聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工安全技術(shù)研究

索明偉

（天津城建隧道股份有限公司 300250）

1 聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工

1.1 凍結(jié)孔施工

在正是開(kāi)始施工前，需要對(duì)聯(lián)絡(luò)通道中軸控制線進(jìn)行全面校核，先施工偷空，并結(jié)合其實(shí)際偏差來(lái)對(duì)相關(guān)鉆進(jìn)參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)整。此外，結(jié)合聯(lián)絡(luò)通道施工孔位，按照從上至下原則來(lái)開(kāi)展作業(yè)，如此一來(lái)就能夠避免由于下層凍結(jié)孔作業(yè)而對(duì)上部地層進(jìn)行擾動(dòng)情況出現(xiàn)，最大限度降低鉆孔作業(yè)事故發(fā)生幾率。一般情況下，鉆孔工序主要順序?yàn)椋喊惭b開(kāi)孔器、角度調(diào)節(jié)、一次開(kāi)孔、大球閥裝置、二次開(kāi)孔、鉆機(jī)定位、密封盒安裝、鉆孔以及對(duì)其傾斜角度進(jìn)行測(cè)量與檢驗(yàn)。

1.2 安裝冷凍站

①在聯(lián)絡(luò)通道旁安裝冷凍站，盡量不對(duì)作業(yè)產(chǎn)生影響。②如果冷卻塔不能及時(shí)散熱，則可以使用軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。③冷卻塔中所產(chǎn)生高溫水蒸氣需要排到隧道外時(shí)，需要盡量防止其排放至聯(lián)絡(luò)通道方向，避免其對(duì)冷結(jié)效果產(chǎn)生影響。

1.3 積極凍結(jié)期

積極凍結(jié)期是冷凍帷幕形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通常情況下設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)時(shí)間是40d，且需要保證凍結(jié)孔單孔流量在3m3/h以上。積極凍結(jié)超過(guò)7d鹽水溫度下降到-20℃以下，凍結(jié)超過(guò)15d后，鹽水溫度下降到-24℃，去回路溫差不大于2℃；開(kāi)挖前鹽水溫度降至－28℃以下。如若鹽水流量及其溫度還未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，則需要將積極凍結(jié)期時(shí)間合理延長(zhǎng)。

1.4 維護(hù)凍結(jié)期

在積極凍結(jié)期過(guò)長(zhǎng)中，需要結(jié)合實(shí)際測(cè)得溫度情況來(lái)斷定凍結(jié)帷幕其厚度有無(wú)達(dá)標(biāo)，且是否交圈、并且還要對(duì)隧道膠結(jié)情況以及凍結(jié)帷幕情況進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)溫度測(cè)量后確保凍結(jié)帷幕交圈，并且其厚度與設(shè)計(jì)要求相符，隧道全部膠結(jié)后便可進(jìn)入維護(hù)凍結(jié)期，通常情況下，在該階段溫度應(yīng)當(dāng)控制在-25～-28℃范圍內(nèi)，且需要確保在開(kāi)挖聯(lián)絡(luò)通道以及主體結(jié)構(gòu)作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)均進(jìn)行凍結(jié)。

1.5 安裝預(yù)應(yīng)力支架和安全應(yīng)急門

在實(shí)際開(kāi)挖前，需要將8個(gè)支撐點(diǎn)，且各個(gè)支撐點(diǎn)能力在50kN以上的隧道支架均勻設(shè)置于通道開(kāi)口處隧道管片開(kāi)口環(huán)中不開(kāi)口部位，從而達(dá)到降低聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖構(gòu)筑施工對(duì)隧道所產(chǎn)生不良影響的目的。按照結(jié)構(gòu)作業(yè)圖要求，由支撐保護(hù)板、三個(gè)固定支撐以及五個(gè)預(yù)應(yīng)力千斤頂來(lái)構(gòu)成單個(gè)鋼支架。此外，需要在開(kāi)挖側(cè)隧道預(yù)留洞口上安裝應(yīng)急門，且為了給防護(hù)門充足供氣需要配備有風(fēng)量在6m3/min以上的空壓機(jī)。在安裝開(kāi)關(guān)片前，安全防護(hù)門的耐壓設(shè)計(jì)值為0.3MPa，安裝完畢后需要開(kāi)展氣密試驗(yàn)，確保在空壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中也能夠維持設(shè)計(jì)值。

