軌道交通工程凍結施工關鍵技術措施分析

馮輝

軌道交通工程凍結施工關鍵技術措施分析

馮輝

（中國電建集團鐵路建設有限公司 黑龍江哈爾濱 150076）

這些年來，隨著社會的進步與發展，城市化進程也獲得持續的推進，急劇發展的人口，讓城市的交通愈來愈緊張起來，各大城市廣泛存在交通堵塞、交通秩序亂的情況，針對這些問題，城市軌道交通應運而生，變成緩解交通壓力的關鍵工具，它依靠運量大、速度快、低能耗、乘坐舒服等優點受到世界各大城市的青睞。本文以據實際案例實施分析軌道交通工程凍結施工關鍵技術措施分析。

軌道交通；凍結施工；技術措施

1 工程概況

哈爾濱站站為地鐵2號線與6號線換乘站，位于國鐵哈爾濱站站前廣場東北側的2號線車站，沿頤園街方向布置，呈西北～東南方向，下穿紅軍街，位于站前廣場西北側的6號線車站，臨近國鐵站房，和2號線車站呈L型換乘。

哈爾濱站站兩側都為盾構區間，都從尚志大街站下井始發，尚志大街站～哈爾濱站站區間左線使用13#盾構機掘進，到達哈爾濱站站后拆解吊出；尚志大街站～哈爾濱站站區間右線使用14#盾構機掘進，到達哈爾濱站站后過站，不斷掘進哈爾濱站站～博物館站區間右線，到達博物館站后調頭再次掘進哈爾濱站站～博物館站區間左線，到達哈爾濱站站后過站并拆解吊出；其中哈爾濱站站～博物館站區間小里程左右線都使用洞內水平冷凍法實施端頭加固。加固范圍盾構直徑φ6.34m，洞門為φ6.70m的直徑，加固范圍盾構管片間距地表10.3m。

2 本工程難點

（1）地層加固范圍上方為城區重要干道，上部距離較近部位由大直徑管線，而且四周建構筑物相對多，鉆孔施工與凍結施工時對地面沉降控制的要求相對高。

（2）位于含水砂層內的凍結加固范圍部分，施工中要嚴格避免鉆孔導致地層溝通，產生涌水、冒砂狀況。施工中要把防噴涌準備工作做好。

3 凍結施工關鍵技術措施

3.1 卸壓孔控制凍脹融沉

3.1.1 監測重點管線

（1）布置測點

鉆孔施工前在加固區間四周關鍵管線四周布置深部監測點，監測點距離為1.5m一個，監測區域為加固區和外側3m范圍。使用直接布點形式。布設方式：使用100型鉆機鉆到φ2200mm排水管和φ1400mm排水管管頂部部位，考慮安全，監測點部位預留5cm保護層，之后下φ50mm-PVC管到保護層部位，內部插入螺紋鋼并在螺紋鋼和PVC管中間充填黃砂，鋼筋保證地面存有2～5cm高度。

對于地表靠近管道部位監測點使用人工監測，每天夜間實施數據收集，能放置數據收集儀范圍布置1～2臺數據收集儀實施24h監測，頻率20min/次。

（2）確立前期數據收集和預警數據

工程進場前要和管線所屬單位和總包單位確認管線物理力學功能，還有之前沉降數據，對之前管線受損傷程度確定。并依據之前已承載改變程度計算后確定允許變形最大安全報警值（計算值的60%）。

3.1.2 卸壓孔操作

（1）卸壓孔使用壓力和沉降參數雙控制指標實施卸壓控制

極凍結期間，地表單日隆起變化率大于1mm/d期間，把卸壓孔打開實施泄壓，泄壓為2次/h的頻率，等地表變化趨于平穩則停止；融沉注漿期間，地表沉降變化率大于1mm/d期間運用卸壓孔實施注漿控制，等沉降范圍平穩后停止運用卸壓孔實施注漿；卸壓孔大于0.2Mpa的壓力后即實施卸壓；

