发明内容
[0004] 本发明是提供一种保护城市市政管线的冻结构造，解决传统挤土桩施工对市政管线的影响的问题。
[0005] 本发明离新建建筑物15～20m距离处布置应力释放孔，应力释放孔直径为500～700mm，应力释放孔深度为18～25mm，应力释放孔内放入竹笼防止新建建筑物施工时应力释放孔出现塌孔。
[0006] 离应力释放孔7～9m距离处布置冻结片，冻结片主管为圆弧形，圆弧长度为300～350mm，冻结片主管采用钢管，钢管厚度为12～15mm，钢管内径长度为80～120mm，这里内径是指冻结片主管断面中对侧最短长度，即冻结片主管断面中内壁的空隙长度。相邻冻结片之间保持150～200mm的空隙。冻结片下段设置三角形刃脚以便于冻结片下沉。冻结片侧部设置进气管和排气管，进气管直径为35～45mm，排气管直径为55～65mm。为了避免冷量损失，对进气管和排气管外部进行保温处理，采用2层10mm厚的聚乙烯保温材料外加1层密封薄膜进行包裹。
[0007] 冻结片布置成圆弧形，冻结施工完毕后会形成圆弧形冻墙，圆弧形冻墙相对直形冻墙可以将挤土桩施工时产生的水平挤压力转换为斜向力，有效地抵御水平挤压力。冻结片深度为16～20m，端部冻结片两端设置测温管，测温管深度与冻结片深度相同，冻结施工时冻土扩展速度为20～25mm/d。
[0008] 根据圆弧形冻结墙的特点，冻结片采用液氮冷冻，液氮储罐出口的温度控制在-150～-170℃，压力控制在0.05～0.1MPa，液氮使用回路中散热板进行温度调节，压力调节使用液氮储罐上的截止阀。由于液氮温度低，管内外温度差较大，易产生冷量损失，因此需对管路进行保温处理，供氮干管采用2层10mm厚的聚乙烯保温材料和3层密封薄膜交替包裹。根据试验结果，要达到冻土扩展速度为20～25mm/d液氮的供给量为每小时1.2～1.3t。
冻结片压力控制在0.05～0.1MPa。
[0009] 离新建建筑物35～50m距离处布置防冻胀沟，防冻胀沟宽度为600～800mm，深度根据土质情况确定，土质是粘土时，深度大于700mm且小于或等于800mm；土质是粉土时，深度大于600mm且小于或等于700mm；土质是砂土时，深度为600mm。试验发现不同土质的冻胀情况不一样，粘土最大，粉土其次，砂土最小。
[0010] 为了避免土体过大的冻胀变形，对土体冻胀进行了测试，并进行施工控制。如果土体最大冻胀量超过或等于3mm，要增大冻结速度，冻土扩展速度采用25～35mm/d。
[0011] 为了进一步防止施工时产生的水平挤压力影响管线接头，在管线接头部位布置三根水泥搅拌桩，水泥搅拌桩直径为450～550mm，水泥搅拌桩采用咬合布置，水泥搅拌桩内插入毛竹以抵御施工时产生的水平挤压力。
[0012] 施工步骤包括：
[0013] (1)布置冻结装置
[0014] 冻结片施工可以采用如下：沿冻结片的环向依次采用地质钻钻设直径为80～90mm的系列小孔，在钻设过程中将泥浆注入已钻好的小孔内，每个小孔钻到底部后再钻下个小孔，钻设完毕后通过压力装置将冻结片压至指定位置。
[0015] 冻结片施工还可以采用如下：先采用地质钻在离冻结片距离100～150mm处钻疏松孔，在冻结片左右侧各布置一个疏松孔，左右疏松孔的连线与冻结片中部位置相交，疏松孔直径为120～160mm，将水枪在冲水过程中沿冻结片的环向不断移动,并逐步下沉冻结片,在冻结片下沉过程中用泥浆泵适量抽出疏松孔中的泥浆水，这样将冻结片一次下沉到预计深度。如果下沉困难可以在冻结片顶部施加压力来辅助下沉。
[0016] 冻结片偏斜是工程中遇到的难题，为了解决这个问题，本发明在钻孔过程中采用如下方法进行控制：将手电筒放入钻孔中作为观测标志，用具有光学对电器的经纬仪分段观测钻孔内灯光的位置，根据相似三角形原理，解析出钻孔在某深度处的实际偏斜距离、偏斜方向和偏斜率，钻孔偏斜率控制在3％以内。
[0017] (2)水泥搅拌桩施工
[0018] (3)开挖防冻胀沟
[0019] (4)开挖应力释放孔
[0020] (5)冻结施工
[0021] 积极冻结期温度为-30℃～-32℃，维护冻结期温度为-28℃～-30℃。
[0022] (6)融沉补偿注浆
[0023] 解冻后土体会出现下沉，因此要采取融沉补偿措施。当解冻后土体下沉速率大于或等于3mm时，在冻土区域内注入水泥和水玻璃混合液，水泥和水玻璃混合液配比采用如下：水泥浆和水玻璃溶液体积比为1:1，其中水泥浆水灰比为1，水玻璃溶液采用B35～B40水玻璃和加1～2倍体积的水稀释。注浆压力为0.4～0.5MPa。
[0024] 本发明操作安全可靠，保护结构的性能好。
