第一篇：地鐵隧道首試冷凍法施工 抽地下水節水80萬立方米

地鐵隧道首試冷凍法施工 抽地下水節水80萬立方米

在地鐵6號線二期工地，一位工人正在用冷凍法施工。

本報記者 涂露芳

初夏時節，地鐵6號線二期玉帶河大街站至會展中心站的地下隧洞寒氣襲人，穿著厚夾克干活的工人們正忙著給剛成型的車軌雙向隧道間的應急聯絡通道澆筑混凝土。深入洞壁的管線附近，厚厚的冰坨白得耀眼。這是北京地鐵首次嘗試冷凍施工，將飽含地下水的砂層凍得堅如磐石，既確保暗挖隧洞的安全，又免去傳統降水施工對地下水的浪費。

記者從市軌道交通建設管理公司獲悉，6號線二期共設8個應急聯絡通道，有一半采用了冷凍施工法，到明天將全部完工，為線路鋪軌騰出了作業空間。

凍砂成巖撐起暗挖隧洞

地鐵雙向隧道每隔600米左右，就需要一個暗挖小通道實現“握手”，以方便乘客應急疏散和避險。這些長不過數米的小通道看似不起眼卻暗藏施工大風險，尤其在6號線二期地下水豐富的細中砂地層，一旦聯絡通道涌水坍塌，將破壞已貫通的行車隧道結構并危及年底全線開通運營的目標。

玉帶河站以東的1號聯絡通道，更是6號線二期的重要風險源。這條暗挖隧洞，長約7米，寬不過2.5米，卻地處北運河和京哈鐵路夾角處的敏感地帶。

“雖然是在20多米的地下開挖，但距離北運河40米，距離京哈鐵路只有24米，地下水源源不斷，傳統降水施工不僅效果很難保證，還容易造成地面沉降影響京哈鐵路的運營安全。”中鐵六局6號線二期14標項目書記張曉磊告訴記者，經過周密論證，項目部為確保安全決定嘗試冷凍施工的新方法。

正在裝修的玉帶河站，老遠就聽見嗡嗡的機器轟鳴聲，管道密布的大型冷凍機24小時運轉，將-28℃至-30℃的鹽水輸送到地下隧洞。記者注意到，粗大的輸送管道被包裹得嚴嚴實實減少冷量損耗，抵達聯絡通道施工現場時，干線管道再分出十幾組小管道與洞壁內暗藏的細鋼管銜接。

這條聯絡通道開挖土體的周圍，三個多月前就密密麻麻埋了一圈細鋼管，低溫鹽水在雙層鋼管內循環流動，將砂層中的熱量帶走，地下水和流沙慢慢凍結得跟巖石一樣堅硬。“含水砂層從冷凍管周圍開始結冰，一天只能推進三四毫米。”項目部總工程師劉俊洋透露，88天后，2米厚的凍土墻成為暗挖作業的堅固支撐，工人們這才開始了聯絡通道的開掘。

凍得堅硬無比的冰砂層看起來有些晶瑩剔透，卻給暗挖施工帶來了新麻煩。燈光照射中，工人們必須手持風鎬才能奮力鑿開“巖壁”，推進速度僅為常規暗挖隧洞的四分之一。

不過，低溫作業環境并不影響隧洞混凝土支護層的凝固效果。雖然凍土墻平均溫度-10℃，但工人土方開挖區域的溫度約為-2℃，噴射混凝土前會先鋪一層隔溫材料，確保洞壁結構施工在5℃的安全溫度環境中進行。

保護地下水資源

冷凍法確保暗挖隧洞施工安全的同時，保護地下水資源的環保效益也非常突出。據粗略估算，6號線二期4條聯絡通道的暗挖施工，共節省了約80萬立方米的地下水。

“一條聯絡通道需要從地面打至少30口降水井，每口井一小時排水3.2立方米，24小時不間斷的降水要持續3個月，浪費的地下水就達到20萬立方米左右。”劉俊洋分析，如果地鐵降水施工開始征收水資源費，更多工地會嘗試冷凍施工。

地鐵施工最怕水，因此傳統降水施工被廣泛使用。除隧道盾構施工不用降水管片拼裝隧洞直接成型外，明挖基坑和暗挖施工普遍需要先降水再動土，將施工區域內的地下水基本排干以降低作業面坍塌風險。

市軌道交通建設管理公司四中心副總張成滿表示，6號線嘗試冷凍法施工，很大程度上是希望探索減少地下水浪費的施工方法。不過，受制于成本太高，冷凍施工只能局部應用，地下車站的開掘作業面太大，還是主要借助傳統降水方法。

