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摘 要：联合地铁施工项目的实际案例，分析和研究冷冻法施工技术的工艺流程与参数。通过施工监测与质量跟踪观测结果显示，冷冻法施工技术在地铁施工中具备可行性，希望能够对同类工程施工期的参考性价值。
关键词：冷冻法;地铁施工;工艺流程;施工监测
在城市交通压力不断增加背景下，开始大力发展地下轨道交通。随着工程建设技术的进步发展，地铁施工也开始应用新的技术工艺。相比于地上轨道交通来说，地下轨道交通工程建设对于施工条件的要求比较高，同时对施工质量与技术工艺的要求比较高。所以在工程建设过程中，必须注重施工规划设计，严格控制施工质量，以此提升工程建设效率标准。
1、工程概况
某地区铁路2号线，市图书馆站至人民公园站区间隧道，左线线路长度为1000.73米，右线线路长度为972.46米，设置两组平面曲线半径分别为350米和450米，线路纵坡设计为大V型，坡度最小为2‰，最大为20.9‰，区间最大埋深为21.3m。
区间内共包含583环，盾构机掘进568环，盾构机刀盘与车站围护结构距离15m。该区间盾构接收施工方案，由于交道导改不能实施，且不具备地面加固条件，因此采用洞门水平冻结加固方式。在接收端头洞门范围布置水平冻结孔时，采用低温盐水循环冷冻设备，冻结端头地层主体，将其形成高强度且封闭性良好的冻结帷幕。
2、地铁施工方案
2.1钻孔施工
冻结孔施工工序如下：定位开孔、安装封口管、安装孔口密封装置、钻孔测量、打压试验。
在施工过程中所应用的钻孔设备为冻注钻机和泥浆泵，侧斜设备为陀螺定向测斜仪。技术要求如下：钻孔孔位和设计孔位偏差控制在25mm以内。钻孔孔深最大为37.5米，偏斜率控制在3‰以内。钻机安装必须稳固可靠，钻杆和孔位保持在同一垂直线。
2.2定位开孔与孔口管安装
按照设计方案，在槽壁上准确定位孔位置，之后使用开孔器进行开孔，直径为15cm。深度达到100cm时停止取芯钻进，安装孔口管。在安装孔口管时，需要应用以下方法：凿平孔口位置，安装膨胀螺丝，之后将麻丝缠绕在孔口管鱼鳞扣上，涂抹密封物之后处理封口管，并且使用膨胀螺丝进行紧固处理。处理后安装闸阀并打开闸阀，使用开孔器在闸阀内开孔，直径控制在11.2cm，凿穿混凝土墙体。
2.3安装孔口密封装置
使用螺丝江口装置固定在闸阀上，并设置密封垫片。
2.4冻结孔施工
按照施工设计要求，对钻机俯仰角和方位角位置进行调整。将旁通阀安装在孔口装置上，并对密封装置进行固定。使用无泥浆钻进法，当钻进不进去时，对施工工艺进行调整，并且应用泥浆钻进法，打开旁通阀门，观察出砂出水情况。
2.5测斜
使用经纬仪联合灯光对成孔进行测斜，偏斜率控制在1%以下，中孔间距最大不超过15cm。
2.6密封试验
将水注入到成孔管内，并进行冻结管密封试验。试验压力控制为0.8MPa。合格标准：前0.5h调压在0.05MPa以内，后15min压力无变化。
3、冷冻法施工在地铁工程中的应用与措施
3.1冷冻法施工在地铁工程的应用
对于地铁工程来说，按照规范要求，应当在上行线与下行线之间设置通道，在区间隧道发生意外事故时，乘客可通过联络通道疏散。在隧道线路最低位置设置通道，在建设通道之前，必须对土体地基进行加固处理，主体应当具备良好的自立性和均质性，且渗透系数和抗压强度满足设计标准。冷冻法加固土体的风水性好，且具备较高的强度，可靠性与安全性比较高，因而在通道主体加固施工中得以广泛应用。将冷冻法加固土体应用到地铁工程中，可以使通道外围土体形成高封闭性和高强度的冻土帷幕，在冻土帷幕内进行施工，可以确保隧道管片由动土帷幕的有效结合，特别适用于流沙地层的加固与封水处理中。
