

人員資質(zhì)管理采用“一人一檔”制度，所有崗位人員需提供崗前體檢證明，特種作業(yè)人員持證上崗。技術(shù)負(fù)責(zé)人需具備5年以上凍結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，持有《注冊巖土工程師證》。設(shè)備操作人員每半年進(jìn)行一次技能復(fù)訓(xùn)，考核不合格者調(diào)離關(guān)鍵崗位?，F(xiàn)場設(shè)立公告欄，公示人員資質(zhì)及培訓(xùn)記錄，確保人員能力持續(xù)滿足施工要求。

3.3主要材料及設(shè)備準(zhǔn)備

3.3.1主要材料供應(yīng)方案

主要材料包括凍結(jié)管、膨潤土、保溫材料及冷媒，需制定專項(xiàng)采購計(jì)劃。凍結(jié)管采購前進(jìn)行樣品檢測，要求抗拉強(qiáng)度不低于300MPa，管壁厚度均勻。膨潤土指標(biāo)（API流動(dòng)性>70、塑性指數(shù)25-35）需符合GB/T1587-2012標(biāo)準(zhǔn)，采購量按1.2倍設(shè)計(jì)用量儲備。保溫材料采用聚乙烯泡沫，導(dǎo)熱系數(shù)不大于0.03W/m·K，采購時(shí)附帶第三方檢測報(bào)告。冷媒R404A采用鋼瓶供應(yīng)，運(yùn)輸過程中需防震防傾倒，確保純凈度>99.5%。

3.3.2主要設(shè)備進(jìn)場計(jì)劃

主要設(shè)備包括凍結(jié)鉆機(jī)、冷水機(jī)組、監(jiān)測儀器等，進(jìn)場計(jì)劃分兩階段實(shí)施。第一階段進(jìn)場設(shè)備包括凍結(jié)鉆機(jī)3臺、冷水機(jī)組2臺、監(jiān)測系統(tǒng)1套，需在施工前30天完成調(diào)試。第二階段進(jìn)場設(shè)備包括備用鉆具、保溫材料加工設(shè)備等，根據(jù)施工進(jìn)度分批補(bǔ)充。設(shè)備進(jìn)場后進(jìn)行100小時(shí)負(fù)荷試驗(yàn)，確保運(yùn)行參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求。所有設(shè)備建立《設(shè)備進(jìn)場驗(yàn)收單》，記錄出廠編號、合格證及檢測數(shù)據(jù)，作為后續(xù)維保依據(jù)。

3.3.3設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方案

設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)采用“日常檢查+定期保養(yǎng)+故障維修”三級制度。日常檢查由操作人員完成，包括油位、壓力、溫度等參數(shù)，填寫《設(shè)備巡檢記錄》。定期保養(yǎng)由專業(yè)工程師實(shí)施，每季度進(jìn)行冷凝器清洗、冷凍泵軸承潤滑等操作，保養(yǎng)后出具《設(shè)備保養(yǎng)報(bào)告》。故障維修采用“搶修+備件”模式，關(guān)鍵設(shè)備（如冷水機(jī)組）設(shè)置2套備用零件，維修響應(yīng)時(shí)間不超過4小時(shí)。所有維保記錄錄入設(shè)備管理臺賬，作為設(shè)備壽命評估依據(jù)。

四、凍結(jié)系統(tǒng)施工

4.1凍結(jié)孔施工

4.1.1凍結(jié)孔鉆進(jìn)工藝

凍結(jié)孔鉆進(jìn)采用回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)工藝，配備泥漿循環(huán)系統(tǒng)，防止孔壁坍塌。鉆進(jìn)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測鉆壓、轉(zhuǎn)速及扭矩，確保孔斜符合設(shè)計(jì)要求。成孔后進(jìn)行清孔作業(yè)，清除孔底沉渣，然后用膨潤土泥漿護(hù)壁，防止地下水滲漏影響凍結(jié)效果。凍結(jié)管安裝前需進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，確保管路密封性。凍結(jié)管采用套管跟進(jìn)方式，每段長度6米，連接處采用柔性接頭，減少應(yīng)力集中。

