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摘要：本文将在强透水砂层运营地铁的基础上，对地铁隧道正上方基坑施工的具体方法进行详细分析，并对强透水砂层运营地铁隧道正上方基坑施工的关键技术措施进行系统阐述，最后对全文做出了概括性的总结。
关键词：强透水砂层;运营地铁隧道正上方;基坑施工;关键技术
1.地铁隧道正上方基坑施工方案分析
1.1冻结法止水帷幕总体方案
在基坑施工过程中，为了将施工对地铁运营的影响降到最低，需要采用冰冻止水帷幕的方法将直于地铁隧道上方无法施工至不透水地层的连续墙部位外侧进行冻结。冻结法止水帷幕的应用原理是通过以氯化钙溶液为其载体，通过该载体将地层中的热能带到制冷区域进行冷热交换，促使该区域形成冻结的止水帷幕，以达到隔绝基坑内侧与外侧的与水的联系。根据实际的施工情况，在连续墙施工之后，就可以进行下一步的冻结施工。首先，应该先进行冻结法的钻孔工作，之后再进行冻结站的安装，同时，还要按照施工进度对基坑进行冻结加固工作。然后再采用垂直局部冻结的工艺来加固地层，形成冻结止水帷幕，隔绝该区域土层与水力的联系，提高基坑开挖的安全性[1]。在施工土层经过冻结之后，相关人员还要通过测温孔进行监测计算，当计算数据结果达到截水的要求之后，才能开始挖掘基坑。
1.2冻结过程设计
在采用冻结法隔绝水层时，冻结壁温度的高低可以通过冻结壁暴露的时间长短来进行判定，当冻结壁的平均温度在零下8度时，说明它暴露的时间较短，同时也说明它对冻结墙的影响和强度也较小。当冻结壁的厚度与隧道结合后的范围为2米时，其他部位的厚度则为1.2米，管片胶冻结面的厚度则大于等于1米。当每个区域的冻结宽度为31米时，那么它的垂直局部冻结范围则在负3.5米到负12米之间，其具体的数值可以以表层底板到强风岩不透水层的0.5米为标准。这时候排冻结管可以设置在在地下连续墙外侧0.8米到1.6米的位置，其形状呈梅花状，在每个管孔之间的间距为0.8米到1米，在南北侧两个冻结区各57个，总计 114 个， 总长度约 2 066m。在冻结管道的材质选择上，要选用127×8的无缝钢管，在供液管和回液管的大小选择上，要采用规格为45×3.5的无缝钢管。当冻结成孔之后，还要进行关于空洞的密封性压力测试。
1.3冻结法止水帷幕容易出现的安全隐患
在冻结帷幕方法的使用上，冻结方法的主要作用是止水，但是由于地铁运行隧道的风为活塞风，其风力较大，因为风力的不确定性会导致冻结效果对隧道胶合面的散热量加大，同时也会导致冻结效果的不稳定性增大。当施工地层进行三轴搅拌加固之后，就要在搅拌加固体的一侧设置冻结孔，但是当施工地层的土质硬度不均时，在钻孔时很容易发生偏斜问题，甚至会造成偏空困难。如果地铁隧道已经被投入运营使用再进行钻孔，很容易對隧道结构造成影响，甚至会钻通隧道。并且，冻结法在冻结期的冻胀和后期的融化沉降方面对地铁隧道的运行可能会产生不利影响。
2.冻结法的主要技术措施分析
2.1钻孔前
在进行钻孔工作之前，工作人员应该对地面以及每个孔的高度进行详细的分析和计算，然后再采用牙轮钻头在地铁隧道顶上部的1米位置进行钻孔，以此来减轻土质硬度不均对钻孔精准度的影响，为提高钻孔的效率和钻孔的垂直程度奠定良好的基础。
