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摘要：伴随着国家经济的不断发展，城市化进程的逐渐加快，城市地铁修建已成为城市发展不可或缺的基础设施建设。地铁联络通道通常与排水泵、集水井设定在一起具有疏散乘客的作用，在地铁联络通道建设中，应用冻结法进行地铁施工十分受欢迎，基于此，文章对冻结法在地铁联络通道中的应用展开了详细分析。
关键词：冻结法；地铁联络通道；应用
前言：
地铁联络通道作为地铁修建中的最后一道工序，其技术难度相对较大，在水资源丰富的软土当中，挖掘联络通道还存在着一定的坍塌风险，因此在联络通道挖掘阶段，要对周遭的土体进行妥善的加固处理。冻结法作为一种常见的土体加固方法，因其发展历史悠久，且技术不断成熟，防水性较好、对周遭的环境影响较小等优势，逐渐受到很多施工单位的青睐，也因此在国内的地铁施工中被广泛应用。
1冻结法施工技术优点
（1）冻结帷幕隔水性较强，可以有效将施工土层与地下水进行隔绝，不需要进行基坑内排水，能够有效减少因排水状况不佳而导致的地基沉降不均匀进而对实际建筑物带来的影响。
（2）可以在合理的范围内对冻结管进行任意操作，在对土层进行加固时，土体冻结具有较强的适应性，且不会受到地层条件的影响，施工操作比较方便。
（3）能够适应施工中不同的地质水文环境，比如流沙、软土地层、高水压等环境，这一点和其他的施工方法相比更加经济。
（4）冻结法施工完成后，土层结构可以得到快速的恢复，有助于土层尽快恢复到原来的状态，对施工影响较小，且不会对日后的土层施工带来一定影响。冻结法施工操作是一种绿色施工，无污染、无烟尘，比较适合当前的城市施工。
通常情况下，冻结法主要分为两种：直接冻结法、间接冻结法。直接冻结法主要原理是依靠液氮汽化形成的低温对土体进行制冷，其主要优点为：冻结设备相对简单，冻结速度也比较快，适用于快速抢险与特殊位置冻结。与此同时，经过汽化的液氮可以直接排放到大气当中，且不会对空气造成污染。但是这种方法并不经济，因此常用于项目较小的抢险工程。间接冻结法也称盐水冻结法。间接冻结法一定要设置冷冻站，且包括冷凝器、制冷压缩机、输送装置、蒸发器等。盐水冻结法施工经济、用于长期大工程，因此现阶段在地铁联络通道中比较常见。
2冻结法施工的发展及应用
现今，冻结法发展已有150多年的历史，最初是应用在建筑基础施工与矿山立井当中。上世纪前期，比利时的某个矿山立井冻结深度已达600米，随着近些年冻结方法的不断应用和发展。，欧洲一些国家的冻结深度也已超过300米。上世纪中期，随着城市地下空间的不断发展，冻结法逐渐在市政工程中被应用。国内在上世纪50年代开始应用冻结法在矿山凿井中，并获得了成功，随着这次应用成功，冻结法逐渐在全国相继被应用，因此也加快了国内对冻结法的相关研究。国内地下城市建设应用冻结法的时间相对较晚，主要是在上世纪90年代，才被广泛应用于各大城市地铁建设中。
北京地铁“复八线”就是应用冻结法施工联络地铁通道的，随着这一应用的成功引用，相继吸引了国内很多发达城市的关注，例如，上海、广州、南京等地，随着北京“复八线”冻结法的成功应用，相继也开始在地铁隧道联络通道施工中使用冻结法。特别是上海地铁2号线中央公园与浦东杨高路之间的联络通道就是采用冻结法开展的实践实验，这一工程在“钻铺合一”的基础上，又对其钻孔技术、冻结技术、开挖支护技术等展开了深入的研究，之后，上海又相继在5个地铁联络通道中展开冻结法施工。自上海多号地铁线路联络通道施工中应用冻结法，冻结法施工技术在国内也步入了较快的发展时期，比如复兴隧道越江公路、大连路隧道等，也相继使用了冻结法施工技术。与此同时广州某地铁隧道联络通道中采用的冻结法施工，其实际冻结长度已达65米，此外，沈阳、南京、天津等地也相繼使用了冻结法在地铁联络通道施工中。
