地鐵工程中冷凍法施工的控制要點

鄧喜軍

摘 要：聯合地鐵施工項目的實際案例，分析和研究冷凍法施工技術的工藝流程與參數。通過施工監測與質量跟蹤觀測結果顯示，冷凍法施工技術在地鐵施工中具備可行性，希望能夠對同類工程施工期的參考性價值。

關鍵詞：冷凍法;地鐵施工;工藝流程;施工監測

在城市交通壓力不斷增加背景下，開始大力發展地下軌道交通。隨著工程建設技術的進步發展，地鐵施工也開始應用新的技術工藝。相比于地上軌道交通來說，地下軌道交通工程建設對于施工條件的要求比較高，同時對施工質量與技術工藝的要求比較高。所以在工程建設過程中，必須注重施工規劃設計，嚴格控制施工質量，以此提升工程建設效率標準。

1、工程概況

某地區鐵路2號線，市圖書館站至人民公園站區間隧道，左線線路長度為1000.73米，右線線路長度為972.46米，設置兩組平面曲線半徑分別為350米和450米，線路縱坡設計為大V型，坡度最小為2‰，最大為20.9‰，區間最大埋深為21.3m。

區間內共包含583環，盾構機掘進568環，盾構機刀盤與車站圍護結構距離15m。該區間盾構接收施工方案，由于交道導改不能實施，且不具備地面加固條件，因此采用洞門水平凍結加固方式。在接收端頭洞門范圍布置水平凍結孔時，采用低溫鹽水循環冷凍設備，凍結端頭地層主體，將其形成高強度且封閉性良好的凍結帷幕。

2、地鐵施工方案

2.1鉆孔施工

凍結孔施工工序如下：定位開孔、安裝封口管、安裝孔口密封裝置、鉆孔測量、打壓試驗。

在施工過程中所應用的鉆孔設備為凍注鉆機和泥漿泵，側斜設備為陀螺定向測斜儀。技術要求如下：鉆孔孔位和設計孔位偏差控制在25mm以內。鉆孔孔深最大為37.5米，偏斜率控制在3‰以內。鉆機安裝必須穩固可靠，鉆桿和孔位保持在同一垂直線。

2.2定位開孔與孔口管安裝

按照設計方案，在槽壁上準確定位孔位置，之后使用開孔器進行開孔，直徑為15cm。深度達到100cm時停止取芯鉆進，安裝孔口管。在安裝孔口管時，需要應用以下方法：鑿平孔口位置，安裝膨脹螺絲，之后將麻絲纏繞在孔口管魚鱗扣上，涂抹密封物之后處理封口管，并且使用膨脹螺絲進行緊固處理。處理后安裝閘閥并打開閘閥，使用開孔器在閘閥內開孔，直徑控制在11.2cm，鑿穿混凝土墻體。

2.3安裝孔口密封裝置

使用螺絲江口裝置固定在閘閥上，并設置密封墊片。

2.4凍結孔施工

按照施工設計要求，對鉆機俯仰角和方位角位置進行調整。將旁通閥安裝在孔口裝置上，并對密封裝置進行固定。使用無泥漿鉆進法，當鉆進不進去時，對施工工藝進行調整，并且應用泥漿鉆進法，打開旁通閥門，觀察出砂出水情況。

2.5測斜

使用經緯儀聯合燈光對成孔進行測斜，偏斜率控制在1%以下，中孔間距最大不超過15cm。

2.6密封試驗

將水注入到成孔管內，并進行凍結管密封試驗。試驗壓力控制為0.8MPa。合格標準：前0.5h調壓在0.05MPa以內，后15min壓力無變化。

3、冷凍法施工在地鐵工程中的應用與措施

3.1冷凍法施工在地鐵工程的應用

對于地鐵工程來說，按照規范要求，應當在上行線與下行線之間設置通道，在區間隧道發生意外事故時，乘客可通過聯絡通道疏散。在隧道線路最低位置設置通道，在建設通道之前，必須對土體地基進行加固處理，主體應當具備良好的自立性和均質性，且滲透系數和抗壓強度滿足設計標準。冷凍法加固土體的風水性好，且具備較高的強度，可靠性與安全性比較高，因而在通道主體加固施工中得以廣泛應用。將冷凍法加固土體應用到地鐵工程中，可以使通道外圍土體形成高封閉性和高強度的凍土帷幕，在凍土帷幕內進行施工，可以確保隧道管片由動土帷幕的有效結合，特別適用于流沙地層的加固與封水處理中。