2.2钻孔中
在隧道上部进行钻孔时，有极大的几率会发生偏斜现象与地铁隧道的冻结孔相贯通。因此，在地铁隧道钻孔之前，工作人员应该提前计算好钻杆的长度，在钻孔过程中，还要对钻孔的深度进行详细记录，当钻头距离隧道还有1米的距离时，就要更换成三翼钻头。值得注意的是，替换的钻头上不应该配置硬质合金，当钻头钻到事先设计的深度的时候，需要根据钻进扭矩和进尺速率判断是否到达隧道边缘。具体的钻杆钻头的钻孔用法：在造孔或者进行钻孔时，对冷却管和测温管的钻杆选用上应该选择60毫米的钻杆，采用60毫米的钻杆的成孔直径为152毫米，在泄气孔的制造方面要采用70毫米的钻杆，其成孔直径则是242毫米[2]。
2.3冻胀力分析
在本冻结区的冻结土地分析上，其土层结构为风化岩、粉质黏土层、砂层，这种土层的渗透情况和含水量较少，同时，在冻结之前，该土层的上部已经进行了搅拌桩加固，在经过加固之后，它的土性就得到了改良。在以上措施当中，冻结帷幕的外侧没有受限，其冻胀力能够得到有效释放，受冻胀力的影响较小。但是为了保证施工的的安全减少其对运行隧道的影响，可以在冻结帷幕外侧设置相应数量的泄压孔。这样在冻胀力产生时，其胀力就可以通过泄压孔向外或者直接向下释放压力，对隧道的挤压影响也就相对较小。
总结
通过以上分析我们得知，在强透水砂层位置，我们可以采用冻结帷幕法来减少水力对运营地铁隧道正上方基坑施工的影响，提高隧道的抗压能力，保证基坑施工的安全稳定进行。
参考文献
[1]丛竺，杨小平，刘庭金.强透水砂层运营地铁隧道正上方基坑施工关键技术[J].施工技术，2015，44（13）：51-55.
[2]刘胜利，蒋盛钢，曹成勇.强透水砂卵地层深基坑地下水控制方案比选与优化设计[J].铁道科学与工程学报，2018，15（12）：3189-3197.
关键词：强透水砂层;运营地铁隧道正上方;基坑施工;关键技术
1.地铁隧道正上方基坑施工方案分析
1.1冻结法止水帷幕总体方案
在基坑施工过程中，为了将施工对地铁运营的影响降到最低，需要采用冰冻止水帷幕的方法将直于地铁隧道上方无法施工至不透水地层的连续墙部位外侧进行冻结。冻结法止水帷幕的应用原理是通过以氯化钙溶液为其载体，通过该载体将地层中的热能带到制冷区域进行冷热交换，促使该区域形成冻结的止水帷幕，以达到隔绝基坑内侧与外侧的与水的联系。根据实际的施工情况，在连续墙施工之后，就可以进行下一步的冻结施工。首先，应该先进行冻结法的钻孔工作，之后再进行冻结站的安装，同时，还要按照施工进度对基坑进行冻结加固工作。然后再采用垂直局部冻结的工艺来加固地层，形成冻结止水帷幕，隔绝该区域土层与水力的联系，提高基坑开挖的安全性[1]。在施工土层经过冻结之后，相关人员还要通过测温孔进行监测计算，当计算数据结果达到截水的要求之后，才能开始挖掘基坑。
1.2冻结过程设计