4.1.2凍結(jié)孔質(zhì)量控制

凍結(jié)孔質(zhì)量直接影響凍結(jié)效果，需重點(diǎn)控制以下環(huán)節(jié)：①鉆進(jìn)過程中每50米測量一次孔斜，發(fā)現(xiàn)偏差超過1%立即調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)；②泥漿性能指標(biāo)（比重1.05-1.10、粘度30-40s）需每小時(shí)檢測一次，確?？妆诜€(wěn)定；③凍結(jié)管安裝后進(jìn)行聲波檢測，確認(rèn)管底位置及完整性。所有施工記錄實(shí)時(shí)錄入BIM模型，實(shí)現(xiàn)全流程可視化管控。

4.1.3凍結(jié)孔驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

凍結(jié)孔施工完成后需進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)包括：①孔深偏差不超過±0.5%；②孔斜偏差不超過1%；③泥漿性能穩(wěn)定，含砂率低于2%；④凍結(jié)管安裝垂直度偏差小于1%。驗(yàn)收合格后進(jìn)行通水試驗(yàn)，確認(rèn)管路通暢無滲漏，方可進(jìn)行凍結(jié)作業(yè)。驗(yàn)收過程需形成《凍結(jié)孔驗(yàn)收報(bào)告》，由監(jiān)理單位簽字確認(rèn)。

4.2凍結(jié)系統(tǒng)安裝

4.2.1凍結(jié)管安裝工藝

凍結(jié)管安裝采用吊裝配合人工推入方式，每段長度6米，連接處采用柔性接頭，減少應(yīng)力集中。安裝過程中需用導(dǎo)向桿控制方向，防止凍結(jié)管偏斜。安裝完成后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，確保管路密封性。水壓穩(wěn)定后進(jìn)行通水檢查，確認(rèn)管路通暢無滲漏。

4.2.2冷凍水系統(tǒng)安裝

冷凍水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)，管路材質(zhì)為無縫鋼管，外覆保溫層厚度50毫米，減少熱量損失。冷凍水泵采用3臺80kW的定頻泵，流量調(diào)節(jié)通過三通閥實(shí)現(xiàn)，確保各凍結(jié)管供液均勻。系統(tǒng)設(shè)置電子膨脹閥，根據(jù)蒸發(fā)溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)冷媒流量，防止凍結(jié)管局部凍結(jié)。冷凍水溫度控制在-25℃左右，確保土體快速凍結(jié)。

4.2.3制冷設(shè)備安裝

制冷系統(tǒng)采用兩級螺桿式冷水機(jī)組，單級制冷能力150kW/臺，總制冷量滿足2000kW需求。冷媒選用R404A，其單位質(zhì)量制冷量高、壓焓圖工作范圍寬，適用于低溫工況。系統(tǒng)配置3臺機(jī)組，2用1備，確保極端情況下制冷能力不降低。冷媒泵采用變頻調(diào)節(jié)，根據(jù)實(shí)際冷凝溫度自動(dòng)調(diào)整流量，節(jié)能率可達(dá)25%。

4.3凍結(jié)系統(tǒng)調(diào)試

4.3.1制冷系統(tǒng)調(diào)試

制冷系統(tǒng)調(diào)試包括冷媒循環(huán)測試、冷凝器性能驗(yàn)證及蒸發(fā)器效果評估。首先進(jìn)行冷媒循環(huán)測試，檢查各部件連接是否牢固，冷媒流量是否均勻。然后測試?yán)淠餍阅?，確保冷卻水進(jìn)出溫差在5℃-8℃范圍內(nèi)。最后評估蒸發(fā)器效果，檢查冷凍水出口溫度是否穩(wěn)定在-25℃左右。調(diào)試過程中需記錄各參數(shù)數(shù)據(jù)，形成《制冷系統(tǒng)調(diào)試報(bào)告》。

