一、引言
隨著社會的進步和人們出行的需要，大中城市軌道交通建設在近幾年飛速發(fā)展，目前北京、上海、廣州等地鐵項目正如火如荼的建設，目前有15個城市正在進行軌道交通建設，其中區(qū)間隧道聯(lián)絡通道及排水泵站的施工是地鐵建設中的最大風險源，施工難度高、風險大，近幾年隨著煤礦凍結(jié)法施工在地鐵建設中的應用，較好的解決了聯(lián)絡通道的施工風險，取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。本文主要闡述盾構(gòu)區(qū)間隧道聯(lián)絡通道凍結(jié)法施工的實際應用。
二、 凍結(jié)法施工適用范圍
大中城市經(jīng)濟發(fā)達，地面高樓林立、交通繁忙，城市軌道交通建設多采用地鐵形式，隧道區(qū)間多采用盾構(gòu)法施工，兩條隧道中部設聯(lián)絡通道作為人員疏散及集中排水之用。聯(lián)絡通道凍結(jié)法施工在城市含水軟土、含水風化巖等地層都得到廣泛的應用，特別是含有層壓水的流沙地層，采用凍結(jié)法施工經(jīng)濟效益和社會效益最為顯著。
三、工藝原理及方法
地鐵區(qū)間隧道聯(lián)絡通道及泵站施工技術，采用“隧道內(nèi)鉆孔，臨時加固土體，礦山法暗挖構(gòu)筑”方法，即在兩條隧道內(nèi)利用不同角度的水平和傾斜孔，采用鹽水凍結(jié)加固土體，使聯(lián)絡通風道周圍形成封閉性好，強度高的凍結(jié)帷幕，然后根據(jù)“新奧法”的施工原理，在凍土帷幕中采用礦山法暗挖的方法進行聯(lián)絡通道及泵站的開挖構(gòu)筑施工。凍結(jié)施工技術如下：
3.1凍結(jié)孔施工
3.1.1施工準備工作
1、凍結(jié)管、單向閥、孔口密封裝置、壓緊裝置等加工件應在進場前加工，以免影響使用，凍結(jié)管采用20#低碳無縫鋼管；
2、從隧道將供水管與排水管接至工作面，管徑不小于￠45 mm。
3、主要設備有鉆機，泥漿泵等，一般選用MD-60A鉆機。
3.1.2根據(jù)凍結(jié)設計的凍結(jié)孔位置合理布孔：
凍結(jié)孔分上仰角、近水平角和下府角，首先，凍結(jié)孔布設時要避開管片環(huán)縫，手孔以及主筋的位置，避開主筋應依據(jù)管片配筋圖中鋼筋位置，實際布控時合理的調(diào)整孔位。其次，在布設上部凍結(jié)孔和下部凍結(jié)孔時，由于角度較大，布控時要充分考慮，以免開孔時打到環(huán)縫，造成涌水涌砂的風險。
3.1.3凍結(jié)孔跟管鉆進施工
凍結(jié)孔施工順序：定位開孔及孔口管安裝——孔口裝置安裝——鉆孔測量——封閉孔底部——打壓實驗。
1、定位開孔及孔口裝置安裝：采用經(jīng)緯儀或羅盤檢測開孔角度，在砼管片上，按照凍結(jié)孔位置，用開孔器（配金剛石鉆頭取芯）開孔直徑130mm，當深度300mm時停止鉆進，安裝孔口管，將孔口處鑿平，安裝好四個膨脹螺絲，而后在孔口管的魚鱗扣上纏好麻絲或棉絲等密封物，將孔口管砸進去，用不少于4個膨脹螺絲上緊并焊接牢固，裝好DN125閘閥，再將閘閥打開，用開孔器從閘閥內(nèi)開孔，開孔直徑為91mm（具體形式見圖1）。將混凝土管片開穿，若地層內(nèi)水砂流量大，及時關閉閥門，裝好壓緊裝置后在施工，必要時壓緊孔口管密封裝置，封閉該孔。若涌水涌沙較厲害，需注水泥漿或雙液漿止水，確保地面不沉降；
2、首先應先打設對穿孔對盾構(gòu)鋼管片里程進行復核校正，如果有偏差，還要對鉆孔水平角度進行調(diào)整，凍結(jié)孔應布設在離環(huán)縫400-600的位置，以免對穿孔施工時打到對面豎向環(huán)縫，此外對面水平環(huán)縫在鉆孔前應測量實際位置，鉆進時應該避開，如有沖突應調(diào)整角度。凍結(jié)管采用絲扣加焊接的兩遍，停5～10分鐘后再打入，增強抗斷管能力。
3、凍結(jié)孔施工完成后要及時進行測溫孔、卸壓孔的施工。凍結(jié)期間要在測溫孔安裝測溫線，用熱電偶測溫儀進行測溫，測溫孔溫度每天測量，監(jiān)測凍結(jié)壁發(fā)展。泄壓孔安裝壓力表，在凍結(jié)壁膠圈后壓力表會持續(xù)升壓，在壓力達到初始0.1-0.2Mpa時應進行多次泄壓觀測試驗。
3.1.4凍結(jié)管質(zhì)量驗收
