引言

冻结法作为一种常用的地基处理方式，具有高强度、高稳定性和良好的隔水性能，且具有良好的综合效应，已被广泛用于轨道交通联络通道的加固。冻结法具有较多的技术内容，需要对其进行进一步的研究，以把握其适用的技术要点，并进行合理的施工，充分发挥其在地基处理中的优越性。

１冻结法施工技术

１.１冻结法原理

冻结法是一种以人工冷冻为主的方法，通过对围岩中水分的冷冻，来增强土体的强度和稳定性，并通过冻结围岩来隔离围岩中的地下水，从而保证隧道和地下工程的施工安全。冰冻法起源于英国，在1862年，人们在南威尔士采用了人工冰冻的方法来加固地基，之后，德国，瑞典，法国和前苏联等国家纷纷对冰冻方法进行了研究，并在实际工程中得到了广泛的应用。自1962年以来，日本已运用冻土的方法，兴建了上百个项目，包括地下铁路（包括联络通道）、隧道、排水管道等。自1955年开滦矿井立井施工以来，国内首次采用了冻结方法，之后，随着城市轨道交通的建设，北京，上海，广州，南京等地陆续有了试验。

１.２冻结法分类

按照目前国内冻结法的开发和应用现状，可以把冻结法划分为两种类型：一种是采用液氮蒸发的低温来冷却土壤的直接冻结法；二是直接冻结法，又称咸水冻结法，以氯化钙为制冷介质，经冷冻站（制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、输送装置）将咸水降温至-30-20℃，并经冻融管道与土壤进行换热，经多个循环，最终达到一定的硬度、强度及厚度。目前，间接冻结技术在我国地铁建设中得到了广泛的应用，特别是在各类复杂地层条件下，很难被替代。

2冻结法在地铁工程区间联络通道施工中的应用

2.1冻结孔的设置

（1）打钻平台的搭设

在巷道两边设置短台，上方设置龙门，并根据吊机提升后的电动小车能顺利通行的基本要求，来控制吊架的高度。为了保证冻土孔洞的有效施工，在施工过程中，为了保证冻土孔洞的施工效率，需要搭建模制平台。施工平台采用钢管搭建，并与隧道管片水平连接。因工程建设需要采用自制的起重平台时，应设置安全措施，以防起重平台跌落；在此基础上，结合冻结孔洞的施工条件，进行承载力的校核，以保证平台的平稳运行。

（2）冻结孔定位

按施工图纸及参考点测量孔位，避免螺栓、主筋及管道接缝，并在需要时，根据孔与周围元件的相对位置，适当地调整孔的位置。冷冻孔开孔的距离偏差在150毫米以内，开口的位置偏差在100毫米以内。

（3）冻结孔开孔及孔口密封

在管片上打洞时，应采取以下措施：避免钢筋的受力，保证打洞不会影响到管片的稳定；在测量好孔位后，用钻孔机钻开一个直径130毫米的小孔，当小孔深度为250毫米时，将小孔管子装上。孔口管的安装是：将孔口凿平，装上膨胀螺钉，在鱼鳞扣上绕上一圈，把孔口管打进，拧紧膨胀螺钉，取下螺帽，装上DN125闸阀，并用钻孔机在其上开一个108毫米的小孔，小孔的深度以钻孔穿过混凝土管片为标准。在开启过程中，闸阀一直处于开启状态，遇到喷砂现象立即关闭。为了防止冲水和冲沙，对闸阀设置了开孔装置，并增加了密封垫。

（4）冻结孔钻进

在钻孔位置确定后，将其放置到相应的位置，并要求其在钻孔时，必须使其稳定，不能有任何的摇晃。将钻头装填到钻孔设备中，并将阀门联接好，当所有的准备工作都就绪后，就可以进行钻井了。冻结孔地钻井，首先采用干法钻井，在钻井速度显著降低时，改为水力钻井，此过程中控制小阀开启，以保证出浆量的合理，并要求整个钻井过程中地表不发生塌陷。

（5）孔位复核

①检查钻孔位置，确保钻孔时应避免主要受力筋、螺栓和接头，测量出的孔位与设计误差不得大于100毫米；检查井眼深度及井眼垂直度，确定有无异常。②封孔结束后，用手动泵向井中灌水，灌水压力升到0.8 Mpa时，停止灌水，关掉阀门，进行30分钟的压力观察，在这段时间里，如果压力没有变化，或者下降幅度不超过0.05 Mpa，观察15分钟，在这段时间里，压力没有变化，说明达到标准。

2.2冻结施工

（1）冻结站的设置

①冻结站设置在与出渣最近路线相反的方向上，便于出渣。②将冷冻单元与制冷系统隔离开来，减少相互干涉，防止冷却塔对冷冻单元操作柜工作状况的影响。③按照日常管理、检修、维护方便的需要，对冷冻站的设备布置进行优化，为出渣台预留足够的空间。

（2）积极冻结

按照预测的冷却曲线，进行温度控制，使盐水降到较低的温度，再进行循环运行。冻结孔单孔排水量至少为3立方米/小时，设计主动冻结期为40天。冰冻站的稳定运行是实现主动冻结的一个重要先决条件，它需要满足以下条件：冷却水循环系统的稳定运行；在每个冻结孔中，温度、流量都是一致的，没有出现局部不正常的结霜；在制冷循环过程中，制冷循环过程中，制冷循环过程中的凝结温度比冷却水循环过程中出水中的凝结温度高3-5℃。积极冻结施工中，由专管员负责收集和记录冰库运行情况，包括冷冻机及辅助设备的温度、压力、电压、电流、液位、各种制冷材料的加入量（如润滑油、制冷剂）等。通过对正向冻结效果的信息进行反馈，以此为导向进行动态控制，确保了正向冻结效果。

2.3维护冻结

（1）养护冻结应在冻结帷幕交圈且厚度达到标准、隧道胶结后进行，在联络通道开挖和主体结构施工的整个过程中，养护冻结的温度不超过-25℃。

（2）温度测量管是由密封的钢管制成，它被固定在温度测量孔中。测温点应设在隧道内的冻土层和管片之间，测温点的深度不宜大于50毫米。采用12小时一次的测温频率，从冻结起始到施工全过程进行周期性的测温；基坑及建筑施工期间，每4小时监测一次气温；在冻融前测定土壤原有温度，并与冻融后测得的土壤温度进行比较，以评估冻融效果。

（3）泄压孔深度3.5米，布置4个，压力计测量精度可达±0.02 MPa，与泄压孔相匹配的控制阀。所有的卸压孔都要打开，以保证卸压过程的顺畅。每隔12小时安排一次对地层压力的观测，当测量结果表明压力有上升的趋势后，就可以开始观测泄压孔压力，并以此为依据来判断放水泄压的时机（适宜在泄压孔压力超0.4 MPa时进行）。

（4）通信隧道的施工是一个干扰工程，容易造成工程质量问题甚至是安全事故。因此，在基坑施工过程中，需要对冻结墙的收敛性及边界区的冻土温度进行检测，并对其进行控制。

结语

在隧道接触面施工中经常采用冻结法，并取得了较好的加固效果，保证了施工的安全。不同隧道联络通道的施工条件存在差异，因此，在使用冻结法的时候，施工单位要根据当地的实际情况，对工艺进行优化，调整参数，并在施工过程中对其进行监控和控制，才能获得良好的冻结法应用效果。

参考文献

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