冻结法施工地铁联络通道后期渗漏水分析及处置研究

王 超

中煤特殊凿井有限责任公司 安徽合肥 231000

在上下行隧道之间设置联络通道是城市地铁施工中的常见措施，这种结构具有连接、排水、防火等功能，开挖联络通道前，必须对周围土层进行加固。联络通道会对隧道的位移状态产生影响，在冻结过程中，因为隧道下含水汽量较大，所以会产生冻胀现象，从而导致联络通道影响到隧道的位移变化，另外受到开挖载荷的影响，土体会发生回弹从而导致地铁隧道发生向上位移现象，因此地铁联络通道施工技术要求非常高，要严格按照施工工序进行施工，及时进行监测，才能确保施工质量。冻结法施工与冰箱的工作原理相似，人工制冷技术能够提高地铁联络通道的施工质量，将松散含水岩层变成稳定性较好的冻土层，强度增加后结构稳定[1]。

1 地铁联络通道冻结法施工控制要点

冻结施工法的工艺流程包括施工准备、定位开孔、孔口管安装、冻结孔钻进等步骤，冻结设计的原理是冻结法加固的基础，工作人员应该进行地质勘查并考察现场施工环境来进行施工方案的设计，地下水的流向流速、地下水位的变化幅度、土层结冰的温度等要素都应该做好充分考察。

（1）冻结法施工的关键就是冻结孔的施工，冻结孔的位置必须准确，冻结孔的质量一定要保证。在进行冻结孔施工法时，因极易发生涌水涌砂事故而使在管片上定位钻孔的施工风险非常高，因而在每一个冻结孔施工前需在其位置上安装孔口管，还要在孔口管上安装阀门及防喷装置，然后再在孔口管内部进行冻结孔钻进。冻结管进入地层深度不能小于设计深度，但也不宜大于设计深度0.5m。

（2）制冷系统、盐水循环系统、清水循环系统共同组成了冻结系统，系统设备的选型要合理，管路进行合理连接是后期冻结能持续、顺利、高效的基本保障。在所有冻结孔施工完毕并对其成孔深度进行测量校核、完成冻结管耐压试验后可安装冻结系统。在冻结管分组连接完成后，还要在每组冻结管支路的进路上安装流量计和温度感应片等装置，另外对浮球阀、液面指示器、安全阀等装置的灵敏度要进行检测。

（3）积极冻结期是指从地层冻结发生开始到冻结壁形成且达到施工设计要求所需要的时；维护冻结期是指冻结壁形成达到设计要求后，在两个冻结期间之主要工作是观察各种温度以及系统的数据，并判断冻结壁是否交圈、厚度是否符合要求、开挖条件是否具备，还要分析各种数据变化的原因[2]。

冻结法联络通道开挖前应安装安全防护门以具备关门并向内部注水的功能，这样做能防止在开挖过程中因冻结壁破坏、开挖面上部出现坍塌后出现情况进一步恶化的局面。开挖前要验收包括根据测温孔数据和泄压孔压力变化以及水平探孔等来了解冻结帷幕是否交圈，另外可根据测温孔数据计算冻结帷幕的厚度和平均温度是否达到预订设计要求；冻结系统设备的运转状况也需要检查，配备足够的备用设备之外必须制定专门的应急预案；各项都验收合格后可以进行开挖施工作业。

（4）采用冻结法进行加固施工时需注意：冻结壁暴露时间不能超过24h；施工期间应预埋注浆管以备后期充填注浆和融沉注浆；二衬施工完成后可以停冻，停冻时需要逐渐降低冷冻机能量，分组关停冻结管盐水循环，及时割除孔口管和冻结管，同时要注入充填材料封堵；停冻后隔一段时间需对联络通道四周进行少量、多次、均匀的融沉注浆，融沉注浆的主要作用是对融化土体进行加固，防止出现大面积沉降现象。

2 冻结法施工地铁联络通道后期渗漏水的常见渗漏位置

在地铁联络通道施工的过程中，由于施工工艺不完善，管理跟不上导致在使用冻结法施工联络通道以后，仍然会出现不同程度的渗漏水现象，在进行维护的后期会花费大量的人财物，但是堵漏效果未必就能理想，因此有必要全面分析渗漏水发生的各种原因、部位和时间阍找出规律，从而采取针对性的措施，解决高成本维护问题。冻结法施工地铁联络通道经常发生后期渗漏水的位置主要有四个，第一个位置位于冻结孔，这与冻结管的封堵和切割有关系，第二个位置主要是注浆孔，尤其是融沉注浆结束以后，因封堵处理不当容易发生漏水现象，第三个位置位于后期浇筑的混凝土结构与通道洞口的钢管片之间的缝隙中，第四个位置是通道结构的底板与侧墙的交接位置。冻结法施工于地铁联络通道容易出现渗漏水的位置比较多，如防火墙和侧墙交接处也是可能出现渗漏水的位置，这与施工质量差和浇筑混凝土时浇筑不密实有很大的关系，需要采用不同的方法进行处理。

