探討地鐵工程凍結法對施工質量的影響

王保貴

摘 要：經濟進步發(fā)展的同時，客運、貨運量逐步加大，推動我國逐步完善交通運輸系統，地鐵作為新興的運輸工具之一，其在交通運輸系統扮演的角色越來越重要。由于其建設過程均需在地下完成，因而對施工技術的要求較高。地鐵內部相互聯絡通道的建設以及排水泵站的施工過程被視為地鐵建設的難點，而近年來凍結法的廣泛使用，使得地鐵建設取得了顯著的成效。對此，本文探討了地鐵凍結法對施工質量的影響。

關鍵詞：地鐵工程；凍結法；施工質量；影響

地鐵是節(jié)約城市用地，減少空間擁擠程度，憑借快、穩(wěn)、經濟受到人們的青睞，由于其完全處于地下，整個運作環(huán)境相對封閉，加大了其施工的難度，近年來，凍結法在其施工過程中得以普遍應用，并取得可喜的成績。

1 凍結法施工原理探究

所謂凍結法的來源是自然凍結現象，結合人工制冷技術，將一定量的低溫冷煤輸送到要開挖進行地鐵建設的土層周圍，將其周圍的土層凍結成連續(xù)性冰凍土墻，從而增加抵抗周圍土層的壓力，同時切斷地下水對其的影響，待土層凍結到一定程度，以進行地鐵開挖施工項目。在整個凍結過程中，輸送進地層的低溫冷煤借助進、回管道與周圍地層實現聯系，并憑借凍結管道實現所需熱量的交換，起到過渡作用，即將產生的冷量傳遞給所需開挖的地層，同時，帶走不必要的熱量，這使得整個冷凍環(huán)境的溫度逐漸下降，直至地下水結冰，將周圍分散或存在間隙的土層借助冰膠形成一個整體，從而形成抗水的凍土柱。當無數個凍結管通過這種循環(huán)產生相應的凍土柱，且凍土柱半徑不斷擴大時，相互之間便連接成一個整體，即形成連續(xù)封閉的凍土墻。地鐵工程施工建設就是在這種環(huán)境下展開一系列施工的。

2 凍結法對施工質量的影響

2.1 有效建設地鐵聯絡通道。地鐵聯絡通道即地鐵隧道的橫向連接通道，根據已有隧道的情況，解決其對接問題，當發(fā)生突發(fā)事故時，做應急避難場所。其位置一般建設在區(qū)間隧道的中間部分，并與集、排水泵站相連，同時肩負著集水、排水以及防火的作用。在建設此通道時，建設難點是源源不斷的地下水，像管棚法、深層次攪拌法等所起到的加固效果較微弱，因此，凍結法成為其順利施工的關鍵，我國各地（例如北京、上海、南京、深圳等）已經運用此方法完成了地鐵聯絡通道的建設，在降低建設難度的同時，提高了建設效率與施工質量。

2.2 有利于修復地鐵隧道涌水以及坍塌故障。縱觀地鐵建設的整個歷史過程，地鐵建設隧道出現過不同程度的涌水以及坍塌現象，以往施工團隊多堅持“線路修改”原則進行修復，主要因素是此方法難度較小，但在修復過程中，經常受到“規(guī)劃線路”問題影響不能隨意更改隧道建設位置，只能“既定位置”修復，因而修復難度加大，而凍結法卻很好的解決了這一問題。例如，以上海交通軌道4號線浦東南路站到南部大橋站的地鐵路線，施工團隊在進行隧道風井建設過程中突然發(fā)生流砂事故，結果造成隧道坍塌，在勘測調查并對所獲取的數據進行分析比較，做出“原位修復”的決定，由于連接位置是修復的難點，施工人員巧妙利用凍結法并輔以暗地開挖的方式，并依據修復狀況設置了安全門，以方便人員進出。

此類修復過程較適用于原有地鐵基本狀況并未發(fā)生根本性破壞，只是發(fā)生局部坍塌或其他事故，受周圍建筑物以及考慮到對該地鐵路段的整體性，采用明挖或礦山法進行修復將引起不必要的損失，凍結法的出現有效的解決了這一難題。

2.3 保證盾尾刷更換效果，提高地下水處理質量。若地鐵施工過程需要穿越江河湖泊時，建設施工的地鐵不僅需要承受較大規(guī)模的壓力，而且能夠在復雜地形段做到“安全施工，保證質量”。因此，加大了施工難度，如若在施工過程中，技術應用不合理，將會加大盾尾滲漏的可能性，即加大了此地段地鐵隧道的危險系數。在此路段施工過程中，對盾尾機的工作量要求較大，而盾尾刷又是其工作質量的決定性因素，其一旦損壞，不僅影響施工進度，而且加大了對原有施工成果的損壞概率。正常進行施工時，盾尾刷一般安置于管片后部，對其進行更換時，需要將管片拆卸下來，然后在相對安全的位置完成更換工作，在整個更換過程中，當管片拆卸后，保證盾尾自身的止水性較為關鍵。現階段地鐵施工過程中，常采用人工凍結法與漿液凝固法對其進行處理，前者的止水功效在施工過程中已得到廣泛證實，而后者主要是借助噴漿同時加大注漿量以減少漿液凝固所用的時間，但其受化學因素的影響，對于盾尾發(fā)生滲漏現象的處理效果有待提高。而盾尾刷更換時間、效率等對提高盾尾機處理地下水效率來講十分重要，其主要采用鹽水凍結法，與傳統的濾液凍結法相比而言，雖然其消耗的時間較長，但是其經濟性能較好，此方法適用于既定工期能夠完成且施工處于預見性較強的階段，運用人工制冷技術完成盾尾刷的更換任務，以實現凍結地下水完成冰封目的。

在運用低溫鹽水凍結法進行施工時，關鍵在于掌握盾尾機中兩個較為特殊的管片環(huán)制作與安裝過程，一是用于凍結管片位置的特殊環(huán)，處于普通環(huán)前面，另一個是用于更換盾尾刷位置的特殊環(huán)，處于凍結環(huán)前面，在施工進程中，應按照順序，依次完成這兩個特殊環(huán)的安裝，從而為凍結土層形成連續(xù)性凍土墻做好技術保證。

2.4 提高地鐵施工效果，減少后期修復頻率。凍結法在地鐵施工過程中的使用，是基于其他方法的靈活運用之上采取的相關措施。施工前期，凍結法將用于地鐵建設的土層進行冰封，這有效防止了土層的坍塌或地下水的滲漏，這保證了施工質量，隨著技術的革新，凍結法應用領域、應用方式、產生的效果更有利于加固建設環(huán)境，保證其穩(wěn)定性，這在一定程度上降低了后期地鐵事故頻發(fā)的概率，保障了人們的安全，也提高了經濟效益。

3 結束語

交通運輸系統的逐步完善，地鐵的作用也越來越突出，地鐵規(guī)劃建設已經成為城市建設規(guī)劃的重要組成部分，作為節(jié)約建設用地，方便市民的首要選擇，但由于其建設環(huán)境復雜，本文分析了凍結法在提高其施工質量方面的作用，在探究其施工原理的基礎上對具體施工環(huán)節(jié)進行了深入論證。

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