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人工凍結(jié)法:給隧道做一次速凍止水

2016-04-16　

        地鐵、隧道……近年來，長三角地區(qū)各類地下工程項目紛紛上馬，但是，這些地下“長龍”卻被“大水”攔住了去路。

        “這一片區(qū)域沿江沿海，地層含水量大，地下施工中容易出現(xiàn)涌砂冒水的險情?！痹谀暇┝謽I(yè)大學(xué)教授楊平看來，因為工程有期限，如何盡快排險成了該地區(qū)城市地下工程建設(shè)界無法回避的問題。

        早在2003年，針對長三角地區(qū)地下工程涌砂冒水頻發(fā)的現(xiàn)狀，南京林業(yè)大學(xué)教授楊平帶領(lǐng)的團(tuán)隊便著手研究與開發(fā)新型人工凍結(jié)更快速安全的技術(shù)，服務(wù)地方建設(shè)。

        經(jīng)過多年的反復(fù)實驗與理論研究，2009年10月，“液氮凍結(jié)止水盾尾刷快速更換技術(shù)”在浙江錢塘江過江隧道排險中首戰(zhàn)告捷，挽回經(jīng)濟(jì)損失2820萬元，縮短工期2月；2014年12月，南京緯三路長江隧道建設(shè)，當(dāng)盾構(gòu)推進(jìn)到1.6公里處，發(fā)生盾尾刷滲漏。針對險情，楊平也采用了液氮盾尾刷快速更換技術(shù)，快速成功攻克了難關(guān)，節(jié)約資金4700萬元。

        人們較為陌生的液氮，如何能產(chǎn)生這樣的神奇功效？原來“液氮人工凍結(jié)法”讓液氮在輸出時通過減壓，使它變身成氮?dú)夂螅苎杆俳禍剡_(dá)零下170攝氏度以上，這些超低溫氮?dú)獗惠斔偷?個圓環(huán)型分配器。由分配器將氮?dú)馇擅畹剌斔偷皆诙軜?gòu)管片鉆孔植入的凍結(jié)管內(nèi)，并在管內(nèi)環(huán)形空間形成循環(huán)，凍結(jié)管為直徑89毫米、長1—2米的鋼管，氮?dú)馔ㄟ^鋼管排出地面。超低溫的氮?dú)馔ㄟ^這些“旅程”，不斷地冷卻周圍地層。如此循環(huán)往復(fù)，周邊地層就變成“銅墻鐵壁”了。

        “地下施工出現(xiàn)涌沙冒水險情時，采用‘液氮人工凍結(jié)法’相對于傳統(tǒng)鹽水凍結(jié)，能更快更安全更靈活地形成止水屏障，排除險情?！睏钇浇榻B，“液氮人工凍結(jié)法止水盾尾刷快速更換技術(shù)”藥到病除時間只需20天，而鹽水凍結(jié)一般要達(dá)60天，因縮短時間三分之二，往往能為施工單位挽回直接經(jīng)濟(jì)損失千萬元以上；該工法凍結(jié)強(qiáng)度更高，一般能使地層達(dá)到零下100多攝氏度，而鹽水凍結(jié)的溫度一般只能達(dá)零下30攝氏度，止水性更好，增加了安全性；適應(yīng)性也更強(qiáng)，任何水壓狀態(tài)下都能施工，能承受高水壓，是地下工程特殊搶險的良方。

        “它解決了長三角一帶盾構(gòu)隧道建設(shè)中的涌沙冒水的關(guān)鍵難題?！痹谠擁椖砍晒b定會上，我國著名地下工程專家錢七虎院士如是說。

        近年來，楊平帶領(lǐng)科研團(tuán)隊?wèi){借“人工凍結(jié)法技術(shù)”，為長三角地區(qū)的27條地鐵和隧道快速排險，直接挽回經(jīng)濟(jì)損失和產(chǎn)生間接效益32.74億元，項目本身已誕生發(fā)明專利8項，實用新型專利7項，申請發(fā)明專利5項，技術(shù)成果走進(jìn)了長三角地區(qū)的條條隧道，讓該地區(qū)地鐵建設(shè)駛上快車道。

        

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