冷冻法在地铁盾构联络通道施工中的应用

王嘉懿

摘要：设置于地铁区间隧道中间的联络通道，起到连接两条隧道、集、排水、防火及疏散等作用，有时根据工程设计需要同时设置集水井。联络通道施工不仅要考虑自身结构及地面环境安全，同时要考虑盾构隧道的安全与稳定。所以，城市地铁联络通道开挖前必须对其周围土体进行加固。冻结法加固土体既有效地保证了通道安全施工；又保证了工程的质量和进度。随着我国轨道交通的迅猛发展，冷冻法的施工工艺必然在地铁工程中得到越来越广泛的应用。

关键词：地铁；联络通道；冷冻法；施工技术

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樁体施工，因而，冷冻法就成了地基加固的较好选择。

冷冻法是利用冷冻机将冷冻液进行降温，通过敷设的循环管路将其输送到需要冷冻的地层中，保持低温向外扩散，使土体冻结形成帷幕，起到加固土体的作用，在已加固的地层中采用矿山法开挖联络通道和废水泵房。用冷冻法加固土体虽然有工程造价高、工期长、上覆土体可能发生冻胀和融沉问题、需要有较高资质的专业队伍施工、需要使用专用的施工设备等缺点，但是，冷冻法加固的土体具有强度高、封水性好、安全可靠、不占用路面等优点，因此，在其它加固方法不能使用时，冷冻法用在联络通道这种小体量工程中还是可取的。

1工程概况

某地铁盾构联络通道采用冷冻法施工。该联络通道拱部埋深15m，净宽2 5m，净高2.6m，废水泵房净尺寸为3.85m（深）X2.1m（宽）X4.5m（长）。联络通道处管片采用开口衬砌环（钢管片+A型钢筋混凝土管片）。盾构区间的联络通道全环喷C25早强混凝土；全环中8钢筋网，全断面单层，网格间距150×150mm；通道设计格栅钢架纵向联结主筋中22（HRB400），环向间距0.5m。

2冷冻法在施工中的应用

2.1需冷量计算

想要对土层进行冻结加固，需要首先结合现场勘查数据，对冻结所需的冷量进行计算，有

0Z=1.2XqXA上述公式中，A表示冻结总表面积，单位为衍；q表示冻结管的吸热能力，单位为kcal/m2h。代入相关数据，最终得到的需冷量为4.25×104kcal/h。

2.2冻结孔定位

为了保证良好的冻结效果，在施工前，还需要针对冻结孔的位置进行校核。施工人员必须严

格依照设计施工图纸，确定基准点，做好放线定位工作。应该注意，从施工安全和施工质量的角度考虑，冻结孔的位置必须合理，避开螺栓、主筋等关键部位，如果遭遇需要做出相应的调整，确保误差不超过100mm。

2.3开孔作业

在进行冻结孔的开孔作业时，可以选择j-200型钻机，搭配+130mm金刚石取芯钻头，保证良好的开孔效果。需要注意的是，必须控制好钻进的深度和速度，避免穿透管片的情况。开

孔完成后，需要做好清孔工作，然后放入预制孔口管，固定后进行孔口的密封处理。

2.4积极冻结与维护冻结

2.4.1冻结系统试运转与积极冻结

设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数.使机组在有关工艺规程和设备要求的技术参数条件下运行。冻结系统运转正常后进入积极冻结。

此阶段为冻结帷幕的形成阶段，积极冻结期盐水温度为一28℃—一30℃，设计冻结时间36天，要求冻结孔单孔流量不小于3m3/h；积极冻结7天盐水温度降至一18℃以下，积极冻结1s天盐水温度降至一24℃以下，去回路温差不大于2℃；开挖时盐水温度控制在-25℃—一28℃。若盐水温度和盐水流量达不到设计要求。应延长积极冻结时间。

2.4.2维护冻结

在积极冻结过程中，要根据实测温度资料判断冻结帷幕是甭交网和达到设计厚度，同时要监测冻结帷幕与隧道的胶结情况，测温判断冻结帷幕交圈并达达到设计厚度且与隧道完全胶结后。可进入维护冻结阶段。维护冻结期温度应保持在一25℃—一28℃，冻结时间贯穿联络通道开挖和主体结构施工始终。

2.5 融沉控制

2.5.1充填注浆

充填注浆是为了减小冻结壁的变形和补强衬砌， 避免衬砌透水。注浆的浆液是水泥浆。以结构预埋注浆孔和管片注浆孔做好压浆，联络通道注浆压力要小于静水压力。在集水井处

的注浆压力要小于0.1MPa，并以下至上进行注浆。等到上一层的注浆孔返浆后停止下层注浆，保证充填注浆至拱顶。

2.5.2 融沉注浆

充填注浆完成后进行融沉注浆， 以监测反馈信息组织注浆，控制好注浆量。同时在冻结帷幕边注浆，压密注浆整个冻结的区域。注浆压力要小于0.5MPa。以监测反馈及时安装注浆循环。注浆先从通道底板，再到侧墙和拱顶。先深层后浅层，反复注浆，保证控制要求。融沉注浆是根据地面变形情况来确定是否继续注浆，地层隆起2mm 则暂停注浆。

3总结

冻结法在地铁联络通道施工中有着极大的优越性。冷冻法适用于各类地层，是一种环保型工法，目前在地铁盾构双线区间联络通道得到了广泛的应用。尤其适合在城市地下管线密布，施工条件困难地段，不受地表环境及深度限制，工艺先进、安全可靠、文明施工程度高。具有良好的社会、经济效益，具有良好的发展前景。

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（作者单位：苏州市轨道交通集团有限公司）