冻结法
6.软弱地层中隧道围岩预加固之
冻结法
6.1加固原理
人工冻结的应用和研究是以天然冻结条件下冻土的物理力学性质研究为基础，随着人工冻结凿井逐步发展起来的。冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水冻结，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行隧道、立井和地下工程的开挖与衬砌施工技术。其实质是利用人工制冷技术临时改变岩土的状态以固结地层。
6.2冻结法具备的特点
冻结法的优点：
（1）安全可靠性好,可有效的隔绝地下水；
（2）适应面广。适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂水文地质如软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地压地层条件下冻结技术有效、可行；（3）灵活性好。可以人为地控制冻结体的形状和扩展范围，必要时可以绕过地下障碍物进行冻结；
（4）可控性较好。冻结加固土体均匀、完整；
（5）污染性小。“绿色”施工方法，符合环境岩土工程发展趋势；
（6）经济上合理。
冻结法的缺点:
（1）冻胀和融沉；
（2）对土体加固为临时性质，不能长期起作用。
6.3适用范围
目前，冻结法在地下工程中广泛应用于以下领域：
——立井工程
——斜井工程
——地基基础
——基坑稳定
——隧道工程
——其他岩土工程
6.4冷冻法技术要求
1.可用来获得低温的方法很多，一般有以下几种：相变制冷、蒸气压缩制冷、吸收制冷、热电制冷。
1.1相变制冷
相变是指物质固态、液态、气态三者之间变化过程。在相变过程中要吸收或放出热量。相变制冷就是利用物质相变时的吸热效应，如固体物质在一定温度下的融化或升华，液体汽化。
干冰是固态的二氧化碳（CO2），它是一种良好的制冷剂，广泛应用于实验研究、食品工业、医疗、机械加工和焊接等方面。干冰的平均相对密度为 1.56，干冰在化学上稳定，对人无害。在大气压力下升华温度为－78.5℃，升华潜热为573.6kJ/(kg·K)。
1.2热电制冷
热电制冷又称温差电效应、电子制冷等，它是建立在珀尔帖效应原理上的。在热电制冷装置的应用中，热电装置常称为热电块，一个热电块由多个冷接头、热接头串接而成。热电块中的电流方向决定接头是吸热还是放热的。电流如果由N型半导体进入P型半导体，则连接N型、P型半导体的接头是吸热的，称为冷接头；电流方向相反时则连接N型、P型半导体的接头放热（称为热接头）。
1.3蒸气压缩制冷
蒸气压缩制冷和气体压缩制冷同属于压缩式制冷循环，它是以消耗一定量的机械能为代价的制冷方法。压缩制冷是最常用的制冷方式。由于气体压缩制冷过程中制冷剂不发生相态变化，无潜热利用，其单位制冷量小，要提供一定制冷量，则需相对大的设备。蒸气压缩式制冷采用在常温下及普通低温下即可液化的物质为制冷剂（如氨、氟利昂等）。制冷剂在循环过程中周期性地以蒸气和液体形式存在。
蒸发器中产生的低压制冷剂蒸气在压缩机中被压缩到冷凝压力，经冷却水、空气等介质冷却后变成液体，再经节流阀膨胀到蒸发压力成为汽、液两相混合物，温度降到饱和温度，在蒸发器中蒸发，吸收热量而制冷，汽化后的蒸气被压缩机吸回，完成一个循环。
1.4吸收式制冷
吸收式制冷是利用溶液对其低沸点组分的蒸气具有强烈的吸收作用而在加热状态下，低沸点组分挥发出来的特点达到制冷目的。
吸收式制冷采用的工质是由低沸点物质和高沸点物质组成的工质对，其中低沸点物质为制冷剂，高沸点物质为吸收剂。
吸收式制冷不同于压缩式制冷，它是用热能替代机械能来完成冷冻循环的。吸收式制冷系统还可以使用天然气、液化石油气、蒸气或电加热器作为能源目前广泛使用的是溴化锂水溶液吸收式制冷机。水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，用来制作0℃以上的冷源发生器。1个大气压下，溴化锂的沸点1265℃，水的沸点为100℃。因此，在溴化锂水溶液上方的蒸气几乎全部为水蒸气，而溴化锂对水的吸引力很强，使溶液面上方水蒸气饱和压力比相同温度下水的饱和蒸气压低得很多。在这样低的压力下，水就可以在比常温低的温度下蒸发，吸收热量，达到制冷的目的。
2.岩土工程冻结制冷技术常用的有：盐水循环氨制冷冻结、液氮冻结、干冰冻结、混合冻结。
2.1氨（氟利昂）－盐水冻结系统
盐水循环------盐水吸收地层热量，在盐水箱内将热量传递给蒸发器中的液氨；氨循环------液氨变为饱和蒸气氨，再被氨压缩机压缩成过热蒸气进入冷凝器冷却，高压液氨从冷凝器经贮氨器，经节流阀流入蒸发器液氨在蒸发器中气化吸收周围盐水的热量；
冷却水循环--------冷却水在冷却水泵，冷凝器和管路中的循环叫冷却水循环。将地热和压缩机产生的热量传递给大气。
2.2 液化气体系统（液氮）
利用液氮的潜热实现地层冻结，一个大气压下气化潜热197.6KＪ/Kg。氮的显热为1.05KＪ/（Kg.K）
2.3二氧化碳（干冰，CO2）制冷
干冰是固态的二氧化碳（CO２），它是一种良好的制冷剂，广泛应用于实验研究、食品工业、医疗、机械加工和焊接等方面。干冰的平均相对密度为 1.56ｇ/cm3，干冰在化学上稳定，对人无害。在大气压力下升华温度为－78.5℃，升华
潜热为573.6kJ/(kg·K)。
2.4混合系统,盐水液氮混合冻结较多采用,前期用液氮快速冻结,后期用盐水维持。
3.冻土的低温特性
人工冻土是由固体颗粒、未冻水、冰和气体构成的混合物。固相(土颗粒)：有矿物颗粒、有机质或者两者；粘-塑相 (冰)：冰的嵌入和胶结——有粘滞性；液相(未冻水)：水分子部分/全部充满孔隙空间；气相(空气)：空气充填未被水分子占领的孔隙空间。
冻土形成的五阶段
（1）冷却段：温度从初态减低到水的冰点，此时尚无冰；
（2）过冷段：温度续降至冰点下，自由水仍不结冰，呈过冷现象。主要与热平衡有关；但若在水达到冰点且全部水未结冰前，有结冰冰晶生长或有振动的影响，土中水将立即进入稳定冻结阶段，而无明显过冷现象产生
（3）温度突升段：部分孔隙水冻结，释放潜热，温度突升；
（4）稳定冻结段：温度升至冰点并稳定，孔隙水开始冻结成冰，冻土逐渐形成；（5）冻土降温段：温度继续降低，冻结范围扩大、冻土强度增加，吸收冷量，温度进一步减低。
4. 冻土力学性质
冻土工程设计和施工中最重要的冻土力学性质：抗压强度、抗拉强度、剪切强度、流变性质和长时强度、冻胀与融沉。
影响冻土强度的因素：
冻土属于流变体。冻土强度主要受土-冰骨架系统的粘滞性和内摩擦所支配，并与冻土的形成环境、荷载、温度及变化、土性、含水量、含盐量等因素有关。土性一定时，冻土强度主要取决于温度和时间。
