联络通道冷冻法施工安全技术研究

索明伟

（天津城建隧道股份有限公司 300250）

1 联络通道冷冻法施工

1.1 冻结孔施工

在正是开始施工前，需要对联络通道中轴控制线进行全面校核，先施工偷空，并结合其实际偏差来对相关钻进参数进行有效调整。此外，结合联络通道施工孔位，按照从上至下原则来开展作业，如此一来就能够避免由于下层冻结孔作业而对上部地层进行扰动情况出现，最大限度降低钻孔作业事故发生几率。一般情况下，钻孔工序主要顺序为：安装开孔器、角度调节、一次开孔、大球阀装置、二次开孔、钻机定位、密封盒安装、钻孔以及对其倾斜角度进行测量与检验。

1.2 安装冷冻站

①在联络通道旁安装冷冻站，尽量不对作业产生影响。②如果冷却塔不能及时散热，则可以使用轴流风机进行通风。③冷却塔中所产生高温水蒸气需要排到隧道外时，需要尽量防止其排放至联络通道方向，避免其对冷结效果产生影响。

1.3 积极冻结期

积极冻结期是冷冻帷幕形成的关键环节，通常情况下设计联络通道冻结时间是40d，且需要保证冻结孔单孔流量在3m3/h以上。积极冻结超过7d盐水温度下降到-20℃以下，冻结超过15d后，盐水温度下降到-24℃，去回路温差不大于2℃；开挖前盐水温度降至－28℃以下。如若盐水流量及其温度还未达到设计要求，则需要将积极冻结期时间合理延长。

1.4 维护冻结期

在积极冻结期过长中，需要结合实际测得温度情况来断定冻结帷幕其厚度有无达标，且是否交圈、并且还要对隧道胶结情况以及冻结帷幕情况进行检测，通过温度测量后确保冻结帷幕交圈，并且其厚度与设计要求相符，隧道全部胶结后便可进入维护冻结期，通常情况下，在该阶段温度应当控制在-25～-28℃范围内，且需要确保在开挖联络通道以及主体结构作业各个环节均进行冻结。

1.5 安装预应力支架和安全应急门

在实际开挖前，需要将8个支撑点，且各个支撑点能力在50kN以上的隧道支架均匀设置于通道开口处隧道管片开口环中不开口部位，从而达到降低联络通道开挖构筑施工对隧道所产生不良影响的目的。按照结构作业图要求，由支撑保护板、三个固定支撑以及五个预应力千斤顶来构成单个钢支架。此外，需要在开挖侧隧道预留洞口上安装应急门，且为了给防护门充足供气需要配备有风量在6m3/min以上的空压机。在安装开关片前，安全防护门的耐压设计值为0.3MPa，安装完毕后需要开展气密试验，确保在空压机运行过程中也能够维持设计值。

2 联络通道冷冻法施工面临的风险及其安全措施

2.1 联络通道冷冻法施工面临的风险

通过对部分地铁工程实例研究可知，联络通道采取冷冻法施工时会面临着以下几方面风险：①由于现场出现意外状况而导致供电、冷冻机组或是辅助设备出现故障，这不仅会造成施工暂停，并且会致使帷幕因温度上升而融化，进而造成强度下降；②施工中冷冻机组个冻结管串联支路出现供冷不均的现象，如此会致使帷幕不能够均衡冻结，易于存在着薄弱之处，从而威胁施工安全；③和土层相比较，钢管片与混凝土片二者散热性更强，这样不但会造成隧道管片区域的土层冻结效率大大降低，并且还会知识冻结帷幕和管片二者结合的地方胶结效果差；④冻结机组及其辅助设备中使用到的盐水浓度不达标（通常为过低），从而导致管路由于结晶情况产生而被塞住，继而诱发盐水管循环暂停或者是胀裂；⑤土层冻结时由于出现意外状况引发盐水管断裂使得其中液体流出来并渗进加固土体中去，因为盐分的作用使其难以被冻结。如此一来不但导致土层强度大大降低、冻结薄弱环节出现，甚至是造成冻结不成功的情况。并且在这种情况下开挖的话很容易出现涌砂、透水等施工安全事故。

2.2 联络通道冷冻法施工安全措施

针对联络通道冷冻法施工面临的上述风险，为了保证其安全我们可以采取以下措施：①为了避免断电对联络通道冷冻法施工带来的风险，笔者建议施工用电可以采取二级负荷，且地面变电所则为双电源供电，同时连接到冷冻机组设立双回路。另外，现场还要配备多一台发电机以备不时之需；②联络通道冷冻法施工中除了要安装两套冷冻机组（一套正常使用，另外一套备用）外，企业还应当要做好定期检修，以此保证施工得以顺利开展。最后，针对冻结机组工作中易出现损坏的零件要做到常备，且施工中要安排好维修人员24h值班；③冻结机组所有串联管线支路中都要装上盐水进出阀，并且密切监控其运转时盐水冻结温差是否控制在2℃中。如果某个管线盐水温差超出了合理范围，现场工作人员可以将阀门打开进行放（加）盐水，以此促使温差达到要求；④做好联络通道加固土体管片保温。首先，利用素混凝土填入钢管片栅格，然后在冻结管末端出安排冷冻排管，并利用保温布盖好所有管片。最后，设置测温点实时监控冻结帷幕和管片结合处；⑤在冻结施工中定期检测盐水浓度确保其各项指标达到要求。比如盐水结晶温度在-38.6℃，比重低于1.26（29.8Be0），如果出现浓度偏低了现场人员要第一时间进行氯化钙补充，从而使其达到要求标准。

[1]汤 淼.地铁联络通道冷冻法施工技术[J].工业，2016（3）：00090.

[2]朱军武.南昌地铁联络通道冷冻法施工技术[J].建筑机械，2017（5）：120～122.

[3]刘清泉.联络通道冻结工程技术分析[J].中国新技术新产品，2016（13）：114～115.