鄧喜軍

摘 要：聯(lián)合地鐵施工項(xiàng)目的實(shí)際案例，分析和研究冷凍法施工技術(shù)的工藝流程與參數(shù)。通過施工監(jiān)測與質(zhì)量跟蹤觀測結(jié)果顯示，冷凍法施工技術(shù)在地鐵施工中具備可行性，希望能夠?qū)ν惞こ淌┕て诘膮⒖夹詢r(jià)值。

關(guān)鍵詞：冷凍法;地鐵施工;工藝流程;施工監(jiān)測

在城市交通壓力不斷增加背景下，開始大力發(fā)展地下軌道交通。隨著工程建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，地鐵施工也開始應(yīng)用新的技術(shù)工藝。相比于地上軌道交通來說，地下軌道交通工程建設(shè)對(duì)于施工條件的要求比較高，同時(shí)對(duì)施工質(zhì)量與技術(shù)工藝的要求比較高。所以在工程建設(shè)過程中，必須注重施工規(guī)劃設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，以此提升工程建設(shè)效率標(biāo)準(zhǔn)。

1、工程概況

某地區(qū)鐵路2號(hào)線，市圖書館站至人民公園站區(qū)間隧道，左線線路長度為1000.73米，右線線路長度為972.46米，設(shè)置兩組平面曲線半徑分別為350米和450米，線路縱坡設(shè)計(jì)為大V型，坡度最小為2‰，最大為20.9‰，區(qū)間最大埋深為21.3m。

區(qū)間內(nèi)共包含583環(huán)，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)568環(huán)，盾構(gòu)機(jī)刀盤與車站圍護(hù)結(jié)構(gòu)距離15m。該區(qū)間盾構(gòu)接收施工方案，由于交道導(dǎo)改不能實(shí)施，且不具備地面加固條件，因此采用洞門水平凍結(jié)加固方式。在接收端頭洞門范圍布置水平凍結(jié)孔時(shí)，采用低溫鹽水循環(huán)冷凍設(shè)備，凍結(jié)端頭地層主體，將其形成高強(qiáng)度且封閉性良好的凍結(jié)帷幕。

2、地鐵施工方案

2.1鉆孔施工

凍結(jié)孔施工工序如下：定位開孔、安裝封口管、安裝孔口密封裝置、鉆孔測量、打壓試驗(yàn)。

在施工過程中所應(yīng)用的鉆孔設(shè)備為凍注鉆機(jī)和泥漿泵，側(cè)斜設(shè)備為陀螺定向測斜儀。技術(shù)要求如下：鉆孔孔位和設(shè)計(jì)孔位偏差控制在25mm以內(nèi)。鉆孔孔深最大為37.5米，偏斜率控制在3‰以內(nèi)。鉆機(jī)安裝必須穩(wěn)固可靠，鉆桿和孔位保持在同一垂直線。

2.2定位開孔與孔口管安裝

按照設(shè)計(jì)方案，在槽壁上準(zhǔn)確定位孔位置，之后使用開孔器進(jìn)行開孔，直徑為15cm。深度達(dá)到100cm時(shí)停止取芯鉆進(jìn)，安裝孔口管。在安裝孔口管時(shí)，需要應(yīng)用以下方法：鑿平孔口位置，安裝膨脹螺絲，之后將麻絲纏繞在孔口管魚鱗扣上，涂抹密封物之后處理封口管，并且使用膨脹螺絲進(jìn)行緊固處理。處理后安裝閘閥并打開閘閥，使用開孔器在閘閥內(nèi)開孔，直徑控制在11.2cm，鑿穿混凝土墻體。

2.3安裝孔口密封裝置

使用螺絲江口裝置固定在閘閥上，并設(shè)置密封墊片。

2.4凍結(jié)孔施工

按照施工設(shè)計(jì)要求，對(duì)鉆機(jī)俯仰角和方位角位置進(jìn)行調(diào)整。將旁通閥安裝在孔口裝置上，并對(duì)密封裝置進(jìn)行固定。使用無泥漿鉆進(jìn)法，當(dāng)鉆進(jìn)不進(jìn)去時(shí)，對(duì)施工工藝進(jìn)行調(diào)整，并且應(yīng)用泥漿鉆進(jìn)法，打開旁通閥門，觀察出砂出水情況。

2.5測斜

使用經(jīng)緯儀聯(lián)合燈光對(duì)成孔進(jìn)行測斜，偏斜率控制在1%以下，中孔間距最大不超過15cm。

2.6密封試驗(yàn)

將水注入到成孔管內(nèi)，并進(jìn)行凍結(jié)管密封試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力控制為0.8MPa。合格標(biāo)準(zhǔn)：前0.5h調(diào)壓在0.05MPa以內(nèi)，后15min壓力無變化。

3、冷凍法施工在地鐵工程中的應(yīng)用與措施

3.1冷凍法施工在地鐵工程的應(yīng)用

對(duì)于地鐵工程來說，按照規(guī)范要求，應(yīng)當(dāng)在上行線與下行線之間設(shè)置通道，在區(qū)間隧道發(fā)生意外事故時(shí)，乘客可通過聯(lián)絡(luò)通道疏散。在隧道線路最低位置設(shè)置通道，在建設(shè)通道之前，必須對(duì)土體地基進(jìn)行加固處理，主體應(yīng)當(dāng)具備良好的自立性和均質(zhì)性，且滲透系數(shù)和抗壓強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。冷凍法加固土體的風(fēng)水性好，且具備較高的強(qiáng)度，可靠性與安全性比較高，因而在通道主體加固施工中得以廣泛應(yīng)用。將冷凍法加固土體應(yīng)用到地鐵工程中，可以使通道外圍土體形成高封閉性和高強(qiáng)度的凍土帷幕，在凍土帷幕內(nèi)進(jìn)行施工，可以確保隧道管片由動(dòng)土帷幕的有效結(jié)合，特別適用于流沙地層的加固與封水處理中。

