关于冻结法在建筑施工中的应用技术分析

1、 282工程科技关于冻结法在建筑施工中的应用技术分析吕运春(大庆筑安建工集团有限公司，黑龙江 大庆 163000)摘 要：随着土木工程的发展，冻结法技术应用也正在兴起。在日本及欧洲各国，城市地铁等市政工程中都有广泛应用。冻结法作为一 种特殊施工技术，防水和加固地层能力强，叉不污染水质，特别适用于在松散含水表土地层的土木工程施工。冻土结构物形状设计灵活，并可以与其它方法联合使用除了常规盐水冻结外，在国外 20世纪 60年代 开始采用液氮深冷冻结地层，我国 2O世 纪 70年代 和 20世纪90年代分别进行 了液氮冻结和干冰冻结试验，开辟了地层快速冻结的新途径。在此通过对施工工艺的归纳总结，以及参

2、考有关施工技术资料，浅谈本施工法的具体操作与应用。关键词：冻结法；施工；原理；特点；控制冻结法是一种施工方法，最早用于俄国金矿开采，后由德国 -r程31冻结孔施工。师用于煤矿矿井建设获得专利技术趋于成熟，现在已广泛应用于地311开孑L间距误差控制在 20ram内。在打钻设备就位前，用仪铁、深基坑、矿井建设、建筑工程等施T过程中。基本原理为将含水土器精确确定开-fL-fk位，以提高定位精度。体利用人工设置的冻结管，冻结管内循环冷媒剂，带走土体中热量从312准确丈量钻杆尺寸，控制钻进深度 。而形成强度高密封性好的冻土，起到承受荷载和密封gh-TJ的作用。它313按要求钻进、用灯光测斜，偏斜过大则进

3、行纠偏。钻进 3m的适应性强、安全可靠、无污染，目前和其他方法相比造价略高。冻结时，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法是在室外用热砂浆进行砌筑，砂浆不掺tl,)JtJ0，砂浆有一定强度后钻进参数等措施进行纠偏，如果钻孑L仍然超出设计规定，则进行补砌体很快冻结，融化后的砂浆强度接近于零，当气温升高转入正温后孔。砂浆的强度继续增长。由于砂浆经冻结、融化、再硬化的三个阶段，其3-2冻结管试漏与安装。强度会降低，也减弱了砂浆与砖石砌体的粘结力。结构在砂浆融化阶321选择无缝钢管，在断管中下套管，恢复盐水循环。段的变形也较大，会严重的影响砌体的稳定性。322冻结管(含测温管)采用

4、丝扣联接加焊接。管子端部采用底1人工冻结法施工的基本原理盖板和底锥密封。冻结管安装完，进行水压试漏，经 30分钟观察，再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延长 15分钟压力不降为合格，否就近重新钻孔下管。的性质。在岩土工程开挖之前，在开挖的工程周围，钻造钻孑L(冻结323冷冻站安装完成后要按矿山井巷工程施工及验收规范要孔 )，利用人工制冷技术，通过冻结孔对地层进行制冷，形成一个封闭求进行试漏和抽真空，确保安装质量符合设计要求。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33冻结系统安装与调试。程开挖的安全。土中的水义可有自由水，结合水，结晶水三种形态。当3-

5、4积极冻结阶段在冻结试运转过程中，定时检测盐水温度、盐降到负温时，土体中的自由水结冰并将士体颗粒胶结在一起形成整水流量和冻土帷幕扩展情况，必要时调整冻结系统运行参数。冻结系体。冻土的形成是一个物理力学过程，土中水结冰的过程可划分为五统运转正常后进人积极冻结。个过程 (见图 1)35维护冻结阶段在积极冻结过程中，要根据实测温度数据判断a冷却段，向土体供冷初期，土冻土帷幕是否交圈和达到设计厚度，测温判断冻土帷幕交圈并达到体逐渐降温到冰点。b过冷段，土体设计厚度后再进行探孔试挖，确认冻土帷幕内土层无流动水后(饱和 i2o -。降温到0以下时，自由水尚不结水除外 )再进行正式开挖。36工程监测。=冰，

6、呈现过冷现象。c突变段，水过删冷后，一旦结晶就立即放出结冰潜361工程监测的目的是根据量测结果，掌握地层及隧道的变形蓍一热出现升温过程。d冻结段 ，温度上量及变形规律，以指导施工。蛐升到接近 0度时稳定下来 ，土体362工程监测的内容为：地表沉降监测，隧道变形监视，通道收图 1土中水结冰过程曲线图中的水便产生结冰过程，矿物颗粒敛变形监测，冻土压力监测。胶结在一体形成冻土。e冻土继续冷却，冻土的强度逐渐增大。363冻结孑L施T监测内容为：冻结管钻进深度；冻结管偏斜率；2该施工方法的特点冻结耐压度；供液管铺设长度。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364冻结系统监测。困难地段的

7、施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施365冻结帷幕监测内容为：冻结壁温度场；冻结壁与隧道胶结；工有以下特点：开挖后冻结壁暴露时间内冻结壁表面位移；开挖后冻结壁表面温度。21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4机具设备的，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螺杆冷冻机组，盐水泵，冷却水泵，钻机，电焊机，抽氟机，经纬结法施工技术；仪，测温仪，精密水准仪，打压机，冻结器打压试漏，收敛仪，冻土帷幕22冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布收敛，钢卷尺。置和调整，冻土强度可达5-10MPa，能有效提高丁效；5施工中的安全保护23冻结法是

8、一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入51采用通讯系统和视频系统有效的监控施工现场，对施工中发土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结现的问题及时汇报处理，杜绝一切不安全的施工现象和违章的操作，构；把事故制止在萌芽状态。旁通道设安全防水门，一备发现险情关闭防24冻结施工川于桩基施 l或其它工艺平行作业，能有效缩短施水门，保护隧道之用。T期。52采取必要的措施，防止打冻结孔时水土流失；在钻孔施工期3工艺流程冻结法间加强沉降的监测，发现跑泥漏沙水土流失严重引起的沉降，影响到冻结工艺造孑L冻：a结孑L：测温孔，水文孔)冻结 ：冻结温度控建筑物和地下管线，应立即停止施工，立即注浆，防止沉降影响周嗣制，盐水流量控制，冻结壁发展监测，冻结温度场分析 冻井简开挖：建