一、 概述
 
上海市复兴东路越江隧道工程是国内首条双层隧道，分为北线隧道和南线隧道，设置四条联络通道，用于连接南北线隧道。联络通道分别位于双层隧道的上层和下层，结构偏心。四条联络通道具体结构尺寸见图1。
 该工程位于黄浦江底⑦号砂土层中，⑦号土层是含承压水的砂土层，孔隙比大，承载力低，容易压缩，在动力作用下易流变，开挖后天然土体本身难以自稳，易发生水砂突出。所以采用冻结法施工技术可主要针对含承压水的⑦号砂土层来采取切实可靠的技术措施，以确保四条联络通道施工安全。
 
二、 冻结施工技术
 
1、 冻结帷幕设计
 冻结帷幕按弹性理论设计。冻结盐水温度积极期为-28～-30℃，维护期为-22～-28℃。冻结帷幕设计厚度通道为1.8m，喇叭口为2.0m，冻土平均温度为-10℃，冻土单轴抗压强度为4.5mpa，冻土单轴抗拉强度为2.3mpa，冻土单轴抗剪强度为1.9mpa，计算荷载取上覆土层自重。以浦西上层联络通道为例计算，依据洞室的结构尺寸按5倍直径的影响范围建立结构与作用介质的相互作用模型，采用2d—σ分析软件计算。经计算，得冻结帷幕最大变形为22.2mm，最大压应力为-3.244mpa，最大拉应力为1.1mpa，小于-10℃冻土强度，结构是安全的。
 2、 冻结孔施工设计
 冻结孔开孔间距根据联络通道平面尺寸和受力特征，分内外两排冻结孔，以尽量避开管片主筋为原则，内排主孔开孔间距不大于0.9m，取0.5～0.9m，外排冻结孔开孔间距不大于1.00m，取0.8～1.00m。为减少冻土挖掘量，冻结孔不宜内偏，并控制终孔向外的偏角在1.0°以内。内排冻结孔终孔间距控制1.2m以内，外排冻结孔终孔间距控制1.4m以内。由于上、下层联络通道喇叭口已接近隧道顶部和底部，为满足该部位的冻结帷幕厚度采用在相反的对面隧道布置深冻结孔，深度打到对面喇叭口，以满足冻结帷幕厚度要求。北线上层隧道冻结孔数49个，南线上层隧道冻结孔数34个，其中4个穿透孔。
 浦西上层联络通道冻结孔开孔平面布置图、立面施工剖面图见图2、图3。
 图2 浦西上层联络通道冻结孔开孔平面布置图
 图3 浦西上层联络通道冻结孔开孔立面施工剖面图、
 3、 冻结施工
 本施工区域深度土层主要是灰色粉砂、粘土，根据上海地区地质情况和以往联络通道施工经验，冻土实际发展速度应大于28mm/d，为确保安全取28mm/d。冻结帷幕交圈时间需25天，开挖前冻结时间以冻土帷幕厚度及强度达到设计要求为限需50天，开挖后即维护冻结时间需25天，因此冻结运转总时间为75天，见表1。
 表1 冻结厚度发展表
 冷冻初期，盐水与周围土层热交换激烈，冷量消耗大，因而盐水去回路温差大。随着冻结圆柱的扩大和冻结帷幕的形成，则热交换减弱，盐水去回路温差较小，且保持较长时间稳定后趋于接近。初期盐水去回路温差不大于3.5℃，开挖盐水去回路温差不大于2℃。
 4、 施工顺序及工艺流程
 施工顺序：联络通道先开挖一侧喇叭口导硐，再开挖通道中间段，而后另一侧喇叭口导硐贯通；贯通后，进行通道部分的临时支护、防水层、结构层施工，然后刷扩两端喇叭口，刷够设计断面后，进行临时支护、防水层和结构层施工。
 施工工艺流程：联络通道开管片、试挖——一侧喇叭口导硐、临支——通道挖掘、临支——另一侧喇叭口导硐、临支——做通道防水层、扎钢筋、立模、浇砼—两侧喇叭口刷大、临支——做喇叭口防水层、扎钢筋、立模、浇砼——拆模、清理—壁间、壁后充填注浆。
 5、 开挖与构筑施工
 （1）开挖
 联络通道开挖构筑施工占用一侧隧道，在联络通道开口处搭设工作平台，利用隧道作为排渣及材料运输通道。经探孔试挖确认可以进行正式开挖后，打开钢管片，然后进行暗挖法施工。
 开挖掘进采用人工风镐挖掘，短掘短砌技术，开挖步距控制在0.3～0.5m；联络通道两端喇叭口处断面较大，为减轻开挖对隧道变形的影响，开挖步距控制为0.3m，在掘进施工中根据揭露土体的加固效果，以及监控监测信息，及时调整开挖步距和支护强度，确保安全施工。土方开挖按照前面提到施工顺序进行。由于土体采用冻结法加固，冻土强度较高，冻结帷幕承载能力大，因而开挖时（除喇叭口侧墙和拱顶外）可以采用全断面一次开挖。www.tmgc8.com
