引言

随着轨道交通工程不断发展，地铁隧道埋深不断加大，其联络通道及泵房结构设置于区间最低点，在富水承压粉砂层中，因其结构小、覆土深、水头高，难以形成降深大的区域降水，故采用冻结法+矿山法施工。

1 工程概况

以南通市某地铁区间联络通道及泵房结构为例，其结构为直墙拱结构、采用复合式衬砌，埋深约19m，位于长江冲积③-2粉砂层中，冻结区域内有承压水，主要补给来源为地下水侧向补给。

2 施工工艺流程

2.1 前期准备

提前介入区间线路设计，联络通道及泵房位置需避开重要建构筑物及主要交通干道，确认其周边5m范围内无地质勘探孔，区间在联络通道及泵房位置采用钢管片。同时在盾构掘进时对联络通道及泵房职位前后各10环根据其地质情况加强注浆，施工止水环箍。

选择有相应资质的队伍，具有类似地层冷冻业绩。

调查清楚联络通道及泵房位置周边20m范围内建构筑物和管线图、地质剖面图及结构设计图，编制联络通道及泵房冻结法专项设计及施工方案、冻结帷幕设计图、应急预案及相应工序操作规程，并组织专家评审通过。

2.2 冻结帷幕设计

该联络通道及泵房冻结壁厚度为2.0m，喇叭口处两侧为1.75m；开挖时冻土与管片交接位置范围内平均温度低于-5℃，冻结壁平均温度-10℃。冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置，设计冻结孔73个，其中含4个透孔，施工时先施工透孔，根据透孔的实际角度及深度，调整其余孔位。成孔间距，泵房处≤1m，其余段≤0.9m；终孔间距，泵房处≤1.15m，其余段≤1.05m。

同时，在冻结帷幕封闭区域内，布置测温孔8个，其中开挖面布置2个，开挖面对测布置6个；布置卸压孔4个，左、右线各2个。

2.3 打孔施工

将联络通道中心线延长与盾构隧道管片相交，作为定位轴线，每个孔位在管片上的位置要通过换算成各点相对于中心线的弦长或弧长来放样，需避开管片螺栓、主筋、接缝及钢管片肋板等。

混凝土管片采用二次开孔方法：一次开孔使用开孔器取芯钻头85%管片厚度，安装带法兰及旁通的孔口密封装置，孔口管外缠绕麻丝与孔洞密贴，采用不少于4个膨胀螺栓与管片固定，膨胀螺栓与孔口管之间用等直径钢筋焊接；二次开孔使用钻机，采取跟管钻进法下放冻结管。冻结管之间采用套管丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度。

钢管片位置，先将带法兰及旁通的孔口密封装置直接与钢管片不少于4个点焊接固定，使用钻机，采取跟管钻进法下放冻结管。

钻孔前，孔口密封装置需做密闭性试验合格；钻孔时，相邻孔位对单孔土体流失量进行确认记录，超过设计方量的及时进行补偿注浆。

2.4 冻结施工

冻结设备一备一用，盐水箱液面报警器、浮球阀、液面指示器、安全阀等安装前须经灵敏度试验合格，制冷循环系统、盐水干管、配集液管等须经严密性试验合格，安装完毕后进行调试，随时调节压力、温度等各参数，每2h对冻结站运转情况记录一次，形成运转日志。备用冷冻站切换调试能正常运转，备用发电机连线切换调试能正常运转。冻结站开机前，应急物资如黄沙5T、石子5T、普通水泥10T、瞬凝水泥1T 、聚氨酯1T、麻丝、棉被、木楔等，应在现场堆放有序，不得随便挪用，并保证1h内液氮能调集到现场。

冻结系统运转正常后进入积极冻结：冻结时间45天，冻结孔单孔流量不小于5m³ /h；积极冻结7天盐水温度降至-18℃以下，15天盐水温度降至-24℃以下，开挖时冻土与管片交接位置范围内平均温度低于-5℃，盐水温度降至-28℃以下，去、回路温差不大于2℃。积极冷冻15天后，在联络通道处隧道管片开口环前后左右线各安装1座预应力支架。