5.土体冻结基本理论
5.1 冻结壁的形成
冻结锋面——岩土冻结过程中，孔隙水开始发生结冰相变的面称为，是冻土与未冻土的分界面。
冻结前地层有均一的初始温度。冻结初期，低温盐水与冻结管周围的地层
产生剧烈的热交换，在每个冻结管周围很快形成圆柱形的冻结岩土柱。由于相邻冻结管间的影响，轴面比主面冻结更快，冻土柱由圆柱形变为椭圆形，再进一步扩展，直至相交圈，在井筒周围形成封闭的冻土墙—冻结壁。交圈后，原冻结管的冻结锋面连成向内扩展的内冻结锋面和向外扩展的外冻结锋面，且内、外冻结锋面很快地趋于平滑，当界面上的冻结壁厚度等于冻结管的间距时，内、外冻结锋面就基本上变成以开挖通道为中心的圆柱面。
冻结孔存在偏斜——冻结锋面形状不是规则圆柱面
在交圈初期：冻结锋面向内发展速度较交圈前慢，但随内侧未冻土范围热量减小，锋面向井心推进速度加快，而冻结锋面向井外的扩展速度较慢，扩展至距冻结管布置圈2~3rn处，扩展速度十分缓慢，来自未冻土区热量与来自冻结管的冷量趋于平衡，温度场趋于稳定，冻结壁渐成以井筒为中心的圆筒体。一般冻结壁内侧厚度占冻结壁总厚的.55~0.6倍。
5.2 冻结温度场
研究冻结过程中土体温度随时间变化的规律。
在冻结工程中，常以主面、界面和轴面这三个特征面上的温度分布作为判断冻土形成过程、控制温度扬的依据。
“主面”：过冻结管布置中心与冻结管中心的竖直平面
“界面”：过井心和相邻管中心连线中点的竖直平面
“轴面”：过两个相邻冻结管中心的竖直平面
三个特征面温度状况表征冻结温度场基本特点，是测温的主要对象，尤其是界面与轴面交点上的温度值直接关系到冻结圆柱是否交圈。为能估算冻结壁体内的平均温度、冻结壁交圈时间、确定冻结壁的强度，须研究轴面温度分布。
6 .冻胀、融沉控制
土之所以形成冻胀必需具备三个条件：
（1）冻胀敏感性土；
（2）边界温度低于孔隙水起始冻结温度；
（3）具有补给水源或较高的地下水位。
减小冻胀措施:
（1）冻土帷幕体积减小至需要的最低限，冻结帷幕设计在保证一定安全系数下取最小冻土厚度
（2）合理冻结顺序，必要时可以让冻结壁留有缺口
（3）吸收变形减压孔（冻胀变形对策沟），上下行隧道冻土帷幕内设置卸压孔冻结过程放水卸压
（4）热水孔控制冻土边界，控制冻结预案
（5）钻机取芯减小冻胀力，打钻时钻孔注浆
（6）从土层内抽取多余水分
（7）间歇冻结
（8）连续控温冻结，改变连续冻结模式为连续控温冻结模式；冷端盐水温度变化过程决定了土体内温度场，水分场的变化，从而控制土体冻结冻胀的整个过程。
6.5小结
实践证明，冻结法应用于淤泥质粘土及粉土等软土中不但安全、经济、可靠，而且简便易行，不失为一种好方法。随着城市建设的发展，大量轨道交通的建设，遇到越来越多的软土地层、流砂地层、地下含水极丰富的风化地层等工程，冻结法很值得我们进一步的研究和推广。
《冻结法施工工法》
目录 一、前言 二、特点 三、使用范围 四、工艺原理 五、工艺流程 六、施工操作要点 七、机具设备 八、质量标准 九、劳动力组织 十、安全环境保护 十一、效益分析 十二、工程实例
冻结法施工工法 一、前言 作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史，我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工，其中冻结最大深度达435m，冻结表土层最大厚度达375m。 自1992年起，冻结法工艺被广泛应用于上海、北京、深圳、南京等城市地铁工程施工中。中铁四局集团在上海地铁M8线Ⅲ标段黄兴路站～延吉中路站区间隧道旁通道工程施工中,采用了冻结法加固的施工方法,通过对施工工艺的归纳总结，以及参考有关施工技术资料,形成本工法。 二、特点 冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点： 1、可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术； 2、冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效； 3、冻结法是一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构； 4、冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。 三、使用范围 冻结法适用于各类地层，主要用于煤矿井筒开挖施工。目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用。 四、工艺原理 冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下，进行地下工程掘砌作业。它是土层的物理加固方法，是一种临时加固技术，当工程需要时冻土可具有岩石般的强度，如不需要加固强度时，又可采取强制解冻技术使其融化。
地铁隧道联络通道开挖冻结法施工工艺
地铁施工旁通道冻结法施工工艺 一前言 作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史，我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工，其中冻结最大深度达435m，冻结表土层最大厚度达375m.自1992年起，冻结法工艺被广泛应用于xx、xx、xx、xx 等城市地铁工程施工中。公司在xx地铁隧道旁通道工程施工中，采用了冻结法加固的施工方法，通过对施工工艺的归纳总结，以及参考有关施工技术资料，形成本工法。 二、特点 冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的 施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点： 1、可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术； 2、冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效； 3、冻结法是一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构； 4、冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。 三、使用范围 冻结法适用于各类地层，主要用于煤矿井筒开挖施工。目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用。 四、工艺原理 冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下，进行地下工程掘砌作业。它是土层的物理加固方法，是一种临时加固技术，当工程需要时冻土可具有岩石般的强度，如不需要加固强度时，又可采取强制解冻技术使其融化。 五、工艺流程冻结法 六、施工操作要点施工时，应不断对每个施工工序进行管理。控制冻结孔施工、冻结管安装、冻结站安装、冻结过程检测的质量。
