地鐵聯(lián)絡通道凍結加固法施工淺析

　　摘要：在地鐵聯(lián)絡通道施工前，對其周圍的土體進行加固是必要工作。凍結法是加固土體行之有效的一種方法，在目前各地的地鐵建筑工程中應用很廣泛，它以其特有的優(yōu)勢在城市交通軌道建設中發(fā)揮了重大作用。本文對凍結加固法進行了簡單介紹，指出了在地鐵聯(lián)絡通道凍結加固施工過程中容易出現(xiàn)的問題，并且提出了幾點自己的解決建議
　　關鍵詞：聯(lián)絡通道 凍結加固 凍脹 融沉
　　中圖分類號： U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2011)04(a)-0000-00
　　在土地資源日益緊張的今天，地鐵已經(jīng)成為大城市交通中必不可少的一部分，地鐵作為一種快捷、高效的交通方式，是廣大市民出行的主要交通工具。在地鐵項目的規(guī)劃設計中，上行隧道和下行隧道之間必須設置聯(lián)絡通道，在這條通道的施工過程中，既要考慮到聯(lián)絡通道本身的安全和它對地面建筑物的影響。特別是在遇到周圍地層為透水性強、承載能力低的軟土層時，要對施工區(qū)域的土體進行加固，這樣才能保證施工過程的安全，盡量降低對周圍環(huán)境的影響。
　　1 凍結加固法施工工法應用的簡單介紹
　　凍結加固法施工技術從誕生以來，以其獨特的優(yōu)勢在松散含水層條件工程中發(fā)揮了重要作用，在地鐵項目施工過程中功不可沒，為我國經(jīng)濟建設做出了重大貢獻。人工制冷技術的發(fā)展和完善為凍結加固法的施工奠定了基礎。地層加固的一般程序為：通過人工制冷的應用把地層中的水變成冰，從而把巖石或者土壤凍結成凍土，這樣，經(jīng)過連續(xù)凍結，周圍的凍結區(qū)域就會形成結交圈，在施工區(qū)域形成相對封閉的連續(xù)凍土墻。由于凍土的物理力學性質(zhì)遠遠勝于巖層或水土層，因此，連續(xù)的凍土層能夠形成一定強度的防護結構，從而抵抗周圍的地壓水壓，以達到對施工安全性和穩(wěn)定性的保證。凍結法在地鐵工程中的使用開始于70年代初北京地鐵建設的施工中，凍結長度達80米，垂直深度達28米。
　　作為一種廣泛應用的技術，凍結法的優(yōu)勢主要有：凍結效果比較好，在零下十度的條件下，凍結粘土和砂土的抗壓強度分別可達5Mpa和10Mpa以上；凍結層具有良好的防水性，而且比較容易被檢驗，檢驗方法也很簡單，在內(nèi)部設檢查孔即可；這種方法只會在很小程度上擾動地層，有利于控制地面沉降；在地下進行，節(jié)約了地面場地。
　　
　　2 聯(lián)絡通道開始加固法的選擇方案
　　在地鐵聯(lián)絡通道工程的建設施工中，可供應用的加固方法主要有：凍結法、旋噴樁加固、深層攪拌樁加固等幾個加固法，這幾種方法在具體使用過程中各有優(yōu)勢和不足，他們各自適應的地層不同，其中，凍結加固法對含水軟弱復雜的地形適應能力較強，并且具有技術可靠、經(jīng)驗豐富和影響環(huán)境小的特點，從而應用比較廣泛。蘇州位于長江三角的南緣平原上，絕大部分是由第四紀松散的沉積土所組成，沉積厚度由西向東逐漸增大，這種地質(zhì)狀況比較適合應用凍結加固法。當前，在地鐵聯(lián)絡通道的施工的冷凍加固施工中，主要有單側冷凍加固模式和雙側冷凍加固模式兩種，其中，單側冷凍加固模式適用于聯(lián)絡通道較短的工程，而在聯(lián)絡通道較長的工程中，需要的冷量增大，安全風險增大，需要布置更多的設備，因此，就要采用雙側冷凍加固模式。
　　
　　3 聯(lián)絡通道施工所要求達到的凍結條件
