地铁车站区间联络通道冻结法施工技术研究

地铁车站区间联络通道冻结法施工技术研究

杨永权

中铁一局集团天津建设工程有限公司   天津市   300000

摘要：随着国内外城市轨道交通的快速发展，推动地铁车站区间联络通道施工技术的创新发展。受地铁车站区间联络通道施工条件、地质特征和地下水等各种因素的影响，为确保其最终的施工效果，要加强对冻结法施工技术的合理应用。本文从冻结法施工技术的特点出发，对其应用方法进行深入研究，以供参考。

关键词：地铁车站；联络通道；冻结法施工技术

引言

冻结法施工技术是借助人工制冷技术，使地质土层中的水分凝结成冰，将原本相对松散不稳定的含水地层转变为稳定性和强度较高的硬土，同时具有隔绝地下水的作用，进而确保地下工程崛进作业开展的有序性和安全性。这种施工技术在当前地铁车站区间联络通道中具有良好的应用效果，可以有效提升其安全性。

1. 冻结法施工技术的特点

在城市地铁车站区间联络通道中，冻结法施工技术具有良好的应用效果，可以根据土壤结构设计相应的施工方案，通过对土壤结构的冷冻固定，发挥其隔绝地下水、改善地质条件、减少环境污染、避免通道塌陷等优势，因此逐渐形成规模化应用。在冻结法施工技术开展期间，在冻结区附近200m区域内的透水砂层中不得采取降水措施，并且在冻结区内土层中不得有集中水流，减小地下水流动性，增加封锁效果，显著提升冻土的抗拉强度、抗剪结构强度、抗压结构强度等力学性能，避免其出现漏水等问题[1]。同时，基于该施工技术的优越性，不仅可以强化土壤结构的均匀性，确保其结构完整性，还能处理地下富水层岩石断裂和地质结构不稳定的问题，在工程建设完成后，其地质结构层会随着温度的恢复出现自然融化现象，加强地面沉降监测，及时进行填充注浆、融沉注浆。在整个过程中，不会产生环境污染等其他施工问题，减少施工环境和现场条件等因素的影响，加快地下工程的施工效率。

2. 冻结法施工技术在地铁车站区间联络通道中的应用方法
   1. 冻结孔施工

冻结孔施工作为冻结法施工技术流程中的第一个关键环节，在其开展前，要明确其施工风险，在钻孔环节未处理好孔位出现涌砂和涌水问题，就会导致联络通道附近水土流失严重，进而对土层结构造成严重影响，导致地面以及隧道产生不均匀沉降。对此，在冻结孔施工作业正式开展前，施工人员在布控范围内加强探孔的设置，对地层结构的稳定性进行科学分析，对后续涌砂和涌水问题出现的可能性进行科学判断，并提前制定相关的应对方案。

在冻结孔钻进施工中，施工人员要以工程现场的实际情况和管片设计资料为依据，尽量避开高强螺栓、管片接缝、管片肋板的位置，如果发现其可能出现交叉或碰撞，可对冻结孔的钻进位置进行微调处理，并确保其调整间距控制在10cm以内。在确定冻结孔钻进位置后，要将其开孔作业分两次完成，应用金刚石取芯钻头开展第一次开孔，在其进入管片30cm后停止，在取芯完成后及时安装密封装置和孔口管，在确保密封装置使用性能良好的前提下，开展第二次开孔作业，在其完全穿透管片后及时做好孔口密封工作。在冻结孔施工钻孔作业开展的全过程中，如果出现涌砂和涌水现象若会对钻孔作业有序推进造成严重影响，在发现此类问题的第一时间要将密封装置压紧，确保该冻结孔处于封闭状态，然后在冻结孔口旁开展注浆作业。

2.2冻结施工

确保证冻结施工的质量与效率，优化地铁车站区间联络通道施工资源配置，在冻结施工的准备工作中，要按照如下公式对其冻结需求量进行精准计算。

式中，Q为联络通道制冷量；D为冻结管道内部直径；H为冻结管道长度；q为散热系数。

基于联络通道冻结需求量的精准计算，可以为后续冷冻站中冷冻机组的安装提供参考，确保其满足冷冻施工的作业需求。在冻结施工环节，可以应用双电源供电模式，将各冻结机组由施工现场变电所引出，实现双回路供电；同时现场配备柴油发电机，避免因电路维修或其他因素引起的区域性断电。

