福州地铁隧道首试“冷冻法”施工 “冰箱”造冻土

　　盾构上接收架

东快讯（记者许才芳）地下含水的岩土经过特殊处理，可以变成坚硬的冻土。在福州地铁一号线秀山至罗汉山站间，福州地铁施工首次采用了“冷冻加固法”，帮助地铁隧道的挖掘和成形。和其余区间不同的是，秀罗区间下行线是冷冻法在福州地铁实施的首个成功案例。

昨日，东南快报记者从福州市地铁公司获悉：继地铁1号线秀山站-罗汉山站盾构区间上行线顺利贯通，目前正加快进行附属结构施工，盾构机也已转场至罗汉山站-福州火车站站区间继续掘进；近日，该区间下行线的盾构机又顺利脱离接收井洞门，完成掘进。至此，该区间实现双线贯通。

据了解，目前，福州地铁1号线秀山站等14个站点已完成车站主体结构施工，象峰站等7个站点正进行基坑开挖及车站主体结构施工。

1号线盾构区间总里程数37.2公里，已完成21.5公里，占比57.8％；矿山法隧道总里程数2.97公里，已完成2.58公里，占比86.9％。截至目前全线共21台盾构机下井施工，其中秀山站-罗汉山站、斗门站-树兜站、上藤站-三叉街站、白湖亭站-葫芦阵站、葫芦阵站-黄山站、黄山站-排下站以及城门站-三角埕站7个区间实现双线贯通；象峰站-秀山站上行线、排下站-城门站下行线、三角埕站-胪雷站上行线区间、胪雷站-福州南站站下行线实现单线贯通。

探秘：

为何采用场地有限新技术上马

地铁1号线的秀山站-罗汉山站区间处于榕城北部秀峰路的地下空间内，线路总长度630米左右。在转向下行线盾构掘进时，施工单位中铁四局集团有限公司发现了特殊情况。

由于下行线盾构接收井所处的地面位置正好紧邻着希尔顿酒店的规划用地，和地铁征地红线重合，隧道50米范围内有临时建设的希尔顿两层活动板房，解放溪也在50米左右的地方，场地十分有限。

因为这样的特殊情况，下行线接收井上的地面不具备加固条件，原先惯用的旋喷桩端头井加固形式便无法使用。经过仔细勘察，确定了采用水平冷冻法加固，可以说为迎接下行线盾构机出洞打造一扇人工“冻门”。

　　人工破除洞门第一层混凝土

有何效果

增加土层强度杜绝施工崩塌隐患

据该负责人介绍，所谓的“冷冻法”，就是一种通过冷冻，将天然岩土变成冻土的工法，可以增加土层的强度和稳定性，隔绝地下水，杜绝施工过程中崩塌等安全隐患，给地铁增戴上了“头盔”确保安全，同时对地面环境的影响也较小。

由于这是该工法在福州地铁的首次使用，也给施工人员带来不小的难题。“冷冻法对施工精度控制、质量控制等都有很高的要求。”该负责人说，首先，秀罗区间所处地层为土质主要以淤泥、碎卵石和残积土层为主，一旦施工不仔细，就会产生冻结管侵入隧道、冻结体不能形成冻结环和冻结墙体、盐水渗漏等问题。而如果盾构机从进入加固体到破洞门时间超出3天，就要重新恢复冷冻，风险、工期和成本都大大增加。

为了加快速度，施工人员调来了2台冷冻机（一台备用），冷却塔、测温仪、钻机等机械设备辅助施工。2台冷冻机，相当于2台“大冰箱”，先用氟利昂降低盐水温度，再把冷盐水通过54根打入土层的冷冻管，使之进入土层，不断循环，将土层中的热量带出，给它“降温”。通过对设备质量、冷冻材料的反复检验，终于，秀罗区间下行线接收井洞门水平冷冻法在8月25日正式开机冷冻。

未来前景

将在福州地铁施工中逐步推广

经过1个月的不断降温，加固区土体终于达到-10℃以下，迎来了下行线盾构机，经过3天掘进，盾构机顺利脱离洞门，秀罗区间下行线顺利贯通。

“在接收盾构过程中，洞门处没发现渗漏水现象。”该负责人说，为了防止冻结过的土体解冻后，产生沉降问题，施工人员对洞门立即封堵注浆，目前地面累计最大沉降为15毫米。“可以说一切安全可控。”

