城市的迅速发展使得地面空间日趋紧张狭小，于是人们将目光转入了地下，地下空间的开发跟百姓关系最密切的莫过于地铁了。我国的城市地铁始建于1965年，那时采用的是明挖，就是对城市开膛破肚。今天城市的繁华已不具备大规模开挖地面的环境条件了，只得地下暗挖施工了。

只要是地下工程就会碰到含水的松软地层，开挖就会塌陷，这时只有把地层冷冻起来。用冷冻法挖掘矿井是从地面垂直钻孔，但在上有建筑物、道路或河流湖泊，下有各种市政管线的情况下，已不允许在地面施工，只得转入地下，这样钻孔也要掉转90度由垂直改为水平。

在工程结构开挖之前，采用水平钻孔工艺进行冻结孔的钻进并布设冻结器，制冷剂从供液管进去沿冻结管返回，在冻结器中循环，不断带走各冻结管周围土体的热量，从而将工程结构周围的岩土层冻结，当冻结器周围的冻土扩大到一定程度并相互交接时，就形成了一圈完整的冻土帷幕，然后在其保护下进行挖掘和支护加工。

其实早在1906年，法国巴黎地铁的一段20米长的河底隧道应用了冻结法，很快，各国的地铁施工便相中了这项技术，如英国、德国、前苏联、日本等国家都成功地应用了冻结法，但今天钻孔冻结的精度要求是越来越高了。

1997年，在北京地铁复八线施工中，挖到国贸立交桥下时，隧道顶部遇到了含水的流沙发生坍塌。隧道拱顶离地面不到10米，其间铺设有8条市政管道，而最下面的管道距隧道顶部仅2米，在既不能中断交通又得保障各路管线正常工作的前提下，只有把含水的流沙冻起来，控制水平钻孔精度和制冷量极为重要，这次水平冻结长度达45米，而国外也不过才50米左右。

由于环境和地层条件的不同，每一次的冷冻都是新的挑战，1998年，上海地铁2号线面对的是滔滔的黄浦江和江下淤泥土层，可以说是在龙王爷的脚下动土。旁通道，是两条隧道之间的联络通道，黄浦江下的旁通道是整个2号线的关键接点工程。

采访白廷辉博士：江底到旁通道顶的浮土大概只有8米左右。整个2号线的土建工程基本都完成了，假如这个旁通道失败，就意味着江水要从隧道里流到所有的车站。

江底土体是含水丰富的软淤泥，上面一江水的压力就靠这8米厚的土层支撑着，而在开挖时能真正起支撑作用的就是人工冷冻起来的2米厚的冻土层了。上海黄浦江底旁通道开创了我国江河水体下冻结法施工的先例并取得了成功。

地下空间的开发利用是今后社会发展的趋向，城市地铁，地下建筑会越来越多，冷冻地层有着它更为广阔的应用前景。

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