1、僅供個人參考南京地鐵聯絡通道凍結法施工措施分摘要：對南京地鐵一期工程TA4標聯絡通道凍結法施工的成功經驗進行了總結。指由地鐵聯絡通道凍結法施工中，必須采取必要的施工技術措施，才能保證施工安全、順利的進行。本工程的成功經驗可供其他工程參考。關鍵詞：地鐵；聯絡通道；凍結法1前言Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse南京地鐵一期工程（南北線）南起小行北至邁皋橋，全長21.7km,其中地下部分長14.5km。工程于2000年底開工，計劃2003年底完成車站、區間隧道的土建工程部分。南京地鐵TA4標盾構法區間隧道，北起釣魚臺工作井

2、北側，南至三山街車站南端頭井，由左線（下行線）和右線（上行線）隧道組成。隧道外徑6.2m,內徑5.5m,每塊管片寬為1.2m,厚為350mm。聯絡通道位于兩站區間隧道中間，隧道中心埋深13.13m，聯絡通道及泵站采取合并建造模式，它既保證上、下行隧道間的聯絡作用和必要時乘客安全疏散的功能，又起到地鐵運營中兩車站之間的集、排水作用。工程結構由兩個與隧道相交的喇叭口、通道以及集水井等組成。地鐵聯絡通道一般位于區間隧道的中間，通常與集、排水泵站連在一起，共同起著兩隧道連結、集排水和防火等作用。聯絡通道土體開挖前，必須對其周圍土體進行加固，土體加固的方法常用的有深層攪拌法和凍結法。目前凍結法在國內地鐵

3、建設中得到了廣泛應用1-3，積累了一定的成功經驗。南京地鐵一期工程TA4標中，聯絡通道施工成功引用了凍結施工，并取得了圓滿成功。本文對施工中的技術措施進行了總結、分析研究，希望能對以后的聯絡通道土體凍結法施工提供借鑒和指導。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse2工程地質狀況Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse工程地質資料如表1所示，另外地下水標高為地下12m，水位較高。表1土層物理參數3凍結設計從表1看出，土層平均滲透系數小，透水性差，是凍結施

4、工較為有利的土層。經研究采用隧道內鉆孔凍結加固，礦山法暗挖構筑”的施工方案，即：在隧道內利用水平孔和部分傾斜孔凍結加固地層，使聯絡通道以及集水井外圍土體凍結，形成強度高，封閉性好的凍土帷幕。采用礦山法，進行聯絡通道及泵站的開挖構筑施工。地層凍結和開挖構筑施工均在區間隧道內進行，其主要施工順序為：施工準備?聯絡通道連通地面的垂直水管施工?凍結孔鉆孔施工（同時安裝凍結制冷系統）?安裝凍結鹽水系統和檢測系統?積極凍結?探孔試挖?拆鋼管片?聯絡通道掘進與臨時支護?聯絡通道永久支護?泵站開挖與臨時支護?泵站永久支護?必要時進行土層注漿充填。根據凍結帷幕設計及聯絡通道的結構，凍結孔的傾角采用上仰、近水平、

5、下俯三種角度布置，開孔間距為0.7m，凍結孔數58個。凍結孔的布置見圖1所示。圖1凍結孔布置（括號內數字為孔深，單位mm及傾角（o）4 凍結參數的選擇選用YSLGF300?型螺桿壓縮機組一臺套，設計工況制冷量為87500kcal/h，電機功率110kW。地層凍結供冷工藝參數和指標為：積極凍結鹽水溫度為-28C-30C；凍結孔單孔流量不小于4m3/h；凍結系統輔助設備：(1)鹽水循環泵選用IS125-100200型2臺，流量200m3/h,電機功率45kW，其中一臺備用。(2)冷卻水循環選用IS125-100200C型2臺，流量120m3/h,電機功率30kW，其中一臺備用。冷卻塔選用NBL-1