3.2冷凍法的施工技術管理

冷凍法施工具備較強的專業性，按照土建設計方式，優化設計凍結帷幕所以必須確保施工團隊的專業性。在土體開挖之前，施工企業應當提供土體凍結開挖條件和開挖申請，并且由技術人員進行審查之后才能夠開挖。由專業設計部門確定開挖位置，將里程誤差控制在允許范圍內。同時，通道中心軸線應當與兩條平行隧道軸線相垂直。為避免鉆孔時出現漏泥冒沙問題，應當按照設計位置開展凍結孔施工，可以采用孔口密封裝置對回流量進行控制。在凍結過程中，凍結帷幕厚度必須滿足設計要求，凍土平均溫度應當小于零下10℃。在施工過程中還應當密切監測隧道變形和地面變形問題，以此確保變形穩定性。

3.3凍結工程質量控制措施

對鉆孔傾斜度進行嚴格控制，傾斜度誤差應當控制在3‰以內。在鉆進施工過程中，應當按照地層與深度的實際需求，對鉆艇進行及時增減，確保鉆井施工的均勻性。同時，按照設計孔位進行鉆孔，鉆孔間距偏差必須控制在50mm以內。使用絲扣連接冷凍管，確保絲扣擰緊到位，避免拔管時出現中斷問題。在施工過程中還需要應用逐步降溫操作，以免凍結管由于溫度應力所致開裂問題。在拔管作業施工過程中，應當將冷凍管傾斜度控制在3‰以內。同時對冷凍站安裝質量進行嚴格控制，全面提升制冷效率，保證鹽水降溫滿足相關要求。

3.4凍結施工的安全保證措施

在鉆孔施工之前，必須統一勘測地層加固范圍內的管線，標注出管線位置，以此保證地下管線的安全性。在開展凍結施工時，必須由專業技術人員負責，了解和熟悉冷凍加固操作流程，明確設備的機械性能。在啟動凍脹泄壓孔時，需要將壓力表安裝在每個瀉壓孔的端部。凍結過程中，按照壓力表顯示數值釋放凍脹壓力。當壓力表顯示數值達到0.25MPa時，則需要開啟泄壓閥門進行泄壓，直到壓力表顯示數值與原始地壓相同。通過強制解凍與管片二次注漿孔跟蹤注漿方式，對融沉進行控制。積極凍結時間控制為一個月，通過測溫孔可以對土體凍結溫度進行檢查。確保地層凍結溫度達到預設值之后，盾構出洞作業。盾構掘進施工時，按照盾構機刀盤里程，及時將凍結管拔除。在拔除過程中，由專業人員負責指揮汽車吊，全面檢查吊具性能和質量，保證整個凍結管拔除施工的安全性。在施工過程中，道路臨時圍蔽，根據交警部門規定，設置警示帶和警示燈，并且派遣專人負責交通協管。在施工規劃過程中，必須嚴格控制工程建設質量。同時還應當對現代化設備工具進行優化升級，只有應用高技術含量的質量控制設備才能夠不斷提升質量控制效果。

4、結束語

綜上所述，在地鐵工程施工過程中應用冷凍施工法，具備較高的安全性和可靠性。冷凍法可以形成凍土帷幕，具備良好的封水效果。在施工技術和冷凍法技術優化完善過程中，將會不斷擴大冷凍施工法在地鐵工程中的應用范圍。進一步提升地鐵工程的施工效率與質量，為人們出行提供便利。

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