（中交路橋建設(shè)有限公司，北京 100027）

富水砂層地質(zhì)條件下，既有雙線盾構(gòu)隧道開挖聯(lián)絡(luò)通道風(fēng)險較大，如果前期地層加固未達到施工要求，開挖過程中會出現(xiàn)漏水、涌水現(xiàn)象，因此，使用安全、合理的地層加固方式尤為重要。常用的地層加固方法有降水、深層攪拌樁、注漿、凍結(jié)等，凍結(jié)法因其隔水性強、抗?jié)B性好、安全性高、施工方便等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用。凍土帷幕可根據(jù)具體地質(zhì)環(huán)境與施工條件靈活布置和調(diào)整，凍結(jié)結(jié)束后，凍土帷幕融化，對周圍環(huán)境不會產(chǎn)生過多影響。凍結(jié)法通常被應(yīng)用于富水地層，地質(zhì)條件惡劣、施工環(huán)境復(fù)雜，易造成安全問題。明確凍結(jié)法施工關(guān)鍵工序、技術(shù)控制要點及施工控制措施對今后相關(guān)工程實施具有積極意義。

1 工程概況及地質(zhì)條件

聯(lián)絡(luò)通道設(shè)置在海-先區(qū)間DK22+990.317里程處，聯(lián)絡(luò)通道處隧道中心線間距約為14 m，左、右線均位于直線段。聯(lián)絡(luò)通道中心埋深約17.5 m，通道頂覆土厚度約為15.5 m，洞身位于（6-3）中砂、（6-4）粗砂地層?？辈炱陂g微承壓水埋深10.8～16.8 m，結(jié)構(gòu)底板埋深為16.6～20.0 m，地下水對區(qū)間施工影響較大。

2 凍結(jié)帷幕設(shè)計

2.1 凍結(jié)壁厚度確定

根據(jù)其他地區(qū)凍土物理力學(xué)性質(zhì)試驗的結(jié)果，將凍土強度指標設(shè)計為：單軸抗壓σ≥4 MPa，彎折抗拉σ≥1.8 MPa，抗剪σ≥4 MPa（-10 ℃），本文中的指標僅在本研究中使用，凍土是否達到設(shè)計值根據(jù)凍土的平均溫度判定。根據(jù)整體施工設(shè)計要求和埋深，聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)壁的有效厚度為2.0 m，平均溫度為T=-10 ℃。

2.2 凍結(jié)孔布置

結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)模型

海-先區(qū)間凍結(jié)孔的布置方式是上仰、近水平、下俯三種角度，均勻布設(shè)在聯(lián)絡(luò)通道附近，凍結(jié)孔共設(shè)置61個。主線隧道內(nèi)設(shè)置42個，復(fù)線隧道內(nèi)設(shè)置19個，設(shè)計測溫孔8個（主線2個、復(fù)線6個），測溫孔深度2.0～6.5 m，卸壓孔4個，每側(cè)隧道各布置2個。

3 凍結(jié)施工

3.1 凍結(jié)孔施工

凍結(jié)孔施工基本工序：定位、開孔→安裝孔口管→安裝孔口裝置→鉆孔→封閉孔底部→測量→打壓試驗。

3.2 積極凍結(jié)與維護凍結(jié)

鹽水降溫按規(guī)范要求進行，不可直接采用低溫鹽水進行降溫。設(shè)計積極凍結(jié)時間約為45 d，凍結(jié)孔單孔流量設(shè)置為5～7 m3/h；凍結(jié)開始7 d內(nèi)將鹽水溫度緩慢降至-18 ℃以下；凍結(jié)15 d鹽水溫度降至-24 ℃以下；開挖前鹽水溫度應(yīng)降至-28 ℃以下，且保持去、回路鹽水溫差小于2 ℃。

凍結(jié)溫度、鹽水流量或回路溫差不滿足設(shè)計要求，應(yīng)延長凍結(jié)時間，并推遲開挖時間。凍結(jié)過程中，在每個測溫孔布置3～5個測溫點，每組凍結(jié)回路各布設(shè)一個測溫點，采用康銅線進行測溫。對凍結(jié)區(qū)域進行支護作業(yè)后可適當升高凍結(jié)溫度，進入維護凍結(jié)階段，鹽水溫度不高于-25 ℃，施工過程中須保持該區(qū)域土體凍結(jié)，不可提前結(jié)束凍結(jié)過程。

4 聯(lián)絡(luò)通道開挖

4.1 開挖順序

（1）采用全斷面法開挖通道部分土方，并及時進行初期支護。

（2）完成噴射混凝土澆筑后，鋪設(shè)防水層，對聯(lián)絡(luò)通道進行二次襯砌。

4.2 通道施工

（1）開挖。鋼管片拆除后可正式開挖，在開挖過程中，由于采用了凍結(jié)法施工，其土體承載能力較強，可進行全斷面一次開挖，在進出聯(lián)絡(luò)通道端口處斷面較大，應(yīng)嚴格控制開挖速度和開挖步距，以保證施工安全，減小隧道變形和位移。

（2）初期支護。對聯(lián)絡(luò)通道進行開挖施工，會破壞土體原有的應(yīng)力平衡，使其在凍土帷幕上產(chǎn)生附加荷載，開挖會使上部土體產(chǎn)生位移。附加應(yīng)力和土體位移過大時，會使土帷幕及凍結(jié)管產(chǎn)生變形，支護則可減弱這種變形趨勢，提升施工過程的安全性。

