保安全降風(fēng)險(xiǎn),地鐵施工首試“冷凍法”
地下含水的巖土經(jīng)“冷凍法”后,就會(huì)變成堅(jiān)硬的“凍土”,這樣更便于鑿洞開(kāi)挖。地鐵1號(hào)線南湖站—金湖廣場(chǎng)站盾構(gòu)區(qū)間(以下簡(jiǎn)稱“南—金區(qū)間”)首次采用了這種“冷凍法”施工,并于5月3日成功建設(shè)完成了一條地鐵聯(lián)絡(luò)通道,這在南寧地鐵建設(shè)中尚屬首次。
何為“冷凍法”施工?南—金區(qū)間為何使用該施工法?有何效果?帶著一連串問(wèn)題,5月7日,記者在南寧軌道交通集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“南寧軌道公司”)相關(guān)專家的帶領(lǐng)下,深入該區(qū)間建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)探秘。
如何“凍土”——“冰箱”制凍80根管注入
昨日,我市的氣溫并不像前段時(shí)間那么悶熱,但地面溫度也超過(guò)了30℃。
上午9時(shí)許,記者從南湖站施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)井入口下到地下約18米的站臺(tái)層,走進(jìn)已經(jīng)貫通的隧道內(nèi)。因?yàn)樗淼缊A滑,記者走起來(lái)比較困難,工人們卻如履平地,一撥又一撥地快步從記者身邊經(jīng)過(guò)。
行走約5分鐘后,記者看到了南—金區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道施工點(diǎn):施工人員都穿著長(zhǎng)袖長(zhǎng)褲,正忙著給應(yīng)急聯(lián)絡(luò)通道澆筑混凝土;施工點(diǎn)的隧道墻壁上插著一根根白色管子,管子周圍用泡沫包住,用手一摸很是冰冷;深入洞壁的管線附近一看,厚厚的冰堆寒氣逼人……
“這些管子有80多根,兩臺(tái)冷凍機(jī)產(chǎn)生的冷鹽水就通過(guò)這些管子注入土層深處?!蹦蠈庈壍拦卷?xiàng)目主管任攀峰介紹說(shuō),其冷凍原理和電冰箱差不多,先用氟利昂降低鹽水溫度,冷鹽水沿一根根打入土層的管道進(jìn)行循環(huán),把土層中的熱量帶出來(lái),土層慢慢降溫直至最后被凍得硬邦邦的,就跟冰棍一樣,這時(shí)就可以鑿洞開(kāi)挖了。凍結(jié)時(shí)間一般需要45到50天,最后土層溫度可降到零下28℃到零下30℃。
效果如何——增加土層強(qiáng)度杜絕隱患
南—金區(qū)間的聯(lián)絡(luò)通道為什么要用“冷凍法”施工?任攀峰介紹,“冷凍法”施工工藝最早出現(xiàn)在歐洲,在礦井施工中廣泛使用,適用于涌水、流沙淤泥等松散含水復(fù)雜地層條件的施工,其工藝就是利用冷凍機(jī)對(duì)冷凍液進(jìn)行降溫,并通過(guò)循環(huán)管路輸送到需要冷凍的區(qū)域,保持溫度,使溫度向外擴(kuò)散產(chǎn)生凍結(jié)效果。近年來(lái),在地鐵區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道施工中,“冷凍法”工藝被廣泛運(yùn)用,該法可以增加土層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,隔絕地下水,杜絕施工過(guò)程中崩塌等安全隱患,給地鐵增戴上了“頭盔”確保安全,同時(shí)對(duì)地面環(huán)境的影響也較小。
“傳統(tǒng)工藝從地面打樁,把水泥灌下去,和土層結(jié)合形成混凝土塊,再鑿洞開(kāi)挖。這需要有一定的壓力,如果聯(lián)絡(luò)通道埋深超過(guò)一定距離,壓力就達(dá)不到?!比闻史甯嬖V記者,該區(qū)間附屬的聯(lián)絡(luò)通道處于獨(dú)特的全斷面圓礫地層,該地層具有含水量高、空隙比大、自穩(wěn)性差及透水性強(qiáng)等特點(diǎn),采用常規(guī)工法開(kāi)挖存在風(fēng)險(xiǎn)高、難度大的問(wèn)題。因此,軌道公司積極組織各方認(rèn)真研究分析,并多次邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)知名專家論證把關(guān),最終確定采用“冷凍法”施工該聯(lián)絡(luò)通道。
應(yīng)用前景——將在地鐵施工中逐步推廣
“地鐵有兩條隧道,一來(lái)一回,兩條隧道之間,用很多聯(lián)絡(luò)通道相互溝通,每隔一段距離就有一個(gè)聯(lián)絡(luò)通道。其作用主要是用來(lái)逃生,萬(wàn)一這條地鐵隧道發(fā)生事故,乘客就可以通過(guò)聯(lián)絡(luò)通道及時(shí)逃到另一條隧道中去?!比闻史褰榻B道,南—金區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道長(zhǎng)10.4米,是“冷凍法”在南寧地鐵實(shí)施成功的首例,標(biāo)志著冷凍法這一先進(jìn)工藝已被南寧地鐵建設(shè)者掌握并成功應(yīng)用。
據(jù)悉,“冷凍法”施工工藝對(duì)我市處于全斷面富水圓礫層中聯(lián)絡(luò)通道的地鐵施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)依據(jù),對(duì)南寧地鐵1、2號(hào)線及后期其他線路聯(lián)絡(luò)通道的施工提供了很好的工程實(shí)例借鑒,為今后南寧地鐵建設(shè)增加了安全保障,同時(shí)也為南寧地鐵建設(shè)探索開(kāi)辟了一條新的道路,以后將會(huì)在地鐵施工中逐步推廣。
記者了解到,截至4月25日,地鐵1號(hào)線建設(shè)工程進(jìn)度除朝陽(yáng)廣場(chǎng)站主體結(jié)構(gòu)施工外,其余24座車站主體結(jié)構(gòu)均已封頂,并已進(jìn)入附屬結(jié)構(gòu)施工階段。目前全線共計(jì)完成23個(gè)出入口和25個(gè)風(fēng)亭。始發(fā)盾構(gòu)24臺(tái),盾構(gòu)掘進(jìn)累計(jì)完成44175米,累計(jì)15個(gè)區(qū)間雙線貫通,7個(gè)區(qū)間單線貫通。正進(jìn)行西鄉(xiāng)塘、屯里鋪軌基地建設(shè)工作,南湖鋪軌基地已建成并開(kāi)始鋪軌。