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摘要：地铁盾构法隧道施工时，联络通道可能会因为施工地质和地域气候的原因，采取不一样的加固方法。在高温气候地区，联络通道常用地面旋喷桩加固。而在地质松软地区，联络通道常用冷冻法加固。冷冻法施工技术比传统加固技术更具优势，现被我国地铁区间联络通道施工广泛采用。本文就此举例分析了地铁盾构区间联络通道的冷冻法施工，探讨了冷冻法施工的要点，为冷冻法在我国北方地区的使用积累经验。
关键词：地铁盾构；区间联络通道；冷冻法施工
1导言
地铁盾构区间联络通道暗挖施工的地基加固工程中，经常使用的方法有搅拌桩、旋喷桩、压力注浆等。但是，在富水的粉细砂地层中，由于很难控制水泥浆的流失，采用上述的施工方法往往达不到预期的加固效果；联络通道一般都处在繁华街道的路面以下，地面交通繁忙，无法占用路面进行钻孔和桩体施工，因而，冷冻法就成了地基加固的较好选择。
2冷冻法施工技术
冷冻法施工工艺流程：施工准备→管片壁后注浆→钻冻结管孔→冻结管安装→冻结系统安装→监测系统安装→“积极冻结”→“维持冻结”→联络通道和废水泵房开挖、衬砌→解冻→拆除冻结系统。
2.1施工准备
冻结法施工前应根据地质情况制定冻结法施工方案，在报请监理审批后实施。冻结法施工必须由专业施工队伍来完成。因此，应该选择有专业资质、信誉好、有类似工程施工经验的队伍完成这项任务。
2.2管片壁后注浆
为防止在管片上钻冻结孔时发生涌砂、涌水，钻孔之前先对管片壁后进行水泥—水玻璃双液注浆。两种浆液的体积比为１∶１，其中水泥浆的水灰比为１∶１；水玻璃浆液为Ｂ３５～Ｂ４０水玻璃加同体积水的稀释液。上、下行线需要进行管片壁后注浆的管片各１２环，分别是联络通道处的４环钢管片和前后各４环混凝土管片。管片壁后注浆为半截面注浆（即只对联络通道所在一侧的土体进行注浆）。每环管片设５个注浆孔，分别布置在：上行线管片的１２点、１．５点、３点、４．５点、６点的位置；下行线管片的１２点、１０．５点、９点、７．５点、６点的位置。上、下行线盾构隧道共设置１２０个注浆孔，注浆厚度按１．２ｍ计，每环管片内侧的注浆量约为６．５ｍ３浆液。１２环注浆管片按先两边再中间的顺序逐环进行注浆，每环管片上的５个注浆孔按自下而上的顺序进行注浆。
2.3管片上钻冻结管孔
为了避免冻结孔钻透时涌砂、涌水，管片冻结孔钻透之前，必须先安装好孔口管和闸阀等孔口装置，孔口管要与管片上的钻孔连接牢固，不能有缝隙。冻结孔钻透以后要进行打压水实验，检查其密封情况。（１）混凝土管片上的钻孔采用两次钻孔的方法进行。①第１次钻进。按照冻结孔的设计位置和钻进方向，用１２０ｍｍ金刚石钻头取芯钻进２５０ｍｍ，钻进时用测斜仪和拉线的方法不断进行钻孔方向的测量，保证冻结孔钻进的方向正确。②先将孔口管的鱼鳞扣缠紧麻丝，砸入１２０ｍｍ钻孔中，并用４个膨胀螺丝将其固定，在嵌紧的鱼鳞扣上安装１００ｍｍ闸阀。③用９５ｍｍ金刚石钻头取芯钻进，将剩余的１００ｍｍ管壁钻透。（２）钢管片上的钻孔方法：钢管片上钻孔之前，先用６ｍｍ的盘条把钢管片上的横向和纵向的接缝焊死，再用Ｍ１０干水泥砂浆将需要钻孔的管片格仓填满，并焊４ｍｍ厚的钢板把格仓封死，再在封闭后的格仓上用混凝土管片钻孔的步骤和方法进行钻孔。