6、00型一臺，補充新鮮水15m3/h。5 施工技術措施5.1 凍結前的施工措施凍結孔鉆進工程中會引起周圍地表的沉降，為了控制沉降對周圍環境的影響，在聯絡通道地表進行了布點監測，監測結果如圖2所示(選取最大變形點)。2002年11月10日開鉆，21日結束。從圖2中看出，開鉆過程中由于土體的開挖以及鉆孔數量的增多，地表的沉降逐漸增大，到11月21日即鉆孔結束時最大沉降為4mm，24日最大沉降達5mm，并且一直保持到開始凍結前，11月29日開始凍結，地表點開始表現為隆起，并隨著凍土效果逐漸增大，從12月30日到2003年1月20日隆起量在15mm處達到平穩，說明凍土發展良好，并且在這一段時間內凍土柱已

7、經交圈，因此，實際土體開挖時間定在了2003年1月8日。由于其它原因，凍土溫度進一步降低，凍土圈有所擴大，地表從1月21日開始隆起增加到2月1日達到19mm，一直保持到主體結構完工。圖21#測點地表變形與時間的變化關系5.2 凍結過程中的施工措施5.2.1 隧道內支撐凍結過程中隧道受凍土力的作用，會發生隧道橫向斷面變形，從而影響隧道的橢圓度。為了減少這一變形，因此在凍結前，隧道內安裝預應力隧道支架，即在上下行線隧道的聯絡通道洞口兩側安裝兩根預應力鋼支架（如圖3所示）,每根支有8個支點，均勻地支撐在隧道管片上，施工中可根據觀測到的隧道變形情況，調整各個支點的預應力大小，控制隧道變形。圖3預應力鋼

8、支架5.2.2 布置測溫孔為了掌握凍土帷幕的形成過程、形成狀況，以及判斷凍土柱是否交圈、凍土墻厚度及其溫度是否達到設計要求等等，在上、下行線隧道聯絡通道洞口兩側共布置10個測溫孔，其中在下行隧道中布置了4個，上行隧道中布置了6個（開挖是從下行隧道開始的）。每個測溫孔內設3個測點，每個測點間距600mm，測溫孔深為2m。測量頻度為每天1次。5.2.3 布置卸壓孔為了減少凍結過程中，土體凍漲對地表以及隧道的影響，隧道下行線聯絡通道開挖斷面內布置一個卸壓孔。另外，通過卸壓孔壓力的測試，以及對卸壓孔內水流觀察，可以判斷凍土的凍結情況。如本工程卸壓孔，在12月24日，壓力不再升高，說明凍結帷幕內的自由水

9、由于水分遷移的作用，已經基本補給到凍土中，2003年1月3日打開該泄壓孔，有少量水和泥漿流出，幾分鐘后停止。1月8日土體開挖時，該孔內沒有水流出現象。5.2.4 鋼管片的拆卸為了判斷鋼管片拆除前，聯絡通道土體凍結的帷幕墻厚度是否達到設計要求，是否交圈，土體強度是否達到要求以及保證土體開挖的安全進行，采用了以下施工措施。(1) 對去路、回路鹽水進行溫度檢測，2003年1月7日鹽水的去、回路溫度差已從2002年12月24日的平均2降到0.5，說明地層的熱負荷減少，凍土帷幕形成良好。(2) 根據第3#測孔的實測資料，其距凍結主面400mm，降溫幅度最大，到2002年12月14日其溫度降到-0.5，此

10、時凍結15d，凍土平均發展速度26.7mm/d；第2#測孔距凍結主面450mm，12月19日其溫度降到-0.2，此時凍結20d，凍土平均發展速度25.0mm/d；第5#測孔距凍結主面700mm，12月27日其溫度降到-0.2，此時凍結27d，凍土平均發展速度27.8mm/d。以上3個孔的凍土平均發展速度為26.5mm/d，按此推算，到實際開挖時間2003年1月8日，凍結時間39d，凍土發展厚度2.06m，超過設計厚度0.46m。(3) 在隧道下行線布置了4個凍脹壓力測孔，根據凍脹壓力測孔1的實測數據，2002年12月18日凍脹壓力達到最大值0.73MPa，此時凍結時間19d；測孔4的實測數據，