（3）噴射混凝土。在聯(lián)絡(luò)通道開挖完成后需要掛鋼筋網(wǎng)和埋設(shè)注漿管，再進行混凝土噴射施工。

（4）防水層施工。防水層施工可保證隧道修建后不會漏水，施工前須對初期支護進行找平操作，施工時在防水材料內(nèi)外側(cè)均鋪設(shè)土工布，以保護防水層的完整性。

（5）鋼筋工程。進場鋼筋須有出廠質(zhì)量證明和試驗報告單等材料，在保證設(shè)計規(guī)格及力學(xué)性能的前提下，鋼筋表面清潔無損傷，無生銹、裂紋、折疊、油漬等，鋼筋端頭須平直無彎曲。

（6）施工縫的設(shè)置。聯(lián)絡(luò)通道施工共設(shè)置一條水平施工縫，設(shè)置在通道側(cè)墻底部300 mm高度，采用3 mm厚鋼板止水帶。施工縫處在繼續(xù)澆筑混凝土前，應(yīng)采取鑿毛、清洗等措施后，再繼續(xù)澆筑。

（7）立模。聯(lián)絡(luò)通道直墻段模板采用木模，采用工字鋼制作的碹骨支撐；拱頂弧線段采用厚度為2 mm的鋼板，采用鋼筋拱架支撐，鋼筋拱架與碹骨采用焊接連接；特殊部位采用1.5 cm木模板。

（8）澆筑施工?；炷翝仓┕ば枰韵露线M行，首先澆筑兩端底板，澆筑側(cè)墻最后對拱頂進行澆筑。在澆筑混凝土前，預(yù)埋各種管件，并固定牢靠。

5 施工控制措施

5.1 開挖構(gòu)筑質(zhì)量措施

（1）焊接隧道內(nèi)鋪設(shè)的鋼管片，使其可更好地承載不均勻荷載，增強鋼管片抵抗變形的能力，減小隧道變形。

（2）在隧道中間均勻安裝預(yù)應(yīng)力鋼架，在實際施工過程中，可通過調(diào)整各個支架應(yīng)力的大小控制隧道變形。

（3）聯(lián)絡(luò)通道開挖構(gòu)筑施工完成后，凍土墻和結(jié)構(gòu)外壁間會留有孔隙，若不采取措施處理，易引發(fā)地面及隧道的大幅沉降。為了解決這一問題，需要預(yù)埋注漿管，在施工完成后進行注漿。

（4）施工時應(yīng)同步進行監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果掌握地層及隧道的變形規(guī)律，以此預(yù)測地層隧道的進一步發(fā)展情況，指導(dǎo)施工。監(jiān)測的內(nèi)容包括地表沉降、隧道變形、通道收斂、凍土的壓力等。

5.2 應(yīng)急措施

因施工工藝存在缺陷，施工過程中管理缺位，凍結(jié)法施工的聯(lián)絡(luò)通道在二次襯砌結(jié)構(gòu)澆筑完成及融沉注漿結(jié)束后，普遍存在滲漏水現(xiàn)象，針對這一問題，在不同施工位置應(yīng)采取不同的措施進行整治處理。

孔口管及凍結(jié)管處發(fā)生滲漏水時，在凍結(jié)管鉆進施工前，應(yīng)提前對凍結(jié)區(qū)域進行隧道管片壁后預(yù)注漿；凍結(jié)管鉆進施工完成后，及時通過孔口管上預(yù)留的注漿孔，向周圍土體壓注水泥漿；冷凍管割除后，采用特制封堵裝置進行凍結(jié)管管端封堵。

融沉注漿管處發(fā)生滲漏水時，可通過注漿管對凍土進行融沉補償注漿，遵循少量、多次、均勻的原則，對凍土區(qū)進行充分足量注漿；在融沉注漿結(jié)束、注漿管割除后，采用微膨脹水泥封堵，以保證封堵體的密實。

通道洞口處滲漏水時，可在通道洞口處增設(shè)一圈止水鋼板，采用滿焊方式焊接在隧道鋼管片上，使兩者間連接牢固、止水密封效果好，設(shè)置止水鋼板可避免影響二次襯砌結(jié)構(gòu)鋼筋的連續(xù)性。

通道底板與側(cè)墻處滲漏水時，應(yīng)將施工縫留設(shè)在合理位置；施工縫位置安裝長鋼板止水帶或按設(shè)計要求安裝止水裝置；澆筑側(cè)墻混凝土前，清除已硬化混凝土交界面上的水泥薄膜、松動石子及軟弱混凝土層，并充分濕潤和沖洗干凈；側(cè)墻與拱頂混凝土采用泵車壓送方式澆筑，采用振搗設(shè)備振動密實，以保證新舊混凝土的緊密結(jié)合。

6 結(jié)語

文章通過對哈爾濱市軌道交通3號線二期工程海河?xùn)|路站至先鋒路站區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工工法的總結(jié)，對比上海、廣州等城市富水砂層凍結(jié)法施工的成功案例，分析得出結(jié)論。

（1）本次聯(lián)絡(luò)通道施工采用“凍結(jié)法+礦山法”暗挖開挖，先對待開挖土體四周進行凍結(jié)孔的布設(shè)，在合理選取凍結(jié)參數(shù)的前提下，使待開挖土體四周形成凍結(jié)壁，阻止水流的滲入，加強了圍巖整體穩(wěn)定性，再采用臺階法開挖聯(lián)絡(luò)通道。

（2）哈爾濱當?shù)氐罔F建設(shè)項目施工風(fēng)險較高，聯(lián)絡(luò)通道施工多采用凍結(jié)法，地鐵相關(guān)施工人員應(yīng)熟練掌握凍結(jié)法的核心技術(shù)，明確質(zhì)量控制要點，以指導(dǎo)實際工程施工，保障城市建設(shè)效率。