凍結法施工旁通道地段鋪軌過渡施工管理

金 磊 顧章川

（1.上海天佑工程咨詢有限公司，200092，上海；2.華東交通大學土木建筑學院，330013，南昌∥第一作者，工程師）

凍結法施工旁通道是地鐵建設過程中常見的一種施工方法，特別是在軟土地區應用比較廣泛。地下線鋪軌施工中，經常會遇到因凍結法施工旁通道的影響或干擾，出現鋪軌施工無法“逾越”的情況而延誤了工程進度。為克服這一難題，地下線鋪軌施工在遇到凍結法施工旁通道地段時，通常采取臨時過渡措施。即在凍結法施工旁通道變形未穩定地段，通過下部設置臨時軌下基礎、上部線路臨時過渡的方法，來滿足鋪軌施工階段機具通行、材料運輸等需要，待沉降穩定后再恢復正式軌道結構。在工程實踐中，有的工程過渡施工措施得當，取得了很好的效果；有的工程過渡施工相對草率，給后期運營帶來不小的隱患。因此，鋪軌施工期間在遇到凍結法施工旁通道地段時，合理地組織過渡段施工，加強過程管理，對確保工程的質量、進度、安全等具有重要意義。

1 凍結法施工旁通道對隧道結構的影響

凍結法施工旁通道就是采用人工制冷的方法，首先將旁通道周圍含水地層進行凍結，形成滿足施工安全需要、具有臨時承載與隔水作用的凍結帷幕，然后在凍結帷幕的保護下進行旁通道開挖、支護、襯砌作業，最后再解除凍結。按照凍結法施工的工藝特點，可將整個旁通道施工過程分為積極凍結、維護凍結、解除凍結等三個階段。

積極凍結階段是開始實施凍結到最終形成凍結帷幕的過程。在該階段，凍土形成后（水凍結成冰后產生體積膨脹）因凍脹受阻（受隧道結構約束）產生壓力，在凍脹力的作用下隧道結構會產生變形，形成近似豎橢圓形的形狀（橫軸變短，豎軸變長）。因此，為防止凍脹影響，施工前宜設置預應力支架對隧道結構進行加固。

維護凍結階段是凍結帷幕形成后，在旁通道開挖、支護、襯砌作業期間內維持凍結帷幕的過程。通道開挖后，導致原有的應力平衡發生改變，應力重新分布，且會形成新的附加荷載作用于凍結帷幕；若凍結帷幕發生變形，勢必引起隧道結構變形。因此，為控制變形發展，在合理組織開挖施工的同時，需及時進行支護，防止凍結帷幕產生過大變形。

解除凍結階段是凍結施工結束后實施強制（或自然）解凍的過程。凍土融化時產生排水固結，會引起土體沉降，導致隧道結構發生沉降。通常采取補充注漿的措施控制融沉。該階段也稱為“融沉注漿階段”。

2 凍結法施工旁通道對軌道結構的影響與對策

凍結法施工旁通道所引起的“凍脹融沉”對軌道結構也有影響。軌道結構一般位于隧道結構以內下部。隧道結構變形會引發軌道結構同步變形。若隧道結構變形量過大，會對軌道結構造成不利影響，產生道床結構開裂（特別是水溝開裂）、軌道線路不平順等病害。因此，正常情況下，軌道結構宜在凍結法施工旁通道地段變形穩定后再實施。上海市工程建設規范《旁通道凍結法技術規程》（DG/TJ 08－902—2006）9.6.8條規定：凍結壁已全部融化，且實測地層沉降持續一個月每半個月不大于0.5mm，可停止融沉補償補漿。由此可見，凍結法施工旁通道地段要達到“絕對穩定”，需要比較長的周期。而鋪軌工期通常十分緊張。采取臨時過渡平衡理論與實際間的矛盾，是比較常見的應對之策。即在凍結法施工旁通道地段預測沉降量較大地段，先設置臨時軌道結構進行過渡，待沉降穩定后再恢復正式軌道結構。由于過渡段施工屬于鋪軌的一項措施，沒有統一、標準的規范指導，不同單位可能采取的手段和方法各異，因此還有待在工程實踐中不斷總結與完善。采取臨時過渡措施應滿足以下施工原則。

（1）臨時軌道結構：鋪軌過渡期間采用的臨時軌道結構屬于臨時工程，它由臨時基礎和臨時線路兩部分組成，在結構形式上與正式軌道結構有區別，主要是結構整體剛度有所降低。因此，在過渡施工前宜對臨時軌道結構進行專項設計與檢算，來滿足鋪軌施工與運輸的需要。

①臨時基礎臨時軌下基礎需有一定的剛度、強度、穩定性，能承受施工階段鋪軌施工運輸車輛豎向荷載。目前比較常見的方式有木枕（砂袋）基礎過渡、混凝土支墩基礎過渡等。隨著施工技術的發展和經驗的不斷積累，近年來型鋼基礎過渡的形式也有出現。幾種常見過渡方式的優缺點如表1所示。

表1 常見過渡方式比較

②鋼軌鋪設后與臨時軌下基礎連接的可靠度比正式軌道結構低，導致臨時線路的軌道狀態容易發生變化。為確保施工階段行車安全，過渡期間臨時線路宜采取加強措施（如設置軌距拉桿）進行處理。