3.2冷冻法的施工技术管理
冷冻法施工具备较强的专业性，按照土建设计方式，优化设计冻结帷幕所以必须确保施工团队的专业性。在土体开挖之前，施工企业应当提供土体冻结开挖条件和开挖申请，并且由技术人员进行审查之后才能够开挖。由专业设计部门确定开挖位置，将里程误差控制在允许范围内。同时，通道中心轴线应当与两条平行隧道轴线相垂直。为避免钻孔时出现漏泥冒沙问题，应当按照设计位置开展冻结孔施工，可以采用孔口密封装置对回流量进行控制。在冻结过程中，冻结帷幕厚度必须满足设计要求，冻土平均温度应当小于零下10℃。在施工过程中还应当密切监测隧道变形和地面变形问题，以此确保变形稳定性。
3.3冻结工程质量控制措施
对钻孔倾斜度进行严格控制，倾斜度误差应当控制在3‰以内。在钻进施工过程中，应当按照地层与深度的实际需求，对钻艇进行及時增减，确保钻井施工的均匀性。同时，按照设计孔位进行钻孔，钻孔间距偏差必须控制在50mm以内。使用丝扣连接冷冻管，确保丝扣拧紧到位，避免拔管时出现中断问题。在施工过程中还需要应用逐步降温操作，以免冻结管由于温度应力所致开裂问题。在拔管作业施工过程中，应当将冷冻管倾斜度控制在3‰以内。同时对冷冻站安装质量进行严格控制，全面提升制冷效率，保证盐水降温满足相关要求。
3.4冻结施工的安全保证措施
在钻孔施工之前，必须统一勘测地层加固范围内的管线，标注出管线位置，以此保证地下管线的安全性。在开展冻结施工时，必须由专业技术人员负责，了解和熟悉冷冻加固操作流程，明确设备的机械性能。在启动冻胀泄压孔时，需要将压力表安装在每个泻压孔的端部。冻结过程中，按照压力表显示数值释放冻胀压力。当压力表显示数值达到0.25MPa时，则需要开启泄压阀门进行泄压，直到压力表显示数值与原始地压相同。通过强制解冻与管片二次注浆孔跟踪注浆方式，对融沉进行控制。积极冻结时间控制为一个月，通过测温孔可以对土体冻结温度进行检查。确保地层冻结温度达到预设值之后，盾构出洞作业。盾构掘进施工时，按照盾构机刀盘里程，及时将冻结管拔除。在拔除过程中，由专业人员负责指挥汽车吊，全面检查吊具性能和质量，保证整个冻结管拔除施工的安全性。在施工过程中，道路临时围蔽，根据交警部门规定，设置警示带和警示灯，并且派遣专人负责交通协管。在施工规划过程中，必须严格控制工程建设质量。同时还应当对现代化设备工具进行优化升级，只有应用高技术含量的质量控制设备才能够不断提升质量控制效果。
4、结束语
综上所述，在地铁工程施工过程中应用冷冻施工法，具备较高的安全性和可靠性。冷冻法可以形成冻土帷幕，具备良好的封水效果。在施工技术和冷冻法技术优化完善过程中，将会不断扩大冷冻施工法在地铁工程中的应用范围。进一步提升地铁工程的施工效率与质量，为人们出行提供便利。
参考文献：
[1]朱劲锋，廖鸿雁，袁守谦，易觉，朱宝石.并联式泥水/土压双模式盾构施工技术与冷冻刀盘开舱技术的创新与实践[J].隧道建设（中英文），2019，39（07）：1187-1200.
[2]石乾，陈锡然，申建萍.兰州地铁1号线联络通道冷冻法施工技术论述[J].西昌学院学报（自然科学版），2019，33（01）：47-50.
[3]魏元博.浅谈粉砂层微承压水地质条件下联络通道冷冻法施工安全质量控制要点[J].中国矿山工程，2018，47（05）：83-86.
[4]王洪涛，朱海军.基于长远距离制冷冻结的富水砂层地铁联络通道施工技术[J].施工技术，2018，47（13）：100-102+107.