（2）卸壓孔注漿參數

地表變化大于日警報值后要及時實施注漿控制，漿液使用雙液漿為主，水泥：水玻璃=1：1，當中水玻璃使用35Be°水玻璃1：1比例實施勾兌。遵循少量、多次原則進行卸壓孔注漿，單次不大于0.5m3的注漿，完成注漿靜置觀察2h后依據狀況在確定是不是繼續注漿。

3.2 凍結保溫措施

因為施工范圍上部施工前已被覆蓋，所以施工中四周空氣流動性差，環境溫度有可能偏高。為了確保凍結效果，施工中整個施工面全部使用5mm厚保溫板實施覆蓋，同時全部鹽水管路都使用聚乙烯保溫板材實施保溫。

3.3 地層沉降防治施工技術措施

（1）水平凍結孔使用二次開孔工藝開孔，在鉆孔經過中泥漿壓力要嚴格控制，做到泥漿壓力略大于靜水壓力，保證凍結孔施工經過中不會出現水土流失，并對地層有一定的擠壓作用。

（2）把水平凍結管安裝好后，凍結管和孔口管之間使用注漿封孔，避免漏水。

（3）在水平凍結孔施工經過中一旦出現了水土流失，馬上在地層淺部孔實施注漿補償。注漿量為土體流失量的1～1.2倍。

（4）依據實測地面建筑沉降狀況，必要時在地面實施跟蹤注漿。

①注漿方法：振沖注漿。注漿孔為φ32mm的直徑，注漿段高0.33m，使用上行注漿。

②注漿區域：凍結施工影響區。

③注漿深度：為地面以下3m到隧道以上3m。

④注漿孔布置：依照孔間距1.0～2.0m布置，依據地層沉降狀況使用跳孔注漿。

⑤漿液材料：水泥-水玻璃雙液漿。配比為：水泥與水玻璃的溶液體積比為：1：1，當中水泥漿為：0.7的水灰比。水玻璃溶液使用B35～B40水玻璃加1～2倍體積的水稀釋。水泥使用PO.42.5一般硅酸鹽水泥。漿液凝膠為45～180s的時間。

3.4 防寒保護措施

（1）現場全部清水管路所有都使用聚乙烯材料實施保溫包裹，同時施工期間保持不斷清水供應，避免清水管路凍結。

（2）現場全部設備應用完畢后清理完成后要使用空壓機等設備實施干燥處理，防止液體結冰。

（3）安排專人巡視現場冷卻塔等設備，一旦出現臨時停機，馬上排除清水，防止設備凍結。

3.5 拔管重要技術措施

（1）盾構推進范圍凍結管拔除時單次循環數量不能太多，保持每次循環2根凍結管為好，如果拔管過程發現拔除相對困難，能更改為每次循環單根凍結管。

（2）凍結管加熱循環時間不能太長，加熱期間專人持管鉗實施轉動，一旦能夠轉動馬上停機循環，實施拔除。

（3）凍結管拔除經過中不能停止太長時間，凍結管拔過程一旦超過5min沒有出現移動，則要重新循環或加大起拔力度，而且拔管過程要防止清水落入凍結管內，導致管內水體復凍。

（4）拔管過程中如果發生短管情況，能使用拔管器實施重新起拔，拔管器使用焊接鋼管連接，深入斷管位置后撐大接觸面，保證牢固后重新起拔。

3.6 免拔管技術措施

依據現場狀況，如果甲方允許應用，在調整有關報價后能考慮使用免拔管技術實施凍結。免拔管技術就是在要加工范圍使用能和鋼材媲美的PVC類材料制作凍結管，并使用柔性供液管實施凍結。盾構推進經過中能提前排除有關范圍鹽水后不用實施凍結管拔除，能由盾構機自行切斷凍結管。

4 結語

能夠預見的是，在中國城市化進程中，城市軌道交通將會扮演關鍵的角色。所以，在實施城市軌道交通建設中，要充分研究論證，統籌規劃、精心設計、科學引進，合理操作，和我國城市詳細狀況相結合，促進城市軌道交通迅速、健康發展。

[1]吳海潮.軌道交通工程盾構施工階段風險研究[J].低溫建筑技術，2013（02）.

[2]梅 良.淺析交通工程盾構施工法[J].知識經濟，2014（05）.

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1004-7344（2016）33-0181-02

2016-11-1