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區間(下稱“秀羅區間”)雙線已全部貫通。據了解,此次該區間下行線盾構機成功通過了經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”迎接盾構出洞
據地鐵公司相關負責人介紹,地鐵1號線秀羅區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。該區間在下行線施工中遇到一個特殊情況,即盾構接收井所處地面位置緊鄰希爾頓酒店規劃用地,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的旋噴樁改為水平冷凍法,為迎接下行線盾構機出洞打造一扇人工“凍門”。
實施冷凍法有什么作用呢?據這名負責人說,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,對地面環境的影響也較小。
盾構機破洞而出
“冰箱”制凍攻克加固難題
據其介紹,盾構接收與冷凍法的配合施工應在短短3天內完成,也就是說,盾構機從進入加固體到破洞門時間若超出3天,需重新恢復冷凍,風險、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,調來兩臺冷凍機(一臺備用)、冷卻塔、測溫儀、鉆機等機械設備輔助施工。“兩臺冷凍機相當于兩臺大冰箱,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,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。”施工人員在現場布置了54個凍結孔及一些測溫孔,連接了54條冷凍管。8月底,秀羅區間下行線接收井洞門水平冷凍法正式開機冷凍。
該負責人介紹說,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,而最理想冷凍環境溫度應為32℃內。另一方面,加固土體內存在流量較大的水,周邊又有滲漏情況,容易導致冷凍量的散失。針對此情況,施工方通過檢查接收井周邊環境及結構,對洞門漏水進行了封堵,并對周圍50米內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,由于接收井設計防水裝置為翻板加橡膠簾布板,受結構尺寸限制,冷凍管距離洞門鋼環較近,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。
成功破凍 累積技術經驗
經過約1個月的充分降溫準備工作,加固區土體達到-10℃以下,迎來了下行線盾構機,經過3天奮戰,盾構機順利脫離接收井洞門,完成秀羅區間下行線盾構掘進施工任務。在接收盾構過程中,洞門處未發現滲漏水現象。
據介紹,此次福州地鐵秀羅區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下實施冷凍法成功的首例,創造了在平均溫度高于36℃的外部環境下圓滿完成施工任務的良好經驗,拉開了福州地鐵后續使用冷凍法的序幕。
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