劉芳

（北京鐵城建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司，北京 100166）

0 引言

采用人工制冷將地層中的水土凍結(jié)成凍土，形成凍結(jié)壁，對(duì)地下工程與地下水之間進(jìn)行隔絕，使地下工程在凍結(jié)壁的保護(hù)下完成施工的方法稱為凍結(jié)法。近年來(lái)，隨著地鐵建設(shè)的需要，凍結(jié)法在地鐵盾構(gòu)洞門(mén)加固、聯(lián)絡(luò)通道施工等廣泛應(yīng)用。

1 工程概況

杭州地鐵7 號(hào)線北二路站—江東二路站凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道位于景觀湖底，湖水深1.2～2.4m，隧道中心線間距為13.321m，隧道中心覆土埋深約為19.2m。加固地層采用水平凍結(jié)法，布置凍結(jié)孔77 個(gè)（包含4 個(gè)透孔），其中凍結(jié)站一側(cè)隧道布置18 排（52 個(gè)凍結(jié)孔），對(duì)側(cè)隧道布置5 排（25 個(gè)凍結(jié)孔），設(shè)計(jì)凍結(jié)壁厚度2m，喇叭口處為1.7m，凍結(jié)壁與管片交界處溫度為-5℃，其他部位凍結(jié)壁溫度為-10℃。聯(lián)絡(luò)通道初支厚度300mm，采用C25 噴射混凝土，二次襯砌厚度為450mm，采用防水等級(jí)P10 強(qiáng)度等級(jí)C30 鋼筋防水混凝土結(jié)構(gòu)，開(kāi)挖采用礦山法施工。

聯(lián)絡(luò)通道范圍內(nèi)地質(zhì)主要為粉砂及砂質(zhì)粉土夾淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土，含水豐富。

2 實(shí)施前監(jiān)理控制要點(diǎn)

（1）施工方案必須經(jīng)過(guò)專家論證并按專家意見(jiàn)修改完善。

（2）凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道施工的專業(yè)分包單位必須具備專業(yè)資質(zhì)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、技術(shù)負(fù)責(zé)人、安全員具備相應(yīng)經(jīng)驗(yàn)和資格，并完成報(bào)驗(yàn)手續(xù)，全部作業(yè)完成安全技術(shù)交底。

（3）對(duì)施工區(qū)域內(nèi)地表地下管線、周邊環(huán)境、構(gòu)筑物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)布設(shè)完成并取得監(jiān)測(cè)初始值。

3 凍結(jié)施工監(jiān)理控制要點(diǎn)

（1）凍結(jié)孔的開(kāi)孔定位，核實(shí)上下行線管片里程誤差，確?？孜粶y(cè)量精度，開(kāi)孔定位盡量避開(kāi)管片主筋。

（2）鉆孔完成后要對(duì)凍結(jié)孔進(jìn)行測(cè)斜和打壓試漏，檢測(cè)合格后方可轉(zhuǎn)序。

（3）全部?jī)鼋Y(jié)系統(tǒng)安裝完成后，首先進(jìn)行鹽水系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，清水系統(tǒng)不參與運(yùn)轉(zhuǎn)、冷凍機(jī)處于停機(jī)狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)12h 并觀察液位，液位無(wú)變化方可確認(rèn)制冷系統(tǒng)密閉無(wú)漏點(diǎn)。

（4）凍結(jié)系統(tǒng)的試運(yùn)轉(zhuǎn)和調(diào)試在鹽水系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn)合格后進(jìn)行，使凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)備在規(guī)定技術(shù)參數(shù)和工藝要求下正常運(yùn)轉(zhuǎn)，各狀態(tài)參數(shù)（溫度、壓力）滿足工程的凍結(jié)要求。

（5）積極凍結(jié)過(guò)程中，每天落實(shí)對(duì)去、回路干管鹽水溫度的監(jiān)測(cè)與控制，鹽水溫度控制在-25～-28℃，回路溫度不超過(guò)去路溫度2℃，并做好記錄；同時(shí)觀察冷卻水溫度和鹽水箱液位變化，發(fā)現(xiàn)異常，及時(shí)處理。

（6）控制隧道內(nèi)空氣對(duì)流，減少空氣流動(dòng)為凍結(jié)壁的影響，并在薄弱部位敷設(shè)冷凍排管和覆蓋嚴(yán)密的保溫棉，主要是在凍結(jié)壁處的管片內(nèi)側(cè)。

（7）每天應(yīng)定時(shí)檢查及監(jiān)測(cè)凍結(jié)孔溫度，做好記錄，繪制溫度曲線圖，并以最不利溫度為依據(jù)，計(jì)算凍結(jié)壁的發(fā)展速度以及厚度，確定交圈時(shí)間，預(yù)計(jì)凍結(jié)壁到達(dá)設(shè)計(jì)要求的厚度及時(shí)間。