在各冷冻站的冷冻机组设置中，要将同时设置两套冷冻机组，其中一套正常投入使用，一套作为备用机组，应对冻结施工期间机组出现运行故障问题，确保冷冻作业开展的持续性。此外，冷接管串联之路供冷不平衡，也会导致其冷冻均匀性无法得到保证，致使冷冻帷幕结构出现问题。针对这一问题，一是针对冻结孔进行合理串联，保证串联管路总长大体一致，且在允许范围内；二是在盐水出入口位置完善阀门安装工作，在冻结施工开展的全过程中，监测各支路盐水温度变化情况，将其温差控制在2℃以内。根据温差数据测量结果，借助阀门调整各支路盐水流量，保证其温差满足冻结施工的标准要求。

2.3开挖与构筑施工

在开挖作业开展前，施工人员要对探孔钻孔情况进行检查，选择最薄弱的位置完成探孔作业，并将冻结孔与探孔的距离控制在0.8m以上，在确保其没有出现连续带压涌砂、涌水等异常现象后，方可确定其冻结效果，并保证冻结帷幕结构已经形成一个整体。释放冻结壁交圈之后中间部位因为冻胀产生的对管片的压力，泄压孔的设置可以避免作用力过大对管片挤压造成破坏或者位移。预应力支架的设置应选择联络通道管片开口两侧第一片管片中心处，在冻结壁交圈之前完成，并保证每榀的支撑点设置数量为8个。在联络通道冻结以及开挖期间，为避免冻结作业对隧道结构造成影响与破坏，可以由支撑保护板、预应力千斤顶和固定支撑共同组成应力架，在防护安全门安装完成后，开展水密性试验，确保其密封性。

土方开挖可以采用分段分层施工的方式，按照主线侧喇叭口段导洞、通道标准段、副线侧喇叭口段、主线侧喇叭口段的顺序，完成土方开挖施工作业，并及时采取有效的支护措施[3]。在土方开挖作业完成后，要确保初期支护跟进的及时性和高效性，对混凝土的喷射厚度与强度等级进行严格控制，遵循自上而下的顺序，分层开展混凝土喷射作业，使底层的稳定性得到保障，避免出现土体变形的问题。在结构施工中，要先完成施工底板结构部分的施工，然后开展侧墙和拱顶部位的施工，采用现浇钢筋混凝土结构，保证其浇筑质量。在联络通道结构施工最后的封孔环节，要求分组要停止冻结施工，并将隧道管片上的冻结管和孔口管尽快割除，使其在钢管片内进深超过100mm。通过压缩空气的方式吹干管内盐水，然后用一定规格的混凝土填充冻结管。

2.4注浆施工

在冻结施工技术完成7d左右后，施工人员可以在初支与冻土和二衬之间有序开展填充注浆施工作业。注浆施工具体的开展时间要以地铁车站区间联络通道混凝土结构强度为依据，将其达到设计强度的85%后，才能开展该项施工作业内容。注浆施工作为冻结法施工技术最后一个关键环节，要高度关注其水泥浆液配制比例的控制，确保其处于1:1与1:0.8之间，同时严格控制注浆流量和注浆压力，保证注浆施工作业质量。

在填充注浆结束后还要做好融沉注浆工作，贯彻均匀、多点、多次、少量的施工原则，根据地层沉降监测结果对作业方式进行调整，如果该地铁车站区间联络通道在一天内的沉降高度超过0.5mm，或者在注浆完成后沉降现象没有停止，且其累计沉降监测值达到1.0mm，就要及时开展融沉注浆作业。在融沉注浆作业开展期间，如果监测隆起达到2.0mm时，既要及时停止注浆作业，保证联络通道施工质量与安全。

3.结论

由于地铁车站区间联络通道施工环境的复杂程度较高，在施工过程中可能存在各种安全隐患，为避免其对人员生命财产安全造成不利影响，降低安全事故出现的可能性，可以加强对冻结法施工技术的应用，结合工程实际状况，明确该施工技术的应用标准，应用规范技术方法，推动联络通道高效施工。

参考文献：

[1]王鹏耀. 地铁车站区间联络通道冻结法施工技术探讨[J]. 江西建材,2023(1):288-289,292.

[2]王涛,李晓龙. 试析冷冻法施工联络通道安全作业[J]. 中华建设,2023(12):166-170.

[3]缪磊. 地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术[J]. 工程机械与维修,2022(1):226-227.