地鐵凍結法聯絡通道施工監理控制要點

劉芳

（北京鐵城建設監理有限責任公司，北京 100166）

0 引言

采用人工制冷將地層中的水土凍結成凍土，形成凍結壁，對地下工程與地下水之間進行隔絕，使地下工程在凍結壁的保護下完成施工的方法稱為凍結法。近年來，隨著地鐵建設的需要，凍結法在地鐵盾構洞門加固、聯絡通道施工等廣泛應用。

1 工程概況

杭州地鐵7 號線北二路站—江東二路站凍結法聯絡通道位于景觀湖底，湖水深1.2～2.4m，隧道中心線間距為13.321m，隧道中心覆土埋深約為19.2m。加固地層采用水平凍結法，布置凍結孔77 個（包含4 個透孔），其中凍結站一側隧道布置18 排（52 個凍結孔），對側隧道布置5 排（25 個凍結孔），設計凍結壁厚度2m，喇叭口處為1.7m，凍結壁與管片交界處溫度為-5℃，其他部位凍結壁溫度為-10℃。聯絡通道初支厚度300mm，采用C25 噴射混凝土，二次襯砌厚度為450mm，采用防水等級P10 強度等級C30 鋼筋防水混凝土結構，開挖采用礦山法施工。

聯絡通道范圍內地質主要為粉砂及砂質粉土夾淤泥質粉質黏土，含水豐富。

2 實施前監理控制要點

（1）施工方案必須經過專家論證并按專家意見修改完善。

（2）凍結法聯絡通道施工的專業分包單位必須具備專業資質，項目負責人、技術負責人、安全員具備相應經驗和資格，并完成報驗手續，全部作業完成安全技術交底。

（3）對施工區域內地表地下管線、周邊環境、構筑物進行監測，監測測點布設完成并取得監測初始值。

3 凍結施工監理控制要點

（1）凍結孔的開孔定位，核實上下行線管片里程誤差，確保孔位測量精度，開孔定位盡量避開管片主筋。

（2）鉆孔完成后要對凍結孔進行測斜和打壓試漏，檢測合格后方可轉序。

（3）全部凍結系統安裝完成后，首先進行鹽水系統試運轉，清水系統不參與運轉、冷凍機處于停機狀態運轉12h 并觀察液位，液位無變化方可確認制冷系統密閉無漏點。

（4）凍結系統的試運轉和調試在鹽水系統試運轉合格后進行，使凍結系統設備在規定技術參數和工藝要求下正常運轉，各狀態參數（溫度、壓力）滿足工程的凍結要求。

（5）積極凍結過程中，每天落實對去、回路干管鹽水溫度的監測與控制，鹽水溫度控制在-25～-28℃，回路溫度不超過去路溫度2℃，并做好記錄；同時觀察冷卻水溫度和鹽水箱液位變化，發現異常，及時處理。

（6）控制隧道內空氣對流，減少空氣流動為凍結壁的影響，并在薄弱部位敷設冷凍排管和覆蓋嚴密的保溫棉，主要是在凍結壁處的管片內側。

（7）每天應定時檢查及監測凍結孔溫度，做好記錄，繪制溫度曲線圖，并以最不利溫度為依據，計算凍結壁的發展速度以及厚度，確定交圈時間，預計凍結壁到達設計要求的厚度及時間。

4 開挖與構筑施工監理控制要點

凍結法聯絡通道開挖的施工順序：①打開主凍結面側的鋼管片；②按照規定進尺掘進、臨時支護，按此循環直至副凍結面側鋼管片；③刷大兩側喇叭口，并施工臨時支護；④集水井開挖及臨時支護，并一次性敷設防水、澆筑二次襯砌；⑤打開副凍結面側鋼管片。

整個施工過程中要經常檢查凍結設備的有效運行，凍結溫度在設計范圍內，凍結壁溫度及與管片交界面溫度符合設計要求，確保維護凍結的有效性。

4.1 開挖與初支施工

（1）開挖前必須進行由建設單位組織，監測、施工、監理、設計、勘察、工程監督站、專家組（3 名）參加的關鍵節點條件驗收，驗收合格后方可開挖。

（2）噴射混凝土用的水泥、外加劑、配合比、強度等應滿足設計和規范要求，經復驗合格后報監理工程師驗收簽認，才能用于工程。

（3）開挖期間應安排監理人員到現場。經常檢查復核開挖斷面中心線和標高，發現偏差，及時糾正，嚴禁欠挖，避免超挖。

（4）每次開挖后，應對開挖面的地層觀察，檢查地質情況、以及暴露土體的加固效果，判斷工作面的穩定性。當存在暴露土體的穩定性較差時，應立即噴射混凝土，封閉工作面確保安全。

（5）加強地質預報和強化有毒有害氣體監測。

（6）初期支護采用鋼架、鋼網、木背板和噴射混凝土。為了增強支架的穩定性，可用支撐桿將相鄰兩排支架相互連接。支架之間的所有凍土應使用木板穩固支撐，如存在空隙可用砂漿或混凝土充填密實。

