基于凍結(jié)法的軌道交通聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)孔施工技術(shù)研究

郭紅斌

（中鐵七局集團(tuán)西安鐵路工程有限公司，西安710000）

1 工程概況

寧天城際軌道交通一期工程鳳凰山公園站—方州廣場站區(qū)間位于侵蝕堆積崗地地貌單元，線路自延安路與秦苑路交叉口的鳳凰山公園站沿延安路路中布置，至方州路與延安路交叉口的方州廣場站。區(qū)間里程K27+034.084～K28+339.202，全長1 305.118m，于里程K27+520設(shè)區(qū)間排水泵站及聯(lián)絡(luò)通道、K27+950處設(shè)置聯(lián)絡(luò)通道。聯(lián)絡(luò)通道采用凍結(jié)法施工，“氨-鹽水”循環(huán)制冷，以區(qū)間排水泵站及聯(lián)絡(luò)通道為例，凍結(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)如表1所示。

表1 凍結(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)

2 凍結(jié)孔施工

2.1 凍結(jié)孔的施工順序

先施工透孔，根據(jù)穿透孔的偏差，進(jìn)一步調(diào)整鉆進(jìn)參數(shù)。然后根據(jù)聯(lián)絡(luò)通道施工的孔位，采用由下向上的順序進(jìn)行施工，這樣可防止因下層凍結(jié)孔的施工引起上部地層擾動(dòng)，減小鉆孔施工時(shí)的事故發(fā)生率。

2.2 凍結(jié)孔的定位開孔

依據(jù)施工基準(zhǔn)點(diǎn)，按凍結(jié)孔施工圖進(jìn)行凍結(jié)孔孔位放線，孔位布置依據(jù)管片配筋圖和鋼管片加強(qiáng)筋的位置，在避開主筋、管縫、螺栓及鋼管片肋板的前提下可適當(dāng)調(diào)整，偏差不能大于150mm?；炷凉芷┕r(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注混凝土管片中受力鋼筋的影響，而后對(duì)孔位進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。采用J-200型金剛石鉆機(jī)，配φ130mm金剛石取芯鉆頭，根據(jù)施工圖的設(shè)計(jì)要求，在特定的角度下進(jìn)行開孔，在達(dá)到300mm深度時(shí)，停止鉆進(jìn)，使用鋼楔楔斷巖心，將其取出后，開始孔口管的安裝。孔口管用φ130mm×5mm無縫鋼管進(jìn)行加工，頭部加工250mm長的魚鱗扣。鋼管片施工時(shí)在鋼管片焊好孔口管，在孔口管上接好閘閥，用鉆機(jī)接上金剛石鉆頭，從閘閥內(nèi)切割鋼管片鉆進(jìn)。

孔口管的具體安裝方法如下：首先將孔口處鑿平，安好4個(gè)膨脹螺絲，而后在孔口管的魚鱗扣上纏好麻絲或棉絲等密封物，將孔口管砸進(jìn)去，用膨脹螺絲上緊，上緊后，再去掉螺母，裝上DN125mm球閥，再將球閥打開，用φ110mm的金剛石鉆頭從閘閥內(nèi)開孔，一直將混凝土管片開穿，這時(shí)，如地層內(nèi)的水砂流量大，應(yīng)及時(shí)關(guān)好閘門。

2.3 孔口密封裝置

在閘閥中使用螺絲安裝孔口裝置，在這一過程中，必須注意密封墊片的安裝是否符合要求。第一個(gè)孔開啟后，如果未出現(xiàn)涌砂、涌水情況，則可以繼續(xù)鉆進(jìn)，但是需要注意的是，后續(xù)鉆孔時(shí)，依然要安裝孔口裝置，避免突然出現(xiàn)涌砂、涌水情況。如果涌砂、涌水情況比較嚴(yán)重，應(yīng)采用注入水泥漿或者注入雙液漿的方式進(jìn)行止水處理[1]?？卓诠芗翱卓谘b置如圖1所示。

圖1 孔口管及孔口裝置示意圖

2.4 凍結(jié)孔鉆進(jìn)

一般情況下，進(jìn)行凍結(jié)孔鉆進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)先安裝簡易鉆頭，直接進(jìn)行無水鉆進(jìn)。無法進(jìn)行深入鉆進(jìn)時(shí)，應(yīng)在鉆頭位置安裝單向閥門，使用帶水鉆進(jìn)的方法繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)。當(dāng)凍結(jié)管達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，對(duì)單向閥進(jìn)行沖洗，并對(duì)凍結(jié)管的端部進(jìn)行密封處理。為了確保鉆進(jìn)精度符合要求，應(yīng)對(duì)開孔段進(jìn)行精準(zhǔn)的控制。鉆進(jìn)前2m時(shí)，必須對(duì)凍結(jié)管的方向進(jìn)行反復(fù)核對(duì)，而后對(duì)鉆機(jī)的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并在確保經(jīng)經(jīng)緯儀、精密羅盤檢測(cè)無偏移等問題后，才能夠繼續(xù)進(jìn)行鉆進(jìn)。

