引言：易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實(shí)踐，為您精心挑選了一篇隧道風(fēng)道結(jié)構(gòu)凍結(jié)暗挖施工工藝探究范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容，可隨時(shí)聯(lián)系我們的客服老師。

1工程概況

某項(xiàng)目位于北京市區(qū)的西北方位，屬典型的地鐵區(qū)間站階段性工程，周邊非建筑物密集區(qū)，故依據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際作業(yè)環(huán)境現(xiàn)狀，技術(shù)人員特選用暗挖法對(duì)該區(qū)間段展開(kāi)相關(guān)施工作業(yè)。線路下穿南區(qū)二號(hào)路、南區(qū)三號(hào)路，根據(jù)項(xiàng)目施工期間的城市建設(shè)狀況可知，道路下方已建設(shè)Φ300給水管、Φ300污水管、2000mm×2000mm電力管溝等多條管線。

2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1凍結(jié)孔的設(shè)計(jì)

凍結(jié)孔的設(shè)置需要依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)合理地設(shè)計(jì)及布置，具體位置建議在結(jié)構(gòu)的左右兩側(cè)。出入口及風(fēng)道施工期間增設(shè)1排橫向凍結(jié)孔，加強(qiáng)防護(hù)效果，以免凍結(jié)帷幕失穩(wěn)［1］。出入口的跨度較大，安全保障至關(guān)重要，鑒于此項(xiàng)要求，于中間區(qū)域設(shè)垂直向凍結(jié)孔。此過(guò)程中要時(shí)刻保持凍結(jié)壁的壁部厚度在3m范圍值以內(nèi)。

2.2凍結(jié)參數(shù)的設(shè)計(jì)

開(kāi)挖環(huán)節(jié)，凍結(jié)鹽水溫度－30℃～－28℃，在此溫度區(qū)間內(nèi)保證凍結(jié)壁的穩(wěn)定性。所涉及的外圍凍結(jié)孔的終孔距離要確定在1m以下方算合格。為取得預(yù)期的凍結(jié)效果，嚴(yán)格控制凍結(jié)需冷量Q，具體按以下方式計(jì)算而得:Q=1.3×π×d×l×k(1)式中，d為凍結(jié)管直徑m;l為凍結(jié)總長(zhǎng)度m;k為凍結(jié)管散熱系數(shù)。

3凍結(jié)施工流程

3.1凍結(jié)孔開(kāi)孔

1)凍結(jié)孔施工順序。以透孔為作業(yè)的首要步驟依次展開(kāi)，此過(guò)程中遇偏孔現(xiàn)象，要隨即對(duì)其展開(kāi)調(diào)整，確保參數(shù)回歸至規(guī)定的范圍值以內(nèi);隨后以現(xiàn)有的孔位作為基礎(chǔ)依據(jù)，通過(guò)從上到下的順序逐一開(kāi)孔，避免不安全事故的產(chǎn)生。

2)凍結(jié)孔定位。開(kāi)孔結(jié)束后，緊接著對(duì)凍結(jié)的孔位做定位處理，以前期的測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)和設(shè)計(jì)圖為根據(jù)，由前到后逐一開(kāi)展定位工作。在整個(gè)定位放線作業(yè)中，還要隨時(shí)觀察現(xiàn)有的管片配筋情況，按照實(shí)際的配筋標(biāo)準(zhǔn)對(duì)放線展開(kāi)合理的調(diào)整。

3)開(kāi)孔部位及孔口處的封閉配置。①混凝土管片上:遇管片內(nèi)部含鋼筋的情況下，可借助專業(yè)的鉆機(jī)，配上規(guī)格為Φ133mm的金剛石鉆芯對(duì)孔位展開(kāi)適時(shí)的調(diào)整處理，待深度抵達(dá)0.3m位置時(shí)即刻停止鉆進(jìn)，緊接著割斷巖心并取出，將規(guī)格為Φ133×5mm的孔口管依次放入管片內(nèi);②管片上:孔口管要以焊接的方式與現(xiàn)有管片實(shí)現(xiàn)連接并安好一定數(shù)量的球閥，隨后方可開(kāi)展相應(yīng)的鉆進(jìn)工作;③孔口裝置安裝:通過(guò)專業(yè)的螺絲工具實(shí)現(xiàn)孔口裝置與閘閥的連接，并安裝一定的墊片加以密封。