旁通道冻结法技术规章
上海市工程建设规范 旁通道冻结法技术规范 Technical code for crosspassage Freezing method DG/TJ08-902-2006 J10851-2006 主编单位：上海申通轨道交通研究咨询有限公司批准部门：上海市建设和交通委员会 施行日期：2006年10 月1日 2006年上海
1.总则 1.0.1为了贯彻执行工程建设的方针，政策，推广应用在设计，施工中的各项行之有效的科研成果和经验，保证地铁建设工程冻结法施工质量，促进技术进步，做到经济合理，安全可靠，特指定本规程。 1.0.2 本规程适用于上海地铁建设中圆隧道旁通道应用盐水制冷系统的冻结法技术的工程勘察，地层冻结设计，冻结壁形成及其检测，冻结孔施工与冻结管质量，冷冻站制冷系统，掘砌及监控德望能够方面。在设计及施工时，应严格执行本规程的规定。 1.0.3在旁通道地层冻结设计和掘砌施工中，应因地制宜，因时制宜，合理设计，精心施工，严格监控，。在地层冻结设计时，应综合考虑工程特征，周边环境和工程地质条件及水位地质条件，选择合理的冻结壁结构和冻结工艺。在旁通道掘砌施工中应做到地层冻结与掘砌的协调配合，确保施工安全。 1.0.4采用冻结法施工的盾构进出洞加固，建筑基坑维护，隧道地基土加固和其他隧道旁通道施工等工程，可根据工程的特性和工程地质及水文地质条件，参考应用本规程。 1.0.5采用冻结法施工的旁通道工程，除应符合本规程的规定外，还应符合国家和本市现行的有关标准，规范和规程。
2 术语 2.0.1 冻结法ground freezing method 在施工地下构筑物之前，用人工制冷的方法，将构筑物周围含水地层进行冻结，形成具有临时承载和隔水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁，然后在冻结壁的保护下进行构筑物掘砌作业的一种施工工法。 2.0.2 盐水制冷系统brine refrigeration system 以氯化钙等盐溶液为冷媒剂的间接制冷系统。采用盐水制冷系统的冻结法施工技术简称盐水冻结。 2.0.3 表土层soil layer 覆盖于基岩露头之上的第三纪，第四纪地层。冻结法一般用于含水表土层的加固。 2.0.4 冻土圆柱frozen soil column 冻结器与周围含水地层发生热交换并使周围含水地层冻结所形成的近似圆柱的冻土柱。 2.0.5 冻结壁frozen soil wall 用制冷技术在构筑物周围地层所形成的具有一定厚度和强度
冻结法联络通道施工工法
7、冻结法联络通道施工工法 7.1 施工顺序 在第一台盾构机掘进贯通后立即开始联络通道施工，采用冻结法进行地层加固，然后采用矿山法在区间隧道内直接进行联络通道的开挖、初期支护、防水和衬砌施工。 由于盾构隧道内施工空间狭小，机械设备运输、转场困难，选择从最先贯通的隧道内向另外一侧隧道侧施工。 由于冻结加固和后续结构施工工序之间工艺要求衔接紧密，合理的安排各个联络通道的开工时间，是实现联络通道安全、快速施工的关键。 7.2施工流程 ①施工准备→②冻结孔施工和冻结管路安装→③积极冷冻，隧道管片加固保暖→④水平钻孔检验冻结效果→⑤打开钢管片→⑥联络通道开挖并实施临时支护，全过程维护冷冻→⑦防水层施工联络通道内衬结构施工→⑧冻结孔封孔、地层跟踪注浆、撤离。 7.3冻结加固方案施工 7.3.1 冻结帷幕 7.3.2 冻结孔布置及制冷 （1）冻结孔的布置 冻结孔开孔间距：冻结孔取0.8～1.0m。冻结孔偏斜控制，原则上不允许内偏，为减少冻土挖掘量，应控制终孔径向外的偏角在0.5～1.0°范围。终孔间距最大控制在1.4m之内。根据施工工艺确定，冻结管选用φ89×8mm低碳钢无缝钢管。 联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量见表。 联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量一栏表 （2）制冷
①冻结参数确定 设计盐水温度为-28℃～-30℃。 冻结壁厚度：3.0m。 冻结孔单孔流量不小于4m3/h。 冻结孔终孔间距Lmax≤1400mm，冻结帷幕交圈时间为35天，达到设计厚度时间为45天。积极冻结时间为50天，维护冻结时间为60天。为保证缩短冻结时间，保证整体冻结效果，在另一侧盾构隧道的联络通道冻结相应位置处在管片内部设置保温层。 测温孔和泄压孔分别为8个和4个，具体位置视现场情况而定。测温孔一般定在终孔间距较大的位置。 ②需冷量和冷冻机选型 冻结需冷量计算：Q=1.2·π·d·H·K 式中:H—冻结总长度； d—冻结管直径：φ89×8mm； K—冻结管散热系数：1.2； 将上述参数代入公式得： Q=1.2·π·d·H·K =61989Kcal/h 选用YSLGF300型螺杆机组2台套，设计工况制冷量为87500 Kcal/h，电机功率95KW。 ③冻结系统辅助设备 盐水循环泵选用200S42A型2台，流量200m3/h。 冷却水循环选用IS125-100～250J型2台，流量200m3/h，电机功率30KW。 冷却塔选用NBL-50型2台，补充新鲜水15m3/h。 ④管路选择 （1）冻结管选用Φ89×8mm，20#低碳钢无缝钢管，丝扣连接，单根长度1m 或1.5m。 （2）测温孔管选用Φ40×4mm，20#低碳钢无缝钢管。 （3）供液管选用Φ48×3mm钢管，采用焊接连接。 （4）盐水干管和集配液圈选用Φ159×6mm无缝钢管。 （5）冷却水管选用Φ133×4.5mm无缝钢管。
冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/755451267.html, 冻结法凿井快速施工技术在工程中的应用 作者：孙蕾蕾赵明河魏奎 来源：《城市建设理论研究》2013年第10期 摘要：结合某煤矿中央回风立井冻结表土段凿井施工工程, 该井筒深1005m, 其中冻结段深618m。介绍了在冻结法施工中所采用的综合机械化配套方案和多项新技术、新工艺、新设备, 实现了快速施工。 关键词: 冻结法；立井井筒；机械化配套设备；快速施工 中图分类号: TD262 文献标识码: A文章编号: 近年来，冻结法凿井施工技术应用越来越广泛，尤其对于冲积层较厚的煤矿建井施工能有效起到安全快速的作用。所谓冻结凿井法（freeze sinking method），即是采用制冷技术暂时冻结加固井筒周围不稳定地层并隔绝地下水后再进行凿井的特殊施工方法。1862年英国首先将 人工制冷方法用于基础工程，1883年德国最早用人工冻结法开凿立井，我国是1955年首次在开滦林西煤矿开凿风井中开始应用。冻结法是特殊凿井的主要方法之一，虽然需用设备较多，工期较长，成本较高，但安全可靠，施工技术较成熟。现结合工程实例，就实现快速施工所采取的相关技术措施作简要探讨。 该煤矿中央回风立井, 井筒净直径7.5m, 深度1005m, 其中冻结段深度618m, 基岩段深度387m。冻结段为双层钢筋混凝土井壁, 混凝土强度等级C50～C75。井筒冻结段穿过第四系表土层, 主要以粘土和砂土为主。 1 凿井施工综合机械化配套方案 井筒冻结表土段快速施工的关键环节是掘进、提升运输和砌壁；应根据井筒表土层实际情况和合同要求，合理选用能满足相应工序要求的施工设备。 选用综合机械化配套设备如下：CX55型挖掘机掘进，多台风镐、凿岩机、铁锹等刷 帮,HZ-6型中心回转式抓岩机装矸。主提升为2JK-4.0×2.1(Ⅱ)E型提升机，配单钩5.0m3 吊桶 提升。副提升为JKZ-2.8/15.5型提升机，配单钩4.0m3吊桶提升，座钩式自动翻矸；矸石落地后，铲车装载，自卸式汽车排矸。设置3 层吊盘, 采用4台德国产JZ-25/1300 型稳车悬吊, 提落集中控制。另外, 根据需要, 布置了多台2JZ-25/1300和JZ-16/1300 型稳车。矿供商品混凝土, HID-3.0型底卸式吊桶下料,3.6m高液压伸缩整体金属模板砌壁。采用2×30kW对旋式扇风机通风( 压入)。地面配备5台GA110-7.5型螺杆式空压机供压气。 2 凿井施工中新技术、新工艺、新设备的应用 2.1 凿井稳车集中控制技术
冻结法施工技术
特殊凿井 绪论 一、特殊凿井分类 特殊施工是相对于普通施工技术而言，可定义为：在松散不稳定含水地层，或在涌水量很大的稳定裂隙岩层中，采用围岩加固、堵水、超前支护或采用大型钻井机械施工的技术，这种技术主要有：冻结法、注浆法、钻井法、沉井法、混凝土帷幕法等表土施工技术。 深表土——冻结法、沉井法、钻井法、注浆法。 特殊凿井施工技术按其实质和特点可分为三类： 1、超前支护类 在地下工程挖掘之前，采用超前支护以隔绝或减少流砂和地下水的涌入，然后在超前支护的保护下掘进，属于此类者有：沉井法、混凝土帷幕法。 2、围岩加固类 在地下工程开凿之前，采用措施暂时，永久地加固围岩，改善围岩的稳定条件，而后进行掘砌作业，如冻结法、注浆法等。 3、机械破岩类 应用大型机械直接破岩、出矸，使卸掘砌作业机械化图钻井法等。 二、岩特殊凿井的历史 53年新汶孙村矿注浆井首次采用深井法。 55年新汶张庄矿首次在井筒进行工作面预注浆 55年开滦矿物局林西矿采用冻结法（波兰设计与施工） 56年开滦矿物局唐家矿采用冻结法（苏联指导，自己设计施工） 58年峰峰矿物局薛村矿主井采用地面预注浆 69年淮北矿物局朔利村南风井采用钻井法 74年鹤岗矿物局兴安矿南风井采用混凝土帷幕法 目前： ①沉井法（沉箱法）于90年代在煤矿使用，软表土地基中土建工程用的很多。沉深192m——曲阜单家村主副井，上海基础公司沉井。 ②帷混凝土帷幕法84年施工新汶鄂庄注浆井是使用，单深57m，主要用于地下挡土墙，水电部的应用较多， ③钻井法主要在西淮地区，φ9m，单深513m， ④冻结法，目前龙崮主副风井三个井筒采用，副井冻结深度650m，巨野煤田郭屯冻结达到702m；国投新集口孜东主井冻深737m，万福主井894m，万福副风井840mm。 ⑤注浆法遍及各矿区主井，平巷，硐室均在采用。 主要内容：冻结法、注浆法、钻井法、沉井法、混凝土帷幕法看录像。 第一章：冻结法施工 冻结法应用较多，尤其对深层表土的矿区，目前冻结法施工逐渐有城市的地铁发展，这里我们以矿区为例介绍。 §1、概述 冻结法凿井既是在井筒开挖之前，用人工制冷的方法，将井筒周围的岩层冻结形成封闭的圆筒——冻结壁，以抵抗地压，隔绝地下水与井筒的联系，然后在其保护下，进
冻结法联络通道施工风险及措施
联络通道冻结法施工风险评估及控制措施1冻结钻孔漏水喷砂 1.1引起冻结钻孔漏水喷砂的原因 在地铁联络通道冻结施工中，往往会遇到地下水压力较大的含水砂层。在这些地层施工近水平冻结孔，发生钻孔漏水喷砂的情况非常频繁，严重时可以引起很大地层沉降，造成隧道管片和地面建筑变形损坏，甚至酿成隧道垮塌的灾难性事故。引起钻孔漏水喷砂的原因主要有：孔口管松动或脱落、冻结管接头断裂、钻头逆止阀失效和孔口止水装置损坏等。有时在冻结壁解冻后，由于冻结管与隧道管片之间的空隙不能及时有效的封堵，也有发生漏水喷砂的情况。根据过去经验，开始施工冻结孔时发生孔口管松动脱落、冻结管断裂、钻头逆止阀失效和孔口止水装置损坏等情况较少，也易处理。但在冻结孔施工后期，由于地层扰动加大，渗透性提高，很容易引起塌孔抱钻，使得发生上述情况的可能性及处理难度显著增加。 1.2冻结钻孔漏水喷砂的应急处理 如因孔口管松动或脱落引起孔口管与管片之间漏水，应立即停止钻进，在冻结管上安装管卡，用钻机推进冻结管将孔口管顶实，或者用膨胀螺栓等将孔口管固定牢固。然后用棉纱堵塞孔口管与管片之间漏水处，并通过孔口管旁通进行压浆堵漏。注浆材料以采用化学浆液为宜，也可用水泥一水玻璃浆液。在紧急情况下，可直接从冻结管中注入水泥一水玻璃浆液。 当漏水涌砂点在隧道底部时，如遇紧急情况，可以用堆压法处理。采用这种方法时，先应用棉纱等堵塞出水点控制漏水速度，并及时排水。然后，在出水点周边垒一圈砂包，在出水口埋设导水管，并迅速将水泥和水玻璃撒到出水点，边撒边搅拌，使之快速凝固。在堆压体中可埋一些钢筋或型钢，以便将其与隧道管片固定以增加堆压体的稳定性。当堆压体有一定强度和体积后，可逐渐控制导水管的出水量。最后，通过导水管或从附近隧道管片开孔注浆封堵出水点。 如因冻结管接头断裂和钻头逆止阀失效引起漏水喷砂，可直接通过冻结管注浆。在采用钻进法下冻结管时，可先准备一个能与冻结管连接的注浆管接头，这样，一旦发生冻结管漏水喷砂的情况，可以迅速拧上准备好的管接头，
冻结法凿井中液氨的使用安全