 采用两次支护方式。第一次支护（临时支护）采用钢支架加木背板，再喷射砼。第二次支护（永久支护）采用现浇钢筋混凝土。联络通道开挖后，地层中原有的应力平衡受到破坏，引起通道周围地层中的应力重新分布，这种重新分布的应力不仅使上部地层产生位移，而且会形成新的附加荷载作用在已加固好的冻土帷幕上，当冻土帷幕墙所承受的压力超过冻土强度时，冻土帷幕及冻结管会产生蠕变，为控制这种变形的发展，冻土开挖后就要及时对冻结帷幕进行及时的支护，所以联络通道的临时支护即作为维护地层稳定、确保施工安全的一项重要技术措施，它又作为永久支护的一部分，是支护工艺中较为关键的一步。永久支护为结构设计中的钢筋砼结构，为减少砼施工接缝，联络通道开挖及临时支护完成后，一次连续进行分部浇筑。临时支护中喷射砼是很关键的一个工序，为减少回弹量，提高喷射砼质量，拟采用湿喷工艺。
 联络通道喇叭口部位全部刷扩至设计尺寸，临时支护完成后，即可进行喇叭口止水带施工。
 （2）结构层施工
钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎，按结构层施工顺序先扎通道底板及墙部，最后扎齐顶板钢筋。绑扎钢筋时，先扎外筋，再扎底板内筋。
 根据结构尺寸定制钢模板，立模采用16#槽钢制作的碹骨作为模板支撑，碹骨间距900～1200mm，碹骨立设于已浇底板砼面上，碹骨底脚处加型钢横撑，以防浇砼时侧墙内移，碹骨脚底加垫一层厚20mm的木板防止骨腿下沉。碹骨按中腰线安设并做到牢固可靠。模板就位前，应在模板上均匀涂刷脱模剂，按结构特征顺序安装模板。检查模板的垂直度、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度，校正合格后，将模板固定。
 结构层混凝土选用商品混凝土或自拌砼。若选用商品砼由砼输送泵直接送到工作面，选用自拌砼采用人工（底板及墙）或气动输送泵（拱顶）入模，强制式搅拌机现场搅拌。浇筑采用分部连续浇灌方式，顶部采用附着式振动器振动，墙部采用插入式振动器振捣，并按规定做好砼试块。浇筑顺序：先浇底板，次浇两墙脚最后浇筑拱顶。拱顶泵送砼输入口分别设置于两侧喇叭口最高点钢管片上及通道中部拱顶处。浇筑时：拱顶模板一次性支齐，两侧喇叭口处留设透气孔。先自一侧喇叭口输入口压入砼，待中部输送口淌浆时，改由中部输送口往里压注，中部注满后，最后自另侧喇叭口输入口压注直至砼压满压实。前段砼压注时，后段留设观察窗口，以便随时掌握浇筑情况。采用附着式振动器振动，振动器设置间距1~2m。
 为保证顶拱部充填密实，减少后期解冻后融沉影响，施工过程中，在顶拱结构层与临时支护层间预埋注浆管，结构层施工完毕并达到一定强度后进行壁间注浆充填。充填注浆一方面是控制地表和隧道沉降，另一方面是融沉补救措施。为了达到这两个目的，除利用隧道管片注浆孔对管片顶部、底口和喇叭口等部位进行补注浆外，还在结构层施工过程中按2-3m一个断面预埋注浆管。
 
三、 结论
 
由于该工程分别位于双层隧道的上层与下层，结构偏心，这在国内尚属首次，部分技术施工缺乏足够经验。但在项管部有关人员精心组织，亲临现场，并且聘请有关专家共同分析商量，使各项技术均成功实施，经验收四条联络通道结构的各项指标均符合国家有关规范的要求。另外针对采用该工法在施工中存在的不可避免地问题，即冻胀和融沉，我们积极采取了冻胀开孔卸压和融沉跟踪注浆的技术措施，确保了施工安全，而且施工期间有效地控制了隧道变形及地表沉降，隧道最大沉降量为-6.73mm，地表最大沉降量为-13.47mm，均低于规定范围（-30～+10mm）。这说明联络通道加固方式是合理的，开挖构筑施工是成功的，也为以后类似的地下工程提供了可供参考借鉴的工程范例。

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