摘要:本文介紹了鄭州地鐵1號線凱旋路站～西三環站區間隧道聯絡通道的冷凍法施工控制方法和施工流程，提出了根據區間隧道聯絡通道所處的地質及周邊環境條件用冷凍施工的控制要點及質量保證措施。

　　關鍵詞：市政工程工程師范文,聯絡通道,冷凍法,控制關鍵

　　1 工程概況

　　凱旋路站～西三環站區間2#帶泵房聯絡通道與左、右線隧道中心相交的里程為ZDK10+397.230m、YDK10+397.766m，地面標高(FJz1-Ⅲ08-58孔)為119.36m，隧道軌面標高為92.699mm，左、右線隧道中心距為13.000m。聯絡通道的中心埋深約為27m。隧道為鋼筋混凝土管片，隧道內徑5.4m，管片厚300mm。聯絡通道采用冷凍法條件下的二次襯砌施工。通道結構見圖1《聯絡通道結構圖》。

　　圖1 聯絡通道結構圖

　　2 工程水文地質及周邊環境

　　擬建聯絡通道結構范圍內土層由上至下為(27)粉土層、(29)粉土層、(35)粉質粘土層、(36)粉質粘土層。

　　根據地勘報告，本區間淺層含水層巖性以粉土、粉質粘土為主，屬松散巖類孔隙潛水，地下水類型為潛水。凱旋路站～西三環站區間2#帶泵房聯絡通道結構處的地下水位約位于隧道結構頂部上方8m處。

　　聯絡通道附近無管線，但聯絡通道正上方為約7m的巷子，斜上方為大量4～6層的磚混結構房屋。

　　3 施工方案

　　聯絡通道(泵站)采取凍結法加固土體，然后用礦山暗挖法進行開挖構筑施工，采用“隧道內水平凍結加固土體、隧道內礦山法開挖構筑”的隧道內施工方案。即：在隧道內利用水平孔和部分傾斜孔凍結加固地層，使聯絡通道及泵房外圍土體凍結，形成強度高，封閉性好的凍結帷幕。在凍土中采用礦山法進行聯絡通道及泵房的開挖構筑施工，地層凍結和開挖構筑施工均在區間隧道內進行。主要包括凍結孔施工、土體凍結、開挖構筑、融沉注漿四個主要部分，具體施工順序見工藝流程圖。施工順序見圖2 《聯絡通道施工流程圖》。

　　圖2 聯絡通道施工流程圖

　　4、設計要求及開挖條件

　　4.1 設計要求

　　4.1.1凍土強度的設計指標為：單軸抗壓3.5Mpa，抗折1.8Mpa，抗剪1.5Mpa(-10℃)。

　　4.1.2在積極凍結期時，凍結壁內和凍結壁外200米區域內不得采取降水措施。

　　4.1.3開挖區外圍凍結孔布置圈上凍結壁與隧道管片交界面平均溫度不高于-5℃，其他部位設計凍結壁平均溫度為-10℃。

　　4.1.4積極凍結期為凍結帷幕的形成階段，設計凍結時間58天，要求凍結孔單孔流量不小于3m3/h;積極凍結7天鹽水溫度降至-18℃以下，積極凍結15天鹽水溫度降至-24℃以下，去回路溫差不大于2℃;開挖前鹽水溫度降至-28℃以下。如鹽水溫度和鹽水流量達不到設計要求，應延長積極凍結時間。

　　4.1.5在積極凍結過程中，要根據實測溫度資料判斷凍結帷幕是否交圈和達到設計厚度，同時要監測凍結帷幕與隧道的膠結情況，測溫判斷凍結帷幕交圈并達到設計厚度且與隧道完全膠結后，可進入維護凍結階段。維護凍結期溫度不高于-28℃，凍結時間貫穿聯絡通道及泵房開挖和主體結構施工始終。

　　4.2 控制開挖條件及辦法

　　要確定是否可打開管片進行開挖，需要結合測溫孔資料、卸壓孔壓力、探孔情況等方面綜合考慮，必須具備表1<聯絡通道開挖技術指標>的數值條件，方可開挖。

　　表1 聯絡通道開挖技術指標

　　5 關鍵工序及針對性控制要點

　　5.1 根據以往聯絡通道凍結孔施工的成功經驗，用合金取芯鉆開孔，跟管鉆進法下凍結管。凍結孔開孔前，先打設卸壓孔作為探孔，探測地層穩定情況。如發現有嚴重漏水冒泥現象，先進行水泥—水玻璃雙液漿壁后注漿，以提高孔口附近地層穩定性，然后再鉆進凍結孔。每個鉆孔設有孔口管，并安裝鉆孔密封裝置，以防鉆進時大量涌水、涌砂。

　　5.2針對施工凍結孔時容易產生冒泥涌水現象，采用功率較大的的鉆機施工，在情況允許的情況下盡量采用無泥漿鉆進。如有鉆孔泥水流失，及時進行補漿充填。

　　5.3 由于混凝土和鋼管片相對于土層要容易散熱得多，會影響隧道管片附近土層的凍結速度，從而影響凍結帷幕的整體穩定性和封水性。管片外面采用PEF板隔熱保溫，以減少冷量損失。在對側隧道布置6排冷凍排管。在凍結帷幕與管片膠結處放置測溫點，以加強對凍結帷幕與管片膠結狀況的檢測。