3.2凍結(jié)管鉆進(jìn)與凍結(jié)器安裝

在開(kāi)孔作業(yè)全部結(jié)束后，緊接著要利用專業(yè)的鉆機(jī)展開(kāi)相關(guān)的造孔工作。值得一提的是，為確保凍結(jié)孔的合格程度，在鉆進(jìn)過(guò)程中，機(jī)械設(shè)備的選擇尤為關(guān)鍵，本次凍結(jié)管鉆進(jìn)作業(yè)中，特選用規(guī)格為Φ89×8mm的凍結(jié)管作為鉆機(jī)的鉆桿，管與管之間利用專業(yè)的套管絲實(shí)現(xiàn)扣連，最后以焊接的方式加以固定，在孔口密封裝置配備齊全后，隨即完成整個(gè)凍結(jié)器的安裝工作。為了保證鉆進(jìn)精度，開(kāi)孔段是關(guān)鍵。且在整個(gè)開(kāi)孔作業(yè)中，遇偏孔情況要及時(shí)糾正。

3.3凍結(jié)站安裝

1)設(shè)備就位施工措施:設(shè)備就位后，進(jìn)行操平找正，相同的設(shè)備一定要整齊劃一，各類型循環(huán)泵需與地面固定;對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)組裝的制冷設(shè)備，安裝前應(yīng)將設(shè)備零部件及附屬管道清洗干凈，并檢查零部件表面有無(wú)損傷及缺陷，合格后方可按設(shè)備裝配圖紙進(jìn)行組裝。

2)管道系統(tǒng)安裝施工措施:該項(xiàng)系統(tǒng)的組建離不開(kāi)閥門的整體運(yùn)用，故從閥門的類型選擇、安裝方式等方面著手，結(jié)合前期的設(shè)計(jì)方案及現(xiàn)有管道的實(shí)際情況，將閥門合理安裝在各不同部位之上;并在制冷管道組裝前，以人工處理的方式將管內(nèi)現(xiàn)存的雜質(zhì)予以去除，確保管道內(nèi)部干凈的同時(shí)，還要將其放置于干燥地段。

3.4管路連接、保溫安裝

1)此時(shí)展開(kāi)焊接作業(yè)，用以實(shí)現(xiàn)清水管路和鹽水干管二者之間的連接，同時(shí)在專用的作業(yè)平臺(tái)上架設(shè)管架并保持好與地面的相隔距離，這樣做可防止被水浸泡的不良后果，隨即開(kāi)展相應(yīng)的保溫工作，且保溫層的外面有塑料薄膜包扎。并用一定數(shù)量的高壓膠管實(shí)現(xiàn)集配液圈與凍結(jié)管的組裝。凍結(jié)孔最后以串聯(lián)的方式設(shè)置15組，長(zhǎng)度要參照初始的孔數(shù)長(zhǎng)度確定。

2)冷凍機(jī)組的處理:選用專業(yè)材質(zhì)的PEF板對(duì)機(jī)組內(nèi)部的蒸發(fā)器及低溫管路展開(kāi)保溫，其他部位則可選用常規(guī)的保溫板套用。

3)隧道兼泵房?jī)蓚?cè)管片保溫:受土層外力的保護(hù)，外部的混凝土及管片散熱功能較為明顯，此時(shí)施工人員需要對(duì)此處的凍結(jié)帷幕實(shí)行加固保溫處理，起到實(shí)際的鎖溫效果，采用5cm厚度的橡塑保溫板，用保溫膠粘于管片，敷設(shè)范圍設(shè)凍結(jié)管外緣不小于2m，減少冷量損失。板材之間不得有縫隙。

3.5管路測(cè)試及積極凍結(jié)

