长联络通道冻结施工技术

丁少令 叶玉西

(1.天地科技建井研究院，北京 100013； 2.北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013)

1 概述

由于具有加固土体强度高、封水效果佳、环境影响小等优势，自1955年在开滦矿区首次使用以来，冻结法作为一种特殊施工方法，在我国的井筒建设中得到了广泛应用[1-3]。自20世纪90年代末建井分院在国内开发水平冻结技术并成功应用于北京、上海和广州等一线大城市的地铁建设工程后，人工地层冻结技术就逐步进入到市政地下建设领域，并起到了越来越重要的作用[4,5]，目前在数值分析及其应用、施工监测方面均取得了较大进步[68]。郑州市轨道交通5号线土建工程施工07标段盾构区间联络通道均采用冻结法施工。

2 工程概况

郑州市轨道交通5号线土建工程施工07标段包括3个联络通道。其中2号联络通道线间距约为21.46 m，结构覆土20.32 m，加固区周围为6层～7层混凝土建筑，且距离陇海铁路及石武客运专线2号特大桥较近。结构剖面图如图1所示。

本工程所处主要土层为②36粉砂层、②51细砂层。其中②36粉砂层为褐黄色，稍湿～湿，中密～密实，成分以石英、长石为主，含钙质条纹和少量粒径约5 mm的钙质结核，砂感较强，局部夹薄层粉质粘土和粉砂。

②51细砂层：浅灰色～黄褐色，饱和，中密～密实，矿物成分主要由石英、长石组成，含云母片、少量蜗牛壳碎片和钙质结核，局部夹薄层粉土或粉质粘土。

根据勘察单位提供的成果资料，该工程区间地下水主要为第四系孔隙潜水，第一层潜水稳定水位埋深为6.2 m～6.5 m，高程为81.85 m～82.6 m，本层地下水仅在区间北端分布；第二层潜水稳定水位埋深为12.4 m～16.2 m，高程为72.86 m～78.83 m。地下水水位埋深大多位于结构底板以上6 m～15 m，对工程有一定影响。

由工程概况可知本工程具有以下特点：

1)对隧道变形控制要求较高：联络通道施工过程中由于隧道的抗变形能力较差，变形控制要求高。施工过程必须严格控制钻孔、开挖及冻胀、融沉对地层的扰动。

2)结构施工环境较差：通道结构承受的水压大，抗渗要求高。结构施工环境差，空间狭小，通道拱顶混凝土不易浇捣密实，要保证结构不渗漏水难度较大。

3)地表沉降控制要求严格：本工程2号联络通道线间距长，达到21.46 m，净长度达到了15.96 m，达到常规通道的2倍，且加固区周围为6层～7层混凝土建筑，受下部隧道内施工影响较大，因此需严格控制冻结及开挖过程中的地表变形。

3 冻结设计情况

根据工程特点及地层情况，考虑后期工期较紧，冻结设计采用双侧供液方式，布设四道进回水管进行盐水循环。共设计冻结孔94个，泄压孔4个，测温孔12个。联络通道冻结施工参数如表1所示。

表1 联络通道主要冻结施工参数一览表

4 冻结施工情况

联络通道钻孔施工于2017年4月11日开始，至2017年7月19日结束，右线隧道共钻孔62个，其中对穿孔2个，非对穿冻结孔52个，测温孔6个，卸压孔2个。左线隧道共钻孔56个，其中冻结孔48个，测温孔6个，卸压孔2个。打压试漏全部合格；冻结站及盐水管路和集、配液圈于2017年7月28日全部安装完成；8月4日转入积极冻结，至2017年9月24日，冻结历时51 d。工作面盐水干管去路-28.42 ℃，回路-26.51 ℃，去回路温差为1.91 ℃，符合设计要求。盐水温度降温曲线见图2。施工中，为控制地层冻胀情况，及时开启泄压孔释放冻胀力，见图3，有效的控制了地层变形，达到了良好效果。经检测，冻结效果满足设计要求后，及时进行了开挖施工，该工程安全快速的施工完毕。

5 结语

郑州轨道交通5号线土建07标2号联络通道工程长度较大，且所处地层条件比较复杂，距离干线铁路及高架桥较近，地层沉降控制要求高。本工程结合冻结施工监测，及时开启泄压孔释放冻结冻胀力，确保了地层变形符合设计要求，保障了施工安全，同时本工程对相邻地区及相似地层工程施工有一定的借鉴和参考意义。