地铁工程冻结法土体加固施工及质量监控研究

地铁工程冻结法土体加固施工及质量监控研究

丁彬

中咨工程管理咨询有限公司西安分公司 陕西西安 710000

摘要：本文阐述了在地铁工程中应用冻结法进行土体加固的优越性，说明其主要的施工技术流程，并重点分析了在该类别施工中的质量监控策略，以期为同类型施工提供微薄帮助。

关键词：地铁工程；冻结法施工；土体加固；质量监控

前言：地铁工程施工主体部分处于地下，施工环境复杂，在一些特殊的施工环境中，如施工地点土质松软、透水性强时，须实施必要的土体加固操作，降低其负面影响，降低施工风险系数，使施工进程得以顺利推进。冻结法土体加固是地铁工程施工中常见加固手段，对其施工过程进行质量监控至关重要。

1.在地铁工程施工中采用冻结法土体加固的优越性

对于地铁隧道中污水泵房与联络通道工程，施工过程中必须确保其结构稳定，同时降低对其所在位置地面建筑的稳定性影响，保证地铁线路运行安全。然而在建设污水泵房和联络通道时，其建设地点因为地势原因，往往施工情况复杂，常见地质含水量高、荷载性差等客观缺陷，在此情况下，须加固该地土体，实施绿色封水操作，增强其土体承载力，降低其透水性能，实现环境安全和施工安全的双重保证，应用冻结法进行土体加固，可有效应对施工环境中的土质松散、透水问题，加固土层，实施封水隔水，提升施工安全性。

2.地铁工程冻结法土体加固施工技术

2.1施工准备

在开始施工之前，应先进行必要的材料准备，严格控制材料进场，加强质量检查，并对冻结施工所需设备进行组装和调试，确保设备性能良好，符合施工需要，确保电源匹配，并根据具体施工情况进行必要的保温操作，防止高温影响设备应用。以上准备无误后，详细阅读冻结孔位图，按照图示实施精准放样。

2.2冻结孔施工

根据施工项目情况选择匹配的施工方式，如利用自制单向孔口管进行开孔等。依据施工要求，确定孔口管长度，并依据施工需要随时调整施工尺度。在进行外圈冻结孔口管操作时，应将其结构强度控制在合理范围内，并注意钢筋强度控制，便于后续施工。在此施工中，使用锚杆钻机进行钻孔施工为常见手段。

在进行冻结孔施工时，应采取自下而上的施工顺序，并在冻结孔施工结束后，进行测温孔施工。配置冻结管时，应如实记录冻结管长度，并对其进行规范编号，确定统一的冻结管长度，并保持管材直顺，防止形变影响应用效果。

进行冻结孔密封操作时，要通过专业技术手段在孔口安装密封装置，并配备冻结管。在进行操作之前，先应设置密封装置的控制阀门，在操作中，应严密监测冻结管夯进方向，确保其方向未发生偏离。一旦发生偏离，需要立即对夯进方向校正。在冻结管安装时，应使用靠尺进行实时监测，使其位置与管壁持平，必要时可用角磨机加强施工饱满力度。施工完毕后，应立即撤离施工现场，防止影响后续施工。

冻结管安装结束后，应以1.0~1.5压强进行试漏测试，测试时长一般为30分钟，在压力损失不大于0.05，且再持续15min后压力不变时，判定为合格。此时即可开始冻结管内部的供液管安装，同样需记录管材长度数据，确保供液管与冻结管长度匹配。

2.3冻结制冷设备应用

冻结站内应配备必要的设施和设备，如电源设备、冷冻冷却设备及必要的水泵等装置。确保设备到位后，应对管道连接情况进行勘察，然后即可开始后续操作。依据标准操作流程将以上设备安装或安置完毕后，进行盐水管试漏测试，测试结束后清洗干净，再利用聚苯乙烯泡沫材料实施保温操作，包装装置厚度应保持在4厘米左右，并利用塑料薄膜在其外部设置密封层。在冻结管和集配液圈的连接中，应采用耐高压的胶管材料，保证连接质量。