此次暗挖施工作業(yè)中，為工程自身質(zhì)量及效率的提升以及后期驗(yàn)收的合格，在區(qū)間站內(nèi)部的所有冷凍系統(tǒng)安裝后，隨即開(kāi)展管路測(cè)試和凍結(jié)功能的測(cè)試。具體操作步驟為:①鹽水系統(tǒng)試運(yùn)轉(zhuǎn):將安裝好的冷凍機(jī)設(shè)置為停滯狀態(tài)，以12h為一個(gè)觀察時(shí)間段，對(duì)鹽水系統(tǒng)里的液體位置予以詳細(xì)記錄，由此確定制冷系統(tǒng)的合格情況;②電路檢查:上述①完成后，隨即開(kāi)展冷凍電路系統(tǒng)和水循環(huán)參數(shù)的確認(rèn)及調(diào)整，待機(jī)線在空轉(zhuǎn)的狀態(tài)下堅(jiān)持3h之后是否仍處于工作狀態(tài);③測(cè)試過(guò)程中，要隨時(shí)對(duì)能量、壓力及溫度等各項(xiàng)數(shù)值予以觀察并適當(dāng)調(diào)整，確保其在一個(gè)正常的范圍值內(nèi)運(yùn)行。

3.6維護(hù)凍結(jié)

凍結(jié)系統(tǒng)在組裝運(yùn)行之后，還會(huì)存在一個(gè)維護(hù)凍結(jié)的情況，此種狀況下內(nèi)部的鹽水溫度會(huì)降低至－28℃，維護(hù)期間，施工人員不可任意將其放置不管，隨時(shí)要開(kāi)展適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測(cè)工作，如遇維護(hù)期出現(xiàn)非正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，及時(shí)分析原因并出給解決方案，確保其的安全性。

3.7施工風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

3.7.1鉆孔階段

在進(jìn)行鉆孔施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意孔口管是否脫落以及水砂是否會(huì)從孔口處流出。控制凍結(jié)管的接縫質(zhì)量，如果在進(jìn)行凍結(jié)作業(yè)時(shí)，凍結(jié)管接縫不夠嚴(yán)密，極易導(dǎo)致接縫處鹽水漏出的情況。鹽水漏出至底層會(huì)降低凍結(jié)作業(yè)的質(zhì)量，進(jìn)而無(wú)法正常形成凍結(jié)帷幕，達(dá)不到凍結(jié)作業(yè)的預(yù)期效果。此外，應(yīng)控制好凍結(jié)孔的作業(yè)深度，不可使其與方案設(shè)定值偏差過(guò)大，以提高凍結(jié)帷幕的形成質(zhì)量。鉆孔作業(yè)的注意事項(xiàng)包括以下幾點(diǎn)。

1)凍結(jié)時(shí)的開(kāi)孔作業(yè)應(yīng)分兩次進(jìn)行，開(kāi)孔工具金剛石取芯鉆。在完成所有鉆孔作業(yè)后，需在孔口安設(shè)孔口管，同時(shí)在孔口管的頭部裝設(shè)250mm的魚(yú)鱗扣，為提高魚(yú)鱗扣裝設(shè)的穩(wěn)定性，可在魚(yú)鱗扣外周纏繞鐵絲。在進(jìn)行鉆進(jìn)工作時(shí)，務(wù)必使孔口管的尾部連接好孔口密封裝置。在對(duì)孔口管的管片進(jìn)行安裝處理時(shí)，需提前留出不低于100mm的保護(hù)層。在安設(shè)球閥時(shí)，應(yīng)對(duì)密封裝置進(jìn)行壓緊處理。此外，安排相關(guān)技術(shù)人員對(duì)孔口管進(jìn)行觀察，如果發(fā)現(xiàn)孔口管存在水砂流出的情況，應(yīng)及時(shí)派人對(duì)盤根進(jìn)行更換，同時(shí)使用工具壓緊新盤根。

