浅谈暗挖冷冻法施工需要注意的问题

王晓阳

（郑州市轨道交通有限公司， 河南 郑州 450000）

浅谈暗挖冷冻法施工需要注意的问题

王晓阳

（郑州市轨道交通有限公司， 河南 郑州 450000）

随着人类社会的快速发展，隧道因为便利、节省空间的优势在各处修建，隧道工程技术水平也在不断提高，我国地铁的修建方法已经由传统的明挖和盖挖发展到明挖、盖挖和暗挖和盾构法多种方法组成。冷冻法在地铁施工中也得到很大程度的应用，本文主要从暗挖冷冻的施工角度简要谈谈其在施工中应该注意的问题。

暗挖；冷冻法；施工

1 冷冻法施工施工原理

冷冻法施工的核心是在地层中钻孔然后再埋入盐水，再通过人工制冷的手段使得周围的结构可以在不稳定的含水围岩结构中结冻成封闭度较强、刚度较好的冻结壁层。结成冻结壁层的主要原因是可以保证地铁施工地层的稳定，同时还可以起到良好的隔离水层的作用，从而来保证工程的顺利进行。冷冻法施工一般情况下氛围垂直冷冻和水平冷冻这两种方式，在地铁施工只要是地下的含水层高于百分之十的情况下都必须采用冷冻法施工技术。

冷冻法施工最早出现在我国的煤炭行业，在地铁施工中应用比较晚，而且在应用初期造价比较高，随着我国地铁事业的发展越来越快，含有淤泥、卵石和含水层粘土的隧道越来越多，冷冻法的施工就越来越普遍。随着我国科学技术的快速发达，造价也越来越低，使用也逐渐便利。在地铁隧道施工中，冷冻法施工要求的专业度非常强，必须根据周围的土体结构对需要加固的土层进行专业的设计，因此，施工单位必须选择专业度非常强的施工队在完成隧道地铁的施工作业。一般的流程是在地铁隧道开挖之前，相关的施工单位会提出开挖申请，之后再由相关部门进行时审查之后才能够同意是否开挖，根据设计的确定位置进行冻结孔的施工，在必要的情况下可以采取密封装置控制回流量等等。冷冻法在需要冻结的地层中钻孔，埋设冻结管的方式可以快速的在冻结管中形成循环冷媒，使得冻结管周围的地层迅速的降温乃至冻结，最终形成一个系统的冻结帷幕，目的是为了为地铁隧道施工创设一个安全的施工环境。

2 暗挖冷冻法在施工中需要注意的问题

2.1 确定冷冻范围

根据需要地铁隧道周围土体的实际情况，合理的选择冷冻范围，比如说在修建广州地铁三号线的时候，天河客运段刚好在广州市的天河区，地下隧道布满了管线且数量非常所，再者是因为这段路程连接着广州与汕头，是一条非常重要的交通要道，不能封闭施工， 否则会带来严重的交通。周围的土体结构是砂层，侧墙是花岗岩积层，这类土体遇到水很容易发生软化现象，一旦出现泡水的状况就会出现塌方事故，因此，根据现场的地质情况，为了保证施工安全，必须采用冷冻法的施工方法来加固周围的岩石，形成强度较高，封闭性较好的冻结壁，在冻结壁内进行隧道的开挖。所以说，为了工程的顺利施工，必须严格把握需要冻结的范围，要保证整条隧道的冻结效果，从而保证施工人员的安全和工程的顺利进行。

2.2 冻结孔的布置

确定冻结范围之后，冻结孔的布置尤为重要，冻结孔应该沿着隧道的轮廓线进行布置，开孔的位置与地铁隧道的轮廓线的距离一定要保证在一千毫米，以及钻孔的角度和开孔的间距、结孔的偏斜率等等必须严格控制。根据地面的荷载范围和隧道埋藏的深浅，使用合理的方法来确定冷冻壁的厚度，在地铁隧道施工中隧道冻结壁的设计与开挖的形状有一定的相似，但是这么做的目的是为了形成的冻结壁可以保证施工人员进入开挖区域。

2.3 控制冻结温度

在暗挖施工中冷冻的温度一定要得到合理控制，最低水温应该保持在零下三十度左右，冻结的盐水温度应该达到零下二十度，冻结壁的温度应该保持表面温度零下三度左右。冷冻孔的施工一般情况下是选取无缝钢管，冷冻一般氛围积极冻结、维护冻结、解除冻结这三个阶段，积极冻结阶段是为了满足暗挖设计的相关要求，在具备开挖条件的情况之下的一个冻结过程，也是在施工的地层中开展冷冻作业出来，将地层中的冻结壁扩大到设计厚度的一个过程，需要施工人员每天关注溶液的温度变化。在冻结开始之后，埋入的冻结管会在周围快速降温来形成冻结圆柱，一直到周围的冻结孔圆柱相连最终形成冻结壁，通常表现为塑性发展的冻结状态。在这个冻结的过程中管道之内一直充满盐水，盐水的作用是保证形成良好的冻结效果。

再者是维护冻结阶段，维护冻结是在地下工程进行的同时一个正常施工的阶段，当要达到的冻结壁厚度和温度一定的时候，进行检测探孔，保证形成的冻土帷幕基本不产生任何压力的情况下，再进行后期的正式开挖，这个时候就要根据冷冻土层的稳定性适度提升盐水的温度进入维护冻结阶段，通过冻土层埋设的电子温度感应器测量冻结壁中的温度，通过测量出的温度来推算出帷幕的厚度在达到设计要求的时候才能够进行开挖工程。最后一个阶段是解除冻结阶段，地下结构在施工完成之后，应该停止制冷系统，降低冻结壁温度，一般情况下，冻结壁在起初的三四天是不会快速的解除冻结的同时因为冻结管的影响，泵房开挖和网片的架设在完成之后，就可以进行停止冻结阶段，在这个阶段停止泵房结构的冻结管，再喷射混凝土一直到泵房结构完成基本上就实现全部停止冻结。在停止冻结阶段应该及时进行融沉注浆施工，冷冻施工的放大因为土体受冻会产生膨胀现象，在融化的过程中，注浆环节必须及时，一般情况下爱，注浆是分两次进行的，第一次注浆事 在冻土融化之前进行，主要是为了补充冻土之间的空隙，第二次是在冻土融化之前，在混凝土的强度达到百分之八十以上进行，第二次的目的是为了填充拱部的缝隙。

3 结语

暗挖冷冻法的冻结对象是土层的地下水，冷冻施工适用的土层是砂层和含水量较大的土层，对含水量较小的岩层冻结效果姐没有那么好。暗挖冷冻施工方法在地铁施工的安全可靠性强，形成的冻结层帷幕防水效果也相当好，尤其是对流沙地层的土层阶段效果比较理想。随着我国地铁隧道事业施工技术和暗挖冷冻技术的不断提高，暗挖冷冻施工方法的应用也将会越来越广泛。

[1]朱百良. 浅谈暗渠清淤施工方法及需要注意的问题[J]. 中国水运(下半月),2015,(05):121-122.

[2]胡楷勇. 冷冻法施工在地下工程中的应用[J]. 建筑,2012,(11):74+76.

[3]张科研. 浅埋暗挖法施工城市地下通道穿越市政污水管线安全技术措施[J].建筑技术开发,2009,(07):56+73.

TU75

B

1007-6344（2017）10-0220-01