　　5.4在聯絡通道兩端布設卸壓孔，凍脹壓力過大時，及時釋放壓力，以減小土層凍脹對隧道的影響。

　　5.5加強對凍結帷幕的檢測。在凍結帷幕內布置測溫孔，以便正確判斷凍結帷幕是否交圈和測定凍結帷幕厚度。凍結管末端近隧道管片附近土層的凍結情況為控制整個聯絡通道凍結帷幕安全的關鍵。需在沿凍結帷幕四周布置測溫孔，以全面監測凍結帷幕的形成過程。

　　5.6凍結交圈前在隧道內安裝預應力支架，以防打開預留鋼管片時隧道變形和破壞。

　　5.7開挖前在鋼管片上打設探孔，確保無壓力水再打開鋼管片，并在管片開口處安裝通道安全應急門，施工完聯絡通道臨時支護層后再打開對側隧道聯絡通道的鋼管片。

　　5.8在開挖過程中及時監測凍結帷幕變形和開挖面溫度，如遇凍結帷幕有明顯變形，立即用鋼支架支撐，調整開挖構筑工藝，并同時加強凍結。

　　5.9在聯絡通道襯砌中預埋壓漿管，采用注漿方式以補償土層融沉，注漿應配合凍結帷幕融化過程進行。

　　5.10 加強地面建筑、管線的保護：加強地面建筑物、地下管線的監測;采用快速凍結減少凍脹;加強融沉注漿。

　　6 質量保證

　　6.1 凍結孔成孔質量保證

　　6.1.1設立專門的測量放線小組,測量儀器及工具事先檢查、定期校正。

　　6.1.2根據實際開孔誤差調整凍結孔施工方位，以減小凍結孔的最大偏斜值。

　　6.1.3間隔施工凍結孔，必要時調整中間凍結孔的施工軌跡，減小凍結孔最大成孔間距，使凍結孔間隔均勻。

　　6.1.4準確定位開孔孔位、方向，并在隧道兩幫布點，采用拉線方式校驗、控制凍結孔方向。

　　6.1.5先施工聯絡通道兩側隧道的透孔，驗證隧道管片上預留洞門的相對位置。

　　6.1.6在施工第一個凍結孔時，檢查地質、水文情況，根據施工情況優化凍結孔施工工藝參數。

　　6.1.7 確保凍結管加工質量，先配管確認凍結管連接順直后再用于施工。

　　6.1.8在開始鉆進或下入凍結管時，應反復檢查鉆桿或凍結管的方位與傾角，確保孔口段凍結管方位滿足設計要求。

　　6.1.9對于深度較大的凍結孔，開孔段預設0.5～1°的上仰角;成孔后采用經緯儀燈光測斜，測斜前，應檢查實際開孔位置與后視點是否一致。

　　6.2 凍結過程質量保證

　　6.2.1凍結器由凍結管、供液管和去回路羊角組成。在凍結管內下入供液管時，供液管端部應下放到距離凍結管管底100~150mm位置(要求下部焊接一定長度的鋼筋來驗收確認)。

　　6.2.2凍結管端蓋和去、回路羊角的連接應牢固、嚴密、不得滲漏。

　　6.2.3凍結器宜采用串、并聯方式分組與配、集液圈連接，每組串聯凍結器長度宜適中并基本一致，以保證各凍結器鹽水流量均勻并滿足設計要求。凍結器與配、集液圈之間宜用軟管連接，軟管在工況溫度下耐壓不應低于1MPa。在凍結器與配、集液圈之間的連接管路上應安裝控制閥門和溫度測點，管路連接應便于安裝流量計檢測單孔鹽水流量。

　　6.2.4凍結器安裝完成后，先要用清水對系統進行試壓檢漏，試壓值與正常鹽水系統的壓力相當。若發現滲漏要重新補焊。

　　6.2.5鹽水管路系統必須進行壓力試驗，試驗壓力不得小于凍結工作面鹽水壓力的l.5倍，并持續15min壓力不下降為合格。

　　6.2.6 冷凍站機充制冷劑前，制冷系統各部位必須進行試漏檢驗，并應符合表4-1的規定或設備說明書的要求。

　　6.2.7 凍結站管路密封性試驗合格后，對制冷系統的低壓、中壓容器、管路及鹽水箱、鹽水干管、配集液管等必須按設計要求鋪設保溫層和防潮層，并對制冷系統按統一規定的顏色刷漆。

　　6.2.8 凍結過程中，及時對凍結孔、測溫孔、泄壓孔進行監測，所有測點溫度應每隔12～24h觀測一次以上，必要時需加強監測。

　　7 結語

　　西三環站-凱旋路站區間隧道聯絡通道的聯絡通道施工已順利完成。實踐證明，抓好凍結過程中各個控制要點，落實好質量控制的措施，可有效地保證了通道安全施工和工程質量及進度。冷凍法的施工工藝將會在含水地層的地鐵工程中得到越來越廣泛的應用。