谈盐水冰冻法施工在过海隧道抢险中的应用摘要：华能汕头电厂二期工程高压出线跨海段采用海底隧道结构形式，该隧道盾构推进到123米处，由于盾构网格故障，发生涌水、涌砂险情，大量水、砂进入隧道。文章介绍了我国首例海上使用盐水冻结法施工的工程实例，解决了隧道盾构机机头处涌砂、涌水的难题，同时对该工程中盐水冻结法的应用效果进行了分析与研究，认为其抗渗性和整体封堵效果要优于其他方法。关键词：盐水冰冻法；过海隧道抢险；盐水冻结；涌水涌砂：U455文献标识码：A：1009-2374（2009）07-0174-02盐水冻结法是在地层中钻铺垂直孔或水平冻结孔并安装冻结器，利用低温盐水循环来降低地层温度，将天然岩土变成冻土，形成强度高、不透水的临时冻结加固体。一、盐水冻结应用原理由于该工程为抢险工程，工程性质有别于一般的盾构机进、出洞，故需要在海上搭建冷冻平台，在平台上施工冷冻孔并安装冻结器，采用盐水冻结技术对盾构机前的土层进行封闭加固，即：在盾构机切口前30cm、隧道圆形设计断面范围内，设置垂直冻结器，在冻结器内循环低温盐水，逐渐降低地层温度，使地层中的水变成冰，冰和土、砂颗粒逐渐形成冻结连续体，使冻结帷幕形成瓶塞状包围盾构切口位置，防止盾构机前的海水渗透及泥沙的涌入，保障隧道内的清理和盾构机的维修顺利进行。二、工程应用及效果分析（一）工程简介华能汕头电厂二期工程高压出线跨海段采用海底隧道结构形式，该过海电缆隧道位于该市海湾大桥的西侧、该市拟建第二过海水管的旁边。海底隧道南端接收井位于电厂灰场的灰堤内侧，北端工作井位于该市港务集团第三公司的码头后方区域。由于盾构网格故障，发生涌砂、涌水险情，大量水、砂进入隧道，现采用钢封门在隧道口封堵隧道，并已控制地面沉降。经过方案比较，选用盐水冻结法对盾构切口前方土体进行加固。（二）冻结帷幕设计为了盾构机头内土仓开挖处理时的安全，以及现场施工条件的限制，采用在盾构机切口前打设两排冻结孔的方案，将切口前端漏水通道冻结封闭，冻结帷幕为瓶塞形包围盾构切口位置。根据切口的结构和水文地质资料，及委托同济大学现场取土实验，设计切口处砂土的冻土墙平均温度为-15℃，有关试验数据该土层含盐冻土各参数取值为抗压强度σ压=2.2MPa，抗拉强度σ拉=1.3MPa，抗剪强度τ剪=1MPa。砂土的冻土墙平均温度为-21℃，有关试验数据该土层含盐冻土各参数取值为抗压强度σ压=3.5MPa，抗拉强度σ拉=2MPa，抗剪强度τ剪=1.6MPa。为保证盾构机头抽水、清泥时盾构机的稳定，在切口向后4.5m处盾构机两边各布置一个冻结孔，用来稳定盾构机身不均匀沉降现象。根据盾构机切口结构等确定冻结帷幕有效厚度为1.5m，即：冻土进入盾构网格20cm，以满足隧道内抽水、清理要求即可。1．冻结孔布设。为了封好水，并根据甲方的要求，对已知道的漏水点进行布孔冻结，设计冻结孔的布置见图1，图2。采用局部冻结双排冻结孔，冻结孔数17个，冻结孔间距为0.7m，排间距0.8m，距盾构切口间距0.3m，冻结孔深度以施工用海上钢平台标高+4.0M进行计算为34.71m。两个固定盾构机的冻结管冻结深度为7.55m，选用局部冻结方案，采用双供液管；上部8m不冻结部位采用10mm厚PEF保温板包裹，其他15个冻结管选用局部冻结方案，即上部采用双供液管，冻结深度为下部7.55m，上部25.96m不冻。冻结管外套管选用直径219*4.5钢管。2．冻结时间。积极冻结达到开挖时间为35天；维护处理、抽水、清泥冻结时间为20天。3．冻结完成后冻结管的处理方式。待隧道内部全部处理好，通过强制解冻后将冻结管拔出地面。每拔完一根冻结管要及时进行充填，在隧道顶板以下充填黄砂，隧道顶板以上充填水泥砂浆，并添加适量速凝剂，使其快速凝固。为防止融沉过大，要保证充填质量，必要时采取注浆充填。根据温度监测结果，经过35天积极冻结，预测已形成深度8.0m，宽度5m，厚度1.6m的冻结加固体。打开钢封门后，盾构切口处冻结土体自立性良好，未见渗水现象，封水效果也较理想，已达到设计要求。（三）应用效果分析1．砂性地层冻土墙的隔水、抗渗性好。由于该处地层较为复杂，主要是砂性地层，含水量高，透水性大，扰动易产生液化、流动而形成...