岩土工程冻结法课程学习论文-浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用

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1、成　绩评阅人日期《岩土工程冻结法》课程报告学　　号班　　级姓　　名浅析岩土冻结法在城市地下工程中的应用摘要:随着我国经济建设的发展,富含水困难地质条件下的城市地下工程将日益增多,为冻结法的应用提供了广阔的空间。冻结法适宜于以及松软地层的隧道、地铁和地铁车站、排水泵房、地铁主干道间的联系通道、盾构施工的端头井施工，有着广阔的应用经济前景。冻结法还在街区明挖施下、地下水泵站施工以及其他领域，这充分表明冻结法具有很强的拓展性。特别是近年来，我国北京、上海、广州、天津等城市地铁建设，以及将陆续兴建的南京、深圳等16个大城市地下快

2、速交通线路建设，为冻结法的应用开辟了广阔的前景。岩土工程冻结法在我们的土木建设中占据着重要的地位，这项技术在国内外也日趋成熟，并且在一些施工较为困难的场所屡建奇功。系统总结和发展已取得的理论研究成果和施工实践经验，对推动冻结法更加经济安全可靠的应用，拓宽冻结法应用领域具有长远的意义。关键词:冻结法,,岩土工程，应用岩土工程专业是土木工程的分支，是运用工程地质学、土力学、岩石力学解决各类工程中关于岩石、土的工程技术问题的科学。作为其重要的组成部分,城市地下空间工程也是岩土工程中发展潜力较大的一个重要组成部分。我国十分重视地

3、下空间的开发利用。自从上世纪60年代，我国开始利用城市地下空间并以初具规模，如北京修建地下铁路，上海建设打浦路隧道，70年代建设大量的人防工程，改革开放以来地下空间的发展更为迅速，目前我国其他一些大城市也正在进行地铁建设。不仅如此，我国还建设了各种公路隧道、铁路隧道和海底隧道。这些工程的建设极大的促进了我国现代化建设，但是在这过程中也遇到了大量的技术难题，复杂的地质水文条件和其他条件制约了工程建设，某一领域的单一技术手段难以解决问题，这就使这就使得大量不同领域内的技术手段在相互之间应用开来。岩土冻结法就是其中一种，从原来

4、的井筒建设应用中逐渐成为各种工程土层加固的很有效的手段。在地铁，隧道，桥梁，特殊地段事故处理中，乃至水利水电工程，工厂，仓库，地下输送管道，军事工程（地下实验场、核发射井）等。1岩土冻结法的简述1.1岩土冻结法的原理冻结法是在岩土工程开挖之前，用人工制冷的方法将开挖工程周围的岩土层冻结成封闭的冻结圈（壁），以临时加固地层，抵抗地压，隔绝地下水，然后在冻结壁的保护下进行正常施工的一种特殊施工法。首先要打一定数量的冻结孔，孔内安装冻结管或冻结器。冷冻站制出的低温盐水（大约-30ºC）经输送干管到各孔内冻结器，再由回路干管返回

5、到冷冻站的盐水箱。低温盐水在冻结管中沿环形空间流动时，吸收其周围岩层的热量，使周围岩层冻结，逐渐扩展形成冻结壁。随着盐水循环的进行，冻结壁厚度逐渐增大，直到达到设计厚度和强度为止。1.2岩土冻结法的特点我国城市地下工程常采用注浆、深层搅拌桩、地下连续墙等加固方法,冻结法与这些方法相比,具有如下特点:(1)冻结法适应复杂的地质条件。冻土强度高,阻水效果好。(2)冻结施工方法灵活,形式多样。冻结加固体形状可根据需要灵活设计,既可形成圆柱形加固体,又可形成棚拱形加固体。冻结范围大至整个街区,小至局部抢险工程。(3)冻结加固均匀

6、,完整。注浆法和深层搅拌桩,只是对土体局部加固,加固范围不易控制,加固体强度不均匀,而冻结技术可以把设计的土体全部冻成冻土,冻结加固体均匀,整体性好,可形成城市地下工程帷幕。1.3岩土冻结法的优点那它具有哪些优点呢？由于冻土中关键成份冰的力学性质主要取决于温度和时间,故地层的地质情况不是主要的因素。相对其他工法来说,它可用于任何含水的土层或岩层中,无论什么样的结构、颗粒或渗透特性。尽管饱和含水量对冻结法更好,但即使含水量低到10%时,冻结法应用也不会有什么问题或困难。软土、流沙层、砾石地层,以及高水压或高土压地层,冻结法

7、更具优越性。土层或岩层非均质时注浆困难,可是非常易于冻结。在打桩或降水困难或不可能时,有可能造成沉降的这类地层,冻结法将是最佳工法。诸如有建筑填石、桩或旧建筑物基础的地方,其他工法非常困难,而冻结法就容易多了。冻结法无烟,无震动,无冲击和强烈噪音,因而它适合于环保要求严格的地方。无论是冻结过程中还是融化后,冻结法对地下水及水位几乎没有影响。因而它适合那些对地下水质及水位控制严格的地方。冻结法几乎完全以地层本身的物质形成支护体系,基本不要其他材料。在三材缺少,或有时暂时无供货的地方,冻结法不会受影响。由于地层冻结系统可有多

8、种大小的设备及不同方式组成,因而它非常适合那些场所受限,甚至难以接近的地方。1.4冻结法的施工工艺冻结法的施工工艺主要包括以下几个阶段。(1)冻结站安装。冻结站由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流阀、中间冷却器、盐水循环系统设备等组成。(2)冻结管的施工。钻冻结孔,在冻结孔内设置冻结器,将不同冻结孔内的冻结器连成一个系统,