秀罗区间下行线是冷冻法在福州地铁1号线实施的首例，也是在福州特有富含水的碎卵砾石和残积土层地质下实施冷冻法成功的首例，为在平均温度高于36℃的外部环境下，按设计要求圆满完成施工任务积累了良好经验。“本月中下旬，秀罗区间上下行线13.5米长联络通道还会继续采用冷冻法施工，以后会在福州地铁施工中逐步推广。”该负责人说。

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　　洞门连接了５４条冷冻管进行降温加固。

福州新闻网10月13日讯　昨日记者从市地铁公司获悉，地铁1号线秀山站至罗汉山站盾构区间(下称“秀罗区间”)双线已全部贯通。据了解，此次该区间下行线盾构机成功通过了经水平冷冻法加固的接收井洞门，这是冷冻法在福州地铁实施的第一个成功案例。

首造“冻门”

迎接盾构出洞

据地铁公司相关负责人介绍，地铁1号线秀罗区间位于福州市北部秀峰路地下，线路长度630米左右，施工单位为中铁四局集团有限公司。该区间在下行线施工中遇到一个特殊情况，即盾构接收井所处地面位置紧邻希尔顿酒店规划用地，距离解放溪约50米，场地条件有限，所以施工单位将端头井洞门加固形式由采用传统的旋喷桩改为水平冷冻法，为迎接下行线盾构机出洞打造一扇人工“冻门”。

实施冷冻法有什么作用呢?据这名负责人说，冷冻法是一种通过冷冻将天然岩土变成冻土的工法，可增加土层强度和稳定性，隔绝地下水，杜绝施工过程中崩塌等安全隐患，对地面环境的影响也较小。

　　盾构机破洞而出。

“冰箱”制冻

攻克加固难题

据其介绍，盾构接收与冷冻法的配合施工应在短短3天内完成，也就是说，盾构机从进入加固体到破洞门时间若超出3天，需重新恢复冷冻，风险、工期、成本都会大大增加。施工单位严阵以待，提前做好充分的冷冻加固准备，调来两台冷冻机(一台备用)、冷却塔、测温仪、钻机等机械设备辅助施工。“两台冷冻机相当于两台大冰箱，其原理与冰箱差不多，先用氟利昂降低盐水温度，冷盐水通过一根根打入土层的管道进入土层，不断循环，把土层中的热量带出来。土层慢慢降温，冻得硬度足够时就可以凿洞开挖了。”施工人员在现场布置了54个冻结孔及一些测温孔，连接了54条冷冻管。8月底，秀罗区间下行线接收井洞门水平冷冻法正式开机冷冻。

该负责人介绍说，冷冻施工中，遇到的一大难题是9月气温仍然较高，每日室外平均温度在36℃以上，而最理想冷冻环境温度应为32℃内。另一方面，加固土体内存在流量较大的水，周边又有渗漏情况，容易导致冷冻量的散失。针对此情况，施工方通过检查接收井周边环境及结构，对洞门漏水进行了封堵，并对周围50米内的降水井也进行封堵，同时加大了冷却水的流量。

另一难题是洞门防水装置，由于接收井设计防水装置为翻板加橡胶帘布板，受结构尺寸限制，冷冻管距离洞门钢环较近，翻板无法安装，最终洞门处装两道4毫米厚弹簧板巧妙攻克密封性难关。

成功破冻

累积技术经验

经过约1个月的充分降温准备工作，加固区土体达到-10℃以下，迎来了下行线盾构机，经过3天奋战，盾构机顺利脱离接收井洞门，完成秀罗区间下行线盾构掘进施工任务。在接收盾构过程中，洞门处未发现渗漏水现象。

据介绍，此次福州地铁秀罗区间下行线冷冻法加固是冷冻法在地铁1号线实施的首例，也是在福州特有富含水的碎卵砾石和残积土层地质下实施冷冻法成功的首例，创造了在平均温度高于36℃的外部环境下圆满完成施工任务的良好经验，拉开了福州地铁后续使用冷冻法的序幕。

(福州晚报记者　邱泉盛　通讯员　谢丹婷　文/摄)