[5]周睿，王宏杰，刘宾文，连增贵.支墩过渡法在联络通道冷冻法施工地段轨道安装中的应用[J].安装，2017，21（07）：62-64.
关键词：冷冻法;地铁施工;工艺流程;施工监测
在城市交通压力不断增加背景下，开始大力发展地下轨道交通。随着工程建设技术的进步发展，地铁施工也开始应用新的技术工艺。相比于地上轨道交通来说，地下轨道交通工程建设对于施工条件的要求比较高，同时对施工质量与技术工艺的要求比较高。所以在工程建设过程中，必须注重施工规划设计，严格控制施工质量，以此提升工程建设效率标准。
1、工程概况
某地区铁路2号线，市图书馆站至人民公园站区间隧道，左线线路长度为1000.73米，右线线路长度为972.46米，设置两组平面曲线半径分别为350米和450米，线路纵坡设计为大V型，坡度最小为2‰，最大为20.9‰，区间最大埋深为21.3m。
区间内共包含583环，盾构机掘进568环，盾构机刀盘与车站围护结构距离15m。该区间盾构接收施工方案，由于交道导改不能实施，且不具备地面加固条件，因此采用洞门水平冻结加固方式。在接收端头洞门范围布置水平冻结孔时，采用低温盐水循环冷冻设备，冻结端头地层主体，将其形成高强度且封闭性良好的冻结帷幕。
2、地铁施工方案
2.1钻孔施工
冻结孔施工工序如下：定位开孔、安装封口管、安装孔口密封装置、钻孔测量、打压试验。
在施工过程中所应用的钻孔设备为冻注钻机和泥浆泵，侧斜设备为陀螺定向测斜仪。技术要求如下：钻孔孔位和设计孔位偏差控制在25mm以内。钻孔孔深最大为37.5米，偏斜率控制在3‰以内。钻机安装必须稳固可靠，钻杆和孔位保持在同一垂直线。
2.2定位开孔与孔口管安装
按照设计方案，在槽壁上准确定位孔位置，之后使用开孔器进行开孔，直径为15cm。深度达到100cm时停止取芯钻进，安装孔口管。在安装孔口管时，需要应用以下方法：凿平孔口位置，安装膨胀螺丝，之后将麻丝缠绕在孔口管鱼鳞扣上，涂抹密封物之后处理封口管，并且使用膨胀螺丝进行紧固处理。处理后安装闸阀并打开闸阀，使用开孔器在闸阀内开孔，直径控制在11.2cm，凿穿混凝土墙体。
2.3安装孔口密封装置
使用螺丝江口装置固定在闸阀上，并设置密封垫片。
2.4冻结孔施工
按照施工设计要求，对钻机俯仰角和方位角位置进行调整。将旁通阀安装在孔口装置上，并对密封装置进行固定。使用无泥浆钻进法，当钻进不进去时，对施工工艺进行调整，并且应用泥浆钻进法，打开旁通阀门，观察出砂出水情况。
2.5测斜
使用经纬仪联合灯光对成孔进行测斜，偏斜率控制在1%以下，中孔间距最大不超过15cm。
2.6密封试验
将水注入到成孔管内，并进行冻结管密封试验。试验压力控制为0.8MPa。合格标准：前0.5h调压在0.05MPa以内，后15min压力无变化。
3、冷冻法施工在地铁工程中的应用与措施
3.1冷冻法施工在地铁工程的应用
对于地铁工程来说，按照规范要求，应当在上行线与下行线之间设置通道，在区间隧道发生意外事故时，乘客可通过联络通道疏散。在隧道线路最低位置设置通道，在建设通道之前，必须对土体地基进行加固处理，主体应当具备良好的自立性和均质性，且渗透系数和抗压强度满足设计标准。冷冻法加固土体的风水性好，且具备较高的强度，可靠性与安全性比较高，因而在通道主体加固施工中得以广泛应用。将冷冻法加固土体应用到地铁工程中，可以使通道外围土体形成高封闭性和高强度的冻土帷幕，在冻土帷幕内进行施工，可以确保隧道管片由动土帷幕的有效结合，特别适用于流沙地层的加固与封水处理中。
3.2冷冻法的施工技术管理