2)在進(jìn)行鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)，選用水平鉆進(jìn)的方式。在不影響施工作業(yè)的情況下，盡量選擇無(wú)水鉆進(jìn)處理。對(duì)凍結(jié)孔進(jìn)行鉆進(jìn)時(shí)，注意土體的流失量，在土體流失量小于凍結(jié)管的體積時(shí)，用孔口密封裝置口上的注漿閥門對(duì)土體進(jìn)行單液注漿作業(yè)，進(jìn)行單液注漿作業(yè)。

3)在進(jìn)行鉆孔作業(yè)前，應(yīng)做好預(yù)備工作。對(duì)于凍結(jié)孔的深度、鉆入角度、鉆入方向等，需安排相關(guān)工作人員進(jìn)行質(zhì)量控制。在鉆孔過(guò)程中，確保凍結(jié)孔的焊接質(zhì)量符合施工要求。在完成鉆孔作業(yè)后，仍需派相關(guān)技術(shù)人員對(duì)完工的孔進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。

3.7.2積極凍結(jié)階段

在積極凍結(jié)階段，應(yīng)做好風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析。凍結(jié)作業(yè)的質(zhì)量極易受到供電不足和供水不足的影響，從而使得凍結(jié)作業(yè)被迫停止。因此，項(xiàng)目工程組需確保供水與供電的途徑足夠穩(wěn)定。除供電、供水外，冷凍設(shè)備的故障也會(huì)導(dǎo)致凍結(jié)作業(yè)中斷，從而降低凍結(jié)作業(yè)的質(zhì)量。所以，在進(jìn)行凍結(jié)作業(yè)前，需對(duì)凍結(jié)所用設(shè)備進(jìn)行檢修。在這些設(shè)備停用時(shí)，應(yīng)定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理。凍結(jié)作業(yè)階段需注意以下要求。

1)為確保凍結(jié)作業(yè)的用水安全，需在每個(gè)凍結(jié)站處安設(shè)2套冷凍機(jī)組。若其中1臺(tái)發(fā)生故障，則可使用另一臺(tái)進(jìn)行作業(yè)，確保凍結(jié)作業(yè)可持續(xù)進(jìn)行。

2)應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求選用冷凍排管與保溫材料，以確保凍結(jié)帷幕與隧道管片交接處的凍結(jié)效果達(dá)到預(yù)期效果。對(duì)于孔管內(nèi)部的氣體，應(yīng)及時(shí)排除，從而使冷凍機(jī)內(nèi)部的冷量?jī)?chǔ)備滿足凍結(jié)作業(yè)的所需量。

4暗挖法施工工藝分析

4.1基本施工思路

先使一條隧道初支貫通，在確認(rèn)無(wú)誤的前提下施工另一條隧道的初期支護(hù)，并在此期間安排第一條隧道的二襯施工。以上下臺(tái)階法開(kāi)挖，間距錯(cuò)開(kāi)3～5m，遇核心土部位，要將預(yù)留的長(zhǎng)度控制在2m之外，按1∶(0.7～1.0)的要求對(duì)臺(tái)階進(jìn)行放坡，具體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)土層的穩(wěn)定狀態(tài)做合理的調(diào)整，見(jiàn)圖1。

4.2關(guān)鍵施工工藝

4.2.1深孔注漿

深孔注漿又被稱為二重管注漿作業(yè)，對(duì)此在材料的選擇上要極其細(xì)致，建議使用水泥+水玻璃的組合漿液。深孔注漿的具體要點(diǎn)如下。

1)準(zhǔn)備工作。對(duì)掌子面做整平處理，搭建注漿平臺(tái)，配套注漿施工所需的注漿機(jī)，修筑合適尺寸的護(hù)壁泥漿池。以實(shí)際施工要求為準(zhǔn)制備水泥漿，做到隨拌隨用。

2)測(cè)量定位。準(zhǔn)確測(cè)出注漿孔的布設(shè)位置，用全站儀坐標(biāo)法精準(zhǔn)定位，設(shè)置醒目的標(biāo)識(shí)，采取防護(hù)措施，作為后續(xù)施工的參照基準(zhǔn)。

3)預(yù)埋定位套管。套管的具體位置要以前期確定好的注漿位置為依據(jù)，以預(yù)埋的方式展開(kāi)規(guī)格Φ80的定位作業(yè)，外露部分0.1m、埋入部分0.4m，用棉紗封堵管口，避免雜物落入。