4 開(kāi)挖與構(gòu)筑施工監(jiān)理控制要點(diǎn)

凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖的施工順序：①打開(kāi)主凍結(jié)面?zhèn)鹊匿摴芷虎诎凑找?guī)定進(jìn)尺掘進(jìn)、臨時(shí)支護(hù)，按此循環(huán)直至副凍結(jié)面?zhèn)蠕摴芷?；③刷大兩?cè)喇叭口，并施工臨時(shí)支護(hù)；④集水井開(kāi)挖及臨時(shí)支護(hù)，并一次性敷設(shè)防水、澆筑二次襯砌；⑤打開(kāi)副凍結(jié)面?zhèn)蠕摴芷?/p>

整個(gè)施工過(guò)程中要經(jīng)常檢查凍結(jié)設(shè)備的有效運(yùn)行，凍結(jié)溫度在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，凍結(jié)壁溫度及與管片交界面溫度符合設(shè)計(jì)要求，確保維護(hù)凍結(jié)的有效性。

4.1 開(kāi)挖與初支施工

（1）開(kāi)挖前必須進(jìn)行由建設(shè)單位組織，監(jiān)測(cè)、施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、勘察、工程監(jiān)督站、專家組（3 名）參加的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)條件驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可開(kāi)挖。

（2）噴射混凝土用的水泥、外加劑、配合比、強(qiáng)度等應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，經(jīng)復(fù)驗(yàn)合格后報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽認(rèn)，才能用于工程。

（3）開(kāi)挖期間應(yīng)安排監(jiān)理人員到現(xiàn)場(chǎng)。經(jīng)常檢查復(fù)核開(kāi)挖斷面中心線和標(biāo)高，發(fā)現(xiàn)偏差，及時(shí)糾正，嚴(yán)禁欠挖，避免超挖。

（4）每次開(kāi)挖后，應(yīng)對(duì)開(kāi)挖面的地層觀察，檢查地質(zhì)情況、以及暴露土體的加固效果，判斷工作面的穩(wěn)定性。當(dāng)存在暴露土體的穩(wěn)定性較差時(shí)，應(yīng)立即噴射混凝土，封閉工作面確保安全。

（5）加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)報(bào)和強(qiáng)化有毒有害氣體監(jiān)測(cè)。

（6）初期支護(hù)采用鋼架、鋼網(wǎng)、木背板和噴射混凝土。為了增強(qiáng)支架的穩(wěn)定性，可用支撐桿將相鄰兩排支架相互連接。支架之間的所有凍土應(yīng)使用木板穩(wěn)固支撐，如存在空隙可用砂漿或混凝土充填密實(shí)。

（7）初期支護(hù)應(yīng)嚴(yán)格按照開(kāi)挖步距進(jìn)行，防止凍土在空氣中暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致融化變形，開(kāi)挖面從開(kāi)挖至初噴混凝土不宜超過(guò)24h。

（8）噴射混凝土按照從下到上的順序進(jìn)行施工，分兩次噴射，首次噴射厚度為150mm，二次噴射找平，并且在首次噴射混凝土初凝后方可進(jìn)行二次噴射找平。

4.2 防水及二襯施工

（1）檢查防水材料及鋼筋的品種、規(guī)格、性能、產(chǎn)品合格證書(shū)，經(jīng)復(fù)試合格報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽認(rèn)。

（2）嚴(yán)禁帶水進(jìn)行防水板鋪設(shè)，初支完成后，如果有滲漏水，會(huì)影響鋪設(shè)自粘卷材的質(zhì)量，應(yīng)進(jìn)行防水堵漏處理。

（3）鋪設(shè)防水層前應(yīng)檢查基面平整，如基面不平整，應(yīng)對(duì)拱部、側(cè)墻、底部采取措施進(jìn)行找平，對(duì)外露的鋼筋應(yīng)割除并進(jìn)行打磨平整。

（4）防水板焊接采用雙縫焊接，焊接寬度滿足規(guī)范要求，不得出現(xiàn)交叉焊縫，焊接完成后應(yīng)進(jìn)行檢漏試驗(yàn)；防水板鋪設(shè)嚴(yán)禁出現(xiàn)鼓包、褶皺、破損、脫落，驗(yàn)收時(shí)必須留存影像資料。

（5）二襯施工前，復(fù)核通道斷面凈空尺寸、平臺(tái)標(biāo)高。

（6）檢查鋼筋安裝的間距、骨架尺寸、搭接長(zhǎng)度、保護(hù)層厚度是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。鋼筋焊接時(shí)做好對(duì)防水板的保護(hù)，防止焊穿防水板，鋼筋驗(yàn)收時(shí)留存影像資料。

（7）組織對(duì)支架與模板的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性驗(yàn)收，做好隱蔽工程驗(yàn)收，外形尺寸的偏差符合結(jié)構(gòu)要求的形式，模板的拼縫應(yīng)嚴(yán)密，嚴(yán)禁漏漿，拱頂模板應(yīng)在預(yù)留出10～30mm 下沉量。