3冻结法施工风险及控制
3.1钻孔事故
由于水文与实际地质情况相对复杂，由地下空间向外围土施工进行冻结施工时容易引发相应的孔口密封失效事故，进而出现喷砂、喷水的等问题，严重的会因土层结构受损而致使地下结构变形，最终造成管线及地下建筑损坏、地面沉降，严重者可能导致工程淹没。
应对这一事故的主要措施为：前期做好地质环境勘验工作，同时做好相关的土层力学性能检测和水质化验。选择最佳钻孔设备与钻杆。采取有效的措施对钻孔循环浆液含沙量进行控制，例如从孔口密封处边上通阀提供和地层深度相同的压力从而合理控制水土压力，与此同时还要合理控制排沙量，加大对钻孔施工的管理。当地层损失严重时，要借助冻结管进行相应的补浆工作，确保施工冻结孔的土体流失小于冻结孔体积，否则要及时做好注浆操作避免地层出现沉降。此外，还要保证孔口密封盒及结构支架牢固结合，避免密封盒脱离引发相应的喷砂事故。
3.2管片损坏
管片损坏主要有两种情况，一，钻孔损伤管片；二，管片环不完整致使管片变形失稳。冻结孔布置方案过密，会对管片结构与主筋完整性造成一定的破坏，进而引发管片损伤。开挖阶段将部分管片拆除会使管片环不完整，进而引发管片变形失稳的情况出现。
应对管片损伤的主要对策为：结合实际施工基准，按照具体的施工冻结孔图纸进行相应的孔位放线操作，在布置孔位期间要结合管片配筋图展开相应的施工操作，尽量躲避主管、螺栓、管缝等在进行适当孔位调整。
3.3帷幕事故
（1）设计问题
冻结方案设计阶段主要风险存在与设计依据、参数选择、参数计算等方面。设计依据的不准确会致使冻结设计方案存在严重失误。参数计算的不准确可引起两种结果：一，供冷量不充分，不能在要求的时间段内形成一定的帷幕形状，达不到最佳的帷幕温度，进而使得帷幕强度不够而失败；二，供冷过量过度对土层结构制冷，使得冻结强度较大，最终致使土层变形引发冻胀危险。
解决设计问题的主要对策是获得准确的力学性能参数，妥善考虑不同因素对实际参数的影响，确保冻结设备选择正确，荷载估计较为准确，最后用科学的力学模型准确的计算相应的冻结帷幕参数。
（2）不利因素
冻结帷幕在不利因素的影响下会发生一定的恶化，比较常见的是随着温度的升高，冻结帷幕会出现一定的融化现象，使得内部强度下降，严重者会出现内部融化的现象，进而形成一定的融洞。这些都会使得帷幕承载力下降或者引发相应的透水事故。
冻结帷幕恶化的主要原因有：结构散热、盐水泄漏、异常热源等。结构散热是因为保温层效果减弱、冻结管失效、高温空气对流等因素引起的。结构散热引发的帷幕恶化主要体现在随着帷幕温度的不断升高，相应的体积也会逐渐减小。盐水泄漏会使冻土融化。引发盐水泄漏的主要原因可能是冻结管断开、冻结管缺陷等。冻结管断开的原因可能为：冻胀力较大、帷幕结构变形、开挖损伤、开挖变形等。异常热源的侵蚀也会致使帷幕恶化。
结语：
综上所述，冻结法在实际应用中，随着技术的不断升级，相应的适用范围也在逐渐拓展，但是在实际地铁联络通道施工中，要注意冻结法的施工危险性，同时还要采取相应的对策，对其进行合理控制，如此才能充分发挥冻结法的应用优势，促使地铁联络通道建设更加安全可靠。
参考文献：
[1]崔丙会. 地铁联络通道扰动土体冻结法技术与监测[D].安徽理工大学，2015.
[2]于长一. 地铁联络通道冻结法施工数值模拟分析[D].天津大学，2014.
