淺談暗挖冷凍法施工需要注意的問題

王曉陽

（鄭州市軌道交通有限公司， 河南 鄭州 450000）

淺談暗挖冷凍法施工需要注意的問題

王曉陽

（鄭州市軌道交通有限公司， 河南 鄭州 450000）

隨著人類社會的快速發展，隧道因為便利、節省空間的優勢在各處修建，隧道工程技術水平也在不斷提高，我國地鐵的修建方法已經由傳統的明挖和蓋挖發展到明挖、蓋挖和暗挖和盾構法多種方法組成。冷凍法在地鐵施工中也得到很大程度的應用，本文主要從暗挖冷凍的施工角度簡要談談其在施工中應該注意的問題。

暗挖；冷凍法；施工

1 冷凍法施工施工原理

冷凍法施工的核心是在地層中鉆孔然后再埋入鹽水，再通過人工制冷的手段使得周圍的結構可以在不穩定的含水圍巖結構中結凍成封閉度較強、剛度較好的凍結壁層。結成凍結壁層的主要原因是可以保證地鐵施工地層的穩定，同時還可以起到良好的隔離水層的作用，從而來保證工程的順利進行。冷凍法施工一般情況下氛圍垂直冷凍和水平冷凍這兩種方式，在地鐵施工只要是地下的含水層高于百分之十的情況下都必須采用冷凍法施工技術。

冷凍法施工最早出現在我國的煤炭行業，在地鐵施工中應用比較晚，而且在應用初期造價比較高，隨著我國地鐵事業的發展越來越快，含有淤泥、卵石和含水層粘土的隧道越來越多，冷凍法的施工就越來越普遍。隨著我國科學技術的快速發達，造價也越來越低，使用也逐漸便利。在地鐵隧道施工中，冷凍法施工要求的專業度非常強，必須根據周圍的土體結構對需要加固的土層進行專業的設計，因此，施工單位必須選擇專業度非常強的施工隊在完成隧道地鐵的施工作業。一般的流程是在地鐵隧道開挖之前，相關的施工單位會提出開挖申請，之后再由相關部門進行時審查之后才能夠同意是否開挖，根據設計的確定位置進行凍結孔的施工，在必要的情況下可以采取密封裝置控制回流量等等。冷凍法在需要凍結的地層中鉆孔，埋設凍結管的方式可以快速的在凍結管中形成循環冷媒，使得凍結管周圍的地層迅速的降溫乃至凍結，最終形成一個系統的凍結帷幕，目的是為了為地鐵隧道施工創設一個安全的施工環境。

2 暗挖冷凍法在施工中需要注意的問題

2.1 確定冷凍范圍

根據需要地鐵隧道周圍土體的實際情況，合理的選擇冷凍范圍，比如說在修建廣州地鐵三號線的時候，天河客運段剛好在廣州市的天河區，地下隧道布滿了管線且數量非常所，再者是因為這段路程連接著廣州與汕頭，是一條非常重要的交通要道，不能封閉施工， 否則會帶來嚴重的交通。周圍的土體結構是砂層，側墻是花崗巖積層，這類土體遇到水很容易發生軟化現象，一旦出現泡水的狀況就會出現塌方事故，因此，根據現場的地質情況，為了保證施工安全，必須采用冷凍法的施工方法來加固周圍的巖石，形成強度較高，封閉性較好的凍結壁，在凍結壁內進行隧道的開挖。所以說，為了工程的順利施工，必須嚴格把握需要凍結的范圍，要保證整條隧道的凍結效果，從而保證施工人員的安全和工程的順利進行。

2.2 凍結孔的布置

確定凍結范圍之后，凍結孔的布置尤為重要，凍結孔應該沿著隧道的輪廓線進行布置，開孔的位置與地鐵隧道的輪廓線的距離一定要保證在一千毫米，以及鉆孔的角度和開孔的間距、結孔的偏斜率等等必須嚴格控制。根據地面的荷載范圍和隧道埋藏的深淺，使用合理的方法來確定冷凍壁的厚度，在地鐵隧道施工中隧道凍結壁的設計與開挖的形狀有一定的相似，但是這么做的目的是為了形成的凍結壁可以保證施工人員進入開挖區域。

2.3 控制凍結溫度

在暗挖施工中冷凍的溫度一定要得到合理控制，最低水溫應該保持在零下三十度左右，凍結的鹽水溫度應該達到零下二十度，凍結壁的溫度應該保持表面溫度零下三度左右。冷凍孔的施工一般情況下是選取無縫鋼管，冷凍一般氛圍積極凍結、維護凍結、解除凍結這三個階段，積極凍結階段是為了滿足暗挖設計的相關要求，在具備開挖條件的情況之下的一個凍結過程，也是在施工的地層中開展冷凍作業出來，將地層中的凍結壁擴大到設計厚度的一個過程，需要施工人員每天關注溶液的溫度變化。在凍結開始之后，埋入的凍結管會在周圍快速降溫來形成凍結圓柱，一直到周圍的凍結孔圓柱相連最終形成凍結壁，通常表現為塑性發展的凍結狀態。在這個凍結的過程中管道之內一直充滿鹽水，鹽水的作用是保證形成良好的凍結效果。

再者是維護凍結階段，維護凍結是在地下工程進行的同時一個正常施工的階段，當要達到的凍結壁厚度和溫度一定的時候，進行檢測探孔，保證形成的凍土帷幕基本不產生任何壓力的情況下，再進行后期的正式開挖，這個時候就要根據冷凍土層的穩定性適度提升鹽水的溫度進入維護凍結階段，通過凍土層埋設的電子溫度感應器測量凍結壁中的溫度，通過測量出的溫度來推算出帷幕的厚度在達到設計要求的時候才能夠進行開挖工程。最后一個階段是解除凍結階段，地下結構在施工完成之后，應該停止制冷系統，降低凍結壁溫度，一般情況下，凍結壁在起初的三四天是不會快速的解除凍結的同時因為凍結管的影響，泵房開挖和網片的架設在完成之后，就可以進行停止凍結階段，在這個階段停止泵房結構的凍結管，再噴射混凝土一直到泵房結構完成基本上就實現全部停止凍結。在停止凍結階段應該及時進行融沉注漿施工，冷凍施工的放大因為土體受凍會產生膨脹現象，在融化的過程中，注漿環節必須及時，一般情況下愛，注漿是分兩次進行的，第一次注漿事 在凍土融化之前進行，主要是為了補充凍土之間的空隙，第二次是在凍土融化之前，在混凝土的強度達到百分之八十以上進行，第二次的目的是為了填充拱部的縫隙。

3 結語

暗挖冷凍法的凍結對象是土層的地下水，冷凍施工適用的土層是砂層和含水量較大的土層，對含水量較小的巖層凍結效果姐沒有那么好。暗挖冷凍施工方法在地鐵施工的安全可靠性強，形成的凍結層帷幕防水效果也相當好，尤其是對流沙地層的土層階段效果比較理想。隨著我國地鐵隧道事業施工技術和暗挖冷凍技術的不斷提高，暗挖冷凍施工方法的應用也將會越來越廣泛。

[1]朱百良. 淺談暗渠清淤施工方法及需要注意的問題[J]. 中國水運(下半月),2015,(05):121-122.

[2]胡楷勇. 冷凍法施工在地下工程中的應用[J]. 建筑,2012,(11):74+76.

[3]張科研. 淺埋暗挖法施工城市地下通道穿越市政污水管線安全技術措施[J].建筑技術開發,2009,(07):56+73.

TU75

B

1007-6344（2017）10-0220-01