近年来，城市工程活动的加剧显著增加了地下基础设施故障的风险。大规模的地铁隧道挖掘和其他复杂的地下建设项目可能会扰动周围的地层，可能导致地面塌陷和结构不稳定。在复杂的城市地下修复项目中，人工地面冻结方法（AGF）因其高度适应性而受到广泛关注，尤其是在传统方法（如灌浆加固、盾构修复等）难以实施的情况下（Harris, 1995; Zhou and Tang, 2015, Zhou and Tang, 2018, Zhou et al., 2021, Zhou et al., 2022, Zhou et al., 2023, Semin et al., 2024, Zhou et al., 2025）。与盾构法相比，AGF具有更强的适应性，可以应用于各种土壤层和多种地下项目，特别适用于含水软粘土和粉砂层，这些地层的地下水位较高且渗透性差异显著，传统施工方法难以或无法实施（Levin et al., 2021, Wu et al., 2025）。在加固地层方面，灌浆加固主要依靠浆液的填充和固化效果来实现防水，但可能会对土壤造成一定程度的扰动或损坏，而人工地面冻结方法则更环保，通过改变土壤的物理状态来实现防水（Liu et al., 2022）。在应用方面，现有研究表明，AGF可用作防止福岛受污染地下水泄漏的屏障（Gallardo and Marui, 2016）、深部地下矿山建设（Tounsi et al., 2019, Zhelnin et al., 2022, Zueter et al., 2024）、跨海隧道建设（Kang et al., 2016, Hu et al., 2018a, Zhang et al., 2022）以及隧道修复等（Pimentel et al., 2012, Hu et al., 2018b, Park et al., 2024）。
AGF方法广泛应用于挖掘和修复项目中。Russo等人（2015）描述了在Napoli地下网络1号线建设中使用AGF技术的情况，该挖掘位于粉砂层和黄色凝灰岩中，远低于地下水位。（Hu et al., 2018a）以南京地铁2号线建设期间出现水和沙子泄漏为例，利用人工地面冻结技术进行了管理，发现经过40天的主动冻结期后，施工进度得以保证。Kang等人（2021）基于数值模拟结果，分析了在中国济南市R1地铁隧道中砂卵石层中使用液氮进行人工冻结的方法。Zheng等人（2021）介绍了在中国珠海城际轨道交通项目中应用AGF的情况，特别是在挖掘交叉通道前使用AGF进行加固和密封。Park等人（2024）提出了在Nakdong河三角洲沉积物中使用AGF进行隧道修复的案例研究，并根据施工监测数据发现，冻结土壤有效抵抗了土压力并抑制了隔墙的变形。Nicotera和Russo（2021）记录了在那不勒斯地下建设过程中，平台隧道周围冻结拱体出现缺陷的情况，导致挖掘外部地面沉降高达13米，建筑物沉降达80毫米。Lee和Lee（2025）强调了地下水位变化对地基的一般影响，表明仅地下水位波动就可能导致桩群发生显著沉降，从而突显了地下建筑中与地下水相关的风险。
然而，上述人工冻结方法基本上采用全截面冻结的方式，即沿隧道修复段的整个纵向和周向布置冻结管，形成连续的冻结帷幕，而没有分区控制。然而，这种方法也面临重大挑战。以泰国曼谷的首个电力隧道修复项目为例，该项目位于地质条件复杂的热带地区。沉降区域靠近箱涵和桥墩，结构元素之间的间距有限。全截面冻结可能导致不必要的冻胀和对附近结构的过度热影响。因此，迫切需要采用新的修复技术来满足修复需求，实现微扰修复（即最小化冻胀、温度扩散和相邻基础设施的变形）。因此，本文提出了一种部分冻结修复技术，与全截面冻结相比，部分冻结技术将冻结范围限制在挖掘或修复区域附近。仅针对需要加固的特定区域，从而减少了冻结体积并提高了施工精度。此外，系统地介绍了部分冻结的施工方案，并获得了地面、箱涵和桥墩的温度场及冻胀变形数据。基于数值模拟和现场监测，评估了该方法在复杂环境中的适用性。这个案例是AGF在各种不利条件下提供创新部分冻结技术的勇敢尝试，为未来日益复杂的地下修复项目提供了参考。