冻结法凿井中液氨的使用安全 随着科学技术的不断发展，我国凿井钻井技术有了飞速的发展。冻结法凿井作为凿井技术中最为常见的手段，受到了人们的青睐。然而在冻结法凿井的液氨使用过程中，由于操作不当等原因，造成了十分惨痛的泄漏事故。本文就液氨在冻结法凿井中的安全使用进行探讨，以期参考。 标签：冻结站凿井液氨使用安全 近年来，涉氨制冷企业液氨泄漏事故多发，教训十分深刻。2013年6月3日，吉林宝源丰禽业公司厂房氨气爆炸引发火灾，造成121人遇难，76人受伤。2014年5月20日，河北省石家庄市赵县一冷库检修过程中，发生残余液氨爆裂事故，造成3人死亡，3人受伤。国务院安委会已于2013年9月至12月，在全国开展了涉氨制冷企业液氨使用专项治理工作。作为液氨使用单位的煤矿特凿处的冻结站，同样对液氨的安全使用提出了要求。 1冻结法凿井的实质和原理及氨的作用 冻结法凿井是在井筒开凿之前，用人工制冷的方法将井筒周围的地层冻结成封闭的不透水的圆筒---冻结壁，以抵抗地压和隔开地下水与井筒的联系，并在冻结壁的保护下进行掘砌工作的一种特殊凿井法。 冻结法凿井的基本原理是：盐水吸收地层热量并将其传递给氨，经压缩机作功后氨又将这部分热量传给冷却水，最后冷却水把热量散发到大自然中去。这样逐步实现将地层降温直至形成所需之冻结壁。 因此，作为冻结凿井的三大循环系统之一的氨循环系统，氨在制冷机组中起到制冷剂的作用，不断的蒸发冷凝，把热量不断的从盐水搬运给冷却水。因此，在冻结法凿井的冻结站中存在大量液氨，必须注意液氨的安全使用。 2氨的性质与危害性 （1）氨的性质：氨是具有特殊臭味的刺激性气体，常温常压下为气体，氨通过呼吸道和皮肤侵入人体，氨易溶于水，氨的毒性等级为2级，当空气中氨的浓度在0.5%～1%时，人在此环境中停留30min就会患重症或死亡。 （2）氨中毒：氨气被吸入人体后，当即出现咳呛不止、憋气、气急、流泪、怕光、咽痛等病症。如吸入氨气浓度很高时，还可出现口唇、指甲青紫等缺氧症状，伴有头晕、恶心、呕吐、呼吸困难等。 （3）氨爆炸：氨在空气中的含量达到16%～25%，便成为极易爆燃的混合气体。此时，只要遇到火源（如明火、钢铁零件碰击产生的火花），就会立刻发生燃烧性的爆炸，这种燃烧性的爆炸，还可能引起火灾，危害更为严重。
2020版冻结法联络通道施工风险及措施
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020版冻结法联络通道施工风 险及措施 Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
2020版冻结法联络通道施工风险及措施 1冻结钻孔漏水喷砂 1.1引起冻结钻孔漏水喷砂的原因 在地铁联络通道冻结施工中，往往会遇到地下水压力较大的含水砂层。在这些地层施工近水平冻结孔，发生钻孔漏水喷砂的情况非常频繁，严重时可以引起很大地层沉降，造成隧道管片和地面建筑变形损坏，甚至酿成隧道垮塌的灾难性事故。引起钻孔漏水喷砂的原因主要有：孔口管松动或脱落、冻结管接头断裂、钻头逆止阀失效和孔口止水装置损坏等。有时在冻结壁解冻后，由于冻结管与隧道管片之间的空隙不能及时有效的封堵，也有发生漏水喷砂的情况。根据过去经验，开始施工冻结孔时发生孔口管松动脱落、冻结管断裂、钻头逆止阀失效和孔口止水装置损坏等情况较少，也易处理。但在冻结孔施工后期，由于地层扰动加大，渗透性提高，很容
易引起塌孔抱钻，使得发生上述情况的可能性及处理难度显著增加。 1.2冻结钻孔漏水喷砂的应急处理 如因孔口管松动或脱落引起孔口管与管片之间漏水，应立即停止钻进，在冻结管上安装管卡，用钻机推进冻结管将孔口管顶实，或者用膨胀螺栓等将孔口管固定牢固。然后用棉纱堵塞孔口管与管片之间漏水处，并通过孔口管旁通进行压浆堵漏。注浆材料以采用化学浆液为宜，也可用水泥一水玻璃浆液。在紧急情况下，可直接从冻结管中注入水泥一水玻璃浆液。 当漏水涌砂点在隧道底部时，如遇紧急情况，可以用堆压法处理。采用这种方法时，先应用棉纱等堵塞出水点控制漏水速度，并及时排水。然后，在出水点周边垒一圈砂包，在出水口埋设导水管，并迅速将水泥和水玻璃撒到出水点，边撒边搅拌，使之快速凝固。在堆压体中可埋一些钢筋或型钢，以便将其与隧道管片固定以增加堆压体的稳定性。当堆压体有一定强度和体积后，可逐渐控制导水管的出水量。最后，通过导水管或从附近隧道管片开孔注浆封堵出水点。
冻结法施工技术
冻结法施工技术 冻结法施工技术，即是利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕，用人工冻土帷幕结构体来抵抗水土压力，以保证人工开挖工作顺利进行。作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史，我用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工，其中冻结最大深度达435m，冻结表土层最大厚度达375m。经过多年来国外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点： 1可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术； 2冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效； 3冻结法施工对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构； 4冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。 人工冻结法在地铁府园车站的应用
摘要：地铁一期工程府园车站南隧道盾构法施工时，洞门两侧出现大量流砂，附近区域的沉降量较大，为了确保地下管线和地面交通的正常使用和安全运行，在首次实施了地下工程的人工冻结法施工。本文论述了冻结法在该工程中的冻结设计、施工工艺及对周围环境影响等问题和实际取得的效果。 关键词：冻结法,地铁,盾构 引言 我国冻结法现已成为成熟的凿井施工技术，但在城市岩土工程中的应用还不多。冻结技术可在地面城市地下工程中的应用围包括：盾构隧道盾构进墙、深层搅拌桩以及压密注浆对土体进行加固，在凿除洞门钢筋混凝土时发现洞门中心处东、西两侧有流砂涌入，迅速采用双液注浆堵水，过了两天又在有大量流砂涌入，对周围环境产生较大的影响，其中端头井东侧的沉降量增大，东部20 平方米区域下陷1.5 m 左右(图1)。在这种情况下施工单位及时出洞土体加固、盾构隧道地下或海底对接时土体加采取措施，以保证施工以及周围环境的安全。固、城市地铁泵房、旁通道和急转弯部分、建筑基根据管线及房屋调查结果显示，在府园车站坑加固、地下工程涌水、坍塌事故的抢险修复、地南端头井的东侧沿南路方向15 m 围有下隧道交叉处土体加固、桥墩基础施工等。地380 V 的电缆一根，直径约900 mm 的下水管一根，铁南北线一期工程TA7 标府园车站端头井洞门南侧沿建邺路方向15 m 围有380 V 的电缆一补充加固时中煤矿山工程采用冻结法
地下工程冻结法施工工程实例
