冷凍法在地鐵盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用

【摘要】在地鐵盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的施工中，常見(jiàn)的地基加固措施包括壓力注漿、旋噴樁、攪拌樁等，而如果地層含水豐富，存在涌水風(fēng)險(xiǎn)，常規(guī)的加固方法無(wú)法取得預(yù)期效果，在這種情況下，就需要用到冷凍法施工技術(shù)。本文結(jié)合相應(yīng)的工程實(shí)例，對(duì)冷凍法在地鐵盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析和討論，希望能夠?yàn)橥?lèi)工程提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】冷凍法；地鐵盾構(gòu)區(qū)間；聯(lián)絡(luò)通道；應(yīng)用

城市化進(jìn)程的加快，使得城市人地矛盾沖突越發(fā)凸顯，地表用地的不斷壓縮要求人們從地下和空中去尋找更多的空間。在這種情況下，地鐵成為了現(xiàn)代城市交通發(fā)展的一個(gè)重要方向，在緩解地表交通壓力、方便人們出行等方面發(fā)揮著重要作用。在地鐵隧道盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的施工中，利用冷凍法進(jìn)行特殊地基的加固處理，值得工程技術(shù)人員的研究和推廣。

1、工程概況

昆明地鐵三號(hào)線延長(zhǎng)線普坪村站～石咀站區(qū)間起點(diǎn)里程為YDK3+117.228，終點(diǎn)里程為YDK4+183.997（左線ZDK4+440.80），右線長(zhǎng)1066.769m，左線長(zhǎng)1329.974m（含長(zhǎng)鏈6.402m），采用盾構(gòu)法施工。左右線于YDK4+158里程設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道，該里程線間距19.18m。聯(lián)絡(luò)通道采用冷凍法施工。該聯(lián)絡(luò)通道拱部埋深15m，凈寬2.5m，凈高2.6m，廢水泵房?jī)舫叽鐬?.85m（深）×2.1m（寬）×4.5m（長(zhǎng)）。聯(lián)絡(luò)通道處管片采用開(kāi)口襯砌環(huán)（鋼管片+A型鋼筋混凝土管片）。盾構(gòu)區(qū)間的聯(lián)絡(luò)通道全環(huán)噴C25早強(qiáng)混凝土；全環(huán)Φ8鋼筋網(wǎng)，全斷面單層，網(wǎng)格間距150×150mm；通道設(shè)計(jì)格柵鋼架縱向聯(lián)結(jié)主筋Φ22（HRB400），環(huán)向間距0.5m。

2、施工重點(diǎn)

在前期施工過(guò)程中，出現(xiàn)二次涌水情況，嚴(yán)重影響了施工安全和施工進(jìn)度。經(jīng)各方討論，業(yè)主同意對(duì)施工方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?，利用冷凍法，?duì)基礎(chǔ)土層進(jìn)行凍結(jié)處理，然后再次開(kāi)挖施工。從現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況分析，最后決定參照相似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，凍結(jié)盾構(gòu)區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道的外圍土體，形成封閉的凍結(jié)帷幕。為了確保施工的順利進(jìn)行，保證質(zhì)量和安全，技術(shù)人員開(kāi)展了二次地質(zhì)勘查工作，發(fā)現(xiàn)自聯(lián)絡(luò)通道拱頂至底部為凝固的水泥塊，夾雜部分粉土，含水量滿足冷凍需求。自聯(lián)絡(luò)通道底部至泵房底部為圓礫層，含水豐富，兩層土體均能滿足冷凍需求。

3、冷凍法在施工中的應(yīng)用

3.1技術(shù)要點(diǎn)

在應(yīng)用冷凍法進(jìn)行土體加固處理是，需要明確相應(yīng)的技術(shù)要點(diǎn)，一是考慮到在施工過(guò)程中可能出現(xiàn)涌水問(wèn)題，需要對(duì)鉆機(jī)的鉆進(jìn)方式進(jìn)行合理選擇，利用土層含水豐富的特點(diǎn)，不使用泥漿；二是管片外面采用PEF板隔熱保溫，以減少冷量損失，保證凍結(jié)帷幕的整體穩(wěn)定性和封水性；三是可以在凍結(jié)帷幕的適當(dāng)位置，設(shè)置溫度測(cè)量點(diǎn)，通過(guò)定期測(cè)量，了解冷凍法的應(yīng)用效果，確定凍結(jié)帷幕的厚度是否達(dá)到了設(shè)計(jì)施工要求，及時(shí)對(duì)存在的不足和問(wèn)題進(jìn)行處理；四是在進(jìn)行隧道開(kāi)挖施工的過(guò)程中，應(yīng)該安排專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，做好溫度測(cè)量和帷幕變形監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)溫度異常，或者帷幕變形明顯的情況，則需要立即停止施工，做好必要的支撐和加固工作，以確保施工的安全性。

