应用冻结法加固地铁工程的结构施工研究

摘 要：主要介绍了上海地铁明珠线蓝村路站-浦东南路站区间隧道联络通道、泵站采用水平冻结加固情况下，隧道支护及结构施工过程，分析了隧道内矿山法施工旁通道对地表及隧道结构产生的影响及解决措施，指出了矿山法施工技术在市政及地铁工程施工中的技术可行性。
关键词：水平冻结；隧道支护；结构施工

1、前言
由于受城市地面道路、建筑和地下管线的影响，在地铁隧道施工中，传统的明挖施工技术受到挑战，而隧道暗挖施工技术，因其很少占用地面施工场地、无环境污染、施工安全性高等优势，在北京、广州、上海等城市地铁施工中得到推广应用。2002年6月至11月上海地铁明珠线蓝村路站-浦东南路站区间隧道联络通道、泵站工程采用全断面水平冻结法加固、矿山法开挖支护施工顺利完成。
2、概述
2.1工程内容上海地铁明珠线二期蓝村路站—浦东南路站区间隧道旁通道及泵站（以下简称旁通道）位于两站区间隧道中部。旁通道由与左右线隧道正交的水平通道及通道中部的集水井组成（图1）。按设计，旁通道位置上、下行线隧道的中心标高分别为-15.007m和-15.806m，上、下行线隧道中心线间距13481.9mm。通道为直墙圆弧拱结构，集水井为矩形结构，通道和集水井均采用两次衬砌，其中初衬厚度为200mm，通道墙、拱和集水井内衬厚度为400mm，通道底板和通道与隧道连接处（喇叭口）内衬厚度为1000mm.通道的开挖轮廓高约4.23m，宽3.2m，局部（喇叭口处）高4.83m，宽4.4m；泵站开挖轮廓长4.2m，宽3.2m，深2.2m。

2.2 工程地质条件
旁通道位置地面标高为4m左右，隧道上覆土层厚度按19m考虑。根据附近地层情况，旁通道施工范围内土层主要按灰色淤泥质粘土、灰色粘土和灰色粉质粘土考虑，具有孔隙比大、含水丰富、承载力低、容易压缩和在动力作用下易流变的特点，开挖后天然土体本身难以自稳。
2.3 工程难点
① 地质条件差，淤泥质粘土承载力低，含水率高，易流变；
② 在盾构区间隧道内施工，施工点距区间隧道两端车站均有1km左右的距离，施工场地狭小；
③ 工程地处浦东新区东方路，通道上方地面为一栋二层楼的超市，通道开挖引起的地表沉降量必须严格控制，不能超过30mm。
因此，在该地层内开挖构筑旁通道，需要先对施工影响范围内的土体进行稳妥、可靠的加固处理。经反复论证决定采用水平冻结法加固。该工法具有安全性好，不污染环境等优点。因此本工程设计包括旁通道周围土层的冻结加固和开挖构筑施工两部分内容。设计地层冻结加固体积约为2100m3，挖掘土方和浇注混凝土体积分别为220m3和120m3.采用这种加固方法就要求旁通道及泵站结构施工中的开挖工艺、支护参数等与之相适应。