1.一种富水地质抑制冻胀融沉的施工方法,其特征在于:包括以下步骤:冻结孔施工:将设计的隧道分段施工,并在每段施工段的两端分别开挖工作井,将冻结管作为钻杆,钻杆的前端安装纠偏装置,采用定向仪对冻结管进行导向定位,定向仪的探棒安装于钻杆内并连接有拉绳,采用钻机将冻结管从一个工作井向另一个工作井进行钻进,冻结管的长度方向沿设计的隧道的走向,冻结管钻进过程中定时测量冻结管的倾斜角度,冻结管从钻进方向前方的工作井穿出后,采用拉绳拉出定向仪的探棒;冻结制冷系统安装:在设计位置安装冻结制冷系统,并将冻结制冷系统连接冻结管构成盐水冷媒的循环管路,冻结制冷系统的盐水冷媒由冻结管的一端流向冻结管的另一端;积极冻结:冻结制冷系统安装完成后,启动冻结制冷系统,对设计的隧道周围区域进行冻结形成冻结帷幕;挖掘施工:对冻结帷幕进行维护冻结,然后对设计的隧道区域进行开挖,边开挖边构筑初步支护结构,并在隧道开挖面内部布设泄压孔,泄压孔端部设置闸阀;初步支护结构包括隧道管片,隧道管片的外壁上固定有沿隧道的走向布设的二次管,在前后方向上相邻的两块隧道管片上的二次管相互对接;隧道管片上设有贯穿隧道管片的内壁和外壁的注浆孔,完成一圈的隧道管片安装后,采用注浆管连接注浆孔并往隧道管片与冻结帷幕之间的间隙注入泥浆;然后往二次管中通入辅助管,辅助管连接冻结制冷系统,辅助管随着隧道管片的安装逐渐往前延伸,辅助管将填充到隧道管片与冻结帷幕之间的间隙的泥浆冻结;注浆:挖掘到设计标深且隧道主体结构完成后,停止冻结制冷系统,对冻结管进行割除和充填;采用钻头对初步支护结构和冻结帷幕进行钻孔形成注浆孔,注浆孔穿透冻结帷幕,然后将注浆管连接到注浆孔,根据冻结帷幕的融化速率及土体的沉降情况及时进行注浆。
2.根据权利要求1所述的一种富水地质抑制冻胀融沉的施工方法,其特征在于:积极冻结过程中,实时监测冻结帷幕上方的土体隆起程度,土体的隆起速率达到设定的上限值时,通过暂停顶部的冻结孔的冻结进行冻胀控制;在维持冻结帷幕的厚度以及冻结帷幕的平均温度的前提下,根据地层沉降变化数据,调节冻结管中的盐水冷媒的流量,减少冻胀;在维护冻结期间,在确保冻结帷幕安全有效的前提下,上部冻结管采取间隙性冻结,适当停机,减小冻胀压力。
3.根据权利要求1所述的一种富水地质抑制冻胀融沉的施工方法,其特征在于:注浆步骤中,每次注浆完成后往注浆孔中注入一定量的水玻璃浆液,方便下一次注浆。
4.根据权利要求1所述的一种富水地质抑制冻胀融沉的施工方法,其特征在于:所述隧道管片的外壁和所述辅助管朝向所述隧道管片的一侧分别设有第二隔热层。
5.根据权利要求1所述的一种富水地质抑制冻胀融沉的施工方法,其特征在于:所述二次管的一端设有连接管,所述二次管的另一端设有连接孔,所述连接管能够套入另一根所述辅助管的连接孔,所述二次管采用能够弯曲的橡胶管制成。
6.根据权利要求1所述的一种富水地质抑制冻胀融沉的施工方法,其特征在于:所述冻结制冷系统包括冷冻机组、盐水泵、盐水箱、供液管和回液管,所述冷冻机组连接盐水泵,所述盐水泵连接所述盐水箱,所述盐水箱连接所述回液管的一端,所述回液管的另一端连接所述冻结管的一端,所述冻结管的另一端连接所述供液管的一端,所述供液管的另一端连接所述冷冻机组,每根所述冻结管中通入多根所述供液管,多根所述供液管通入所述冻结管的深度不同,所述供液管包括冻结段和隔热段,所述冻结段设于所述供液管通入所述冻结管的部分的前端,通入同一根所述冻结管的多根所述供液管的冻结段在沿所述冻结管的长度方向的位置上依次接上,所述隔热段的外壁设有第一隔热层。
7.根据权利要求1所述的一种富水地质抑制冻胀融沉的施工方法,其特征在于:冻结孔施工中,每隔30米从地面往地下钻出一个与冻结管交汇的竖向孔,竖向孔在冻结管到达交汇处之前完成,然后使用连杆将一个限位环通入到交汇处,并将连杆的上端固定在地面上,限位环通过锁紧机构连接于连杆上,锁紧机构通过拉索连接有操作手柄,操作手柄安装于连杆的上端,冻结管钻进的过程中从限位环的内部通过,冻结孔施工完成后,通过操作手柄打开锁紧机构,使得限位环与连杆分离,然后取出连杆。