3 渗漏水的原因以及处理方法

3.1 孔口管和冻结管处漏水的原因处理方法

这个部位渗漏水主要与孔口管的内壁和冻结管的外壁之间有一定的空隙有关系，如果这个空隙封堵处理不密实，再遇到冻结的土体发生融化情况以后，土中的水分就会沿着这个空隙通过通道发生渗漏。这个部位的渗漏水主要是采取提前预防的措施和后期处理的措施，在进行冻结管钻进施工之前，要提前对冻结区域进行预灌浆，壁后预灌浆能够使隧道管片和土体之间形成水泥固结体，这样就能够避免在施工过程中出现流水等现象，还能够封堵孔口管和冻结管之间的空隙，从而降低发生渗漏水的可能性。冻结管钻时施工完成后应及时通过孔口管上预留的注浆口压注水泥浆，使土体充实，避免土体流失，从而形成固结体，封堵了孔口管和冻结管之间的空隙，避免了以后发生渗漏水现象。冷冻管切割后，应该对冻结管管端位置进行封堵，封堵装置要预留流注浆孔和控制阀门，这样能够及时对渗漏水现象进行控制，有效避免隧道管片后的土体中的流水渗出[3]。

3.2 融沉注浆管部位漏水的原因有处理方法

在喷射早期支护混凝土前采取预埋融沉注浆管等措施有助于在联络通道结构浇筑完成并出现冻土融化后对该区域进行融沉补偿注浆，如果发生注浆不均匀或数量太少又或发生封堵不严实等情况，都会使土地中的水分沿着注浆管的外壁和结构层间的空隙渗漏。

对于这种渗漏水，主要是在进行融沉补偿注浆时要严格按照规程进行操作，要多次反复少量均匀地进行注浆，使冻土区的注浆足量，这样才能避免因冻土发生融化时导致地面沉降而出现缝隙发生渗漏水现象，另外有一点需要注意，在融沉注浆等施工结束之后，要用微膨胀水泥封堵空隙，从而保证封堵体密实无缝隙。

3.3 通道洞口处渗漏水的原因与处理方法

联络通道处的隧道管片一般采用钢管片，采用这种材料是便于在开挖通道后容易割除，但这会导致施工完成后在通道口部位存在有一圈隧道钢管片和钢管混凝土结构的交接层面，这个层面不容易做到密实连接，因此会形成空隙，这时候外围土层中的地下水会沿着钢管片与钢筋混凝土接头处的空隙发生渗漏现象，这种渗漏现象在施工联络通道结构施工完成后经常出现。

对于这种渗漏水现象，一般是在进行结构设计时就采取预防措施，经常在洞门管片内侧加一圈能止水的橡胶条，但是加用橡胶条以密实缝隙的工艺特别复杂，在施安装工钢筋和进行浇筑混凝土期间，止水橡胶条容易脱落，导致密实度发生变化，从而还是出现渗漏水现象，这时一般会在通道洞口处增设一些止水钢板，钢板厚度只要达到50毫米并进行环形布设并焊接在隧道钢管上就能够达到较好的止水密封效果。

3.4 通道底板和侧墙处渗漏水的原因与处理方法

联络通道二次衬砌结构的施工主要包括钢筋绑扎、混凝土浇筑等过程，最后一道工序是进行侧墙和拱顶的混凝土浇筑，在这些施工过程中会存在的施工缝，施工缝一般多在结构交界处，如果施工时处理不当，也容易在后期发生渗漏水现象。

这种容易发生渗漏水位置的处理包括渗漏前的处置和发生渗漏后的处置，施工缝应留在合理的位置，至少地板上不能留有施工缝，另外施工缝所在位置应该安装通长钢板止水带或其他止水装置。另外在浇筑侧墙混凝之前应该清除水泥薄膜以及软弱的混凝土层等影响因素，还应该避免出现积水，不应该出现表面粗糙等现象，侧墙与拱顶混凝土应该振动密实，从而保证新旧混凝土能紧密结合，这样才能够减少渗漏水现象的出现。

4 结语

随着经济的发展，城市交通压力地增加，地铁能够缓解地面交通压力，地铁目前已经成为各大城市重点建设工程。但是在地铁施工过程中，容易受地质环境影响，冻结法本身具有强度高、固体均匀、封水效果佳等优点，这些优点促使地铁联络通道等加固工程中得到广泛应用，为此，加强对冻结法施工技术研究，有利于促进地铁建设目标的实现。冻结法施工地铁联络通道后期出现渗漏水现象的处理，要根据发生部位和渗漏水的量等要素进行针对性地封堵。做好提前预防很重要，能够减少后期维护成本，但是后期维护也很重要，需要相关工作者提起重视。