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施工方案设计
由于穿越段开挖范围内有近 4m厚的超细粉砂层，且地下水水压较高，施工时很容易发 生水砂突出灾难性事故。 尤其是穿越段上方紧挨原地铁车站， 要求施工引起的原地铁车站结
构沉降要控制在毫米级以内，对施工方案选择提出了很高的要求。 根据以往施工经验，目前
在隧道工程施工中经常采用的降水、 注浆、管棚以及顶管等工法在该工程中都难以实施， 或
存在极大的风险，因而必须寻找一种新的施工方法， 以彻底解决堵水、 加固和有效控制周围
地层及建筑物变形的难题。
地层冻结法是用人工制冷的方法使含水地层冻结，形成冻土，从而提高地层稳定性和止 水性的地层加固方法，适用于饱和砂土、淤泥等各种复杂地层加固。地层冻结法技术可靠， 对施工条件要求宽，国际工程界认为它是在其他地层加固方法难以应用时的最终解决方案。
尽管地层冻结法有很多优点，但根据分析，在穿越段工程中应用该项技术还存在一些技 术难题。首先是地层冻结时会产生冻胀变形， 最大冻胀量可以达到冻土体积的 7%以上，而
冻土解冻时又会发生收缩融沉， 且收缩量可以超过冻胀量， 从而使周围地层出现明显隆起和
沉降现象，引起周围建筑物移位或产生变形破坏。 其次是穿越段工程冻结边界条件极为复杂，
冻结区与地铁一号线车站底板、 围护地下连续墙等易散热物体直接接触， 使得接触面处特别
容易出现冻结薄弱区， 从而影响冻结维护结构的强度与封水性。 第三是在拟开挖隧道周围施
工冻结钻孔和安装冻结管难度较大，钻孔时容易发生水砂突出事故。
下行线隧道与上行线隧道均采用 田”字形断面的冻结壁形式，冻结设计参数见附表。冻
结系统设计最低盐水温度为 -28〜-30 C,维护冻结盐水温度为-20 C,单孔盐水流量为5〜 7m3/ 470MJ/h ，实际装机制冷量为 700MJ/h 。
附表穿趣段冻结设计参数
参数名椒
底板
中间
中间
22. 6
22. 6
21. R
21. 8
冻结壁设计抒展丿朮
2. a
2. 5
1. 5
L 3
冻结界面…辺曲描
L 0
1・0
y
y
冻结雌甲陶漏度C
10
-1 2
7
冻结界面・温阳C
■ 10
-1(1
%
%
冻结孔数/个
} R
J 1
■4
冻结孔间距/ m
o. 7
a si 7
0. RJ7
1. 362
积槌冻结时间M
60
75
25
20
注［冻结賺与老结构界面.
3、冻结施工关键技术
(1 )采用二次开孔工艺，以防钻透地下连续墙时大量出泥出水。一次开孔采用金刚石 取心钻在地下连续墙上钻进 300mm 深左右，不钻透连续墙。一次开孔钻进完毕，下入孔 口管并安装阀门，接着进行二次开孔钻进，直至钻透连续墙。 连续墙钻透后，立即退出开孔
钻头，关闭阀门。
(2 )用夯管法下冻结管，夯管和钻进时安装类似轴封的孔口止水装置。对于需要穿透
对侧地下连续墙的冻结孔，则先用夯管法下套管(套管下至对侧连续墙墙面) ，然后用钻机
在套管中钻透对侧连续墙，再用夯管法