4)封閉掌子面。此時(shí)可通過(guò)梅花形式對(duì)掌子面加以封閉處理，同時(shí)增設(shè)規(guī)格為150×150mmΦ6.5mm的鋼筋網(wǎng)，由此開(kāi)展混凝土的噴射工作。

5)鉆進(jìn)成孔。根據(jù)鉆孔要求，安排鉆機(jī)就位，精細(xì)調(diào)整鉆進(jìn)角度，保證鉆機(jī)位置準(zhǔn)確且具有穩(wěn)定性。向定位套管內(nèi)插入二重管鉆桿，慢速鉆進(jìn)，這期間用泥漿護(hù)壁，維持鉆孔壁的穩(wěn)定性。根據(jù)鉆進(jìn)作業(yè)進(jìn)度，適時(shí)對(duì)鉆桿做接長(zhǎng)處理。泥漿的配合比根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件做靈活的調(diào)整，充分發(fā)揮出泥漿的護(hù)壁作用，以防塌孔。

6)上一孔注漿期間，隔2孔安排鉆孔，按照此方式循環(huán)作業(yè)。待各孔注漿工作完全落實(shí)到位，且土體得到有效的加固處理后(實(shí)測(cè)強(qiáng)度達(dá)標(biāo))，安排隔孔間的鉆孔、注漿。

4.2.2鎖腳錨管的設(shè)置

分別在各臺(tái)階處設(shè)1根長(zhǎng)度為2m的Φ32mm鋼焊管，作為鎖腳錨管，從而避免格柵鋼架下沉。注漿的材料要選擇工程專用的水泥漿液為最佳，使用前要經(jīng)過(guò)特定的試驗(yàn)得出科學(xué)合理的配比參數(shù)，方可開(kāi)展正式的注漿工作。

4.2.3噴射混凝土

深孔注漿前，先對(duì)開(kāi)挖面做封閉處理，以免在注漿期間發(fā)生工作面漏漿的問(wèn)題。止?jié){墻噴射厚度80mm，對(duì)上臺(tái)階全范圍內(nèi)的掌子面做噴射處理，混凝土標(biāo)號(hào)與初支部分一致。在地層條件不穩(wěn)定的狀態(tài)下要加快混凝土的噴射速度，起到一定的穩(wěn)固效果。因某些原因而導(dǎo)致中途長(zhǎng)時(shí)間停工時(shí)，噴射混凝土，封閉工作面。在該項(xiàng)工作中，掛網(wǎng)噴設(shè)混凝土，選用Φ6@150×150mm鋼筋網(wǎng)，噴射厚度80mm。

4.2.4初支背后回填注漿

初期支護(hù)施工后安排初支背后注漿作業(yè)，選用水泥砂漿，經(jīng)過(guò)注漿后使初支背后有足夠的嚴(yán)密性［2］。除此之外，注意對(duì)注漿位置的確定及部署安排，建議在離下臺(tái)階地段的5m距離同時(shí)展開(kāi)注漿作業(yè)，由上到下順著隧道的邊墻位置依次開(kāi)展，保持注漿孔的相互間隔距離在3.0m左右為最合適，遵守梅花形式布置，最后對(duì)初支不明顯的部位要加以處理。

4.2.5混凝土施工

首先是二襯鋼筋的綁扎處理，鋼筋選用提前加工的方式，以成品形態(tài)運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)用以安裝和焊接。模板安裝環(huán)節(jié)，要求位置準(zhǔn)確、模板穩(wěn)定，尤為關(guān)鍵的是擋頭板，此部分不可跑模;擋頭板緊密拼接，模縫嚴(yán)密，以免由于板縫間漏漿而影響表面的完整性與平整性。及時(shí)修整拱架，清理附著在模板上的雜物，均勻刷涂脫模劑，以便后續(xù)可及時(shí)投入使用。就本項(xiàng)目而言，在具體的混凝土作業(yè)當(dāng)中，施工人員通過(guò)“泵送入模”的方式展開(kāi)相關(guān)操作，并借助分層澆筑的方式予以灌注、搗振，使其厚度均勻地控制在400mm以下。使相鄰兩層有效結(jié)合，層間澆筑間隔時(shí)間不超過(guò)1.5h，使相鄰兩層混凝土有效結(jié)合，得到完整的結(jié)構(gòu)。混凝土卸料高度超2m時(shí)可能有離析現(xiàn)象，為此配套串筒或溜槽輔助作業(yè)，也可在澆筑面接水平導(dǎo)管。