[3]史继尧.冻结法施工在地铁联络通道中的应用[J].隧道建设，2011，31（S2）：152-156.
作者简介：
张磊（1978-），男，助理工程师，本科，从事市政施工管理工作。
关键词：冻结法；地铁联络通道；应用
前言：
地铁联络通道作为地铁修建中的最后一道工序，其技术难度相对较大，在水资源丰富的软土当中，挖掘联络通道还存在着一定的坍塌风险，因此在联络通道挖掘阶段，要对周遭的土体进行妥善的加固处理。冻结法作为一种常见的土体加固方法，因其发展历史悠久，且技术不断成熟，防水性较好、对周遭的环境影响较小等优势，逐渐受到很多施工单位的青睐，也因此在国内的地铁施工中被广泛应用。
1冻结法施工技术优点
（1）冻结帷幕隔水性较强，可以有效将施工土层与地下水进行隔绝，不需要进行基坑内排水，能够有效减少因排水状况不佳而导致的地基沉降不均匀进而对实际建筑物带来的影响。
（2）可以在合理的范围内对冻结管进行任意操作，在对土层进行加固时，土体冻结具有较强的适应性，且不会受到地层条件的影响，施工操作比较方便。
（3）能够适应施工中不同的地质水文环境，比如流沙、软土地层、高水压等环境，这一点和其他的施工方法相比更加经济。
（4）冻结法施工完成后，土层结构可以得到快速的恢复，有助于土层尽快恢复到原来的状态，对施工影响较小，且不会对日后的土层施工带来一定影响。冻结法施工操作是一种绿色施工，无污染、无烟尘，比较适合当前的城市施工。
通常情况下，冻结法主要分为两种：直接冻结法、间接冻结法。直接冻结法主要原理是依靠液氮汽化形成的低温对土体进行制冷，其主要优点为：冻结设备相对简单，冻结速度也比较快，适用于快速抢险与特殊位置冻结。与此同时，经过汽化的液氮可以直接排放到大气当中，且不会对空气造成污染。但是这种方法并不经济，因此常用于项目较小的抢险工程。间接冻结法也称盐水冻结法。间接冻结法一定要设置冷冻站，且包括冷凝器、制冷压缩机、输送装置、蒸发器等。盐水冻结法施工经济、用于长期大工程，因此现阶段在地铁联络通道中比较常见。
2冻结法施工的发展及应用
现今，冻结法发展已有150多年的历史，最初是应用在建筑基础施工与矿山立井当中。上世纪前期，比利时的某个矿山立井冻结深度已达600米，随着近些年冻结方法的不断应用和发展。，欧洲一些国家的冻结深度也已超过300米。上世纪中期，随着城市地下空间的不断发展，冻结法逐渐在市政工程中被应用。国内在上世纪50年代开始应用冻结法在矿山凿井中，并获得了成功，随着这次应用成功，冻结法逐渐在全国相继被应用，因此也加快了国内对冻结法的相关研究。国内地下城市建设应用冻结法的时间相对较晚，主要是在上世纪90年代，才被广泛应用于各大城市地铁建设中。
北京地铁“复八线”就是应用冻结法施工联络地铁通道的，随着这一应用的成功引用，相继吸引了国内很多发达城市的关注，例如，上海、广州、南京等地，随着北京“复八线”冻结法的成功应用，相继也开始在地铁隧道联络通道施工中使用冻结法。特别是上海地铁2号线中央公园与浦东杨高路之间的联络通道就是采用冻结法开展的实践实验，这一工程在“钻铺合一”的基础上，又对其钻孔技术、冻结技术、开挖支护技术等展开了深入的研究，之后，上海又相继在5个地铁联络通道中展开冻结法施工。自上海多号地铁线路联络通道施工中应用冻结法，冻结法施工技术在国内也步入了较快的发展时期，比如复兴隧道越江公路、大连路隧道等，也相继使用了冻结法施工技术。与此同时广州某地铁隧道联络通道中采用的冻结法施工，其实际冻结长度已达65米，此外，沈阳、南京、天津等地也相繼使用了冻结法在地铁联络通道施工中。