（7）初期支護應嚴格按照開挖步距進行，防止凍土在空氣中暴露時間過長導致融化變形，開挖面從開挖至初噴混凝土不宜超過24h。

（8）噴射混凝土按照從下到上的順序進行施工，分兩次噴射，首次噴射厚度為150mm，二次噴射找平，并且在首次噴射混凝土初凝后方可進行二次噴射找平。

4.2 防水及二襯施工

（1）檢查防水材料及鋼筋的品種、規格、性能、產品合格證書，經復試合格報監理工程師驗收簽認。

（2）嚴禁帶水進行防水板鋪設，初支完成后，如果有滲漏水，會影響鋪設自粘卷材的質量，應進行防水堵漏處理。

（3）鋪設防水層前應檢查基面平整，如基面不平整，應對拱部、側墻、底部采取措施進行找平，對外露的鋼筋應割除并進行打磨平整。

（4）防水板焊接采用雙縫焊接，焊接寬度滿足規范要求，不得出現交叉焊縫，焊接完成后應進行檢漏試驗；防水板鋪設嚴禁出現鼓包、褶皺、破損、脫落，驗收時必須留存影像資料。

（5）二襯施工前，復核通道斷面凈空尺寸、平臺標高。

（6）檢查鋼筋安裝的間距、骨架尺寸、搭接長度、保護層厚度是否符合設計及規范要求。鋼筋焊接時做好對防水板的保護，防止焊穿防水板，鋼筋驗收時留存影像資料。

（7）組織對支架與模板的強度、剛度和穩定性驗收，做好隱蔽工程驗收，外形尺寸的偏差符合結構要求的形式，模板的拼縫應嚴密，嚴禁漏漿，拱頂模板應在預留出10～30mm 下沉量。

（8）照明及通信等預埋管件、預留孔應同步施工，復核標高及位置滿足設計要求。如鋼筋與預埋管道留孔相遇時，嚴禁任意拆除、移位或割斷鋼筋，對此類情況應報請設計單位協助解決。

（9）做好混凝土澆筑過程的旁站，檢查澆筑順序及振搗情況，見證制作混凝土試件，填寫旁站記錄。混凝土澆筑從拱部預留進料口泵送入模，澆注時分層、均勻對稱進行，經常檢查兩側混凝土面的高差，嚴格控制在300mm，封頂采用后退式封頂。

5 凍結封孔監理控制要點

（1）封堵用鋼板、微膨脹混凝土、膨脹螺栓、充填材料等原材料性能應滿足要求，經復試合格報監理工程師驗收簽認。

（2）制定分組停凍計劃，嚴格檢查落實分組停凍、分組割除，分組封堵，嚴禁無計劃或不按分組計劃作業。

（3）檢查割除的孔口管、凍結管到鋼管片深度是否符合設計要求。

（4）充填前檢查凍結管內是否遺留有鹽水，如有應采用壓縮空氣將遺留的鹽水吹干后再進行填充。

（5）上仰角凍結管填充長度要大于1.5m，下俯角應全部進行充填，編號做好封堵記錄。

（6）檢查孔口管封堵鋼板厚度及密貼性，焊縫厚度要符合要求。

（7）側壁膨脹螺栓應有可靠的防松脫措施，外露長度大于3cm。

（8）檢查鋼板與格倉肋板搭接長度及鋼板與鋼管片之間是否有間隙；鋼板與混凝土管片之間的空隙應采用環氧砂漿進行密實充填。鋼板表面涂刷與鋼管片同材質防銹漆。

6 凍脹與融沉監理控制要點

（1）注漿分為充填注漿及融沉注漿，遵照多點、少量、多次、均勻的原則，選擇合適的注漿材料，采取適當的注漿工藝，并根據隧道的監測數據和解凍情況，計算合適的注漿量，調整適當的注漿間隔時間，使隧道不發生滲漏和沉降穩定，確保運營的安全。

（2）注漿用的水泥、水玻璃等材料滿足工藝及設計要求，經復試合格報監理工程師驗收簽認。

（3）充填注漿為結構混凝土強度達到設計強度的60%、停止凍結后3—7d 進行，時間為1 個月；融沉注漿為連續監測6 個月以上，凍結已經完全融化，1 個月之內連續兩次地表沉降監測小于每15d 0.5mm 時可停止，如超過，則應繼續進行融沉補償注漿。

（4）注漿的時機、順序、壓力、流量應重點檢查，是否符合滿足方案及設計要求，并及時填寫注漿記錄表。

7 結束語

在積極凍結中，因為停電以及設備故障所造成的停凍狀況可能發生，可對積極凍結時間予以延長，按照停凍時間的2 倍進行即可。

如在開挖的時候出現停凍，首先應立即組織專業技術人員查找原因，排除故障，恢復維護凍結；其次做好溫度變化和凍結壁收斂監測，采取有效措施加強凍結壁的保溫；最后在通道的初期支護上設置內支撐。

因此整個施工過程應設置雙路供電電源或配備滿足凍結設備運行功率的發電機。