長聯絡通道凍結施工技術

丁少令 葉玉西

(1.天地科技建井研究院，北京 100013； 2.北京中煤礦山工程有限公司，北京 100013)

1 概述

由于具有加固土體強度高、封水效果佳、環境影響小等優勢，自1955年在開灤礦區首次使用以來，凍結法作為一種特殊施工方法，在我國的井筒建設中得到了廣泛應用[1-3]。自20世紀90年代末建井分院在國內開發水平凍結技術并成功應用于北京、上海和廣州等一線大城市的地鐵建設工程后，人工地層凍結技術就逐步進入到市政地下建設領域，并起到了越來越重要的作用[4,5]，目前在數值分析及其應用、施工監測方面均取得了較大進步[68]。鄭州市軌道交通5號線土建工程施工07標段盾構區間聯絡通道均采用凍結法施工。

2 工程概況

鄭州市軌道交通5號線土建工程施工07標段包括3個聯絡通道。其中2號聯絡通道線間距約為21.46 m，結構覆土20.32 m，加固區周圍為6層～7層混凝土建筑，且距離隴海鐵路及石武客運專線2號特大橋較近。結構剖面圖如圖1所示。

本工程所處主要土層為②36粉砂層、②51細砂層。其中②36粉砂層為褐黃色，稍濕～濕，中密～密實，成分以石英、長石為主，含鈣質條紋和少量粒徑約5 mm的鈣質結核，砂感較強，局部夾薄層粉質粘土和粉砂。

②51細砂層：淺灰色～黃褐色，飽和，中密～密實，礦物成分主要由石英、長石組成，含云母片、少量蝸牛殼碎片和鈣質結核，局部夾薄層粉土或粉質粘土。

根據勘察單位提供的成果資料，該工程區間地下水主要為第四系孔隙潛水，第一層潛水穩定水位埋深為6.2 m～6.5 m，高程為81.85 m～82.6 m，本層地下水僅在區間北端分布；第二層潛水穩定水位埋深為12.4 m～16.2 m，高程為72.86 m～78.83 m。地下水水位埋深大多位于結構底板以上6 m～15 m，對工程有一定影響。

由工程概況可知本工程具有以下特點：

1)對隧道變形控制要求較高：聯絡通道施工過程中由于隧道的抗變形能力較差，變形控制要求高。施工過程必須嚴格控制鉆孔、開挖及凍脹、融沉對地層的擾動。

2)結構施工環境較差：通道結構承受的水壓大，抗滲要求高。結構施工環境差，空間狹小，通道拱頂混凝土不易澆搗密實，要保證結構不滲漏水難度較大。

3)地表沉降控制要求嚴格：本工程2號聯絡通道線間距長，達到21.46 m，凈長度達到了15.96 m，達到常規通道的2倍，且加固區周圍為6層～7層混凝土建筑，受下部隧道內施工影響較大，因此需嚴格控制凍結及開挖過程中的地表變形。

3 凍結設計情況

根據工程特點及地層情況，考慮后期工期較緊，凍結設計采用雙側供液方式，布設四道進回水管進行鹽水循環。共設計凍結孔94個，泄壓孔4個，測溫孔12個。聯絡通道凍結施工參數如表1所示。

表1 聯絡通道主要凍結施工參數一覽表

4 凍結施工情況

聯絡通道鉆孔施工于2017年4月11日開始，至2017年7月19日結束，右線隧道共鉆孔62個，其中對穿孔2個，非對穿凍結孔52個，測溫孔6個，卸壓孔2個。左線隧道共鉆孔56個，其中凍結孔48個，測溫孔6個，卸壓孔2個。打壓試漏全部合格；凍結站及鹽水管路和集、配液圈于2017年7月28日全部安裝完成；8月4日轉入積極凍結，至2017年9月24日，凍結歷時51 d。工作面鹽水干管去路-28.42 ℃，回路-26.51 ℃，去回路溫差為1.91 ℃，符合設計要求。鹽水溫度降溫曲線見圖2。施工中，為控制地層凍脹情況，及時開啟泄壓孔釋放凍脹力，見圖3，有效的控制了地層變形，達到了良好效果。經檢測，凍結效果滿足設計要求后，及時進行了開挖施工，該工程安全快速的施工完畢。

5 結語

鄭州軌道交通5號線土建07標2號聯絡通道工程長度較大，且所處地層條件比較復雜，距離干線鐵路及高架橋較近，地層沉降控制要求高。本工程結合凍結施工監測，及時開啟泄壓孔釋放凍結凍脹力，確保了地層變形符合設計要求，保障了施工安全，同時本工程對相鄰地區及相似地層工程施工有一定的借鑒和參考意義。