凍結(jié)法施工地鐵聯(lián)絡(luò)通道后期滲漏水分析及處置研究

王 超

中煤特殊鑿井有限責(zé)任公司 安徽合肥 231000

在上下行隧道之間設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道是城市地鐵施工中的常見措施，這種結(jié)構(gòu)具有連接、排水、防火等功能，開挖聯(lián)絡(luò)通道前，必須對(duì)周圍土層進(jìn)行加固。聯(lián)絡(luò)通道會(huì)對(duì)隧道的位移狀態(tài)產(chǎn)生影響，在凍結(jié)過程中，因?yàn)樗淼老潞枯^大，所以會(huì)產(chǎn)生凍脹現(xiàn)象，從而導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)通道影響到隧道的位移變化，另外受到開挖載荷的影響，土體會(huì)發(fā)生回彈從而導(dǎo)致地鐵隧道發(fā)生向上位移現(xiàn)象，因此地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工技術(shù)要求非常高，要嚴(yán)格按照施工工序進(jìn)行施工，及時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，才能確保施工質(zhì)量。凍結(jié)法施工與冰箱的工作原理相似，人工制冷技術(shù)能夠提高地鐵聯(lián)絡(luò)通道的施工質(zhì)量，將松散含水巖層變成穩(wěn)定性較好的凍土層，強(qiáng)度增加后結(jié)構(gòu)穩(wěn)定[1]。

1 地鐵聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工控制要點(diǎn)

凍結(jié)施工法的工藝流程包括施工準(zhǔn)備、定位開孔、孔口管安裝、凍結(jié)孔鉆進(jìn)等步驟，凍結(jié)設(shè)計(jì)的原理是凍結(jié)法加固的基礎(chǔ)，工作人員應(yīng)該進(jìn)行地質(zhì)勘查并考察現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境來進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì)，地下水的流向流速、地下水位的變化幅度、土層結(jié)冰的溫度等要素都應(yīng)該做好充分考察。

（1）凍結(jié)法施工的關(guān)鍵就是凍結(jié)孔的施工，凍結(jié)孔的位置必須準(zhǔn)確，凍結(jié)孔的質(zhì)量一定要保證。在進(jìn)行凍結(jié)孔施工法時(shí)，因極易發(fā)生涌水涌砂事故而使在管片上定位鉆孔的施工風(fēng)險(xiǎn)非常高，因而在每一個(gè)凍結(jié)孔施工前需在其位置上安裝孔口管，還要在孔口管上安裝閥門及防噴裝置，然后再在孔口管內(nèi)部進(jìn)行凍結(jié)孔鉆進(jìn)。凍結(jié)管進(jìn)入地層深度不能小于設(shè)計(jì)深度，但也不宜大于設(shè)計(jì)深度0.5m。

（2）制冷系統(tǒng)、鹽水循環(huán)系統(tǒng)、清水循環(huán)系統(tǒng)共同組成了凍結(jié)系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)備的選型要合理，管路進(jìn)行合理連接是后期凍結(jié)能持續(xù)、順利、高效的基本保障。在所有凍結(jié)孔施工完畢并對(duì)其成孔深度進(jìn)行測(cè)量校核、完成凍結(jié)管耐壓試驗(yàn)后可安裝凍結(jié)系統(tǒng)。在凍結(jié)管分組連接完成后，還要在每組凍結(jié)管支路的進(jìn)路上安裝流量計(jì)和溫度感應(yīng)片等裝置，另外對(duì)浮球閥、液面指示器、安全閥等裝置的靈敏度要進(jìn)行檢測(cè)。

（3）積極凍結(jié)期是指從地層凍結(jié)發(fā)生開始到凍結(jié)壁形成且達(dá)到施工設(shè)計(jì)要求所需要的時(shí)；維護(hù)凍結(jié)期是指凍結(jié)壁形成達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，在兩個(gè)凍結(jié)期間之主要工作是觀察各種溫度以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，并判斷凍結(jié)壁是否交圈、厚度是否符合要求、開挖條件是否具備，還要分析各種數(shù)據(jù)變化的原因[2]。

凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道開挖前應(yīng)安裝安全防護(hù)門以具備關(guān)門并向內(nèi)部注水的功能，這樣做能防止在開挖過程中因凍結(jié)壁破壞、開挖面上部出現(xiàn)坍塌后出現(xiàn)情況進(jìn)一步惡化的局面。開挖前要驗(yàn)收包括根據(jù)測(cè)溫孔數(shù)據(jù)和泄壓孔壓力變化以及水平探孔等來了解凍結(jié)帷幕是否交圈，另外可根據(jù)測(cè)溫孔數(shù)據(jù)計(jì)算凍結(jié)帷幕的厚度和平均溫度是否達(dá)到預(yù)訂設(shè)計(jì)要求；凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況也需要檢查，配備足夠的備用設(shè)備之外必須制定專門的應(yīng)急預(yù)案；各項(xiàng)都驗(yàn)收合格后可以進(jìn)行開挖施工作業(yè)。