3.2需冷量計(jì)算

想要對(duì)土層進(jìn)行凍結(jié)加固，需要首先結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)勘查數(shù)據(jù)，對(duì)凍結(jié)所需的冷量進(jìn)行計(jì)算，有

QZ=1.2×q×A

上述公式中，A表示凍結(jié)總表面積，單位為㎡；q表示凍結(jié)管的吸熱能力，單位為kcal/ m2h。代入相關(guān)數(shù)據(jù)，最終得到的需冷量為4.25×104kcal/h。

3.3凍結(jié)孔定位

為了保證良好的凍結(jié)效果，在施工前，還需要針對(duì)凍結(jié)孔的位置進(jìn)行校核。施工人員必須嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)施工圖紙，確定基準(zhǔn)點(diǎn)，做好放線定位工作。應(yīng)該注意，從施工安全和施工質(zhì)量的角度考慮，凍結(jié)孔的位置必須合理，避開(kāi)螺栓、主筋等關(guān)鍵部位，如果遭遇需要做出相應(yīng)的調(diào)整，確保誤差不超過(guò)100mm。

3.4開(kāi)孔作業(yè)

在進(jìn)行凍結(jié)孔的開(kāi)孔作業(yè)時(shí)，可以選擇J-200型鉆機(jī)，搭配φ130mm金剛石取芯鉆頭，保證良好的開(kāi)孔效果。需要注意的是，必須控制好鉆進(jìn)的深度和速度，避免穿透管片的情況。開(kāi)孔完成后，需要做好清孔工作，然后放入預(yù)制孔口管，固定后進(jìn)行孔口的密封處理。

3.5設(shè)備安裝

需要首先在隧道內(nèi)相應(yīng)的位置，對(duì)設(shè)備、管道進(jìn)行標(biāo)明，待設(shè)備完全就位后，以膨脹螺栓固定，管道采用焊接連接，一些需要進(jìn)行調(diào)整的部位則采用法蘭連接。管道系統(tǒng)架設(shè)完成后，需要在適當(dāng)位置設(shè)置壓力表、測(cè)溫儀和閥門(mén)，然后對(duì)管道進(jìn)行測(cè)試，看其是否存在有泄露點(diǎn)，如果沒(méi)有，以清水沖洗管道內(nèi)部，然后包裹棉絮進(jìn)行保溫，保溫層的厚度為30mm，以塑料薄膜包扎。

3.6積極凍結(jié)

所有的設(shè)備安裝都必須在現(xiàn)場(chǎng)管理人員的控制下進(jìn)行，以保證良好的安裝效果。在安裝完成后，為了保證安全，需要做好必要的試運(yùn)行，對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。試運(yùn)行環(huán)節(jié)必須重視安全管理，避免設(shè)備問(wèn)題引發(fā)的安全事故。試運(yùn)行結(jié)束，確定整個(gè)系統(tǒng)可以正常穩(wěn)定運(yùn)行后，就可以開(kāi)始積極凍結(jié)，促進(jìn)凍結(jié)帷幕的逐步形成。在積極凍結(jié)階段，存在幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一是單孔流量，為5-7m3/h；二是聯(lián)絡(luò)通道的積極凍結(jié)時(shí)間，設(shè)計(jì)為40-50天；三是需要時(shí)刻關(guān)注鹽水溫度的變化情況。在該工程中，凍結(jié)7d，鹽水的溫度必須能夠達(dá)到-18℃，凍結(jié)15d，鹽水的溫度必須能夠進(jìn)一步降低到-24℃，以確保良好的凍結(jié)效果。

結(jié)語(yǔ)：

對(duì)上述工程的施工進(jìn)行總結(jié)，以冷凍法進(jìn)行地鐵盾構(gòu)聯(lián)絡(luò)通道的施工，具有良好的效果，可以有效應(yīng)對(duì)富水地層特殊的施工條件，在充分保證施工安全和施工質(zhì)量的前提下，加快施工進(jìn)度。實(shí)踐可知，從冷凍法施工準(zhǔn)備到完工，全程沒(méi)有出現(xiàn)任何的質(zhì)量施工和安全事故，達(dá)到了預(yù)期的施工目標(biāo)。

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