2.4冻结管安装
冻结管用夯管法安装。按照冻结管的设计位置、方向和深度，在孔口密封装置中插入头部呈尖椎状的冻结管，压紧孔口密封装置，打开阀门，用夯管机将冻结管打（夯）入地层之中。冻结管打入的过程中，必须保证孔口的密封装置密封、牢固，能够起到防喷的作用。冻结孔打入深度≮设计深度。冻结管的开孔孔位偏差≯１００ｍｍ，方向偏差≯１％。冻结管打到底后的位置偏差≯１５０ｍｍ，单排冻结孔最大间距≯１．４ｍ，多排冻结孔最大间距≯１．６０ｍ，否则应该补孔。管头碰到对面隧道管片时，不参与制冷循环的冻结管长度≯１５０ｍｍ。冻结管打入的过程中应严格监测偏斜情况，发现偏斜要及时纠偏。下好冻结管后，进行冻结管长度复测，然后再用灯光测斜仪进行测斜，并绘制钻孔偏斜图。冻结管的打入长度和偏斜量合格后再进行打压试漏，压力控制在０．８ＭＰａ稳定１５ｍｉｎ，压力无变化时为试压合格。
2.5安装冻结系统、监测系统
按照设计和设备使用说明书的要求安装冻结系统和监测系统。安装时要尽量缩短盐水管路的长度，并对冷冻机组蒸发器、低温管路、盐水箱和盐水干管等做好保温工作，以减少能量的损失。冻结系统安装完成以后，要仔细检查管件与设备、管件与管件之间的密封情况，发现渗漏马上修补。
2.6“积极冻结”
冷冻设备安装完毕后进行调试和试运转，压力、温度等各项参数指标正常以后开始“积极冻结”。冻土帷幕土体的降温速度是缓慢的，一般在７～１０ｄ才能降低到－２０℃左右，随后，冻土帷幕土体的降温速度会保持在０．５～１．０℃／ｄ，约３８ｄ左右冻土帷幕厚度才能达到设计要求。“积极冻结”期盐水温度应控制在－２８～－３０℃之间。
3冷冻法加固设计
3.1冻结帷幕的设计
联络通道的结构断面是拱形，结构受力较好。根据资料显示，联络通道埋设的底板约在8.m深，冻结帷幕中心的深度为9.9m。并以静止压力得出通道的侧向和上部荷载情况。通道开挖高度为4.3m、宽度为3.m，帷幕厚度约在.5m。以超静定理计算出联络通道结构的弯矩和轴力，再得出截面的剪应力、拉应力和压应力。
3.2布置冻结孔
以冻结帷幕设计和联络通道的结构，布置冻结孔按照上仰、下俯、近水平三种角度布置。共布置56个冻结孔，并设置3个穿透孔。冻结孔开孔误差不能超出100mm，尽量避开主筋、螺栓和接缝。冻结孔的开孔间距偏斜误差不能超出150mm，其有效深度要大于设计深度。如果冻结管的管头触碰到了对侧管冻结孔，管头长度要低于150mm。在施工过程中，冻结孔土体流失要小于冻结孔体积，否则就要及时注浆。
3.3布置测温孔
布置5个测温孔，分别处在冻结最薄弱的部位。测温孔是为了测量整个冻结帷幕不同部位温度发展状况，保保障施工安全。测温管的浅孔选择准30×4mm，深孔选择准87×8mm。每个测温管长度都要在4m左右，前端密封，不能有渗水。
4结语
冷冻法应用在地铁盾构区间联络通道中取得了良好的效果。实践证明，冷冻法适用于多种地层构造，尤其适合淤泥质粘土和软土地层中。随着城市经济的快速发展，城市轨道交通不断增加。在软土地层、风化地层中采用冷冻法，不仅施工程度提高，而且具有良好的经济效益和社会效益。
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