富水砂层中地铁联络通道冻结法施工监理控制要点

刘文东 李海洋 张开 时双敏

北京赛瑞斯国际工程咨询有限公司

一、引言

地铁联络通道是用于连接同一区间上下行两个行车隧道的通道或门洞，在列车于区间遇火灾等灾害、事故停运时可供乘客由事故隧道向无事故隧道安全疏散，一般采用直墙圆拱结构，在通道中间局部下沉设置泵房和集水井，兼起排水作用[1,2]。目前冻结法开挖是联络通道最常用的施工方法，由于冻结过程的隐蔽性和冻结壁质量判定的间接性，施工过程控制不当造成的事故时有发生，一直是地铁施工过程中风险监控的重点[3,4]。

本文以郑州郑东新区富水砂质地层为背景，结合郑州轨道交通地铁4号线鑫融路站～龙湖中环路站区间联络通道工程实例，对富水性砂层地基中冻结法施工的监理控制进行了有效总结，以期对相关技术工作提供有益参考。

二、工程概况

郑州地铁4号线鑫融路站～龙湖中环路站区间，位于郑州市区东部龙湖地区，沿如意东路东侧南北走向，北起鑫融路，南至龙湖中环路。区间设计为单向坡，在区间中部设置了一个联络通道，里程为左DK16+000.102(右DK16+000.000)，线间距为12.43m，通道净宽3m，最大埋深约15.8m，所处地层主要位于②34D细砂、②41粉砂和②51细砂土层中，地下水为潜水，埋深约8.2m。该处左线上方有雨污水、天然气等管道，周边无控制性建构筑物，道路东侧为一处建筑施工基坑。

图1 鑫融路站～龙湖中环路站区间联络通道结构剖面

联络通道主体结构为直墙拱形钢筋混凝土结构，结构主要为水平通道部分，通道开挖尺寸为6.23m(长)×4.4m（宽)×4.45m(高)，采用二次衬砌方式，初期支护层厚度为300mm，格栅钢架+钢筋网+喷射混凝土支护，二次支护为400mm厚的现浇钢筋混凝土。

该区间联络通道地层加固采用洞内水平冻结法加固，冻土强度的设计指标为：单轴抗压4.0MPa，抗弯折1.8MPa，抗剪1.5MPa（-10℃）,冻结帷幕厚为1.8m，冻土帷幕平均温度≤-10℃，设计冻结时间45天，冻结孔65个，冻结总需冷量4.25104Kcal/h。联络通道施工可分为冻结孔施工、冻结施工和开挖构筑施工三个主要部分，其主要施工顺序见下图所示：

图2 冻结法联络通道施工流程

三、工程风险分析

施工过程中可能引起漏水漏砂和坍塌的主要风险因素包括[5]：

（1）冻结管长度、角度施工误差，冻结时间不足等导致冻结壁厚度不足或未交圈；

（2）冻结管盐水渗漏造成冻土软化；

（3）冻结设备或电源故障处理不及时引起冻结壁消解削弱；

（4）钢拱架和锚喷不及时，散热过快引起冻结壁消解削弱；

（5）冻结孔封口质量缺陷；

（6）冻胀或融沉引起的成型隧道结构破坏。

四、事前监理控制要点

（1）严格审核总包单位及专业承包单位资质、人员资格证书、安全、质量管理体系；

（2）严格按照建设部《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》等文件要求审核施工单位上报的联络通道施工方案和相应应急预案，监理部根据方案及时编制相应的《监理实施细则》和《监理旁站方案》等；

（3）对监理现场管理人员进行方案、细则交底，明确过程管控重点，检查总包及分包单位方案交底和安全技术交底工作执行情况；

（4）对进场设备、原材等严格履行进行报验制度，杜绝不合格设备及材料用于现场施工。

五、事中监理控制要点

（一）工程质量管理

1.冻结施工控制要点

冻结孔施工应控制钻孔的偏斜和钻进深度满足设计要求，合格后再进行打压试漏，压力不低于0.8MPa；冻结站设置应靠近联络通道位置，管路用法兰连接，在盐水管路和冷却水循环管路上要设置、阀门和测温仪、压力表等测试组件，联络通道两侧管片表面采取保温措施，以减少冷量损失；冻结系统运转正常后进入积极冻结，冻结时间必须保证，冻结过程中根据实测温度资料判断冻结帷幕是否交圈和达到设计厚度，如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应延长积极冻结时间。

