关键词：地铁工程 冷冻法
0 引言
冻结法是一种特殊的施工方法,是在修建地下时,使用人工制冷手段暂时加固地层并阻绝地下水的进入含水地层时所采用的方法。本文介绍地铁联络通采用冻结法施工,取得相关技术参数及经验。
1 工程概况
此地铁项目区间设置两个联络通道，其中1#联络通道及泵站中心处隧道中心线间距13.000m，联络通道所在位置的轨面高程左约+54.018m（右线为+54.017m），2#联络通道处隧道中心线间距13.750m，联络通道所在位置的轨面高程左约+56.334m（右线为+56.392m）。
2施工准备
2.1技术准备
在正式施工前必须做好充分的准备工作，施工现场先进行自检，合格后报监理单位审批通过后方可正式开工。
1.结合国家现行规范、标准，理解业主对工程的要求。
2.根据现场提供的基准坐标、高程资料及设计图纸，进行现场中心轴线的测量放样和复核。
3.根据设计要求和施工现场情况编制施工方案和进度计划。
4.制定各种技术措施，组织进行“三级”技术交底。
2.2现场准备
1、现场供、排水系统
①从盾构施工用水接驳口接一路供水路至联络通道位置，供钻孔和冻结施工用，水管规格2寸，供水能力不小于10m3/h。
②现场排水经沉淀后排出到指定的地方，严禁将泥浆排放在市政排水系统内。
2.临时供电系统
①现场的供电能力不小于350kw。供电系统可以采用10KV高压电直接供到联络通道位置。
②施工配电按照三级配电，两级保护布置。由现场配电室接电缆敷设到地面总配电箱总配电箱至各分配电箱，再由各分配电箱至各开关箱和用电设备。
③沿墙敷设的电缆可靠固定。电缆穿过施工道路时，采用埋地或架空铺设。
3.施工工艺技术
3.1冻结加固设计
3.1.1设计要求
1.冻结施工严格按照设计要求执行。
2.设计的主要内容：冻结帷幕、冻结孔、测温孔、管片保温、盐水温度、积极冻结时间，隧道钢支架、应急门及冻胀与融沉控制等。
3.1.2冻结帷幕
1#和2#联络通道冻结帷幕要求基本一样：
1.冻结帷幕厚度设计为1#2.2ｍ，2#2.0m；
2.参照类似工程冻土物理力学性质试验，冻土强度的设计指标取为：单轴抗压不小于3.6MPa，弯折抗拉不小于 1.8MPa，抗剪不小于1.6MPa（-10℃）。为保证冻土平均温度达到设计时计算值，冻土验收时平均温度应不高于-10℃。
3.积极冻结时，在冻结区附近200m范围内不得采取降水措施。在冻结区内土层中不得有集中水流。
4.在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温层，敷设范围至设计冻结壁边界外2m。保温层采用阻燃（或难燃）的软质塑料 泡沫软板,厚度不小于40mm，导热系数不大于0.04w/mk。
5.设计1#联络通道积极冻结时间为45～50天，2#联络通道积极冻结时间为40～45天。要求冻结孔单孔流量不小于5m3/h；积极冻结7天盐水温度降至-18℃以下；积极冻结15天盐水温度降至-24℃以下。开挖时去、回路盐水温差不大于2℃，盐水温度降至-28℃以下。如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应适当延长积极冻结时间
6.开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交界面处平均温度不高于-5℃。其它部位设计冻结壁平均温度小于等于-10℃。当施工中地层及环境条件与原设计依据资料有重大变化时，应及时与设计院联系修改冻结帷幕设计。3.2冻结孔、测温孔、泄压孔布置
3.2.1冻结孔布置
采取从上、下行线隧道两侧布冻结孔。
1#联络通道兼泵房布置冻结孔总数80个, 其中左侧隧道布置冻结孔57个，右线隧道布置冻结孔23个。在通道中部设置4个穿透孔，供对侧隧道冻结孔和冷冻排管需冷用。另在冻结站对侧隧道上沿冻结壁敷设5排冷冻排管，以加强对管片处的保温效果。
2#联络通道布置冻结孔总数64个,其中左侧隧道布置冻结孔45个，右线隧道布置冻结孔19个。在通道中部设置4个穿透孔，供对侧隧道冻结孔和冷冻排管需冷用。另在冻结站对侧隧道上沿冻结壁敷设5排冷冻排管，以加强对管片处的保温效果。
技术参数：
1#和2#联络通道冻结孔的技术参数基本一样：
1.冻结孔成孔控制最大允许间距为1300mm，集水井处冻结孔终孔最大允许间距为1400mm。
2.冻结孔的开孔位置误差不大于100mm，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。冻结孔最大允许偏斜（冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之间的距离）不大于250mm。
3.冻结管接头抗拉强度不低于母管的80%。
4.冻结管用Φ89×8mm采用20#低碳钢无缝钢管，冻结管耐压不低于1.0Mpa，并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。
5.冻结孔有效深度不小于冻结孔设计深度。冻结管管头碰到冻结站对侧管片的冻结孔，不能循环盐水的管头长度不得大于150mm。
6.冷冻排管采用Φ45×3mm无缝钢管或采用槽钢焊接加工。
7.施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时进行注浆控制地层沉降。
8.施工时首先打透孔复核两隧道预留口位置。如两隧道预留口相对位置误差大于100mm，则应按保证冻结壁设计厚度的原则对冻结孔布置进行调整。
9.两侧隧道沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管，排管间距为500mm；冷冻排管采用?45×3无缝钢管或采用槽钢焊接加工。排管敷设应密贴隧道管片。
10.共设4个透孔用于冷冻排管及对侧冻结管供冷，透孔采用?89×8mm低碳钢无缝钢管。
11.本区间2个联络通道所处土层为含水率高的砾砂和圆砺土层，冻结孔施工时具有较大风险，冻结孔施工时需使用防喷装置。
3.2.2测温孔布置
1#和2#联络通道均布置8个测温孔，目的主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全。
技术参数：
1.测温管选用Φ89×8mm（Φ32×3）的钢管。
2.测温管长度每个2.0～5.0m不等。
3.管前端焊接密封，确保管内不得渗水。
3.2.3卸压孔布置
1#和2#联络通道均在冻结帷幕封闭区域内布置4个卸压孔。
技术参数：
1.卸压管管材同冻结管。规格选用Φ45×3mm的钢管，长度2.0-3.0m。
2.在卸压孔上安装压力表，可以很直观的监测冻结帷幕内的压力变化情况，通过每日观测，及时判断冻结帷幕的形成，并可直接释放冻胀压力。
3.卸压管管前端开口，进入土体段管壁上钻若干孔，呈梅花状分布,以确保冻结帷幕内的压力有效传递。
3.2.4其他冻结施工设计参数
4. 结束语
综上所述，冷冻法施工在地铁工程方面的应用，安全可靠性比较高，冷冻法所形成的冻土帷幕封水效果良好，尤其适用于一些不具备成洞条件的流砂地层等特殊地段的加固。随着施工技术和冷冻法技术的不断发展和完善，冷冻法在地铁工程方面的应用会越来越广泛。
论文作者:雒军伟
论文发表刊物:《城镇建设》2019年22期
论文发表时间:2019/12/12
标签：隧道论文; 通道论文; 管片论文; 测温论文; 帷幕论文; 盐水论文; 冻土论文; 《城镇建设》2019年22期论文;