4.2.6二襯背后回填注漿

1)針對(duì)初支與二襯的間隙做注漿填充處理，消除間隙，保證結(jié)構(gòu)連接的完整性和穩(wěn)定性。

2)對(duì)于塑料全包防水層的結(jié)構(gòu)，注漿系統(tǒng)設(shè)在防水層表面，環(huán)向、縱向間距分別為3、5m。此外，還考慮到施工縫和變形縫兩處，在兩側(cè)各1.0m內(nèi)設(shè)注漿系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全方位的注漿。

3)底座和導(dǎo)管作為注漿系統(tǒng)的重要組成構(gòu)件，其的作用不容小覷，單就底座的穩(wěn)固方式來(lái)說(shuō)，其可使底板與防水板形成穩(wěn)定結(jié)合的關(guān)系，而后用塑料膠帶對(duì)底座四周做全方位的封閉處理，禁止形成空隙，否則混凝土灌注時(shí)材料可能經(jīng)由該處進(jìn)入，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)管堵塞。注漿導(dǎo)管集中在兩側(cè)墻引出，或是根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整為單個(gè)直接引出的方法，但需采取臨時(shí)封堵措施，并設(shè)置醒目的標(biāo)記，以便后續(xù)可順利進(jìn)行注漿作業(yè)。

4)注漿材料為高強(qiáng)無(wú)收縮水泥漿液，摻8%～10%膨脹劑，水灰比(0.8～1.0)∶1，按0.3～0.5MPa的注漿壓力有效注入。

5監(jiān)測(cè)結(jié)果

1)最小凍結(jié)壁厚度3.72mm，平均溫度－14.2℃(出入口及風(fēng)道開(kāi)機(jī)凍結(jié)54d后的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù))。

2)凍結(jié)土層的力學(xué)性能方面，抗壓強(qiáng)度平均值4.03MPa，抗剪強(qiáng)度1.6MPa。縱觀凍結(jié)全流程，高壓管廊可始終保持穩(wěn)定，有隆起、沉降現(xiàn)象，最大值分別為5、30mm，但均得到有效的控制，處于可控范圍內(nèi)。通過(guò)對(duì)電力綜合管廊的觀察可以發(fā)現(xiàn)，其仍維持正常，不會(huì)由于施工而受到干擾。總體來(lái)看，凍結(jié)暗挖法在保證地層穩(wěn)定性、營(yíng)造施工安全性、減小對(duì)周邊設(shè)施的干擾等方面均有積極的作用，可行性較高。

6結(jié)語(yǔ)

在地鐵車站區(qū)間隧道風(fēng)道結(jié)構(gòu)的施工中，在應(yīng)用凍結(jié)暗挖法后可有效優(yōu)化地鐵車站的施工環(huán)境，提供安全的施工作業(yè)條件，降低對(duì)周邊環(huán)境現(xiàn)存建筑物及其他相關(guān)事物的侵?jǐn)_。本文，經(jīng)過(guò)分析后提出凍結(jié)暗挖法的具體應(yīng)用要點(diǎn)，以供參考。

參考文獻(xiàn):

［1］謝智．地鐵車站風(fēng)道結(jié)構(gòu)凍結(jié)暗挖法施工工藝［J］．工程技術(shù)研究，2021，44(8):101－102．

［2］曹小為．淺埋暗挖地鐵隧道施工技術(shù)與風(fēng)險(xiǎn)探究［J］．工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020，68(12):98－99.

作者:侯永軍 單位:中鐵十六局集團(tuán)地鐵工程有限公司