2 聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工面臨的風(fēng)險(xiǎn)及其安全措施

2.1 聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工面臨的風(fēng)險(xiǎn)

通過(guò)對(duì)部分地鐵工程實(shí)例研究可知，聯(lián)絡(luò)通道采取冷凍法施工時(shí)會(huì)面臨著以下幾方面風(fēng)險(xiǎn)：①由于現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)意外狀況而導(dǎo)致供電、冷凍機(jī)組或是輔助設(shè)備出現(xiàn)故障，這不僅會(huì)造成施工暫停，并且會(huì)致使帷幕因溫度上升而融化，進(jìn)而造成強(qiáng)度下降；②施工中冷凍機(jī)組個(gè)凍結(jié)管串聯(lián)支路出現(xiàn)供冷不均的現(xiàn)象，如此會(huì)致使帷幕不能夠均衡凍結(jié)，易于存在著薄弱之處，從而威脅施工安全；③和土層相比較，鋼管片與混凝土片二者散熱性更強(qiáng)，這樣不但會(huì)造成隧道管片區(qū)域的土層凍結(jié)效率大大降低，并且還會(huì)知識(shí)凍結(jié)帷幕和管片二者結(jié)合的地方膠結(jié)效果差；④凍結(jié)機(jī)組及其輔助設(shè)備中使用到的鹽水濃度不達(dá)標(biāo)（通常為過(guò)低），從而導(dǎo)致管路由于結(jié)晶情況產(chǎn)生而被塞住，繼而誘發(fā)鹽水管循環(huán)暫停或者是脹裂；⑤土層凍結(jié)時(shí)由于出現(xiàn)意外狀況引發(fā)鹽水管斷裂使得其中液體流出來(lái)并滲進(jìn)加固土體中去，因?yàn)辂}分的作用使其難以被凍結(jié)。如此一來(lái)不但導(dǎo)致土層強(qiáng)度大大降低、凍結(jié)薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)，甚至是造成凍結(jié)不成功的情況。并且在這種情況下開(kāi)挖的話很容易出現(xiàn)涌砂、透水等施工安全事故。

2.2 聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工安全措施

針對(duì)聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工面臨的上述風(fēng)險(xiǎn)，為了保證其安全我們可以采取以下措施：①為了避免斷電對(duì)聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，筆者建議施工用電可以采取二級(jí)負(fù)荷，且地面變電所則為雙電源供電，同時(shí)連接到冷凍機(jī)組設(shè)立雙回路。另外，現(xiàn)場(chǎng)還要配備多一臺(tái)發(fā)電機(jī)以備不時(shí)之需；②聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工中除了要安裝兩套冷凍機(jī)組（一套正常使用，另外一套備用）外，企業(yè)還應(yīng)當(dāng)要做好定期檢修，以此保證施工得以順利開(kāi)展。最后，針對(duì)凍結(jié)機(jī)組工作中易出現(xiàn)損壞的零件要做到常備，且施工中要安排好維修人員24h值班；③凍結(jié)機(jī)組所有串聯(lián)管線支路中都要裝上鹽水進(jìn)出閥，并且密切監(jiān)控其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)鹽水凍結(jié)溫差是否控制在2℃中。如果某個(gè)管線鹽水溫差超出了合理范圍，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可以將閥門打開(kāi)進(jìn)行放（加）鹽水，以此促使溫差達(dá)到要求；④做好聯(lián)絡(luò)通道加固土體管片保溫。首先，利用素混凝土填入鋼管片柵格，然后在凍結(jié)管末端出安排冷凍排管，并利用保溫布蓋好所有管片。最后，設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控凍結(jié)帷幕和管片結(jié)合處；⑤在凍結(jié)施工中定期檢測(cè)鹽水濃度確保其各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求。比如鹽水結(jié)晶溫度在-38.6℃，比重低于1.26（29.8Be0），如果出現(xiàn)濃度偏低了現(xiàn)場(chǎng)人員要第一時(shí)間進(jìn)行氯化鈣補(bǔ)充，從而使其達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。

[1]湯 淼.地鐵聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工技術(shù)[J].工業(yè)，2016（3）：00090.

[2]朱軍武.南昌地鐵聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工技術(shù)[J].建筑機(jī)械，2017（5）：120～122.

[3]劉清泉.聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)工程技術(shù)分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（13）：114～115.