126 实例8：用于隧道支护中的地层冷冻法（隧道译丛1985-5） 1．以往的应用 在冻结的地层中开挖洞室，采用任何一种方法，有时总会遇到意外的困难。而爆破法或许是一种有效的方法。与岩石比较，当然冻结的材料不如其坚硬，但对于起爆点来说不存在裂化。冻结的地层是致密和不透水的。 用人工法来冻结地层使地层更加坚固和密实，这一概念是在大约一百年以前产生的。德国人首先采用在通过含水土层的矿山竖井施工中。 在瑞士第一次考虑采用这种方法要追溯到1908年对勒奇堡铁路隧道的病害处理。当时松散地层伴随高压水意外地坍塌，水和碎石涌入开挖的坑道，大约充填了1km ，淹没了25个人(图1)。 为了定出沿隧道轴向劣质土体的长度，用一台德国冷冻压缩机从地表打下两个勘探孔，一直打下220米深，超过隧道底部，发现底下没有岩石，即确定出隧道的位置后，沿轴向必须要通过350米极坏地层。若用冷冻压缩机从地表通过钻孔来冻结地层或许能够开挖，然而当时这样一种装置的造价超过一般通用的设备，造价昂贵。因此，决定改变隧道方向，来一个大的拐弯，使隧道轴线不脱离密实的岩层。这样就使隧道延长了约800米，但允许用常规的爆破法继续开挖。 在瑞士第一次真正使用冷冻法是1968年在翁格林(Hongrin ）属于水工用途的一个过水隧洞。当时证明，在不得已的情况下冷冻法是最后一种可采用的手段。由于隧洞完全位于岩层之中，又加上高压水的作用，使隧洞堵塞停工达两年。在试用其它方法处理以后，在这种情况下求助于冷冻法。 围绕奥尔滕(Olten)铁路系统改建工程中，有一浅埋的博尔纳(Born)隧道已经施工。部分位于粘土层斜坡上，由于覆盖层相当薄，冷冻是靠从地表垂直打下或多或少的管子来实现的。 2．米尔黑布克隧道 最近的一个工程实例是在苏黎士市区的米尔黑布克(Milchbuck)公路隧道。对于这个例子我们将比较详细地加以讨论，不仅阐述这—施工方法的特性，还要对如何解决与市区的正确位置有关的问题进行讨论。 米尔黑布克隧道在苏黎士市高速公路网内，是一条重要线路。它从利马(Limmat)山谷通向米尔黑布克山，位于2.7％的坡道上(图3)，其中有1300米长的一段是用常规明挖法施工的。上部位于泥灰岩和砂岩地层，不需赘述，剩下350米的一段通过冰积层，而更不利的
南京二号线冻结法联络通道监理细则
§联络通道施工监理细则 1专业特点 1.1工程地质特点 莫～茶～集区间联络通道地貌单元属长江漫滩，上部以淤泥质粉质粘土为主，下部以粉土、粉细砂为主。基岩面以上均为第四纪松散层，覆盖层厚度大，基岩埋深60m左右，区间地质条件差，赋存于粘性土中的地下水类型属孔隙潜水，赋存于砂层中的地下水具微承压性，属微承压水。 地基土的渗透性：以微透水～弱透水层为主，其中②-2b4层水平方向因粉土、粉砂薄层存在而局部水平渗透性大于垂直方向渗透性；②-3b3-4层夹粉土薄层，水平方向渗透性大于垂直方向渗透性。 1.2工程施工方法特点 本工程采用“隧道内水平冻结、矿山法开挖构筑”的施工方法。即：隧道内采用水平孔与部分傾斜孔冻结加固土体，使联络通道及泵站形成强度高，封闭性好的冻土帷幕。在达到设计要求后，在冻土中采用矿山法开挖的构筑施工。土体冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。 2联络通道施工监理要点、方法及措施 联络通道的质量监理实施应把握下列要点： 2.1冻结孔、测温孔与卸压孔布置 2.1.1 冻结孔应按上仰、近水平、下俯三种角度布置，开孔间距为0.5m～1.0m ，具体钻孔时应避开钢筋（本工程冻结孔数为61个） 2.1.2测温孔应在联络通道两端布置不少于每端4个（孔位原则一般定于终孔间距较大的位置），深度为1～3m ，其管材宜选用Φ32× 3.5mm 20#低碳钢无缝钢管。 2.1.3卸压孔布置6个，开挖一侧布置4个，对侧布置2个，深度1～2m 。（通常当压力达到0.25Mpa即可卸压）
2.2冻结孔、测温孔与卸压孔施工 2.2.1孔位定位应按施工图进行放线，孔位布置需在避开主筋，一般不应大于100mm 。 2.2.2在正式开孔前，应利用隧道管片注浆孔（吊装孔）进行探孔，检查地层稳定性。若有严重涌水、涌砂，应采取双液浆或化学浆液堵漏。 2.2.3在取芯开孔后，须安装带填料密封盒的孔口管，管侧应安装Ф40mm旁通阀门，防止孔口喷砂。 2.2.4若含水砂量较大，须采用化学泥浆护壁或在回流旁路上增加背压力，使钻孔内保持一定压力，维护孔壁稳定。 2.2.5钻孔偏斜和终孔控制 2.2.5.1钻机就位采用经纬仪（或全站仪）定位。钻孔偏斜率应控制在1%以内，相邻终孔间距不得大于1.2m，否则应补孔。 2.2.5.2冻结孔钻进深度不应小于设计深度，且不大于设计深度0.3m（钻头碰到隧道管片者除外）。 2.2.5.3钻孔结束后，须立即进行打压测斜，若超出设计规定，则进行补孔。 2.2.6铺设冻结管后，应对冻结管长度进行复测。冻结管长度和偏斜合格后进行打压试漏，压力控制在0.8 Mpa，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。 2.2.7冻结管之间应采用套管丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度。 2.3冻结参数与机械选择 2.3.1冻结参数确定: 本工程联络通道积极冻结期盐水温度为-28℃～-30℃； 维护冻结期盐水温度为-25℃～-28℃； 2.3.2冷冻机组: 2.3.2.1检查进场冷冻机组设备清单是否满足本工程需要。 2.3.2.2现场对照清单核对冷冻机组设备及相关合格证质保书。 本工程冷冻机组清单如下表：
浅谈某煤矿冻结法凿井施工技术
浅谈某煤矿冻结法凿井施工技术 [摘要]通过冻结法凿井冷冻孔施工技术在冲积层较厚的煤矿建井施工过程中的应用，简要的介绍了冻结和凿井施工中所采取的技术措施。 [关键词]深厚表土层井筒冻结防片帮孔 1工程概况 该煤矿某井设计井筒净直径5.5m，深409.5m。井筒表土段厚349.7m，采用冻结法施工，冻结深度382m。冻结段井壁为双层钢筋混凝土结构，外壁厚450～700mm，内壁厚500～850mm，混凝土强度等级C30～C50。表土段内、外层井壁间敷设1层1.5mm厚的塑料软板，外层井壁与井帮之间铺设25～50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板。 井筒冻结壁设计厚度5.6m，冻结盐水温度-28～-32℃。冻结设计控制层位为表土段下部粘土层，冻土平均温度-15℃。冻结时间井筒试挖前估算为65d，试挖后为145d。 井筒冻结孔设计采用1圈主孔+2圈辅助孔的三圈孔布置方式。主圈冻结孔采用差异冻结方式，冻结深度360m/382m。