3.2冷凍法的施工技術(shù)管理

冷凍法施工具備較強(qiáng)的專業(yè)性，按照土建設(shè)計(jì)方式，優(yōu)化設(shè)計(jì)凍結(jié)帷幕所以必須確保施工團(tuán)隊(duì)的專業(yè)性。在土體開挖之前，施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)提供土體凍結(jié)開挖條件和開挖申請(qǐng)，并且由技術(shù)人員進(jìn)行審查之后才能夠開挖。由專業(yè)設(shè)計(jì)部門確定開挖位置，將里程誤差控制在允許范圍內(nèi)。同時(shí)，通道中心軸線應(yīng)當(dāng)與兩條平行隧道軸線相垂直。為避免鉆孔時(shí)出現(xiàn)漏泥冒沙問題，應(yīng)當(dāng)按照設(shè)計(jì)位置開展凍結(jié)孔施工，可以采用孔口密封裝置對(duì)回流量進(jìn)行控制。在凍結(jié)過程中，凍結(jié)帷幕厚度必須滿足設(shè)計(jì)要求，凍土平均溫度應(yīng)當(dāng)小于零下10℃。在施工過程中還應(yīng)當(dāng)密切監(jiān)測隧道變形和地面變形問題，以此確保變形穩(wěn)定性。

3.3凍結(jié)工程質(zhì)量控制措施

對(duì)鉆孔傾斜度進(jìn)行嚴(yán)格控制，傾斜度誤差應(yīng)當(dāng)控制在3‰以內(nèi)。在鉆進(jìn)施工過程中，應(yīng)當(dāng)按照地層與深度的實(shí)際需求，對(duì)鉆艇進(jìn)行及時(shí)增減，確保鉆井施工的均勻性。同時(shí)，按照設(shè)計(jì)孔位進(jìn)行鉆孔，鉆孔間距偏差必須控制在50mm以內(nèi)。使用絲扣連接冷凍管，確保絲扣擰緊到位，避免拔管時(shí)出現(xiàn)中斷問題。在施工過程中還需要應(yīng)用逐步降溫操作，以免凍結(jié)管由于溫度應(yīng)力所致開裂問題。在拔管作業(yè)施工過程中，應(yīng)當(dāng)將冷凍管傾斜度控制在3‰以內(nèi)。同時(shí)對(duì)冷凍站安裝質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，全面提升制冷效率，保證鹽水降溫滿足相關(guān)要求。

3.4凍結(jié)施工的安全保證措施

在鉆孔施工之前，必須統(tǒng)一勘測地層加固范圍內(nèi)的管線，標(biāo)注出管線位置，以此保證地下管線的安全性。在開展凍結(jié)施工時(shí)，必須由專業(yè)技術(shù)人員負(fù)責(zé)，了解和熟悉冷凍加固操作流程，明確設(shè)備的機(jī)械性能。在啟動(dòng)凍脹泄壓孔時(shí)，需要將壓力表安裝在每個(gè)瀉壓孔的端部。凍結(jié)過程中，按照壓力表顯示數(shù)值釋放凍脹壓力。當(dāng)壓力表顯示數(shù)值達(dá)到0.25MPa時(shí)，則需要開啟泄壓閥門進(jìn)行泄壓，直到壓力表顯示數(shù)值與原始地壓相同。通過強(qiáng)制解凍與管片二次注漿孔跟蹤注漿方式，對(duì)融沉進(jìn)行控制。積極凍結(jié)時(shí)間控制為一個(gè)月，通過測溫孔可以對(duì)土體凍結(jié)溫度進(jìn)行檢查。確保地層凍結(jié)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值之后，盾構(gòu)出洞作業(yè)。盾構(gòu)掘進(jìn)施工時(shí)，按照盾構(gòu)機(jī)刀盤里程，及時(shí)將凍結(jié)管拔除。在拔除過程中，由專業(yè)人員負(fù)責(zé)指揮汽車吊，全面檢查吊具性能和質(zhì)量，保證整個(gè)凍結(jié)管拔除施工的安全性。在施工過程中，道路臨時(shí)圍蔽，根據(jù)交警部門規(guī)定，設(shè)置警示帶和警示燈，并且派遣專人負(fù)責(zé)交通協(xié)管。在施工規(guī)劃過程中，必須嚴(yán)格控制工程建設(shè)質(zhì)量。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)代化設(shè)備工具進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，只有應(yīng)用高技術(shù)含量的質(zhì)量控制設(shè)備才能夠不斷提升質(zhì)量控制效果。

4、結(jié)束語

綜上所述，在地鐵工程施工過程中應(yīng)用冷凍施工法，具備較高的安全性和可靠性。冷凍法可以形成凍土帷幕，具備良好的封水效果。在施工技術(shù)和冷凍法技術(shù)優(yōu)化完善過程中，將會(huì)不斷擴(kuò)大冷凍施工法在地鐵工程中的應(yīng)用范圍。進(jìn)一步提升地鐵工程的施工效率與質(zhì)量，為人們出行提供便利。

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