冻结法在地铁联络通道施工过程中的风险控制研究

冻结法在地铁联络通道施工过程中的风险控制研究

王先锋陈于明

中煤第三建设（集团）有限责任公司安徽合肥230022

摘要：随着我国城市化进程的加快，我国许多大中型城市的人口面临着城市轨道交通建设的诸多矛盾、旅游和城市交通问题，尤其是地铁建设势在必行。摘要由于人工造冻法和其他施工方法的优点，地铁通信通道或旁路的主要施工方法正在逐渐形成。然而，人工冻结法的处理过程较为复杂，对冻结和失效有较大的影响，尤其是在繁忙城市中冻结法的施工。

关键词：冻结法；地铁联络通道施工；风险控制

1前言

在地铁隧道施工过程中，地铁施工是必不可少的，施工难度很大，尤其是在富水软土层，存在于连接通道的施工中，防水施工风险。因此，在冻结钻孔的施工过程中，可能会出现地下土强化的冻结方法，双线性损伤事故、冻幕、冻胀和解冻沉降事故，事故风险预测和控制是非常必要的。冻结法施工以其封水性好、强度高、适应性强等优势被广泛应用在地铁联络通道的施工中，但冻土的冻胀和融沉现象一直是冻结法施工中的主要风险。冻胀和融沉现象会对工程周边环境产生不良影响，导致地上建筑物的沉降、甚至破坏，对地下管线和建成的隧道结构产生破坏，危及隧道施工和运营的安全，可能造成重大的经济损失和工程事故。

2冻结法施工风险

冻结法施工的安全取决于详细和准确的地质资料，正确的冻结设计、施工技术的完美系统，正常的冷冻系统操作，以满足要求的窗帘的设计厚度等特征参数，温度和强度，有效抑制冻胀的合理结构和保护自己的方法，正确的开挖铺设过程中，形成和控制措施严格，和冷冻的方法准确、可靠的信息建设监控系统，一个链上任何错误可能导致事故或灾难。

2.1钻孔事故及主要原因

洞孔洞中水的流动是水涌的现象；孔密封管破裂；在开挖过程中冻结管断裂。钻孔施工中涌水量激增的主要原因是孔管的流失。冻结管断裂的原因可能是其形成是复杂的，不同土层的结霜扩展不同，而冻胀会引起断裂。在冻结过程中，通道完全冻结，压力释放孔消失，通道部分开挖后的应力释放使冻结幕变形，冻结管破裂。

2.1.1控制冻结孔事故的措施

（1）针对孔口涌水、涌砂现象，采用两次开孔的措施，若在施工过程中出现涌水涌砂，如出水出砂量较少的情况下，及时的更换新盘根并压紧。出水出砂量较大的情况下，及时的对孔口及土层进行双液浆进行封堵。

（2）采用水平钻进，在允许的情况下，优先采用无水钻进。

（3）确保孔口密封管与结构之间的连接牢固，以防孔口

密封管脱离结构导致突发性喷砂。

2.2管片损坏事故及主要原因

钻孔对管道和管膜造成破坏，造成过大变形甚至不稳定。因设计不当或操作不当造成的管膜损坏，造成严重损坏。摘要在开挖过程中，由于管道部分的拆除，在隧道的开口处出现了较大的应力集中，导致管环的整体性丧失，导致管板变形，甚至不稳定。

2.2.1控制管片事故的措施

（1）针对管片损伤事故风险的控制措施是依据施工基准点，根据冻结孔施工图纸孔的位置分布，首先，根据段钢筋图的位置，在避免主要钢铁、管接头、螺钉的前提下可适当调整，不大于100毫米，也避免了段止水之间的联合。

（2）切断管道的主筋，破坏结构的完整性和稳定性是不可避免的。如果管道的变形过大，需要对其进行支撑，以减少变形，保证稳定性。

2.3冻结帷幕事故

冻结帷幕的风险事故包括冻结帷幕的设计缺陷、水流、流沙和帷幕的破坏、冻结帷幕特征的判断失误和施工管理不当。

2.3.1冻结帷幕事故的原因

冻结方案设计合理，主要通过冻结土的物理力学性质和冷冻系统参数选择是否科学，以及冻结帷幕决策的结构参数计算；砂、泥流现象是由于冻水帘的不均衡发展速度，有冻土周围的水流，大量的超冻土体，会引起冻结帷幕出现的现象出现的弱点；它将直接影响建筑的质量和安全，而窗帘的流产有时会导致冰冻的帷幕。