記者了解到，中鐵六局負責施工的兩條聯絡通道，每天為冷凍支付的電費就高達1.5萬元，加上其他設備和物資成本，兩條總長16米的暗挖隧洞，冷凍施工成本高達1200萬元，比常規降水施工工法高出七成多。但如果考慮打降水井的征地拆遷費用，綜合成本差距會小得多。

新聞鏈接

4條新線動車調試陸續啟動

今年年底，北京將新開4條地鐵新線，總里程約62公里。市軌道交通建設管理公司計劃調度部部長王毅宏透露，6號線二期、7號線、14號線東段、15號線西段將陸續啟動動車調試，確保年底順利開通。

7號線自北京西站至焦化廠站，長約23.7公里，全為地下線，共設車站21座，已實現全線隧洞貫通，7月底之前全線動車調試；6號線二期從一期工程終點草房站延伸至東小營站，全長12.4公里，9月1日起全線動車調試；14號線東段自金臺路站至馬泉營車輛段，全長約15.8公里，共設車站12 座，已有8座封頂，預計6月15日全線隧洞貫通，9月15日全線動車調試。

由北京快軌公司負責施工管理的15號線西段，自望京西站至清華東站，全長約10.3公里，共設車站8座，目前車站全部封頂，預計6月底軌道貫通，9月1日全線動車調試。

除這四條即將通車的線路外，北京地鐵在建線路還有145.7公里，包括14號線中段、昌平線二期、西郊線、燕房線、6號線西延、8號線三期、S1線、16號線，但明年能開通運營的線路較少。

第二篇：地鐵礦山法隧道施工過程中的接口處理

地鐵礦山法隧道施工過程中的接口處理

目前，在已投入使用的地鐵礦山法隧道中．除地 鐵正線隧道斷面外，其服務隧道斷面的尺寸由使用 功能決定。它們大小各異，如施工橫通道的截面尺 寸就受到排風、限界及拱頂土層狀況的影響。由于 施工順序的不同，就會在豎井、正線隧道、橫通道和 聯絡通道之間形成各種不同的接口形式，以及產生 不同的接口結構處理方法。礦山法隧道接口一般分為：由施工豎井破洞，施 工橫通道的接口；由橫通道破洞，施工正線隧道的接 口及由正線隧道破洞，施工聯絡通道的接口。三種 接口形式中前兩種在地鐵施工過程中較為常見，第 三種情況比較少見，經常出現在礦山法暗挖車站內。

1.從施工豎井破洞，施工橫通道的接口

礦山法隧道施工時，一般先要做一個豎井，再在豎井內破墻，施工一條垂直于正線隧道的施工橫通道。施工豎井一般采用鉆孔樁（或人工挖孔樁）加拉錨或內支撐的形式進行基坑支護（少數豎井所處 地層地質情況較好，基坑圍護可采用噴錨鋼架支護＋淺部軟弱土層攪拌樁加固止水帷幕或采用吊腳樁 的圍護形式）。對于在巖層中的拉錨，在需要破洞門的范圍內不施作預應力錨桿（索），而為方便日后施工橫通道時的截樁、破洞，破洞門范圍內幾根圍護樁的樁內鋼筋只需在洞門的上方布置，沒有鋼筋的下部樁體全部填充素？昆凝土。當巖層為泥質粉砂巖時，不適宜采用吊腳樁。

根據廣州地鐵的作法，施工豎井在完成施工階段的 任務后，通常需要

施作豎井二襯，作為風井來使用。如果沒有通風要求，橫通道的凈高度無需加高，它和豎井也不用做二襯，隧道施工完畢后進行回填即可。

施工時，豎井基坑向下開挖至洞門內一定深度時（一般至橫通道能拼出上半環拱頂鋼架的高程），就開始破墻施工橫通道的上臺階。如果橫通道高度較大，或巖層本身自穩性不強，需要在拼出初支鋼架后施工橫聯或在拱腳部位墊設槽鋼及施工鎖腳錨桿，避免鋼架變形過大。兩種方式的選取 主要根據巖層的具體情況，因為在Ⅳ、Ｖ、Ⅵ級圍巖中錨桿能起的作用是有限的。在地層較差的地區也有將豎井內部結構全部施工完畢后，再搭建平臺施工上臺階的作法。

