专业整理分享WORD完美.格式3-2-8垂直冷冻施工技术1前言1.1冻结法概述1.1.1冻结法冻结法是利用人工制冷技术，在地下开挖体周围需加固的含水软弱地层中钻孔铺管，安装冷冻器，然后利用制冷压缩机提供冷气，通过低温盐水在冻结器中循环，带走地层热量，使地层中的水结冰，将天然岩土变成冻土，形成完整、密闭、高强度的临时加固体，从而达到加固地层、隔绝地下水与地下工程联系的目的。然后，在冻结体的保护下进行地下工程的开挖施工，待衬砌支护完成后，冻结地层逐步解冻，最终恢复到原始状态。1.1.2地层冻结技术的特点同其它土体加固方法相比，冻结法具有以下优点：1、冻结加固使土体中的大部分水分结冰，提高了土的强度，而且强度均匀。2、整体支护性能好，冻结帷幕形成后，冻结帷幕不会存在任何缝隙，是一个完整的支护体；封水效果好，可保证开挖工作面在无水条件下作业。3、能适应不同的地质条件，冻结深度不受限制，而注浆、地下连续墙等方法对地质条件的适应能力差，而且其加固深度有一定的限制。4、适应各种结构形状地下工程的施工。冻结加固体的形状、大小，可以根据需要灵活设计。5、环保型工法。由于冻结法是一种临时措施，所冻地层最终要恢复到原始状况，因而能够保护城市地层地质结构和地下水不受污染。6、施工方便，简单，经济上合理。国外的工程实例表明，冻结工程成本与其它施工（如注浆和旋喷）处于相同的数量级，而且随着加固深度的加大，冻结工法的经济性越来越来明显。基于以上优点，冻结法在城市地下工程越来越受到重视，已经被广泛应用于地基基础工程、城市地铁、隧道工程、水利工程等市政工程中。1.2冻结法的适用条件根据相关资料及《建井工程手册》规定，冻结法主要适用于含水量超过10%，地下水速度不大于10m/d的软弱围岩隧道预加固工程中，遇有流砂、淤泥、卵石、砂砾等含水不稳定冲击层或裂隙中含水的岩层时都可采用。目前冻结法在城市隧道工程中主要应用于：1.盾构法隧道施工中，盾构进出洞土体加固。盾构进出洞时，承受着工作井附近土体产生的巨大地压和水压，可能导致涌水和土体坍塌。目前常用旋喷技术和注浆法加固土体，效果不够理想，常遇到注浆不均匀和盾构刀盘切削浆液结石体等困难，而冻结技术能有效地解决这些问题。2.盾构法隧道施工中，地下或海底对接时土体加固。近年来，世界上许多国家的盾构隧道采用对头掘进，以缩短工期，除采用立井对接方式外，还采用不开凿立井而在地下或海底直接对接。3.城市地铁泵房、旁通道和急转弯部分根据地铁设计要求，间距1km左右需在并排隧道间设立泵站。地下工程经常遇到旁通道和急转弯部分，因其施工距离短、形状不规整，采用盾构施工困难，专业整理分享WORD完美.格式且经济上不合理，各国常采用冻结法对周围土层加固，然后用矿山法掘进。4.建筑基坑加固。基坑冻结加固具有加固体均匀，强度高，阻水性好，加固深度大等优点，因而，采用冻结技术加固基坑越来越受到重视。5.地下工程涌水、坍塌事故的抢险修复。6.地下隧道交叉处施工。1.3冻结法的发展历史人工地层冻结技术起源于天然冻结现象，在土木工程中的应用是随19世纪制冷机械设备的发展开始的。冻结法的第一次应用是1862年在南威尔士(SouthWales)的一个矿山竖井施工中，使用人工地层冻结技术加固基坑。该竖井穿越了含水地层，采用由SiebeGorman有限公司提供的乙醚制冷设备冷却盐水，盐水在埋设于地层中的冻结管路系统里循环。早期冻结法主要应用于采矿行业。1880年，德国的F.H.Poetch首先提出冻结法原理，并应用于煤矿开凿立井，1883年，F.H.Poetell在Schneidlingen开发煤矿，采用冻结法施工深103m的立井，并以此获得德国人工地层冻结法凿井专利。此后，该技术广泛应用于各国地下工程建设中。1885年在比利时，1888年，在美国Michigan，1892年在法国，1896年在奥地利，1900年在荷兰相继应用了冻结法。在这些工程中，开始仅冻结岩石顶部以上的表层饱和含水层，以使竖井达到下部的矿床。冻结法初期应用得最多的领域是矿山工程，随着技术的成熟，逐步引入至城市隧道工程中。1886年瑞典一个长24m的人行隧道采用冻结法施工。1906年法国把冻结法应用于横穿河底地铁...