辅助孔综合考虑井筒掘砌速度、冻结时间、冻结壁厚度及整体强度、防片帮等要求，采用双圈插花布置方式。其中外圈辅助孔穿过基岩风化带，深355m；内圈辅助孔深130m。冻结孔布置参数见附表。冻结管均为低碳无缝钢管。主圈孔冻结管规格为φ133mm×（6～7）mm，内箍焊接连接；辅助孔冻结管规格为φ159mm×6mm，内箍焊接连接。供液管均为φ75mm×6mm 塑料管。 井筒于2011-09-19完成冻结钻孔施工，09月20日开始冻结。至11月4日开机冻结46d后，水文孔全部冒水，表明冻结壁已交圈。11月12日井筒试挖，11月26日正式开挖。至2012-01-25，360m井筒掘砌外壁工程及16m壁座工程完工，表土段掘砌外壁平均月成井120.5m，最高月成井152m（2011年12月）。 2主要施工技术措施 2.1冻结工程 2.1.1采用合理的冻结方案 井筒冻结孔设计采用1圈主孔+2圈辅助孔的三圈孔布置方式。主圈孔主要起保证冻结壁厚度、平均温度达到设计要求和保证冻结壁按时交圈的作用。外圈辅助孔主要起保证冻结壁强度满足安全施工的要求和控制表土段下部井帮温度的作用。内圈辅助孔为防片帮孔，主要起防止掘进时片帮的作用。
冻结法施工工艺
冻结法施工工艺 地铁施工旁通道冻结法施工工艺冻结法施工工法一、前言作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史，我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工，其中冻结最大深度达435m，冻结表土层最大厚度达375m.自1992年起，冻结法工艺被广泛应用于上海、北京、深圳、南京等城市地铁工程施工中。公司在上海地铁隧道旁通道工程施工中，采用了冻结法加固的施工方法，通过对施工工艺的归纳总结，以及参考有关施工技术资料，形成本工法。 二、特点冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点： 1、可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术； 2、冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效； 3、冻结法是一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构； 4、冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。 三、使用范围冻结法适用于各类地层，主要用于煤矿井筒开挖施工。目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用。 四、工艺原理冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下，进行地下工程掘砌作业。它是土层的物理加固方法，是一种临时加固技术，当工程需要时冻土可具有岩石般的强度，如不需要加固强度时，又可采取强制解冻技术使其融化。 五、工艺流程冻结法 六、施工操作要点施工时，应不断对每个施工工序进行管理。控制冻结孔施工、冻结管安装、冻结站安装、冻结过程检测的质量。 1、冻结孔施工 1.1开孔间距误差控制在±20mm内。在打钻设备就位前，用仪器精确确定开孔孔位，以提高定位精度。 1.2准确丈量钻杆尺寸，控制钻进深度。 1.3按要求钻进、用灯光测斜，偏斜过大则进行纠偏。钻进3m时，测斜一次，如果偏斜不符合设计要求，立即采取调整钻孔角度及钻进参数等措施进行纠偏，如果钻孔仍然超出设计规定，则进行补孔。 2、冻结管试漏与安装 2.1选择φ63×4mm无缝钢管，在断管中下套管，恢复盐水循环。 2.2冻结管（含测温管）采用丝扣联接加焊接。管子端部采用底盖板和底锥密封。冻结管安装完，进行水压试漏，初压力0.8MPa，经30分钟观察，降压≤0．05MPa，再延长15分钟压力不降为合格，否就近重新钻孔下管。 2.3冷冻站安装完成后要按《矿山井巷工程施工及验收规范》要求进行试漏和抽真空，确保安装质量符合设计要求。 3、冻结系统安装与调试 3.1按1.5倍制冷系数选配制冷设备。 3.2为确保冻结施工顺利进行，冷冻站安装足够的备用制冷机组。冷冻站运转期间，要有两套的配件，备用设备完好，确保冷冻机运转正常，提高制冷效率。 3.3管路用法兰连接，在盐水管路和冷却水循环管路上要设置伸缩接头、阀门和测温仪、压力表、流量计等测试元件。盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料保温，保温厚度为50mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，每根冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制流量。 3.4冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板保温。
人工冻结法在岩土工程中的应用
中国矿业大学力学与建筑工程学院 2012~2013学年度第一学期 《岩土工程冻结法》课程报告 学号10094680 班级土木09-8班 姓名何鹏鹏 力学与建筑工程学院教学管理办公室
人工冻结法在岩土工程中的应用 （中国矿业大学力学与建筑工程学院地下09-2班何鹏鹏） 摘要：目前在进行矿井建设工程、城市地下空间开发以及城市市政工程中遇到许多传统岩土工程方法难以解决的问题。而人工冻土墙围护结构以其对周围结构形状适应性强，隔水性能极好，对地层污染小等优点在岩土工程中得到广泛的应用。尤其是在矿井建设中和城市地下工程施工的过程中得到有效的应用，矿井的冻结封水和城市地下工程的人工冻结应用已经非常普遍。 关键词：人工冻结法；矿井建设；地下工程 1 概述 根据国内外冻结法应用的现状，人工冻结法的应用领域及范围主要在以下几个方面：（1）煤矿井筒施工的冻结封水及临时支护；（2）市政工程地下结构施工封水及临时支护；（3）地铁车站及街区明挖施工的冻结临时支护和封水；（4）地下水泵站施工的冻结临时支护和封水；（5）水平隧道的冻结支护和封水；（6）其他各类地下建筑基坑的冻结加固；(7)交通建筑中水下基坑及桥梁基础施工的冻结支护[ 1 ]。 人工冻结技术是指采用人工制冷方法将低温冷媒剂送入具有一定含水量和地下水流速的软弱地层中，通过热交换冻结土层，从而形成强度高、弹模大和抗渗性好的冻结壁，封闭冻土壁则可以起到支护、隔水的作用，可以在冻土壁的维护下进行地下空间施工。冻结地层具有复原性，施工结束土层恢复原状，对土层破坏小，不会影响日后建筑物管线的埋设[ 2 ]。 