冷凍法在地鐵盾構區間聯絡通道施工中的應用

【摘要】在地鐵盾構區間聯絡通道的施工中，常見的地基加固措施包括壓力注漿、旋噴樁、攪拌樁等，而如果地層含水豐富，存在涌水風險，常規的加固方法無法取得預期效果，在這種情況下，就需要用到冷凍法施工技術。本文結合相應的工程實例，對冷凍法在地鐵盾構區間聯絡通道施工中的應用情況進行了分析和討論，希望能夠為同類工程提供一些參考。

【關鍵詞】冷凍法；地鐵盾構區間；聯絡通道；應用

城市化進程的加快，使得城市人地矛盾沖突越發凸顯，地表用地的不斷壓縮要求人們從地下和空中去尋找更多的空間。在這種情況下，地鐵成為了現代城市交通發展的一個重要方向，在緩解地表交通壓力、方便人們出行等方面發揮著重要作用。在地鐵隧道盾構區間聯絡通道的施工中，利用冷凍法進行特殊地基的加固處理，值得工程技術人員的研究和推廣。

1、工程概況

昆明地鐵三號線延長線普坪村站～石咀站區間起點里程為YDK3+117.228，終點里程為YDK4+183.997（左線ZDK4+440.80），右線長1066.769m，左線長1329.974m（含長鏈6.402m），采用盾構法施工。左右線于YDK4+158里程設置聯絡通道，該里程線間距19.18m。聯絡通道采用冷凍法施工。該聯絡通道拱部埋深15m，凈寬2.5m，凈高2.6m，廢水泵房凈尺寸為3.85m（深）×2.1m（寬）×4.5m（長）。聯絡通道處管片采用開口襯砌環（鋼管片+A型鋼筋混凝土管片）。盾構區間的聯絡通道全環噴C25早強混凝土；全環Φ8鋼筋網，全斷面單層，網格間距150×150mm；通道設計格柵鋼架縱向聯結主筋Φ22（HRB400），環向間距0.5m。

2、施工重點

在前期施工過程中，出現二次涌水情況，嚴重影響了施工安全和施工進度。經各方討論，業主同意對施工方案進行適當的修改，利用冷凍法，對基礎土層進行凍結處理，然后再次開挖施工。從現場的實際情況分析，最后決定參照相似工程的施工經驗，凍結盾構區間聯絡通道的外圍土體，形成封閉的凍結帷幕。為了確保施工的順利進行，保證質量和安全，技術人員開展了二次地質勘查工作，發現自聯絡通道拱頂至底部為凝固的水泥塊，夾雜部分粉土，含水量滿足冷凍需求。自聯絡通道底部至泵房底部為圓礫層，含水豐富，兩層土體均能滿足冷凍需求。

3、冷凍法在施工中的應用

3.1技術要點

在應用冷凍法進行土體加固處理是，需要明確相應的技術要點，一是考慮到在施工過程中可能出現涌水問題，需要對鉆機的鉆進方式進行合理選擇，利用土層含水豐富的特點，不使用泥漿；二是管片外面采用PEF板隔熱保溫，以減少冷量損失，保證凍結帷幕的整體穩定性和封水性；三是可以在凍結帷幕的適當位置，設置溫度測量點，通過定期測量，了解冷凍法的應用效果，確定凍結帷幕的厚度是否達到了設計施工要求，及時對存在的不足和問題進行處理；四是在進行隧道開挖施工的過程中，應該安排專業的技術人員，做好溫度測量和帷幕變形監測，一旦發現溫度異常，或者帷幕變形明顯的情況，則需要立即停止施工，做好必要的支撐和加固工作，以確保施工的安全性。

3.2需冷量計算

想要對土層進行凍結加固，需要首先結合現場勘查數據，對凍結所需的冷量進行計算，有

QZ=1.2×q×A

上述公式中，A表示凍結總表面積，單位為㎡；q表示凍結管的吸熱能力，單位為kcal/ m2h。代入相關數據，最終得到的需冷量為4.25×104kcal/h。

3.3凍結孔定位

為了保證良好的凍結效果，在施工前，還需要針對凍結孔的位置進行校核。施工人員必須嚴格依照設計施工圖紙，確定基準點，做好放線定位工作。應該注意，從施工安全和施工質量的角度考慮，凍結孔的位置必須合理，避開螺栓、主筋等關鍵部位，如果遭遇需要做出相應的調整，確保誤差不超過100mm。

3.4開孔作業

在進行凍結孔的開孔作業時，可以選擇J-200型鉆機，搭配φ130mm金剛石取芯鉆頭，保證良好的開孔效果。需要注意的是，必須控制好鉆進的深度和速度，避免穿透管片的情況。開孔完成后，需要做好清孔工作，然后放入預制孔口管，固定后進行孔口的密封處理。

3.5設備安裝

需要首先在隧道內相應的位置，對設備、管道進行標明，待設備完全就位后，以膨脹螺栓固定，管道采用焊接連接，一些需要進行調整的部位則采用法蘭連接。管道系統架設完成后，需要在適當位置設置壓力表、測溫儀和閥門，然后對管道進行測試，看其是否存在有泄露點，如果沒有，以清水沖洗管道內部，然后包裹棉絮進行保溫，保溫層的厚度為30mm，以塑料薄膜包扎。

3.6積極凍結

所有的設備安裝都必須在現場管理人員的控制下進行，以保證良好的安裝效果。在安裝完成后，為了保證安全，需要做好必要的試運行，對設備參數進行調整。試運行環節必須重視安全管理，避免設備問題引發的安全事故。試運行結束，確定整個系統可以正常穩定運行后，就可以開始積極凍結，促進凍結帷幕的逐步形成。在積極凍結階段，存在幾個關鍵問題：一是單孔流量，為5-7m3/h；二是聯絡通道的積極凍結時間，設計為40-50天；三是需要時刻關注鹽水溫度的變化情況。在該工程中，凍結7d，鹽水的溫度必須能夠達到-18℃，凍結15d，鹽水的溫度必須能夠進一步降低到-24℃，以確保良好的凍結效果。

結語：

對上述工程的施工進行總結，以冷凍法進行地鐵盾構聯絡通道的施工，具有良好的效果，可以有效應對富水地層特殊的施工條件，在充分保證施工安全和施工質量的前提下，加快施工進度。實踐可知，從冷凍法施工準備到完工，全程沒有出現任何的質量施工和安全事故，達到了預期的施工目標。

參考文獻：

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