深埋水工隧洞垂直冻结施工关键技术研究

摘要

引洮供水一期工程总干渠7号隧洞中部长182.6 m、最大埋深242.5 m洞段穿越新近系含水疏松粉(细)砂极软岩地层,采用一次全深冻结竖井工作面,“地面垂直冻结法”掘进。为掌握深埋地层冻结设计与施工技术,结合工程实践,对极软岩工程地质特性,以及“垂直冻结法”设计、温度场、制冷系统与施工等关键技术进行了研究。竖井井底以下封底冻深30.0 m,总冻深242.4 m;隧洞洞底以下封底冻深6.0 m,总冻深212.6~248.5 m。冻结壁厚3.0 m,均温-10℃,循环盐水温度积极冻结期-26^-28℃、维护冻结期不高于-22℃。竖井冻结孔圈径10.8 m,孔数26个,间距1.3 m,冻结管总长6.29 km;隧洞地面纵向布设冻结孔5排,其中洞身3排,横向排距2.4 m,纵向间距内三排3.0 m、外两排2.3 m,总孔数328个,冻结管总长75.02 km。“垂直冻结法”掘进全面成功,安全通过极软岩地层,取得重大技术突破与创新,填补了国内200.0 m以上深埋水工隧洞“垂直冻结”工法技术的空白,开创了国内深埋水工隧洞“冻结法”施工技术的先河,标志着我国地下工程建设“冻结法”设计与施工技术全面跃上新台阶。