4.3.2監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試

監(jiān)測系統(tǒng)調(diào)試包括溫度傳感器校準(zhǔn)、位移監(jiān)測儀標(biāo)定及水壓傳感器驗(yàn)證。溫度傳感器校準(zhǔn)采用標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)對比法，誤差控制在±0.5℃以內(nèi)。位移監(jiān)測儀標(biāo)定通過靜態(tài)加載試驗(yàn)，確保測量精度符合GB/T50026-2020標(biāo)準(zhǔn)。水壓傳感器驗(yàn)證采用壓力源對比法，誤差控制在±1%以內(nèi)。調(diào)試完成后進(jìn)行聯(lián)調(diào)測試，確保各傳感器數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確。

4.3.3安全系統(tǒng)調(diào)試

安全系統(tǒng)調(diào)試包括消防報(bào)警測試、電氣保護(hù)驗(yàn)證及應(yīng)急通道檢查。消防報(bào)警測試采用模擬火源觸發(fā)，確認(rèn)報(bào)警器及聯(lián)動(dòng)設(shè)備響應(yīng)時(shí)間在10秒以內(nèi)。電氣保護(hù)驗(yàn)證通過模擬過載試驗(yàn)，確保斷路器、熔斷器動(dòng)作靈敏。應(yīng)急通道檢查包括疏散標(biāo)識、應(yīng)急照明及通風(fēng)系統(tǒng)，確保符合GB50016-2014標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)試合格后形成《安全系統(tǒng)調(diào)試報(bào)告》，由安全部門簽字確認(rèn)。

五、凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行與監(jiān)測

5.1凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行管理

5.1.1凍結(jié)運(yùn)行參數(shù)控制

凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行需嚴(yán)格監(jiān)控冷媒流量、冷凍水溫度及蒸發(fā)溫度等關(guān)鍵參數(shù)。冷媒流量通過變頻泵調(diào)節(jié)，確保各凍結(jié)管供液均勻，偏差不超過5%。冷凍水溫度控制在-25℃±2℃范圍內(nèi)，蒸發(fā)溫度不低于-28℃，防止凍結(jié)管局部凍結(jié)。系統(tǒng)運(yùn)行過程中每小時(shí)記錄一次參數(shù)數(shù)據(jù)，包括冷水機(jī)組功率、冷凝器進(jìn)出水溫度、蒸發(fā)器進(jìn)出水溫度等，異常情況需立即調(diào)整運(yùn)行策略。冷媒純度需每周檢測一次，確保制冷效率。

5.1.2凍結(jié)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整

凍結(jié)運(yùn)行過程中需根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，優(yōu)化凍結(jié)效果。當(dāng)凍結(jié)帷幕厚度增長緩慢時(shí)，可適當(dāng)增加冷媒流量或加密凍結(jié)孔間距，一般調(diào)整幅度不超過10%。若發(fā)現(xiàn)凍土墻發(fā)展不均勻，需啟動(dòng)備用冷水機(jī)組，確保各區(qū)域冷量供應(yīng)充足。同時(shí)結(jié)合溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)整蒸發(fā)溫度，防止因冷量過剩導(dǎo)致凍土墻過冷，增加凍脹風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)行優(yōu)化需形成《凍結(jié)運(yùn)行調(diào)整記錄》，由技術(shù)負(fù)責(zé)人審核。

5.1.3凍結(jié)運(yùn)行應(yīng)急預(yù)案

凍結(jié)運(yùn)行過程中可能遇到設(shè)備故障、供電中斷等突發(fā)事件，需制定應(yīng)急預(yù)案。設(shè)備故障應(yīng)急措施包括：①關(guān)鍵設(shè)備（如冷水機(jī)組）故障時(shí)，立即啟動(dòng)備用設(shè)備，同時(shí)聯(lián)系廠家搶修；②管路泄漏時(shí)，停運(yùn)相關(guān)凍結(jié)孔，采用堵漏材料緊急處理。供電中斷應(yīng)急措施包括：①主電源中斷時(shí)，啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)，確保核心設(shè)備供電；②短時(shí)中斷（小于30分鐘）時(shí)，維持冷凍水循環(huán)，防止凍結(jié)管凍結(jié)。所有應(yīng)急措施需定期演練，確保人員熟悉操作流程。