（2）臨時過渡長度：臨時過渡長度的選擇可綜合考慮。過渡距離過長，對施工階段行車安全不利，過渡結束后恢復正式軌道結構工作量也相對大、周期長；過渡距離過短，沒有避開隧道結構沉降較大區域，雖然施工相對簡便，但可能埋下“質量隱患”。根據上海市工程建設規范《旁通道凍結法技術規程》：凍結法施工旁通道期間對隧道管片變形監測范圍應不小于旁通道兩側隧道管片各20m。因此，在鋪軌過渡時結合過渡期間隧道結構的監測反饋信息，將臨時過渡的經驗長度控制在25～50m。

3 凍結法施工旁通道地段鋪軌過渡施工管理

（1）過渡施工籌劃：在編制鋪軌總體進度計劃時，圍繞工期節點目標要求來籌劃鋪軌施工組織安排。根據工期緊迫程度和鋪軌施工需求，篩選出需要實施過渡的地段。在了解全線凍結法施工旁通道初步計劃的基礎上，預測不同地段的過渡時間和初步過渡方案。

（2）過渡方案制定：施工前期對需要采取臨時過渡的地段進行調查，排摸過渡施工期間作業環境條件，預測過渡施工前后可能遇到的干擾或影響，事先制定總體過渡方案。在具體過渡實施前，根據監測反饋信息情況來指導臨時過渡長度的選擇。若施工情況發生重大變化，再根據實際情況調整或完善方案。

（3）過渡行車安全：按照制定的過渡方案組織實施。過渡完成后，車輛反復通行，為此要加強對臨時線路的日常維護和巡道工作，及時發現和消除影響行車安全的隱患。在臨時線路上的所有通行車輛應慢速或限速通過過渡地段。

（4）正式軌道結構：嚴格控制過渡施工結束時間點，根據土建監測信息反饋的資料指導正式軌道結構施工的時間，不能盲目實施。若不具備條件應及時向建設方專題匯報，共同研究解決。

4 凍結法施工旁通道地段特殊情況下鋪軌過渡注意事項

凍結法施工旁通道的融沉補償注漿階段實施鋪軌過渡是最為常見的情況。由于在融沉補償注漿階段旁通道結構已經完成，只要及時清理出鋪軌作業面的場地（如凍結設備拆除等），則對鋪軌過渡施工干擾相對不大。但在工期十分緊迫的特殊情況下，有時也會遇到鋪軌過渡施工與凍結法施工旁通道同步交叉作業的情況（即一側隧道鋪軌，另一側隧道旁通道凍結施工），施工干擾就比較大。此時鋪軌過渡施工應注意以下事項：

（1）注意預應力支架對鋪軌過渡施工的影響。安裝預應力支架是凍結法施工防凍脹措施之一。凍結法施工旁通道若與鋪軌施工交叉作業，預應力支架的存在可能對鋪軌過渡施工造成較大影響。主要表現在兩方面：一方面預應力支架限界尺寸可能限制鋪軌機具（如軌道車、鋪軌小吊等）的通過；另一方面預應力支架底部可能與鋼軌位置發生沖突（如標高沖突），導致過渡臨時線路不平順。為減少或避免預應力支架對鋪軌過渡施工的干擾，按照機械鋪軌施工需求，宜事先向土建標段提出預應力支架的限界要求；若無法滿足，再專題協商研究。考慮到預應力支架安裝后再調整比較困難，在土建標段對預應力支架進行試拼裝時，軌道標段宜進行現場確認。

（2）注意凍結管路對鋪軌過渡施工的影響。凍結管路是根據凍結法施工需求進行布置的，在不同的環境下，凍結管路直徑、聯結形式、管路走向等可能各不相同，沒有統一、固定的形式。因此，在交叉作業情況下，凍結管的存在勢必對鋪軌過渡施工造成一定干擾。鋪軌過渡期間，無論凍結管路如何布置，一方面在設置臨時軌道結構時應避讓凍結管；同時在過渡實施前后重點注意對已安裝完成的凍結管路進行保護，防止對凍結管路造成不必要的損壞。過渡施工期間宜由土建、軌道標段共同對凍結管運行狀況進行監護。

5 結語

凍結法施工旁通道地段鋪軌采取過渡措施的目的，是為了避免隧道結構沉降過大而對軌道結構帶來不利影響。通過臨時過渡雖然能在施工階段 “逾越阻礙”，保證鋪軌施工向前不斷延伸，但若施工組織與管理不當，很容易給以后留下隱患。根據目前城市軌道交通常采用的無砟道床的結構特點，一般軌道扣件設計都有一定的調整余量，當發現軌道結構沉降變形時，可通過適度調整的辦法予以解決，但超過扣件允許調整的范圍就很難處理了。因此，最根本的還是要控制好隧道結構的沉降。近年來上海軌道交通進行了一些新的嘗試，如：在凍結法施工旁通道地段將隧道拱底管片注漿孔接長至道床表面，便于今后更好地通過注漿措施來控制隧道沉降。但其效果如何還有待時間的考驗。目前，國內很多城市在籌劃和建設軌道交通項目，在實踐中不斷積累和總結在不同地質條件下凍結法施工旁通道地段沉降變形的規律，才是正確指導鋪軌過渡施工的基礎。

［1］DG/TJ 08－902—2006 旁通道凍結法技術規程［S］.

［2］徐敏生.凍結法工程施工中凍脹和融沉問題的分析和研究［J］.華東建工勘察，2009（3）：1.