在采用冻结法隔绝水层时，冻结壁温度的高低可以通过冻结壁暴露的时间长短来进行判定，当冻结壁的平均温度在零下8度时，说明它暴露的时间较短，同时也说明它对冻结墙的影响和强度也较小。当冻结壁的厚度与隧道结合后的范围为2米时，其他部位的厚度则为1.2米，管片胶冻结面的厚度则大于等于1米。当每个区域的冻结宽度为31米时，那么它的垂直局部冻结范围则在负3.5米到负12米之间，其具体的数值可以以表层底板到强风岩不透水层的0.5米为标准。这时候排冻结管可以设置在在地下连续墙外侧0.8米到1.6米的位置，其形状呈梅花状，在每个管孔之间的间距为0.8米到1米，在南北侧两个冻结区各57个，总计 114 个， 总长度约 2 066m。在冻结管道的材质选择上，要选用127×8的无缝钢管，在供液管和回液管的大小选择上，要采用规格为45×3.5的无缝钢管。当冻结成孔之后，还要进行关于空洞的密封性压力测试。
1.3冻结法止水帷幕容易出现的安全隐患
在冻结帷幕方法的使用上，冻结方法的主要作用是止水，但是由于地铁运行隧道的风为活塞风，其风力较大，因为风力的不确定性会导致冻结效果对隧道胶合面的散热量加大，同时也会导致冻结效果的不稳定性增大。当施工地层进行三轴搅拌加固之后，就要在搅拌加固体的一侧设置冻结孔，但是当施工地层的土质硬度不均时，在钻孔时很容易发生偏斜问题，甚至会造成偏空困难。如果地铁隧道已经被投入运营使用再进行钻孔，很容易對隧道结构造成影响，甚至会钻通隧道。并且，冻结法在冻结期的冻胀和后期的融化沉降方面对地铁隧道的运行可能会产生不利影响。
2.冻结法的主要技术措施分析
2.1钻孔前
在进行钻孔工作之前，工作人员应该对地面以及每个孔的高度进行详细的分析和计算，然后再采用牙轮钻头在地铁隧道顶上部的1米位置进行钻孔，以此来减轻土质硬度不均对钻孔精准度的影响，为提高钻孔的效率和钻孔的垂直程度奠定良好的基础。
2.2钻孔中
在隧道上部进行钻孔时，有极大的几率会发生偏斜现象与地铁隧道的冻结孔相贯通。因此，在地铁隧道钻孔之前，工作人员应该提前计算好钻杆的长度，在钻孔过程中，还要对钻孔的深度进行详细记录，当钻头距离隧道还有1米的距离时，就要更换成三翼钻头。值得注意的是，替换的钻头上不应该配置硬质合金，当钻头钻到事先设计的深度的时候，需要根据钻进扭矩和进尺速率判断是否到达隧道边缘。具体的钻杆钻头的钻孔用法：在造孔或者进行钻孔时，对冷却管和测温管的钻杆选用上应该选择60毫米的钻杆，采用60毫米的钻杆的成孔直径为152毫米，在泄气孔的制造方面要采用70毫米的钻杆，其成孔直径则是242毫米[2]。
2.3冻胀力分析
在本冻结区的冻结土地分析上，其土层结构为风化岩、粉质黏土层、砂层，这种土层的渗透情况和含水量较少，同时，在冻结之前，该土层的上部已经进行了搅拌桩加固，在经过加固之后，它的土性就得到了改良。在以上措施当中，冻结帷幕的外侧没有受限，其冻胀力能够得到有效释放，受冻胀力的影响较小。但是为了保证施工的的安全减少其对运行隧道的影响，可以在冻结帷幕外侧设置相应数量的泄压孔。这样在冻胀力产生时，其胀力就可以通过泄压孔向外或者直接向下释放压力，对隧道的挤压影响也就相对较小。
总结
通过以上分析我们得知，在强透水砂层位置，我们可以采用冻结帷幕法来减少水力对运营地铁隧道正上方基坑施工的影响，提高隧道的抗压能力，保证基坑施工的安全稳定进行。
参考文献
[1]丛竺，杨小平，刘庭金.强透水砂层运营地铁隧道正上方基坑施工关键技术[J].施工技术，2015，44（13）：51-55.
[2]刘胜利，蒋盛钢，曹成勇.强透水砂卵地层深基坑地下水控制方案比选与优化设计[J].铁道科学与工程学报，2018，15（12）：3189-3197.