5.2凍結(jié)效果監(jiān)測

5.2.1溫度監(jiān)測分析

溫度監(jiān)測采用Pt100熱電阻，埋設(shè)于凍結(jié)管中心及管周土體中，監(jiān)測間距2米。數(shù)據(jù)采集器采用無線傳輸方式，每4小時(shí)上傳一次數(shù)據(jù)至云平臺。凍土墻發(fā)展過程中，重點(diǎn)監(jiān)測凍結(jié)前沿溫度，要求0℃等溫線擴(kuò)展速率不大于2℃/天。溫度異常時(shí)自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警，提示調(diào)整冷媒流量。監(jiān)測數(shù)據(jù)需結(jié)合凍土墻發(fā)展曲線分析，評估凍結(jié)效果，一般凍結(jié)帷幕厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求需持續(xù)運(yùn)行30天以上。

5.2.2位移監(jiān)測分析

位移監(jiān)測采用自動(dòng)化全站儀，在隧道周邊布設(shè)10個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，每12小時(shí)測量一次。位移控制標(biāo)準(zhǔn)為累計(jì)位移不超過20毫米，超過時(shí)需啟動(dòng)凍結(jié)強(qiáng)化措施。監(jiān)測數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng)分析，評估凍土墻對圍巖的約束效果。當(dāng)位移速率超過0.5毫米/天時(shí)，需加密凍結(jié)孔，增加凍結(jié)強(qiáng)度，同時(shí)加強(qiáng)圍巖注漿加固。監(jiān)測結(jié)果需形成《圍巖位移監(jiān)測報(bào)告》，作為開挖決策依據(jù)。

5.2.3水壓監(jiān)測分析

水壓監(jiān)測采用壓力傳感器，安裝于凍結(jié)區(qū)域外圍巖鉆孔中，每8小時(shí)記錄一次。水壓控制指標(biāo)為凍結(jié)前水壓與凍結(jié)后水壓差不超過0.5MPa，防止因凍結(jié)收縮產(chǎn)生應(yīng)力集中。水壓異常時(shí)需加密凍結(jié)孔，防止地下水突涌。監(jiān)測數(shù)據(jù)需結(jié)合溫度數(shù)據(jù)綜合分析，評估凍結(jié)帷幕的防水效果。一般水壓下降幅度達(dá)到50%以上時(shí)，表明凍結(jié)帷幕已形成有效防水屏障，可進(jìn)入下一步開挖工作。

5.3凍結(jié)系統(tǒng)維護(hù)

5.3.1設(shè)備日常維護(hù)

凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)備日常維護(hù)包括：①冷水機(jī)組每班檢查油位、壓力、溫度等參數(shù)，確保運(yùn)行正常；②冷凍水泵每2小時(shí)檢查軸承溫度，防止過熱；③凍結(jié)管每3天檢查保溫層完整性，防止局部結(jié)霜。維護(hù)過程中發(fā)現(xiàn)的異常情況需及時(shí)記錄并處理，一般故障需在4小時(shí)內(nèi)排除，重大故障需啟動(dòng)備用設(shè)備，同時(shí)安排搶修。所有維護(hù)操作需填寫《設(shè)備維護(hù)記錄》，由設(shè)備負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)。

5.3.2設(shè)備定期保養(yǎng)

凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)備定期保養(yǎng)按季度進(jìn)行，保養(yǎng)內(nèi)容包括：①冷水機(jī)組冷凝器清洗，去除污垢，提高換熱效率；②冷凍水泵軸承潤滑，采用鋰基潤滑脂，確保運(yùn)轉(zhuǎn)順暢；③凍結(jié)管保溫層檢查，破損部分采用專用材料修補(bǔ)。保養(yǎng)完成后進(jìn)行性能測試，確保設(shè)備效率恢復(fù)到90%以上。保養(yǎng)過程需形成《設(shè)備保養(yǎng)報(bào)告》，由專業(yè)工程師驗(yàn)收簽字。