冷冻法施工具备较强的专业性，按照土建设计方式，优化设计冻结帷幕所以必须确保施工团队的专业性。在土体开挖之前，施工企业应当提供土体冻结开挖条件和开挖申请，并且由技术人员进行审查之后才能够开挖。由专业设计部门确定开挖位置，将里程误差控制在允许范围内。同时，通道中心轴线应当与两条平行隧道轴线相垂直。为避免钻孔时出现漏泥冒沙问题，应当按照设计位置开展冻结孔施工，可以采用孔口密封装置对回流量进行控制。在冻结过程中，冻结帷幕厚度必须满足设计要求，冻土平均温度应当小于零下10℃。在施工过程中还应当密切监测隧道变形和地面变形问题，以此确保变形稳定性。
3.3冻结工程质量控制措施
对钻孔倾斜度进行严格控制，倾斜度误差应当控制在3‰以内。在钻进施工过程中，应当按照地层与深度的实际需求，对钻艇进行及時增减，确保钻井施工的均匀性。同时，按照设计孔位进行钻孔，钻孔间距偏差必须控制在50mm以内。使用丝扣连接冷冻管，确保丝扣拧紧到位，避免拔管时出现中断问题。在施工过程中还需要应用逐步降温操作，以免冻结管由于温度应力所致开裂问题。在拔管作业施工过程中，应当将冷冻管倾斜度控制在3‰以内。同时对冷冻站安装质量进行严格控制，全面提升制冷效率，保证盐水降温满足相关要求。
3.4冻结施工的安全保证措施
在钻孔施工之前，必须统一勘测地层加固范围内的管线，标注出管线位置，以此保证地下管线的安全性。在开展冻结施工时，必须由专业技术人员负责，了解和熟悉冷冻加固操作流程，明确设备的机械性能。在启动冻胀泄压孔时，需要将压力表安装在每个泻压孔的端部。冻结过程中，按照压力表显示数值释放冻胀压力。当压力表显示数值达到0.25MPa时，则需要开启泄压阀门进行泄压，直到压力表显示数值与原始地压相同。通过强制解冻与管片二次注浆孔跟踪注浆方式，对融沉进行控制。积极冻结时间控制为一个月，通过测温孔可以对土体冻结温度进行检查。确保地层冻结温度达到预设值之后，盾构出洞作业。盾构掘进施工时，按照盾构机刀盘里程，及时将冻结管拔除。在拔除过程中，由专业人员负责指挥汽车吊，全面检查吊具性能和质量，保证整个冻结管拔除施工的安全性。在施工过程中，道路临时围蔽，根据交警部门规定，设置警示带和警示灯，并且派遣专人负责交通协管。在施工规划过程中，必须严格控制工程建设质量。同时还应当对现代化设备工具进行优化升级，只有应用高技术含量的质量控制设备才能够不断提升质量控制效果。
4、结束语
综上所述，在地铁工程施工过程中应用冷冻施工法，具备较高的安全性和可靠性。冷冻法可以形成冻土帷幕，具备良好的封水效果。在施工技术和冷冻法技术优化完善过程中，将会不断扩大冷冻施工法在地铁工程中的应用范围。进一步提升地铁工程的施工效率与质量，为人们出行提供便利。
参考文献：
[1]朱劲锋，廖鸿雁，袁守谦，易觉，朱宝石.并联式泥水/土压双模式盾构施工技术与冷冻刀盘开舱技术的创新与实践[J].隧道建设（中英文），2019，39（07）：1187-1200.
[2]石乾，陈锡然，申建萍.兰州地铁1号线联络通道冷冻法施工技术论述[J].西昌学院学报（自然科学版），2019，33（01）：47-50.
[3]魏元博.浅谈粉砂层微承压水地质条件下联络通道冷冻法施工安全质量控制要点[J].中国矿山工程，2018，47（05）：83-86.
[4]王洪涛，朱海军.基于长远距离制冷冻结的富水砂层地铁联络通道施工技术[J].施工技术，2018，47（13）：100-102+107.
[5]周睿，王宏杰，刘宾文，连增贵.支墩过渡法在联络通道冷冻法施工地段轨道安装中的应用[J].安装，2017，21（07）：62-64.