11、12月19日凍脹壓力達到最大值1.81MPa，此時凍結時間20d。說明凍結20d左右時凍土柱已經交圈，凍結帷幕已基本形成。此后凍脹壓力趨于穩定并逐步減少，凍土帷幕厚度增加，符合凍土凍結規律。另外，隧道下行線聯絡通道開挖斷面內布置一個泄壓孔，其壓力變化，到12月24日，壓力不再升高，說明凍結帷幕內的自由水由于水分遷移的作用，已經基本補給到凍土中，2003年1月3日打開該泄壓孔，有少量水和泥漿流出，幾分鐘后停止。1月8日土體開挖時，該孔內沒有水流出現象。5.2.5土體支護采用兩次支護方式。第一次支護（臨時支護）采用預應力鋼支架加背板。第二次支護（永久支護）采用現澆鋼筋混凝土。聯絡通道土體開挖導致地

12、層中原有的應力平衡受到破壞，引起通道周圍地層中的應力重新分布，這種重新分布的應力不僅使上部地層產生位移，而且會形成新的附加荷載作用在已加固好的凍土帷幕上，會引起凍土帷幕及凍結管會產生變形或破壞，為控制這種變形的發展，凍土開挖后就要及時對凍結壁進行及時的支護，所以聯絡通道的臨時支護即做為維護地層穩定，確保施工安全的一項重要技術措施，又作為永久支護的一部分，是支護工藝最為關鍵的一步。經過力學計算分析，確定聯絡通道臨時支護的結構形式，如圖4所示。臨時支護采用18#工字鋼加工成的直腿拱形支架和矩形支架。鋼拱架為封閉形式用于喇叭口及通道內的臨時支護，為增加支架的穩定性，每道支架中部加有一根橫撐，拱形支架

13、的間排距與通道的開挖步距相對應為0.30.5m，相鄰支架間加有縱向拉桿，以增加整個支護體系的整體性和穩定性。矩形鋼支架用于集水井，支護間距為0.5m，上下兩排支架間由8根拉桿相互連接，必要時增加縱橫向支撐，以增加支架整體的穩定性及抗變形的能力。為了控制支架間凍結壁的變形，減少凍結壁冷量損失，所有鋼支撐架后用木背板密背，背板必須同凍結壁緊貼，盡量減少支護間隙，木背板不能松動，當支護間隙較大時，可增加背板厚度和木楔子，以提高支護效果。圖4聯絡通道的臨時支護永久支護為結構設計中的鋼筋砼結構，為減少砼施工接縫，聯絡通道開挖及臨時支護完成后，一次連續進行澆筑。由于這種結構的特殊性，通道頂板內的砼澆筑較為

14、困難，為提高砼施工質量，可采取分段澆筑的施工方式，必要時可采用噴漿機對澆筑空隙進行充填。上部結構施工完成以后，開挖集水井，集水井開挖到設計深度，首先對集水井底板進行封底澆筑，然后一次完成集水井的鋼筋砼澆筑施工。5.3解凍過程中的施工措施聯絡通道主體結構施工完畢后，停止供冷，土體自然解凍，解凍過程中會引起地面的沉陷，如果沉陷過大，不但對隧道而且對地面建筑、地下管線將產生不利影響。為減少土體解凍產生的沉降量，可通過隧道及聯絡通道預留的注漿孔，采取跟蹤注漿的形式，根據觀測到的隧道及地層沉降情況，及時地對地層進行補償注漿。6結論凍結法在南京地鐵一號線TA4標的成功經驗說明南京地質條件下在地下水位較高的

15、軟土且含砂層的土質采用凍結施工是可行的，隨著工程的開展，凍結法會地鐵建設中得到更廣泛的應用。但在凍結施工中必須采用必要的施工技術措施相補充，必須重視施工中的跟蹤檢測措施，及時反饋信息，對施工的方案及時補充修正，確保萬無一失，工程順利進行。參考文獻1 周曉敏,蘇立凡,賀長俊等.北京地鐵隧道凍結法施工J.巖土工程學報,1999,21(3):319-322.2 馬玉峰,蘇立凡,徐兵壯等.地鐵隧道聯絡通道和泵站的水平凍結施工J.建井技術.2000,21(3):39-41.3 郭曉江.凍結法在廣州地鐵二號線暗挖隧道中的應用J.煤炭工程.2001(12):27-29.不得用于商業用途僅供個人參考僅供個人用于學習、研究；不得用于商業用途Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.Nurfurdenpers?nlichenfurStudien,Forsch