5.3.3備品備件管理

備品備件管理采用“分類存儲+動(dòng)態(tài)調(diào)撥”模式，主要備件包括：①冷凍水泵葉輪（3套）、電機(jī)（2臺）；②凍結(jié)管（100米）、柔性接頭（20個(gè)）；③膨脹閥（5個(gè)）、電磁閥（10個(gè)）。備件存放于專用倉庫，溫濕度符合要求，定期檢查備件外觀及功能。備件庫存量按工程進(jìn)度動(dòng)態(tài)調(diào)整，一般按1個(gè)月消耗量儲備，同時(shí)建立供應(yīng)商應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，確保搶修及時(shí)。備件出入庫需填寫《備件管理臺賬》，實(shí)現(xiàn)全流程追溯。

六、凍結(jié)法開挖施工

6.1開挖準(zhǔn)備

6.1.1開挖方案設(shè)計(jì)

開挖方案設(shè)計(jì)需結(jié)合凍結(jié)效果監(jiān)測數(shù)據(jù)，確保凍土墻形成連續(xù)穩(wěn)定后實(shí)施。本方案采用分部開挖法，先開挖隧道核心土體，再逐步擴(kuò)大斷面。開挖步驟包括：①在凍結(jié)帷幕形成后30天，進(jìn)行核心土體預(yù)挖，預(yù)留凍結(jié)管保護(hù)層；②預(yù)挖完成后，監(jiān)測確認(rèn)凍土墻厚度及強(qiáng)度達(dá)標(biāo)，方可進(jìn)行擴(kuò)大開挖；③擴(kuò)大開挖時(shí)，采用分層、分段方式，每層高度不超過1.5米，防止凍土失穩(wěn)。開挖參數(shù)需根據(jù)凍土強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果確定，一般爆破單響藥量不超過50克，采用預(yù)裂爆破技術(shù)減少震動(dòng)影響。

6.1.2開挖設(shè)備配置

開挖設(shè)備配置需滿足隧道斷面尺寸及凍土特性要求，主要包括：①開挖設(shè)備，采用兩臺掘進(jìn)機(jī)，配備冷凍刀盤，刀盤轉(zhuǎn)速不大于5轉(zhuǎn)/分鐘，防止凍土塊卡滯；②支護(hù)設(shè)備，配置2臺濕噴機(jī)，噴射混凝土強(qiáng)度不低于C25，同時(shí)準(zhǔn)備錨桿鉆機(jī)、鋼筋網(wǎng)加工設(shè)備；③輔助設(shè)備，包括裝載機(jī)、自卸汽車及通風(fēng)設(shè)備，確保開挖空間作業(yè)環(huán)境。所有設(shè)備需進(jìn)行低溫適應(yīng)性測試，確保在-10℃環(huán)境下正常工作。設(shè)備進(jìn)場前進(jìn)行100小時(shí)負(fù)荷試驗(yàn)，確認(rèn)性能穩(wěn)定。

6.1.3開挖安全措施

開挖安全措施需重點(diǎn)關(guān)注凍土穩(wěn)定性及地下水控制，主要包括：①凍土穩(wěn)定性監(jiān)測，開挖前布設(shè)10個(gè)深部位移監(jiān)測點(diǎn)，開挖過程中每2小時(shí)監(jiān)測一次，位移速率超過1毫米/天時(shí)立即停止開挖；②地下水控制，開挖面設(shè)置導(dǎo)水槽，將滲水集中排出，防止凍結(jié)帷幕失效；③支護(hù)加固，開挖后立即噴射混凝土封閉開挖面，并錨桿加固，錨桿間距1.2米，長度不小于2.5米。所有安全措施需納入《開挖安全專項(xiàng)方案》，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)。

6.2開挖實(shí)施

6.2.1核心土體預(yù)挖

核心土體預(yù)挖在凍結(jié)帷幕形成后30天實(shí)施，開挖步驟包括：①預(yù)挖輪廓線外5米設(shè)置臨時(shí)凍結(jié)保護(hù)層，防止凍土塊掉落；②采用掘進(jìn)機(jī)冷凍刀盤切割凍土，刀盤前進(jìn)速度控制在0.1米/分鐘；③每開挖1米，檢查凍土墻厚度及強(qiáng)度，不合格部位采用人工擴(kuò)挖；④開挖過程中，凍結(jié)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行，確