以上程序皆完成后，分析冻结管周围的压力与温度，反复核对数据，确保冻结效果达成。

2.4冻结管封堵

在冻结完成后，不撤离冻结管，直接封堵即可，以防解冻过程发生融沉沉降，影响工程质量。

3.地铁工程冻结法土体加固施工质量监控

3.1钻孔及冻结孔安放准备

在测量监理工程师对预定冻结孔和测温孔位置核查无误后，方可实施钻孔操作。须先对冻结孔孔口装置进行密封性能检测，然后再进行水平孔打设操作，防止孔口密封不完全导致水、砂喷溅。在进行冻结孔等孔洞操作时，应保证在孔洞钻进过程中以每20~30米间距单次的频率测定其偏斜率。冻结管焊接时可以通过添加管箍的方式加固，也可选择钢制管进行接头。在进行冻结管施工时，应保证其土体流失体积小于等于冻结孔体积。应监督施工方按时提交相关统计数据和详细报告，督促其及时解决孔数缺失以及短深度等问题。探入冻结管后，应实施试压操作，试压标准为全冻结管中盐水柱和冻结管外部的清水柱之间的压力数值差异，以及盐水泵运行压力之和的两倍，测试时间要求为30分钟，测试中压力值下降幅度不得超过0.05MPa，确保其压力值在15分钟以内维持稳定^[1]。

3.2冻结设备质量监控

首先，应确定冻结设备安装方位，使其与目标土体间距得到严格的控制，并确保冻结站防火防毒完备，通风情况符合要求。其次，应对盐水管进行压力测试，确保其在15分钟测试时间内维持盐水泵运行压力值的1.5倍或以上。然后，应对冷冻低温管实施防潮隔热操作，确保其冷量损失在冷冻站制冷水平的五分之一以下。最后，应进行全面试漏测试，确保各系统符合密封要求。应先进行压力试漏，再进行真空试漏，真空试漏时真空值保持在0.097~0.101MPa之间，24小时之后压力值应保持在0.090~0.093MPa之间，超过该限度即视为未通过测试。

3.3冻结施工过程质量监控

在冷冻之前，监理部门应监督施工方提前实施运转试行，测试管路是否存在渗水现象，在此过程中，监理人员应在现场监督，确保测试过程准确无误按标准执行。对盐水的温度和流量也应做到定期测试，频率一般为每天两次以上，其积极冻结时间应为40天。冻结孔的单孔流量应维持在5m³/h及以上，积极冻结7天后，盐水温度应低于零下28℃。一旦发现温度及流量不符合要求，须立即通知施工方进行整改。通过测温数据，了解冻结壁扩展速度及厚度，以此判断冻结壁厚度扩展达标所需时长，并监督施工方冻结、结构两个班组及时对接，保证冻结壁厚度限制在一定范围之内。最后，还应查看制冷设备与线路匹配情况，保证设备运转流畅，并督促施工方在冻结期间密封孔口管^[2]。

3.4土体开挖准备

保证冻土厚度和平均温度符合设计要求，依据设计核验隧道支撑，确保防护门符合水密性要求，确保冻结壁内侧泄压孔或探水孔质量，检查土体挖掘设备，确保冻结系统和冻土帷幕壁质量符合标准，确定人员、材料及设备全部到位，并具有相应准行手续。

3.5融沉注浆检查

确定注浆管布置依据方案执行，注浆方法符合预设。检测注浆材料，并确保其注浆顺序。融沉注浆压力一般应为0.3~0.6MPa之间，不可过高，以防造成地下结构失稳。充填注浆完成后，根据情况，应实施必要的融沉注浆补偿操作，并以地面沉降变形情况为参考，在之后的一个月时间内，检测地层沉降情况，直至每半月沉降小于等于0.5毫米以后，方可不再继续融沉注浆补偿操作。

结论：综上所述，在进行地铁工程冻结法土体加固施工时，须严格执行施工要求，依据施工流程进行规范施工，并加强施工中的质量监控，从宏观把控，从细节着眼，防止因技术缺陷或操作不当引起施工失误，保证土体加固质量，保证地铁工程的施工安全。

参考文献：

[1]黄磊,刘文博,吴雨薇，等.南宁地铁东滨区间联络通道冻结法加固施工监测分析研究[J].森林工程,2019,35(06):77-85.

[2]张祖德.冻结法在隧道工程中的应用[J].建材与装饰,2018(04):279-280.