　　凍結帷幕交圈和合適的凍結厚度是聯(lián)絡通道開始挖掘的前提。判斷凍結帷幕是否交圈的依據(jù)是，在其他凍結參數(shù)不變的情況下，選某一特定時期，鹽水去、回路溫差突然變小，或者鹽水溫度突然下降，則表示凍土帷幕很有可能已經(jīng)交圈。利用測溫孔實際測量出來的數(shù)據(jù)，來推算凍土的發(fā)展速度，從中推算出凍土的帷幕厚度，再利用公式或圖表推算出凍結帷幕的平均溫度。凍結層的厚度和平均溫度都必須達到設計所要求的標準。卸壓孔的壓力數(shù)值的前后誤差要保持在0.1~0.2Mpa之內(nèi)。利用打水平探孔方法檢測凍土的厚度和強度是否達到標準，另外，探孔處必須避免涌沙突水現(xiàn)象，地層穩(wěn)定，測溫效果良好，這樣就達到了聯(lián)絡通道的開挖條件。
　　4 地鐵聯(lián)絡通道冷凍加固施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)的情況
　　在土體凍結和融化時經(jīng)常會出現(xiàn)凍脹和融沉的問題，出現(xiàn)這種情況的主要原因是水在結冰時體積要增大，并且會出現(xiàn)遷移。在對粘性土質(zhì)的土體進行凍結的過程中，比較容易出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象，而砂土、礫石這樣的土層一般不會有這種現(xiàn)象的發(fā)生。影響凍脹的因素與凍土層本身的特點有很大關系，凍土層高度細碎土壤的礦物成分、土壤中所含陽離子的種類、凍結地層的親水性和松散性都是影響凍脹的因素。水分遷移是引起土體凍脹的主要原因，在對土體進行冷凍過程中，如果冷凍媒介溫度不合適，土壤的初始含水率及水分向凍結面流動，土壤重復凍結，這樣就會造成凍脹的發(fā)生。凍脹、融沉容易造成地表移動，從而影響周圍環(huán)境，危害很大。土體凍脹量是隨著水分遷移量的增大而增大，因此控制凍脹的重點就在于控制水分遷移?？刂扑诌w移的主要方法是：在內(nèi)部，減弱水分遷移動力，堵塞遷移通道；在外部，施加上當?shù)膲毫?、溫度等來控制凍脹。當前，防止凍脹和融沉的主要措施有：利用設置泄壓孔的方法來減輕凍脹；預先留下注漿孔，在融化時對土體進行跟蹤注漿。在當前，雖然沒有成熟的預計凍脹、融沉的公式，但是由經(jīng)驗可知，在有效控制凍土的體積、加強信息跟蹤等措施下，完全可以控制凍脹、融沉現(xiàn)象的發(fā)生。
　　
　　5 地鐵聯(lián)絡通道凍結加工施工過程中應該注意的問題
　　首先，要做好開挖前的準備工作，協(xié)調(diào)好人員、設備和材料，從而確保施工能夠順利進行，這里有個細節(jié)值得注意，即在混凝土澆筑工作中，要重視處理施工縫，這樣有利于提高混凝土的自身防水能力。 要確定好土體的凍結時間，在挖掘的施工過程中，必須保證各種設備的正常運轉。同時，還要做好各項應急工作。
　　其次，做好施工監(jiān)測點的位置設置工作，其檢測頻率要根據(jù)施工進度進行及時調(diào)整。
　　另外，在施工結束后，要進行高質(zhì)量的注漿工作，控制地面沉降。
　　
　　6 結語
　　總之，凍結加固法具有安全、可靠的特點，尤其適合在軟土含水層應用。凍結加固法在應用中可以達到高速、穩(wěn)定加固的效果，這注定它有強大的生命力，在地鐵事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，凍結加固技術通過不斷地實踐一定會取得更大發(fā)展，也會在地鐵建設中發(fā)揮越來越大的作用，為城市基礎設施建設做出突出貢獻。
　　
　　參考文獻
　　[1] 韓繼云.土木工程質(zhì)量與性能監(jiān)測鑒定加固技術[M].北京:中國建材工業(yè)