3冻结法施工风险及控制
3.1钻孔事故
由于水文与实际地质情况相对复杂，由地下空间向外围土施工进行冻结施工时容易引发相应的孔口密封失效事故，进而出现喷砂、喷水的等问题，严重的会因土层结构受损而致使地下结构变形，最终造成管线及地下建筑损坏、地面沉降，严重者可能导致工程淹没。
应对这一事故的主要措施为：前期做好地质环境勘验工作，同时做好相关的土层力学性能检测和水质化验。选择最佳钻孔设备与钻杆。采取有效的措施对钻孔循环浆液含沙量进行控制，例如从孔口密封处边上通阀提供和地层深度相同的压力从而合理控制水土压力，与此同时还要合理控制排沙量，加大对钻孔施工的管理。当地层损失严重时，要借助冻结管进行相应的补浆工作，确保施工冻结孔的土体流失小于冻结孔体积，否则要及时做好注浆操作避免地层出现沉降。此外，还要保证孔口密封盒及结构支架牢固结合，避免密封盒脱离引发相应的喷砂事故。
3.2管片损坏
管片损坏主要有两种情况，一，钻孔损伤管片；二，管片环不完整致使管片变形失稳。冻结孔布置方案过密，会对管片结构与主筋完整性造成一定的破坏，进而引发管片损伤。开挖阶段将部分管片拆除会使管片环不完整，进而引发管片变形失稳的情况出现。
应对管片损伤的主要对策为：结合实际施工基准，按照具体的施工冻结孔图纸进行相应的孔位放线操作，在布置孔位期间要结合管片配筋图展开相应的施工操作，尽量躲避主管、螺栓、管缝等在进行适当孔位调整。
3.3帷幕事故
（1）设计问题
冻结方案设计阶段主要风险存在与设计依据、参数选择、参数计算等方面。设计依据的不准确会致使冻结设计方案存在严重失误。参数计算的不准确可引起两种结果：一，供冷量不充分，不能在要求的时间段内形成一定的帷幕形状，达不到最佳的帷幕温度，进而使得帷幕强度不够而失败；二，供冷过量过度对土层结构制冷，使得冻结强度较大，最终致使土层变形引发冻胀危险。
解决设计问题的主要对策是获得准确的力学性能参数，妥善考虑不同因素对实际参数的影响，确保冻结设备选择正确，荷载估计较为准确，最后用科学的力学模型准确的计算相应的冻结帷幕参数。
（2）不利因素
冻结帷幕在不利因素的影响下会发生一定的恶化，比较常见的是随着温度的升高，冻结帷幕会出现一定的融化现象，使得内部强度下降，严重者会出现内部融化的现象，进而形成一定的融洞。这些都会使得帷幕承载力下降或者引发相应的透水事故。
冻结帷幕恶化的主要原因有：结构散热、盐水泄漏、异常热源等。结构散热是因为保温层效果减弱、冻结管失效、高温空气对流等因素引起的。结构散热引发的帷幕恶化主要体现在随着帷幕温度的不断升高，相应的体积也会逐渐减小。盐水泄漏会使冻土融化。引发盐水泄漏的主要原因可能是冻结管断开、冻结管缺陷等。冻结管断开的原因可能为：冻胀力较大、帷幕结构变形、开挖损伤、开挖变形等。异常热源的侵蚀也会致使帷幕恶化。
结语：
综上所述，冻结法在实际应用中，随着技术的不断升级，相应的适用范围也在逐渐拓展，但是在实际地铁联络通道施工中，要注意冻结法的施工危险性，同时还要采取相应的对策，对其进行合理控制，如此才能充分发挥冻结法的应用优势，促使地铁联络通道建设更加安全可靠。
参考文献：
[1]崔丙会. 地铁联络通道扰动土体冻结法技术与监测[D].安徽理工大学，2015.
[2]于长一. 地铁联络通道冻结法施工数值模拟分析[D].天津大学，2014.
[3]史继尧.冻结法施工在地铁联络通道中的应用[J].隧道建设，2011，31（S2）：152-156.
作者简介：
张磊（1978-），男，助理工程师，本科，从事市政施工管理工作。