按照凍結(jié)孔實(shí)際的施工位置，合理的調(diào)整鉆機(jī)的位置，并將其固定好，完成固定后，將鉆頭裝入到孔口裝置中，在盤根盒內(nèi)輕壓盤根，鉆進(jìn)的過程中，應(yīng)先使用干式鉆進(jìn)法，當(dāng)鉆進(jìn)比較難時(shí)，且無法前進(jìn)，則應(yīng)使用注水式鉆進(jìn)法，并打開小閥門，對(duì)出水、出砂情況進(jìn)行觀察，通過控制閥門開關(guān)控制出漿量，保證地面安全，避免出現(xiàn)地面下沉的情況。

凍結(jié)管下入孔內(nèi)前要先配管，保證凍結(jié)管同心度。下好凍結(jié)管后，采用經(jīng)緯儀燈光測(cè)斜法檢測(cè)，然后復(fù)測(cè)凍結(jié)孔深度，并進(jìn)行打壓試漏。凍結(jié)孔試漏壓力控制在0.8～1.0MPa，穩(wěn)定15min壓力無變化或前15min壓降＜0.05MPa，后15min不降為試壓合格。在凍結(jié)管內(nèi)下入供液管。供液管底端連接150mm長的支架，φ8mm鋼筋焊接。然后安裝去、回路羊角和凍結(jié)管端蓋。凍結(jié)管安裝完畢后，用堵漏材料密封凍結(jié)管與孔口管之間的間隙，然后拆卸孔口密封裝置。

3 工程質(zhì)量與安全技術(shù)保證措施

3.1 預(yù)防凍結(jié)孔施工漏水的措施

首先，應(yīng)采用二次開孔工藝，使用膨脹螺絲對(duì)孔口管進(jìn)行固定處理，并在管口位置安裝好閥門。其次，應(yīng)先充填鋼管片格倉并焊上蓋板后再在鋼管片上開孔。與此同時(shí)，處理凍結(jié)管時(shí)，應(yīng)使用夯管法進(jìn)行處理，夯管過程中，必須確保安裝孔口密封壓緊裝置與水平鉆進(jìn)法相同。最后，應(yīng)事先準(zhǔn)備好凍結(jié)管蓋板與橡膠止?jié){塞，如果凍結(jié)管發(fā)生破裂，則對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的封堵。

3.2 凍結(jié)孔施工安全質(zhì)量技術(shù)措施

首先，應(yīng)準(zhǔn)確找到需要進(jìn)行開孔的孔位，并在隧道兩邊分別布設(shè)點(diǎn)位，從而為施工中的校驗(yàn)、控制凍結(jié)孔等工作的開展。同時(shí)，應(yīng)增加鉆機(jī)到開口之間的距離，并架設(shè)孔外導(dǎo)向裝置和開口短導(dǎo)向管，以此降低開孔后誤差。其次，考慮到管片中鋼筋的密集程度，使用開孔器進(jìn)行開孔之前，應(yīng)按照管片施工圖準(zhǔn)確找到隧道管片中結(jié)構(gòu)鋼筋的位置，從而避開鋼筋，并對(duì)開孔位置進(jìn)行調(diào)整，確保其與設(shè)計(jì)之間的偏差控制在100mm以內(nèi)。最后，進(jìn)行第一個(gè)凍結(jié)孔施工時(shí)，應(yīng)對(duì)地層鉆進(jìn)過程中的參數(shù)變化情況進(jìn)行分析與觀察，詳細(xì)檢查與觀測(cè)地質(zhì)、水文情況，如有發(fā)生異常，應(yīng)立即采取針對(duì)性措施進(jìn)行處理。

3.3 地層凍結(jié)安全質(zhì)量技術(shù)措施

對(duì)地層凍結(jié)安全質(zhì)量進(jìn)行控制時(shí)，如果凍結(jié)孔偏斜較大，可增設(shè)輔助凍結(jié)孔，確保凍土帷幕不留薄弱環(huán)節(jié)[2]。同時(shí)，選擇效率高、體積小、制冷量大、便于運(yùn)輸安裝和操作控制的螺桿冷凍機(jī)組，并采用串并聯(lián)循環(huán)方式，加大鹽水在凍結(jié)管內(nèi)的流量，加快凍結(jié)管的熱交換。

4 結(jié)語

綜上所述，通過凍結(jié)孔施工技術(shù)，并采取相應(yīng)的安全質(zhì)量保證措施，能夠確保凍結(jié)孔的施工質(zhì)量，從而控制凍結(jié)效果，確保施工安全。