破洞后，橫通道在進口3m范圍內的初支鋼架間距較密，一般是每0.5m一榀，并在洞口處（圍護樁樁徑范圍內）施作幾榀并排鋼架。該處鋼架內、外側縱 向聯系筋（０２２）的環向間距為0.5m，具體接口處理形式見圖３。為保證破洞門后的施工安全，初支鋼架的縱向聯系筋必須與圍護樁的豎向鋼筋進行焊接。此時，縱向聯系筋一般放在鋼筋的內側），兩者的選擇主要取決于橫通道拱頂處巖層的情況。工字鋼鋼架先期強度比格柵鋼架高，格柵鋼架只有在施工的噴射｝昆凝土達到一定強度后其整體強度才能體現出來。但是工字鋼鋼架在噴射？昆凝土時不易密實，它的加工相對比較麻煩，冷彎時容易造成工字鋼強度的降低。因此，當橫通道高度較大、且拱頂為Ｖ、Ⅵ級圍巖時建議采用工字鋼鋼架。

橫通道施工，待上臺階施工完一段距離并噴射混凝土后再開挖橫通道下部圍巖。開挖時，應根據現場巖層的實際情況，采取有針對性的方式進行施工。

避免下臺階一次性掘進縱向長度過大，應使初支鋼架盡快封閉成環。只有在巖層自穩性較好，且裂隙水較少時才可以適當增加下臺階掘進的縱向長度.2.從橫通道破洞，施工正線隧道的接口由橫通道施工正線隧道時，會出現下列兩種情況：一是橫通道的頂標高低于正線隧道的頂標高；二是橫通道的頂標高高于正線隧道的頂標高。一般來說，橫通道與正線隧道的截面形式是不同的，橫通道的截面大多為直墻拱形式，正線隧道的截面基本為馬蹄形。當它們相交時只要橫通道拱頂標高高于正線隧道拱頂標高一定距離，那么相交所產生的交線就位于同一豎平面內。這類接口在施工時，由于正線隧道范圍內的橫通道初支在沒有全部拼裝成環的情況下，要向外拆除鋼架，施工正線隧道初支，因此施工風險相對要大。若橫通道內的圍巖按臺階法分上下兩次開挖后才能將鋼架完全拼接成環，則在開挖了上半部分圍巖后，應立即拼接上半環初支鋼架并綁扎上半環正線洞口環框梁的鋼筋，待此部分初襯及環框梁施工完畢后，拆除鋼架（須拆除的局部鋼架可以不噴射混凝土，日后也不施作其下半部分鋼架，但對橫通道下臺階開挖后暴露出的巖面須作噴｝昆凝土封閉），開挖正線隧道上部圍巖并安裝上半環鋼架。應注意 在該類接口處正線隧道的初支鋼架也需要加密布置。待正線隧道上半環圍巖開挖了一定縱向長度 后，再開挖橫通道內下半部分圍巖，此時上半環初支及正線環框梁已經全部施工完畢。因為開挖下部圍 巖后，已經噴｝昆凝土完成的上半環環框梁及其上部初支會局部失去下部圍巖的支承作用，所以需要根據實際地質情況確定縱向一次性掘進長度，確保橫通道初支變形在控制范圍以

內（在施工過程中，已完成的上半環環框梁及其上部的初支有一段時間是局部懸空的，此時橫通道初支主要靠背后的系統錨桿、巖石的摩擦力及初支殼體的縱向空間受力來保持穩定）。下部巖層掘進一定深度后，立即綁扎正線下半環環框梁的鋼筋及拼裝橫通道下半環初支鋼架，使其盡快封閉成環。上、下半環環框梁的受力主鋼筋可以用接駁器進行連接。

當橫通道的高度小于正線隧道的時候（因為有些施工豎井只在施工時作出土用，此時橫通道只須滿足施工要求即可，所以截面尺寸較小，日后也不施作二襯），需要在正線隧道附近挑高橫通道截面高度（見圖４），從而由大隧道施工小隧道。破洞門時按上述第二種情況的方法進行施工，但挑高橫通道截面時會直接遇到地質較差的拱頂圍巖。此時，施工中需要對初支拱頂的變形進行仔細的觀測，若初支變形超過了一定界限，需要加１～２道橫撐來穩定變形，在初支全部完工后須及時施工二襯。在實際的工程中，也有因為拱頂巖層強度很高，而不挑高橫通道斷面直接破洞的做法。這時，接口位置被打斷的鋼架只能靠洞口密集型加長錨桿的懸吊支承來自 穩。該法適用的情況較少，故不推薦使用。