（4）采用凍結(jié)法進(jìn)行加固施工時(shí)需注意：凍結(jié)壁暴露時(shí)間不能超過24h；施工期間應(yīng)預(yù)埋注漿管以備后期充填注漿和融沉注漿；二襯施工完成后可以停凍，停凍時(shí)需要逐漸降低冷凍機(jī)能量，分組關(guān)停凍結(jié)管鹽水循環(huán)，及時(shí)割除孔口管和凍結(jié)管，同時(shí)要注入充填材料封堵；停凍后隔一段時(shí)間需對(duì)聯(lián)絡(luò)通道四周進(jìn)行少量、多次、均勻的融沉注漿，融沉注漿的主要作用是對(duì)融化土體進(jìn)行加固，防止出現(xiàn)大面積沉降現(xiàn)象。

2 凍結(jié)法施工地鐵聯(lián)絡(luò)通道后期滲漏水的常見滲漏位置

在地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工的過程中，由于施工工藝不完善，管理跟不上導(dǎo)致在使用凍結(jié)法施工聯(lián)絡(luò)通道以后，仍然會(huì)出現(xiàn)不同程度的滲漏水現(xiàn)象，在進(jìn)行維護(hù)的后期會(huì)花費(fèi)大量的人財(cái)物，但是堵漏效果未必就能理想，因此有必要全面分析滲漏水發(fā)生的各種原因、部位和時(shí)間閽找出規(guī)律，從而采取針對(duì)性的措施，解決高成本維護(hù)問題。凍結(jié)法施工地鐵聯(lián)絡(luò)通道經(jīng)常發(fā)生后期滲漏水的位置主要有四個(gè)，第一個(gè)位置位于凍結(jié)孔，這與凍結(jié)管的封堵和切割有關(guān)系，第二個(gè)位置主要是注漿孔，尤其是融沉注漿結(jié)束以后，因封堵處理不當(dāng)容易發(fā)生漏水現(xiàn)象，第三個(gè)位置位于后期澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)與通道洞口的鋼管片之間的縫隙中，第四個(gè)位置是通道結(jié)構(gòu)的底板與側(cè)墻的交接位置。凍結(jié)法施工于地鐵聯(lián)絡(luò)通道容易出現(xiàn)滲漏水的位置比較多，如防火墻和側(cè)墻交接處也是可能出現(xiàn)滲漏水的位置，這與施工質(zhì)量差和澆筑混凝土?xí)r澆筑不密實(shí)有很大的關(guān)系，需要采用不同的方法進(jìn)行處理。

3 滲漏水的原因以及處理方法

3.1 孔口管和凍結(jié)管處漏水的原因處理方法

這個(gè)部位滲漏水主要與孔口管的內(nèi)壁和凍結(jié)管的外壁之間有一定的空隙有關(guān)系，如果這個(gè)空隙封堵處理不密實(shí)，再遇到凍結(jié)的土體發(fā)生融化情況以后，土中的水分就會(huì)沿著這個(gè)空隙通過通道發(fā)生滲漏。這個(gè)部位的滲漏水主要是采取提前預(yù)防的措施和后期處理的措施，在進(jìn)行凍結(jié)管鉆進(jìn)施工之前，要提前對(duì)凍結(jié)區(qū)域進(jìn)行預(yù)灌漿，壁后預(yù)灌漿能夠使隧道管片和土體之間形成水泥固結(jié)體，這樣就能夠避免在施工過程中出現(xiàn)流水等現(xiàn)象，還能夠封堵孔口管和凍結(jié)管之間的空隙，從而降低發(fā)生滲漏水的可能性。凍結(jié)管鉆時(shí)施工完成后應(yīng)及時(shí)通過孔口管上預(yù)留的注漿口壓注水泥漿，使土體充實(shí)，避免土體流失，從而形成固結(jié)體，封堵了孔口管和凍結(jié)管之間的空隙，避免了以后發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。冷凍管切割后，應(yīng)該對(duì)凍結(jié)管管端位置進(jìn)行封堵，封堵裝置要預(yù)留流注漿孔和控制閥門，這樣能夠及時(shí)對(duì)滲漏水現(xiàn)象進(jìn)行控制，有效避免隧道管片后的土體中的流水滲出[3]。

