工程技术 探讨地铁工程冻结法对施工质量的影响 王保贵 中煤第三建设（集团）有限责任公司冻结工程处 安徽淮北２３５０４４ 摘要：经济进步发展的同时，客运、货运量逐步加大，推动我国逐步完善交通运输系统，地铁作为新兴的运输工具之一，其在交通运输 系统扮演的角色越来越重要。由于其建设过程均需在地下完成，因而对施工技术的要求较高。地铁内部相互联络通道的建设以及排水泵站 的施工过程被视为地铁建设的难点，而近年来冻结法的广泛使用，使得地铁建设取得了显著的成效。对此，本文探讨了地铁冻结法对施工质 量的影响。 关键词：地铁工程；冻结法；施工质量；影响 地铁是节约城市用地，减少空间拥挤程度，凭借快、稳、经济受 大了施工难度，如若在施工过程中，技术应用不合理，将会加大盾尾 到人们的青睐，由于其完全处于地下，整个运作环境相对封闭，加大 渗漏的可能性，即加大了此地段地铁隧道的危险系数。在此路段施 了其施工的难度，近年来，冻结法在其施工过程中得以普遍应用，并 工过程中，对盾尾机的工作量要求较大，而盾尾刷又是其工作质量 取得可喜的成绩。 的决定性因素，其一旦损坏，不仅影响施工进度，而且加大了对原有 １冻结法施工原理探究 施工成果的损坏概率。正常进行施工时，盾尾刷一般安置于管片后 所谓冻结法的来源是自然冻结现象，结合人工制冷技术，将一定 部，对其进行更换时，需要将管片拆卸下来，然后在相对安全的位置 保证盾尾自身的 量的低温冷煤输送到要开挖进行地铁建设的土层周围，将其周围的土 完成更换工作，在整个更换过程中，当管片拆卸后，层冻结成连续性冰冻土墙，从而增加抵抗周围土层的压力，同时切断 止水性较为关键。现阶段地铁施工过程中，常采用人工冻结法与浆 地下水对其的影响，待土层冻结到一定程度，以进行地铁开挖施工项 目。在整个冻结过程中，输送进地层的低温冷煤借助进、回管道与周围 地层实现联系，并凭借冻结管道实现所需热量的交换，起到过渡作用， 即将产生的冷量传递给所需开挖的地层，同时，带走不必要的热量，这 使得整个冷冻环境的温度逐渐下降，直至地下水结冰，将周围分散或 液凝固法对其进行处理，前者的止水功效在施工过程中已得到广泛 证实，而后者主要是借助喷浆同时加大注浆量以减少浆液凝固所用 的时间，但其受化学因素的影响，对于盾尾发生渗漏现象的处理效 果有待提高。而盾尾刷更换时间、效率等对提高盾尾机处理地下水 效率来讲十分重要，其主要采用盐水冻结法，与传统的滤液冻结法 存在间隙的土层借助冰胶形成一个整体，从而形成抗水的冻土柱。当 相比而言，虽然其消耗的时间较长，但是其经济性能较好，此方法适 运用人工制 无数个冻结管通过这种循环产生相应的冻土柱，且冻土柱半径不断扩 用于既定工期能够完成且施工处于预见性较强的阶段，大时，相互之间便连接成一个整体，即形成连续封闭的冻土墙。地铁工 冷技术完成盾尾刷的更换任务，以实现冻结地下水完成冰封目的。 程施工建设就是在这种环境下展开一系列施工的。 ２冻结法对施工质量的影响 在运用低温盐水冻结法进行施工时，关键在于掌握盾尾机中两 个较为特殊的管片环制作与安装过程，一是用于冻结管片位置的特 ２．１有效建设地铁联络通道。地铁联络通道即地铁隧道的横向 殊环，处于普通环前面，另一个是用于更换盾尾刷位置的特殊环，处 连接通道，根据已有隧道的情况，解决其对接问题，当发生突发事故 于冻结环前面，在施工进程中，应按照顺序，依次完成这两个特殊环 从而为冻结土层形成连续性冻土墙做好技术保证。 时，做应急避难场所。其位置一般建设在区间隧道的中间部分，并与 的安装，集、排水泵站相连，同时肩负着集水、排水以及防火的作用。在建设此 ２．４提高地铁施工效果，减少后期修复频率。冻结法在地铁施工 通道时，建设难点是源源不断的地下水，像管棚法、深层次搅拌法等所 过程中的使用，是基于其他方法的灵活运用之上采取的相关措施。 起到的加固效果较微弱，因此，冻结法成为其顺利施工的关键，我国各 施工前期，冻结法将用于地铁建设的土层进行冰封，这有效防止了 地（例如北京、上海、南京、深圳等）已经运用此方法完成了地铁联络通 土层的坍塌或地下水的渗漏，这保证了施工质量，随着技术的革新， 道的建设，在降低建设难度的同时，提高了建设效率与施工质量。 冻结法应用领域、应用方式、产生的效果更有利于加固建设环境，保 ２＿２有利于修复地铁隧道涌水以及坍塌故障。纵观地铁建设的 证其稳定性，这在一定程度上降低了后期地铁事故频发的概率，保 整个历史过程，地铁建设隧道出现过不同程度的涌水以及坍塌现 障了人们的安全，也提高了经济效益。 象，以往施工团队多坚持“线路修改”原则进行修复，主要因素是此 ３结束语 方法难度较小，但在修复过程中，经常受到“规划线路”问题影响不 交通运输系统的逐步完善，地铁的作用也越来越突出，地铁规 能随意更改隧道建设位置，只能“既定位置”修复，因而修复难度加 大，而冻结法却很好的解决了这一问题。例如，以上海交通轨道４号 线浦东南路站到南部大桥站的地铁路线，施工团队在进行隧道风井 建设过程中突然发生流砂事故，结果造成隧道坍塌，在勘测调查并 对所获取的数据进行分析比较，做出“原位修复”的决定，由于连接 位置是修复的难点，施工人员巧妙利用冻结法并辅以暗地开挖的方 划建设已经成为城市建设规划的重要组成部分，作为节约建设用 地，方便市民的首要选择，但由于其建设环境复杂，本文分析了冻结 法在提高其施工质量方面的作用，在探究其施工原理的基础上对具 体施工环节进行了深入论证。 参考文献： 式，并依据修复状况设置了安全门，以方便人员进出。 ［１］张景钰，方江华，汪仁和．水平冻结法在上海地铁隧道旁通道工程 此类修复过程较适用于原有地铁基本状况并未发生根本性破 的应用叨．淮南职业技术学院学报，２００５（０１）． 坏，只是发生局部坍塌或其他事故，受周围建筑物以及考虑到对该 ［２】吕善国，岳丰田，石荣剑，杨国祥，余志松．地铁车站下隧道冻结法 地铁路段的整体性，采用明挖或矿山法进行修复将引起不必要的损 施工压力监测ｆＪ１．中国市政工程，２００４（０６）． 失，冻结法的出现有效的解决了这一难题。 【３】徐晶．冻结法在上海地铁联络通道施工中的应用『Ｊ１．中国市政工 ２．３保证盾尾刷更换效果，提高地下水处理质量。若地铁施工过 程。２００４（０５）． 程需要穿越江河湖？白时，建设施工的地铁不仅需要承受较大规模的 ［４］夏慧民，牛富俊．冻土墙墙体时空扩展的材料非线性有限元分析 压力，而且能够在复杂地形段做到“安全施工，保证质量”。因此，加 『Ｊ］．土木工程学报，２００４（０６）． ・８１・