在积极冻结过程中，根据实测温度判断冻结帷幕是否交圈和达到设计厚度，同时监测冻结帷幕与隧道的胶结情况，当冻结帷幕交圈并达到设计厚度且与隧道完全胶结后，进入维护冻结阶段。维护冻结期温度为-28℃，冻结时间贯穿联络通道及泵房开挖和主体结构施工始终。

2.5 开挖及结构施工

在开管片前，在开挖侧钢管片上焊接安全应急防护门，其门框加密封橡胶垫，安装后进行耐压密封实验，初支完成后、防水施工前，方可将对侧钢管片及安全应急门拆除。在开管片前，结合探孔情况、测温孔资料、卸压孔压力等方面综合考虑，尤其是安全门内探孔检查，以判定冻结帷幕是否良好。

开管片时，选取2t和5t手拉葫芦各一个。其中，5T葫芦拔管片用，一端挂住欲拆管片，一端系在对面隧道管片上，水平方向稍加力向外(隧道内)拉拔管片；2t葫芦固定管片用，悬吊在管片的上方，一端钩住欲拆管片，以防管片拉出时突然砸落在工作平台上。

开管片后，进行联络通道分区分层开挖支护，依次开挖喇叭口导洞、通道段、对侧喇叭口、喇叭口，待联络通道二衬结束后，集水井应急盖板加工完成后，开挖集水井，施作复合式衬砌，所有支架与冻土体之间用木背板背实。施工过程中，提前预埋好注浆管。

2.6 注浆填充

结构施工完成后，停机封孔。封孔从上往下进行，首先割除孔口管、冻结管，深度要求进入管片不得小于60mm，其内部布设两根注浆管，管片厚度外侧200mm充填聚合物水泥防水砂浆，管片厚度范围内测150mm充填硫铝酸盐微膨胀水泥；充填冻结管材料应用强度不低于M10的水泥砂浆压实充填封孔，充填长度应不小于管口以内1.5m，孔口采用厚度8mm的钢板焊接密封，焊缝高度不得小于8mm。

停止冷冻封孔3~7天后，待结构达到60%设计强度后进行充填注浆，从底部到顶板，从中间到两侧，依次进行。停止冷冻10~15天后，进行融沉注浆，遵循多点、少量、多次、均匀的原则，从联络通道两侧隧道底部及内侧管片、集水井底部、集水井侧墙、通道底部、通道侧墙、拱顶注浆孔等依次均匀注浆。融沉注浆时间应不少于4个月，当冻结壁完全融化，实测地层沉降连续1个月每半个月沉降不超过0.5mm，方可停止融沉注浆。

3 结语

该区间联络通道及泵房结构在富水承压粉砂层中，采用冷冻法加固地层，形成止水帷幕，为联络通道及泵房结构复合式衬砌提供必要条件，解决了其水头高、降深大等困难，符合绿色施工及安全质量标准，满足工程进度和经济要求。

参考文献

［1］ 陈文豹 . 冻结法凿井施工手册［M］. 北京: 煤炭工业出版社，2017.

［2］ 穆永奎 . 冷冻法在地铁盾构联络通道富水细砂层关键技术［J］. 建筑机械，2018( 11) : 76-79.

［3］ 王洪涛，朱海军 . 基于长远距离制冷冻结的富水砂层地铁联络通道施工技术［J］. 施工技术，2018，47( 13) : 100-102，107.

［4］ 刘万兰 . 长距离联络通道冻结及开挖构筑施工［J］. 建井技术，2017，38( 6) : 58-60，43.

［5］ 黄德发，赵社邦.冻结法凿井施工技术应用与管理［M］. 北京：煤炭工业出版社，2011.

作者简介：李志勇，出生年月：1987-03-12，籍贯：湖南省郴州市，学历：本科（土木工程），民族：汉族，职称：工程师，研究方向：地铁及隧道施工