2.3.2控制冻结帷幕事故的措施

（1）控制冻结设计风险对策是保证可靠性的冻土物理力学性能参数，充分考虑各种不利因素对冻结精心设计的系统参数和正确选择冷冻设备的正确估计负载和合理的力学模型对准确计算冻结帷幕和安全参数。

（2）如果有水和沙的激增，挖坑的区域将迅速填满水泥黄沙，并关闭应急防护门的准备工作。在隧道开挖区域完成后，填入内向外，通道最后关闭门，在最短的时间内紧紧螺栓压紧密封，并在开挖区域进行充气水和土壤压力平衡。

（3）调整相应部位的盐水流动以加强冻结；加强冷冻窗帘温度监测，及时掌握冻幕的稳定性；墙壁采用聚乙烯绝缘板，以加强隔热，减少散热损失。减少切割距离，提高支撑力，减少收敛变形。

（4）针对安全措施的特点，对冻结的管道空间位置信息进行准确的判断，完成冻结孔和孔的测量，充分考虑可能的后期冻结管变形；设计了一种科学合理的温度测量点布置方案，掌握了精确的温度测量点空间位置数据，并充分考虑了冷却边界对冷幕的不利影响。

2.4冻胀和融沉事故

在永冻层的形成过程中，它产生了冻胀，在永冻层的消失过程中引起了融化和沉淀。摘要由于冻土的冻结和膨胀，由于冻胀和地下结构变形，造成了大量的冻胀和下沉，具有很大的风险。

2.4.1影响冻胀和融沉的主要因素

（1）土壤、粉砂、粉砂和砂质的颗粒大小通常发生在较大的冻胀和解冻沉降的水因素中，当土壤中的水分超过一定的临界值时，就会发生冻结的土壤冻胀。

（3）温度，不同土壤的初始冻结膨胀温度和冻结温度的冻结温度不同，冻结速度对冻胀有影响。

（4）负荷，增加外部负荷可以减少冻结表面的水分转移，从而减少冻胀。

3研究冻结法施工风险的意义

强扰动土层、未知地层缺陷、不正常的地下水和热源可能使传统的冻结方案失效；冻结方案是否正确与否，决定了设计冷幕的厚度、温度、强度等参数能否实现。摘要孔钻技术是否可靠，决定了能否防止钻井事故的发生。冷冻系统是否正常运作决定了它是否能形成一个薄弱环节；挖掘施工过程中有几英寸的空间和间隔的空间，在认识到不合理的情况下，可能会导致冻帘特性的恶化，冻结窗帘的形成，冻结的窗帘的变形过大，最终导致冻幕的失败；不充分的监测系统的准确性和可靠性无法找到冰冻窗帘的薄弱环节，也不知道风险的可能发展，最终造成了灾难。冻结法施工是一种高风险的施工方法，必须通过严格、详细的风险防范措施加以保证。

地下工程特别是險道联络通道的冻结法施工，尽管联络通道冻结法施工已相当成熟，但仍然一个高风险的工作，在每个链接的建设，必须根据冻结法的特殊性和监控风险来源和风险因素的发展和变化，及时发现事故征兆，首先必要的量化和可靠的措施，确保建设项目的安全。

4结束语

地铁隧道联络通道冻结法施工虽然已经相当成熟，但仍然一个高风险的工作，施工的各个环节，必须根据冻结法的特殊性，密切监控的风险事故和危险因素的发展和变化，及时发现事故征兆，必要在第一次和可靠的措施，以确保工程建设的安全。本文分析了冻结法中可能发生的危险事故，并提出了相应的工程对策，供同类工程参考。建议冻结帷幕的厚度应适当增加，冻结的时间控制，合理的安排施工工艺、冷冻管接头的强度的增加，和加强管理，防止结冰事故的发生。

参考文献：

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[2]侯献语.冻结法在地铁联络通道施工过程中的风险控制研究[J].建筑知识，2017

[3]李明.高压富水地层盾构隧道联络通道冻结法施工时隧道结构的支护方式研究[D].北京交通大学，2008.

[4]涂川.地铁冻结法施工地表融沉位移影响研究[D].西安理工大学，2010.