在有些設計中，正線隧道洞門環框梁的放置位置受力明確，環框梁基本沒有偏心受力。但在實際施工過程中該方式較難實施，尤其是在橫通道初支使用工字鋼鋼架時，環框梁的受力主鋼筋在鋼架內很難布置安放成環，需要對工字鋼進行一部分切割，且大多數施工單位在施工該環框梁時采用噴射混凝土的辦法，而不是模筑。一般來說，橫通道底面比正線隧道底面略高，這主要是因為通道底

板面高程受正線隧道軌面高程的制約，在實施時只需要在橫通道初支的拱腳部位進行一定量的超挖，使橫通道下部的正線隧道環框梁得以施工。最終需要將橫通道中正線隧道范圍內高于正線隧道底面的圍巖全部挖除，然后再施工兩隧道十字交叉處的一塊筒形曲面底板（初支及二襯），但是這個過程要等到相鄰的橫通道二襯及左右兩側正線隧道二襯施工完以后才能實施。

3.從正線隧道破洞，施工聯絡通道的接口

這種情況比較少見，一般發生在暗挖的地鐵車站中，由各人口進站的乘客選擇乘坐上、下行的列車 及下車的乘客選擇不同的出口，所以必須設置聯絡通道以滿足客流疏散。

在這種類型的接口形式中，由于正線隧道截面為馬蹄形，導致與聯絡通道（一般聯絡通道為直墻式截面，其尺寸小于正線隧道截面）接口的交線為一條空間三維曲線，按此曲線施工環框梁難度較大。施工中一般是由一條正線隧道破洞后施工聯絡通道，再由聯絡通道施工另一條正線隧道，所以這種接口又分兩種形式：一種是由正線隧道施工橫通道的接口。

在由正線隧道破洞施工聯絡通道的接口中，采取何種施工方式主要取決于巖層的好壞。如果開挖面巖層自穩能力較強（圍巖級別≤Ⅲ級），可以在正線隧道初襯施工完畢后直接破洞施工聯絡通道。此時，在洞口不施作環框梁僅施作縱、向直過梁，接口處的安全完全靠巖石自穩及初支拱頂加密、加長系統錨桿的作用。在強度不高的殘積層、全風化層及強風化層中，特別是裂隙水發育比較嚴重的地

方，則不宜采用上述方法。為保證正線隧道及聯絡通道拱頂的安全，較為普遍的一種方式是先澆筑正線隧道二襯，在接口處的二襯上預留 一個施孔洞，將來由此破洞施工聯絡通道。隧道二襯在此可起到支承接口處松散巖層的作用。采用 該法施工時，需保證正線隧道二襯達到設計強度后才能進行破除初支的工作。

在由聯絡通道施工正線隧道的接口中，由于正線隧道的截面大于聯絡通道截面，施工時也是由小截面施工大截面。這種接口有多種設計、施工的方法。

總的施工過程首先要挑高聯絡通道橫截面，施工時做到以大吊小。為了將來方便施工，安裝正線隧道的初支鋼架，挑高的臨時聯絡通道初支鋼架做成門式，并在兩支腳處打設鎖腳錨桿，確保門架變形在控制范圍以內；其次是架設正線隧道的上部初支鋼架（此時初支鋼架的自重均懸吊在門式初支鋼架上），將來，在下部初支鋼架拼裝完成后，再將門式框架破除。因為在接口處正線隧道的上部初支無法成環受力，所以在開挖正線隧道上半環圍巖時臨時做一個門式支架，對不能成環的上部初支起到支承作用。待上半環正線隧道初支安裝完畢，然后噴射混凝土；對先前安裝門式鋼架超挖的部分也用混凝土填實。等上半環初支達到強度后，再進行下部圍巖的開挖。下部開挖不宜一次性開挖較多圍巖，應少量多次的開挖，開挖后立即安裝下部初支。需要注意的是，門式框架柱腳下部的圍巖需等到門式框架中正線隧道下部的初支鋼架拼接完畢后才能鑿除，開挖下部圍巖時，要保留門式框架基座下的圍巖。開挖后上部初支變形較大，還需要增加臨時施工措施對初支進行支撐，鋼架全部拼接完畢及噴混凝土后立即澆注接口處的二

襯。

4.結語

以上列舉了地鐵建設中礦山法隧道多種接口的不同處理方式。由于礦山法隧道大多是人工開挖各類接口也沒有統一的標準形式，因此在處理各種接口時，最重要的是根據接口處實際的地層情況，選擇最適合的開挖方式進行破洞開挖。