2.开挖及初支施工控制要点

（1）开挖前应严格执行关键节点核查程序，重点关注以下四个方面：1）测温孔测温记录、探孔揭露的开挖面情况、泄压孔测压记录是否足以判断冻结壁厚度和交圈情况；2）防护门等应急措施和物资是否到位；3）成型隧道管片加固措施是否满足要求；4）监测点布置和初始值采集是否完成；

（2）开挖开始后应加强巡视，开挖面必须保证专人每日巡视，观察是否有渗漏水等异常情况；

（3）开挖过程中保证施工单位在现场严格按照方案要求控制开挖步距，严禁超挖；

（4）开挖期间应重点关注现场监测测量情况，不能仅安排人员审核监测报表数值，更应巡视监督现场监测专业人员工作开展的频率和及时性。

（5）开挖完成后及时施工初期支护，减少暴露时间。

3.防水板施工控制要点

铺设防水板前必须对初期支护表面找平，拱墙补喷找平，底部砂浆找平，对外部的钢筋接头切除、磨平，经监理验收合格后，方可铺设防水板，施工过程中防水板接缝搭接长度和焊接宽度应严格控制。

4.二衬施工控制要点

钢筋绑扎过程中严格按照规范控制钢筋规格、型号、间距尺寸、焊接质量等，钢筋间排距应严格按结构设计图纸进行绑扎；模板施工应按照规范检查模板的垂直度、水平度、标高以及钢筋保护层的厚度，校正合格后，方可将模板固定；砼浇筑尽量连续浇筑，如因特殊原因不能连续浇灌时，在接茬部位应凿成毛面，确保混凝土粘接性；施工缝止水选用止水钢板或橡胶止水条，砼结构强度达到规定设计强度时方可拆模。

5.融沉控制要点

为有效控制融沉，在冻结施工结束后必须及时进行充填注浆和融沉注浆，以控制地面的沉降变形。同时应做好冻结孔的封孔工作，采用钢板满焊，防止融沉期间出现漏水漏砂的险情。

（二）监理工作要点

在施工过程中，监理工程师在现场将采用巡视和旁站相结合的工作方法；针对现场存在的问题，及时下发相关监理指令，指令的形式以书面指令为主。具体内容如下：

1.监理工程师应每日对现场的特种作业人员作业、施工设备和材料、施工环境、每日风险源等进行认真检查；

2.施工过程中，针对现场存在的问题应及时采用通知、联系单等文件形式进行施工全过程的控制和管理；

3.按照监理规范，对施工的重要部位和关键工序进行旁站监理，并及时形成旁站记录；

4.对现场进场原材料等进行严格验收，并督促施工单位对相关原材进行取样送检，监理工程师严格履行见证制度及平行检验制度；

5.在施工过程中，当发现必须停工的事件时，总监理工程师在征得业主的同意后，有权发出停工指令，现场必须立即停止施工。

六、事后监理工作要点

监理部按照现行的标准、规范、图纸和合同要求，对已完成的联络通道分部、分项工程质量进行验收，现场实体质量主控项目必须全部合格，质量控制资料必须齐全，对达不到要求的，必须返工整改至符合要求。验收过程中，当实体质量发生缺陷时，特别是二次结构的施工质量，要求施工单位记录缺陷情况，并提出处理方法或上报专项修补方案，报送监理部，经监理审核同意后方可按方案进行处理。对于较大的质量问题，监理公司将通过业主报请设计单位或质监站共同处理。

结语：对于富水砂层地基中的联络通道施工，在钻孔、开挖及初支、二衬、融沉等各个阶段均存在涌水涌砂等重大风险，由于冻结质量控制的复杂性，对施工过程中的风险管控监理部必须予以高度重视。在施工监理工作中，应严格执行开挖前关键节点核查等重要程序，做到了预防为主、严控风险，认真执行有关标准和各项法规，以“守法、诚信、公正、科学”为行业标准，以事前指导、事中检查、事后验收等工作方法全面开展监理工作，把好了质量关，在工作中不断加强监理内部管理，积极探索总结工作经验，才能更好的使监理工作体现出他的科学性，公正性。