每個凍結(jié)管鉆進施工前應按照鉆孔深度先進行配管，對每根凍結(jié)管進行測量，確保凍結(jié)孔深度滿足設計要，鉆孔中要經(jīng)常復核鉆孔角度，確保凍結(jié)孔成孔質(zhì)量，凍結(jié)孔施工完成后應進行的檢查主要有：
1、凍結(jié)孔偏斜及終孔間距：采用經(jīng)緯儀燈光測斜法測量凍結(jié)孔偏斜情況，對終孔間距不符合設計要求的應該打設補孔，保證凍結(jié)帷幕形成質(zhì)量。
2、凍結(jié)孔深度檢查：用測深管對凍結(jié)孔深度復測，以保證凍結(jié)孔深度滿足設計要求。
3、凍結(jié)孔耐壓試驗：凍結(jié)孔施工完成后對每個孔都要進行打壓試漏檢查，采用手壓泵，初始壓力大于0.8MPa，30分鐘降壓小于0.05 MPa，在延續(xù)15分鐘不降為合格。若滲漏，必須采用補救措施，選用63×4.5mm無縫鋼管，在斷管中下套路，管子端部采用底錐密封。
以上3個環(huán)節(jié)非常重要，關系到凍結(jié)的成敗，所以必須做好隱蔽工程檢查記錄，并經(jīng)相關責任人簽字確認。
3.2凍結(jié)施工
3.2.1需冷量和冷凍機選型
1、凍結(jié)需冷量由下式計算：
Q=1.3.π.d.H.K
式中:H—凍結(jié)總長度
d—凍結(jié)管直徑；
K—凍結(jié)管散熱系數(shù)；250 Kcal/h·㎡
2、冷凍機油及冷媒體
(1)冷凍機油選用N46冷凍機油。
(2)制冷劑選用氟立昂R-22。
(3)冷媒劑選用氯化鈣溶液。
3、管路連接及保溫
管路用法蘭連接，隧道內(nèi)的鹽水管用管架敷設在隧道管片斜坡上，工作井靠近壁邊擺放，以免影響隧道通行。在鹽水管路和冷卻水循環(huán)管路上要設置伸縮接頭、閥門和測溫儀、壓力表、流量計等測試元件。鹽水管路經(jīng)試漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保溫，保溫層的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈與凍結(jié)管的連接用高壓膠管，每根凍結(jié)管的進出口各裝閥門一個，以便控制流量。通道四周主凍結(jié)孔每兩～三個一串聯(lián)�？紤]兩側(cè)喇叭口凍結(jié)的效果以及管片的散熱，對左右行線隧道管片內(nèi)側(cè)安裝冷凍板，來加強凍結(jié)。
4、凍結(jié)系統(tǒng)試運轉(zhuǎn)與積極凍結(jié)
設備安裝完畢后進行調(diào)試和試運轉(zhuǎn)。在試運轉(zhuǎn)時，要隨時調(diào)節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數(shù)，使機組在有關工藝規(guī)程和設備要求的技術參數(shù)條件下運行。在凍結(jié)過程中，定時檢測鹽水溫度、鹽水流量和凍土帷幕擴展情況，必要時調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運行參數(shù)。凍結(jié)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常后進入積極凍結(jié)期。
5、滿足開挖條件的參數(shù)指標：
（1）到開挖前，鹽水回路溫度應達到-28℃以下，積極凍結(jié)期運轉(zhuǎn)時間應保證超過30天；
（2）達到設計要求，各凍結(jié)孔組的回路溫差不超過2℃，鹽水循環(huán)系統(tǒng)去回路溫差不超過1.5℃；
（3）開挖用設備、物資準備到位，應急設備、材料準備齊全；
（4）滿足設計要求，聯(lián)絡通道凍土有效厚度及凍結(jié)壁有效凍土平均溫度要達到設計要求；
（5）溫度監(jiān)測、冷凍機運轉(zhuǎn)記錄等資料齊全經(jīng)檢查合格，卸壓孔達到升壓條件，進行放壓觀測試驗，經(jīng)檢查驗收合格；
（6）防險門安裝完畢，開關靈活可靠，進行密封打壓試驗，并經(jīng)監(jiān)理驗收合格，工作面與地面通訊系統(tǒng)完好，經(jīng)調(diào)試檢查后能正常使用；
（7）開挖前先在鋼管片上開一探測觀察口，開始有水流出并漸止，進行試挖后可正式開挖。
