[精品]学科前沿论文

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1、《学科前沿》论文浅论冻结法专业：土木工程学号:02110531姓名：刘海军浅论冻结法摘要指出了冻结法的发展和历史，阐述了冻结法的基本原理以及丿施工工艺。并通过它的施工过程和应用，从而表现具在当时代的状态和前景。关键字发展冻结原理冻结施工釆用不掺外加剂的砂浆砌筑墙体，允许砂浆遭受一定程度的冻结。在不稳定含水地层中修建地下工程时，借助人工制冷手段暂时加固地层和隔断地下水的一•种特殊施工方法，常用于竖井工程。概述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T冻结潸井逐步发展起来的。冻结法是利用人工制冷技术，使地层屮的水

2、冻结，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地卞工程的联系，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。自1862年英国首次在南威尔士的建筑基坑小使用了冻结法以來，冻结法不断得到应用和完善，其至延伸到核废料处理工程等其他领域。随着我国地下工程的增多，逐渐由矿山工程，向城市各类工程推广应用，完成了北京、上海地铁的多项隧道水平冻结工程，尤其2000年以來，冻结法在上海得到人规模应用。冻结法的优点：1、安全性好，可有效隔绝地下水。2、适应面广。适用于任何一定含

3、水量的松散岩十•层，在复杂水文地质如软土、含水不稳定土层、；流沙、高水压及高地压底层条件下冻结技术冇效、可行。3、灵活性号。可以人为地控制冻结体的形状和扩展范围，必要吋可以绕过地下障碍物进行冻结。4、可控性好。冻结加固土体均匀、完整。5、污染性小。“绿色”就工方法，符合环境岩土工程发展趋势。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。3、相对经济投入大冻结原理将含水土体利用人工设置的冻结管，冻结管内循环冷媒剂，带走土体中热量从而形成强度髙密封性好的冻土，起到承受荷载和密封防水的作用。它的适应性强、安全可靠、无污染，

4、目前和其他方法相比造价略高。根据冷媒剂可分为盐水循环、氨循环和冷却水循环相对应的冻结系统。冻结法是由于砂浆经冻结、融化、再硬化的三个阶段，其强度会降低，也减弱了砂浆与砖石砌体的粘结力。结构在砂浆融化阶段的变形也较大，会严重的影响砌体的稳定性。故规范规定下列工程不允许采用冻结法施工：（1）、空斗墙；（2）、毛石砌体；（3）、砖薄壳、双曲砖拱、筒式拱及承受侧压力的砌体；（4）、在解冻期间可能受到振动或其他动力荷载的砌体；（5）、在解冻吋，砌体不允许产生沉降的结构。冻结法施工一、施工操作要点施工吋，应不断对每个施工工序进行管理。控制冻结孔施工、冻结

5、管安装、冻结站安装、冻结过程检测的质量。1、冻结孔施工2、冻结管试漏与安装3、冻结系统安装与调试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。冻结系统运转正常后进入积极冻结。积极冻结，就是充分利用设备的全部能力，尽快加速冻土发展，在设计时间内把盐水温度降到设计温度。旁通道积极冻结盐水温度一般控制在-25〜-28°CZ间。积极冻结的时间主要由设备能力、土质、环境等决定的，上海地区旁通道施工积极冻结时间基木在35天左右。5、维护冻结阶段在积极冻结过程屮，要根据实测温度数据判断冻土帷幕

6、是否交圈和达到设计厚度，测温判断冻土帷幕交圈并达到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（饱和水除外）再进行正式开挖。正式开挖后，根据冻土帷幕的稳定性，提高盐水温度，从而进入维护冻结阶段。6、工程监测。工程监测的冃的工程量测作为该工法的一项重耍施工内容。其冃的就是根据量测结果，掌握地层及隧道的变形量及变形规律，以指导就工。由于旁通道丿施工位于地下十多米处，为防止施工时对地面周边建筑、地下管线、民用及公共设施带来不良影响，甚至严重破坏。对丿施工过程必须有完善的监测。二、质量标准由于冻结法施工工程技术难度高，丿施工风险大，工程中不

7、可预测I大I素多，故此对质量耍求极鬲。H前主耍按照《GB_50213-2010煤炭井巷工程质量验收规范》、《煤矿井巷工程施工及验收规范-GBJ213-90》、《煤矿井巷工程质量检验评定标准-MT5009-94》标准要求进行施工。除了参照国家有关标准外，还应着重注意以下几点：1、冻结帷幕设计时应选择比较安全的计算模型，要有足够的安全系数；2、冷冻机组制冷量在设计时，取较人的备用系数；3、钻孔的偏斜应控制在1%以内；4、终孔间距不大于1.0m；5、在冻土帷幕关键部位，多布置测温孔，监测冻土帷幕的形成过程和形成状况。安全环境保护及注意要点1、设计要

8、考虑各种最不利条件，保证方案安全可靠：2、设计计算的各种最不利条件，在施工组织设计及丿施工中，做到重点防范，采取切实可行、有效的措施加以控制。3、选用无污染、效率高