2 人工冻结法在矿井建设中的应用 我国煤矿于1955年在开滦林西风井首次使用冻结法凿井，井筒净直径5m，冻结深度105m。此后，冻结法凿井技术逐渐推广到东北、华北、华东、中南地区。截止到2006年，我国采用冻结法已经成功凿井500余个，总延米达80km[ 1 ]。2004- 2005年间，仅山东省在超过400m的深厚表土层中采用冻结法凿井达到17个，其中6个井筒顺利通过450m的深厚表土层。 虽然人工冻结法在井筒掘进的过程中发挥很大的作用，而且技术已经非常成熟，但是在井筒施工过程中一般存在以下问题：（1）冻结管断裂问题；（2）掘进段高的确定[ 3 ]；（3）冻结井壁破裂问题；（4）冻结壁变形问题；（5）风动机具的冻结堵塞问题；(6) 工作面底鼓问题等。 现在，深厚冲积层冻结凿井技术一直是我国建井行业的重要研究课题。在许多冲积层厚度超过400m的井筒冻结工程中，采用冻结壁厚度与冲积层厚度基本成正比的经验方法计算冻结壁厚度，实践证明是可行的[ 4 ]。采用多圈孔冻结方
浅谈冻结法施工方法
浅谈冻结法施工方法 介绍了冻结发法施工的原理，使用的范围，及其工艺原理流程等。 标签：冻结法艺流程冻结施工工程监测 0引言 冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工。自1992年起，冻结法工艺被广泛应用于城市地铁工程施工中。工程施工中，采用了冻结法加固的施工方法，通过对施工工艺的归纳总结，以及参考有关施工技术资料，浅谈本施工法。 1人工冻结法施工的基本原理 利用土体冻结后其强度、稳定性以及隔水能力大大优于天然土的性质。在岩土工程开挖之前，在开挖的工程周围，钻造钻孔(冻结孔)，利用人工制冷技术，通过冻结孔对地层进行制冷，形成一个封闭的冻土结构，隔绝地下水的联系，同时抗抵周围岩土的压力，确保工程开挖的安全。 2特点 冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点： 2.1可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大干10％的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术； 2.2冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5～10Mpa，能有效提高工效； 2.3冻结法是一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构： 2.4冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。 3工艺原理 冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下，进行地下工程掘砌作业。它是土层的物理加固方法，是一种临时加固技术，当工程需要时冻土可具有岩石般的强度，如不需要加固强度时，又可采取强制解冻技术使其融化。
隧道联络通道冻结法施工及验收规范
隧道联络通道冻结法施工及验收规范 （征求意见稿） 2018年10月8日
前言 本规范是根据《国家能源局综合司关于印发2017年能源领域行业标准制（修）订计划及英文版翻译出版计划的通知》（国能综通科技〔2017〕52号）的要求，由中煤第五建设有限公司会同有关单位组成编制组编制而成。 编制过程中，遵照国家基本建设的有关方针和政策，认真总结了近年来经实践证明有效和成熟的科技成果和技术工艺，以多种形式征求了全国市政工程系统有关方面专家和单位的意见，经反复研究，多次修改，最后经审查定稿。 本规范共分10章和3个附录等，包括总则、术语、基础资料、施工准备、冻结及相关设计、冻结施工、开挖与支护、监测与监控、验收、安全与绿色施工等。 本规范主编制、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人： 主编单位：中煤第五建设有限公司 中煤隧道工程有限公司 河南能源化工建设集团有限公司 参编单位： 主要起草人： 主要审查人：
目次 1 总则 (1) 2 术语 (1) 3 基本规定.............................. 错误!未定义书签。 4 施工准备 (4) 4.1一般规定 (4) 4.2基础资料 (5) 4.3现场准备 (6) 5 冻结及相关设计 (6) 5.1一般规定 (6) 5.2冻结壁设计 (8) 5.3冻结孔设计 (12) 5.4初衬设计 (13) 5.5预应力支架设计 (13) 5.6防护门设计 (13) 5.7保温设计 (14) 5.8冷冻站设计 (14) 5.9供电系统 (18) 6 冻结施工.............................. 错误!未定义书签。 6.1一般规定 (19)
采用冻结法隔水帷幕的基坑施工的安全控制要点示范文本
采用冻结法隔水帷幕的基坑施工的安全控制要点示 范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
采用冻结法隔水帷幕的基坑施工的安全 控制要点示范文本 使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、降水及其相关工序的安排十分重要，在冻结隔水帷 幕形成期间禁止抽水，但在开挖前必须有一段预降水时 间，尤其对于渗透性较差的粘性土层。 2、降水过程中要采用信息化施工，便于对降水作业进 行有效的管理和控制，同时可以通过信息化施工采集的数 据验证土层的渗透系数K和抽水影响半径r等参数的准确 性。 3、要保证降水的效果，井管的埋设质量是关键，井管 的埋设中清孔和灌砂是关键。 4、基坑底部是土体还是岩石应区分清楚，两者在降水 设计时有很大不同，亦即与基底可能涌水量的大小相关。
5、土方开挖前，通过真空降水井将地下水位降至开挖面以下1m左右，挖土时严格控制标高，严禁超挖。上方开挖过程中，严禁在基坑四周一定范围内堆放重物及长时间停放重型机械。 6、基坑开挖及支撑施工应按照设计要求，遵循“分区、分块、分段”原则，限时、对称、平行进行。 7、土方开挖及支撑施工采用流水作业。坑内土方开挖、支撑梁钢筋绑扎及立模、混凝土浇筑需分区同步进行。坑内施工人员多，工序转换快，因此必须加强坑内安全管理，对基坑作业队及管理人员，一律要求戴安全帽，穿反光背心。现场派专如何安全员24h值班。 8、挖土时做好明排水措施，防止雨天积水影响施工，施工中保护好井点降水设备，保证排水正常进行。 9、基坑开挖时，施工监测同步进行，施工现场根据最新的监测信息，指导挖土的流程及进度。