3.2 融沉注漿管部位漏水的原因有處理方法

在噴射早期支護(hù)混凝土前采取預(yù)埋融沉注漿管等措施有助于在聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)澆筑完成并出現(xiàn)凍土融化后對(duì)該區(qū)域進(jìn)行融沉補(bǔ)償注漿，如果發(fā)生注漿不均勻或數(shù)量太少又或發(fā)生封堵不嚴(yán)實(shí)等情況，都會(huì)使土地中的水分沿著注漿管的外壁和結(jié)構(gòu)層間的空隙滲漏。

對(duì)于這種滲漏水，主要是在進(jìn)行融沉補(bǔ)償注漿時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行操作，要多次反復(fù)少量均勻地進(jìn)行注漿，使凍土區(qū)的注漿足量，這樣才能避免因凍土發(fā)生融化時(shí)導(dǎo)致地面沉降而出現(xiàn)縫隙發(fā)生滲漏水現(xiàn)象，另外有一點(diǎn)需要注意，在融沉注漿等施工結(jié)束之后，要用微膨脹水泥封堵空隙，從而保證封堵體密實(shí)無縫隙。

3.3 通道洞口處滲漏水的原因與處理方法

聯(lián)絡(luò)通道處的隧道管片一般采用鋼管片，采用這種材料是便于在開挖通道后容易割除，但這會(huì)導(dǎo)致施工完成后在通道口部位存在有一圈隧道鋼管片和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的交接層面，這個(gè)層面不容易做到密實(shí)連接，因此會(huì)形成空隙，這時(shí)候外圍土層中的地下水會(huì)沿著鋼管片與鋼筋混凝土接頭處的空隙發(fā)生滲漏現(xiàn)象，這種滲漏現(xiàn)象在施工聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)施工完成后經(jīng)常出現(xiàn)。

對(duì)于這種滲漏水現(xiàn)象，一般是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就采取預(yù)防措施，經(jīng)常在洞門管片內(nèi)側(cè)加一圈能止水的橡膠條，但是加用橡膠條以密實(shí)縫隙的工藝特別復(fù)雜，在施安裝工鋼筋和進(jìn)行澆筑混凝土期間，止水橡膠條容易脫落，導(dǎo)致密實(shí)度發(fā)生變化，從而還是出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象，這時(shí)一般會(huì)在通道洞口處增設(shè)一些止水鋼板，鋼板厚度只要達(dá)到50毫米并進(jìn)行環(huán)形布設(shè)并焊接在隧道鋼管上就能夠達(dá)到較好的止水密封效果。

3.4 通道底板和側(cè)墻處滲漏水的原因與處理方法

聯(lián)絡(luò)通道二次襯砌結(jié)構(gòu)的施工主要包括鋼筋綁扎、混凝土澆筑等過程，最后一道工序是進(jìn)行側(cè)墻和拱頂?shù)幕炷翝仓谶@些施工過程中會(huì)存在的施工縫，施工縫一般多在結(jié)構(gòu)交界處，如果施工時(shí)處理不當(dāng)，也容易在后期發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。

這種容易發(fā)生滲漏水位置的處理包括滲漏前的處置和發(fā)生滲漏后的處置，施工縫應(yīng)留在合理的位置，至少地板上不能留有施工縫，另外施工縫所在位置應(yīng)該安裝通長(zhǎng)鋼板止水帶或其他止水裝置。另外在澆筑側(cè)墻混凝之前應(yīng)該清除水泥薄膜以及軟弱的混凝土層等影響因素，還應(yīng)該避免出現(xiàn)積水，不應(yīng)該出現(xiàn)表面粗糙等現(xiàn)象，側(cè)墻與拱頂混凝土應(yīng)該振動(dòng)密實(shí)，從而保證新舊混凝土能緊密結(jié)合，這樣才能夠減少滲漏水現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市交通壓力地增加，地鐵能夠緩解地面交通壓力，地鐵目前已經(jīng)成為各大城市重點(diǎn)建設(shè)工程。但是在地鐵施工過程中，容易受地質(zhì)環(huán)境影響，凍結(jié)法本身具有強(qiáng)度高、固體均勻、封水效果佳等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)促使地鐵聯(lián)絡(luò)通道等加固工程中得到廣泛應(yīng)用，為此，加強(qiáng)對(duì)凍結(jié)法施工技術(shù)研究，有利于促進(jìn)地鐵建設(shè)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。凍結(jié)法施工地鐵聯(lián)絡(luò)通道后期出現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象的處理，要根據(jù)發(fā)生部位和滲漏水的量等要素進(jìn)行針對(duì)性地封堵。做好提前預(yù)防很重要，能夠減少后期維護(hù)成本，但是后期維護(hù)也很重要，需要相關(guān)工作者提起重視。