（8）照明及通信等預(yù)埋管件、預(yù)留孔應(yīng)同步施工，復(fù)核標(biāo)高及位置滿足設(shè)計(jì)要求。如鋼筋與預(yù)埋管道留孔相遇時(shí)，嚴(yán)禁任意拆除、移位或割斷鋼筋，對(duì)此類情況應(yīng)報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位協(xié)助解決。

（9）做好混凝土澆筑過(guò)程的旁站，檢查澆筑順序及振搗情況，見(jiàn)證制作混凝土試件，填寫(xiě)旁站記錄?；炷翝仓墓安款A(yù)留進(jìn)料口泵送入模，澆注時(shí)分層、均勻?qū)ΨQ進(jìn)行，經(jīng)常檢查兩側(cè)混凝土面的高差，嚴(yán)格控制在300mm，封頂采用后退式封頂。

5 凍結(jié)封孔監(jiān)理控制要點(diǎn)

（1）封堵用鋼板、微膨脹混凝土、膨脹螺栓、充填材料等原材料性能應(yīng)滿足要求，經(jīng)復(fù)試合格報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽認(rèn)。

（2）制定分組停凍計(jì)劃，嚴(yán)格檢查落實(shí)分組停凍、分組割除，分組封堵，嚴(yán)禁無(wú)計(jì)劃或不按分組計(jì)劃作業(yè)。

（3）檢查割除的孔口管、凍結(jié)管到鋼管片深度是否符合設(shè)計(jì)要求。

（4）充填前檢查凍結(jié)管內(nèi)是否遺留有鹽水，如有應(yīng)采用壓縮空氣將遺留的鹽水吹干后再進(jìn)行填充。

（5）上仰角凍結(jié)管填充長(zhǎng)度要大于1.5m，下俯角應(yīng)全部進(jìn)行充填，編號(hào)做好封堵記錄。

（6）檢查孔口管封堵鋼板厚度及密貼性，焊縫厚度要符合要求。

（7）側(cè)壁膨脹螺栓應(yīng)有可靠的防松脫措施，外露長(zhǎng)度大于3cm。

（8）檢查鋼板與格倉(cāng)肋板搭接長(zhǎng)度及鋼板與鋼管片之間是否有間隙；鋼板與混凝土管片之間的空隙應(yīng)采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行密實(shí)充填。鋼板表面涂刷與鋼管片同材質(zhì)防銹漆。

6 凍脹與融沉監(jiān)理控制要點(diǎn)

（1）注漿分為充填注漿及融沉注漿，遵照多點(diǎn)、少量、多次、均勻的原則，選擇合適的注漿材料，采取適當(dāng)?shù)淖{工藝，并根據(jù)隧道的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和解凍情況，計(jì)算合適的注漿量，調(diào)整適當(dāng)?shù)淖{間隔時(shí)間，使隧道不發(fā)生滲漏和沉降穩(wěn)定，確保運(yùn)營(yíng)的安全。

（2）注漿用的水泥、水玻璃等材料滿足工藝及設(shè)計(jì)要求，經(jīng)復(fù)試合格報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽認(rèn)。

（3）充填注漿為結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%、停止凍結(jié)后3—7d 進(jìn)行，時(shí)間為1 個(gè)月；融沉注漿為連續(xù)監(jiān)測(cè)6 個(gè)月以上，凍結(jié)已經(jīng)完全融化，1 個(gè)月之內(nèi)連續(xù)兩次地表沉降監(jiān)測(cè)小于每15d 0.5mm 時(shí)可停止，如超過(guò)，則應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行融沉補(bǔ)償注漿。

（4）注漿的時(shí)機(jī)、順序、壓力、流量應(yīng)重點(diǎn)檢查，是否符合滿足方案及設(shè)計(jì)要求，并及時(shí)填寫(xiě)注漿記錄表。

7 結(jié)束語(yǔ)

在積極凍結(jié)中，因?yàn)橥ｋ娨约霸O(shè)備故障所造成的停凍狀況可能發(fā)生，可對(duì)積極凍結(jié)時(shí)間予以延長(zhǎng)，按照停凍時(shí)間的2 倍進(jìn)行即可。

如在開(kāi)挖的時(shí)候出現(xiàn)停凍，首先應(yīng)立即組織專業(yè)技術(shù)人員查找原因，排除故障，恢復(fù)維護(hù)凍結(jié)；其次做好溫度變化和凍結(jié)壁收斂監(jiān)測(cè)，采取有效措施加強(qiáng)凍結(jié)壁的保溫；最后在通道的初期支護(hù)上設(shè)置內(nèi)支撐。

因此整個(gè)施工過(guò)程應(yīng)設(shè)置雙路供電電源或配備滿足凍結(jié)設(shè)備運(yùn)行功率的發(fā)電機(jī)。