日前,筆者從市地鐵公司獲悉,地鐵1號線秀山站至羅漢山站盾構(gòu)區(qū)間(下稱“秀羅區(qū)間”)雙線已全部貫通。據(jù)了解,此次該區(qū)間下行線盾構(gòu)機成功通過了經(jīng)水平冷凍法加固的接收井洞門,這是冷凍法在福州地鐵實施的第一個成功案例。
首造“凍門”迎接盾構(gòu)出洞
據(jù)地鐵公司相關(guān)負責(zé)人介紹,地鐵1號線秀羅區(qū)間位于福州市北部秀峰路地下,線路長度630米左右,施工單位為中鐵四局集團有限公司。該區(qū)間在下行線施工中遇到一個特殊情況,即盾構(gòu)接收井所處地面位置緊鄰希爾頓酒店規(guī)劃用地,距離解放溪約50米,場地條件有限,所以施工單位將端頭井洞門加固形式由采用傳統(tǒng)的旋噴樁改為水平冷凍法,為迎接下行線盾構(gòu)機出洞打造一扇人工“凍門”。
實施冷凍法有什么作用呢?據(jù)這名負責(zé)人說,冷凍法是一種通過冷凍將天然巖土變成凍土的工法,可增加土層強度和穩(wěn)定性,隔絕地下水,杜絕施工過程中崩塌等安全隱患,對地面環(huán)境的影響也較小。
盾構(gòu)機破洞而出
“冰箱”制凍攻克加固難題
據(jù)其介紹,盾構(gòu)接收與冷凍法的配合施工應(yīng)在短短3天內(nèi)完成,也就是說,盾構(gòu)機從進入加固體到破洞門時間若超出3天,需重新恢復(fù)冷凍,風(fēng)險、工期、成本都會大大增加。施工單位嚴陣以待,提前做好充分的冷凍加固準備,調(diào)來兩臺冷凍機(一臺備用)、冷卻塔、測溫儀、鉆機等機械設(shè)備輔助施工?!皟膳_冷凍機相當(dāng)于兩臺大冰箱,其原理與冰箱差不多,先用氟利昂降低鹽水溫度,冷鹽水通過一根根打入土層的管道進入土層,不斷循環(huán),把土層中的熱量帶出來。土層慢慢降溫,凍得硬度足夠時就可以鑿洞開挖了?!笔┕と藛T在現(xiàn)場布置了54個凍結(jié)孔及一些測溫孔,連接了54條冷凍管。8月底,秀羅區(qū)間下行線接收井洞門水平冷凍法正式開機冷凍。
該負責(zé)人介紹說,冷凍施工中,遇到的一大難題是9月氣溫仍然較高,每日室外平均溫度在36℃以上,而最理想冷凍環(huán)境溫度應(yīng)為32℃內(nèi)。另一方面,加固土體內(nèi)存在流量較大的水,周邊又有滲漏情況,容易導(dǎo)致冷凍量的散失。針對此情況,施工方通過檢查接收井周邊環(huán)境及結(jié)構(gòu),對洞門漏水進行了封堵,并對周圍50米內(nèi)的降水井也進行封堵,同時加大了冷卻水的流量。
另一難題是洞門防水裝置,由于接收井設(shè)計防水裝置為翻板加橡膠簾布板,受結(jié)構(gòu)尺寸限制,冷凍管距離洞門鋼環(huán)較近,翻板無法安裝,最終洞門處裝兩道4毫米厚彈簧板巧妙攻克密封性難關(guān)。
成功破凍 累積技術(shù)經(jīng)驗
經(jīng)過約1個月的充分降溫準備工作,加固區(qū)土體達到-10℃以下,迎來了下行線盾構(gòu)機,經(jīng)過3天奮戰(zhàn),盾構(gòu)機順利脫離接收井洞門,完成秀羅區(qū)間下行線盾構(gòu)掘進施工任務(wù)。在接收盾構(gòu)過程中,洞門處未發(fā)現(xiàn)滲漏水現(xiàn)象。
據(jù)介紹,此次福州地鐵秀羅區(qū)間下行線冷凍法加固是冷凍法在地鐵1號線實施的首例,也是在福州特有富含水的碎卵礫石和殘積土層地質(zhì)下實施冷凍法成功的首例,創(chuàng)造了在平均溫度高于36℃的外部環(huán)境下圓滿完成施工任務(wù)的良好經(jīng)驗,拉開了福州地鐵后續(xù)使用冷凍法的序幕。
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