隧道洞門水平凍結(jié)加固施工技術(shù)及風(fēng)險(xiǎn)控制

金海江 （中煤隧道工程有限公司，上海 200900）

0 引 言

地鐵隧道建設(shè)多在大城市，人流密集，如果采用攪拌樁或垂直凍結(jié)加固勢(shì)必要占用地面，將對(duì)地面交通構(gòu)成壓力。而采用水平凍結(jié)加固不用占用地面空間，在車站端頭井內(nèi)進(jìn)行施工，優(yōu)勢(shì)顯而易見。近年來(lái)越來(lái)越多的隧道洞門加固采用凍結(jié)法，但是對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制也更引起重視。

1 凍結(jié)法洞門加固

隧道洞門水平凍結(jié)加固技術(shù)，就是在盾構(gòu)進(jìn)出洞的周圍打設(shè)不同深度的水平凍結(jié)孔，對(duì)土體進(jìn)行凍結(jié)，從而形成像杯子一樣的凍結(jié)帷幕，保證盾構(gòu)進(jìn)出洞順利進(jìn)行。盾構(gòu)始發(fā)及接收示意見圖1。

圖1 盾構(gòu)始發(fā)及接收示意圖

2 凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)

在洞門圈范圍內(nèi)布置3圈凍結(jié)孔，其中最外圈直徑8m，共計(jì)32個(gè)孔布置在洞門圈外內(nèi)襯墻上，內(nèi)圈24個(gè)布置在洞門圈

盾構(gòu)接收外排孔設(shè)計(jì)深度一般在9m～11m左右，內(nèi)排孔設(shè)計(jì)深度3m左右；盾構(gòu)始發(fā)外排孔設(shè)計(jì)深度5m～7m，內(nèi)排孔設(shè)計(jì)深度3m左右。

近幾年來(lái)，凍結(jié)法洞門加固在地鐵隧道進(jìn)出洞洞門加固施工中廣泛應(yīng)用，特別是在地面沒(méi)有施工場(chǎng)地，無(wú)法進(jìn)行高壓旋噴加固的工程中更是顯現(xiàn)了技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在保證地鐵施工工期及控制盾構(gòu)進(jìn)出洞風(fēng)險(xiǎn)中發(fā)揮了積極的作用。這在許多城市特別是沿海城市中應(yīng)用更加廣泛，也為當(dāng)?shù)氐牡罔F建設(shè)作出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

3 主要風(fēng)險(xiǎn)分析及控制方法

凍結(jié)法加固有很多優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)于施工工藝要求較高，各項(xiàng)工序必須按照設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)嚴(yán)控質(zhì)量，筆者根據(jù)多年經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為應(yīng)該在以下幾方面加強(qiáng)防控。

①首先是凍結(jié)孔施工時(shí)偏斜過(guò)大，凍結(jié)管侵入到盾構(gòu)行進(jìn)區(qū)，盾構(gòu)在推進(jìn)過(guò)程中將凍結(jié)管破壞，鹽水大量泄漏到凍結(jié)區(qū)域，造成凍結(jié)壁融化，無(wú)法保證盾構(gòu)順利進(jìn)出洞。風(fēng)險(xiǎn)控制的主要方法是在凍結(jié)孔施工完成后，對(duì)每個(gè)凍結(jié)孔進(jìn)行偏斜測(cè)量，并繪制偏斜圖，確保每個(gè)凍結(jié)空的偏斜都在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。

②盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入凍土后刀盤或盾殼被凍住。風(fēng)險(xiǎn)控制的主要方法是盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入凍土前要確保設(shè)備完好，進(jìn)入凍土后要保證盾構(gòu)機(jī)不停轉(zhuǎn)動(dòng)，并且在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)配備蒸汽機(jī)作為應(yīng)急解內(nèi)，洞門圈內(nèi)凍結(jié)孔在盾構(gòu)始發(fā)或接收時(shí)拔掉以便盾構(gòu)順利行進(jìn)。具體布置見圖2。凍時(shí)使用。

圖2 盾構(gòu)進(jìn)出洞水平凍結(jié)加固凍結(jié)孔布置示意圖

③盾構(gòu)機(jī)接收在進(jìn)入凍土圈后，由于推力過(guò)大或姿態(tài)不好對(duì)周圍凍結(jié)管造成擠壓斷裂，此時(shí)應(yīng)及時(shí)關(guān)閉鹽水進(jìn)回路閥門，組織排查鹽水泄露的凍結(jié)管，將管內(nèi)鹽水排凈后，對(duì)斷裂的凍結(jié)管下套管恢復(fù)凍結(jié)。

4 結(jié)論

凍結(jié)法洞門加固工程在國(guó)內(nèi)已經(jīng)有許多成熟的案例，但是由于地質(zhì)條件和施工環(huán)境的不同，還是存在這一定的風(fēng)險(xiǎn)性。本文列舉幾點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)及控制方法，以提高風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)和理念，只有工程風(fēng)險(xiǎn)控制了，安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益才能得到保證。