冻结法施工在含水疏松砂岩地层中的应用
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含水疏松砂岩地层深埋隧洞冻结施工技术与实践
含水疏松砂岩地层深埋隧洞冻结施工技术与实践摘要：加强隧洞施工技术的研究，有助于提高建设工程的质量。
冻结法施工是一种有效应对富含水不良地质段的隧洞施工方法，然而200．0m级埋深隧洞采用水平冻结法施工尚无先例，且缺少相应的基础数据。
本文依托于引洮供水一期工程总干渠7#隧洞典型洞段的冻结法施工实践，研究了国内富含水粉细砂层冻结加固工程冻土力学性质，基于此，研究了200．0m级埋深隧洞冻结壁参数，确定了冻结孔布置方式、冻结施工基本参数、深埋高水压情况下冻结孔开孔方法，以及冻结施工特殊要求等技术参数。
同时，还研究了相应工程技术措施，以减少冻胀和后期融沉对隧洞结构的影响。
本文研究成果将为200．0m级深埋隧洞水平冻结法施工提供技术和实践参考。
关键词：深埋隧洞;疏松砂岩;冻结施工;砂岩地层1 工程概述某工程圆形断面，净洞径4.96m，采用1台单护盾全断面岩石隧洞掘进机施工，进口工作面开挖掘进施工洞长 11.12 km 时遇富含水疏松砂岩，机头前部掌子面发生严重涌水及涌沙，造成 TBM 卡机被困，施工被迫停工。
根据卡机掌子面实际开挖掘进施工揭示及补充勘探的地质情况分析，掌子面下游约有长 220.0 m 洞段为富含水疏松沙地层，含水量为10.8%～13.9 9% ，地下水测定水压为 0.9MPa左右，洞身围岩岩性软弱、成岩差、结构疏松、遇水软化崩解、成洞条件差，属于极不稳定的Ⅴ类。
对长大管棚注浆法、水平旋喷桩法、盾构法和冻结法等多种施工方案进行了综合评估，冻结法施工方案的工期和投资控制风险最低，决定采用冻结加固的方法进行开挖掘进施工，具体施工方案为一是解困TBM，在TBM卡机下游6．5m处增设施工辅助竖井，上游向对TBM盾体外围采用水平冻结进行加固，在冻土帷幕保护下实施TBM解困，并承担下游向洞长38．5m的主洞冻结开挖掘进施工任务;二是下游洞长172．0m疏松沙层洞段施工开挖掘进施工，并在掌子面下游159．0m处再增设1座施工辅助竖井，主洞所增设的2个开挖掘进施工工作面，以及新增竖井井身均采用冻结法开挖掘进施工。
岩土工程冻结法的应用
此应 采 取 以下措 施 ：
含水 软土 地层条 件 下的城 市建设 中得 到充 分利 用 。 并且利 用地 表 、 地铁 隧道 的 变形监 测数据 及其 它信息指 导 、 调 整各环 节的施 工工艺 在城市繁 华地 区内施 工
尤其 重要 。
２ ． ４ 冻结 法 在建筑 基坑 的应 用 在基 坑 的开挖 过程 中 ， 采用冻 结法对 它 的支护 ， 往往 应该 考虑 冻土墙 暴露 面的 绝热 保护设 计 和抑 制冻 胀 防止下 沉 的问题 。 冻 土墙暴 露面 的绝 热保 护设计提 供两 种方 案 ， 一是 喷一层 混 凝土 ， 它 不但
种 地层 特 殊加 固方 法 。 这样 使 冻结 管周 围地层 由近 向远 不断 降温 ， 逐渐使 地层 中 的水变 成冰 ， 把 原来 松散 或有 空 隙的地层 通 过冰胶 结在 一起 ， 形 成不 透水 的冻 土柱 。 若 干个这 样 的冻结 管排 列起 来 ， 通过 冻结 管 内的冷媒 不 断循环 ， 使 这 些冻结 管周 围土都
１ 、 岩 土工 程冻 结法 的 基本原 理 冻结 法 的原理 是利 用人 工制冷 的方 法 ， 将 低温冷 媒送 入地层 ， 把 要开 挖体 周 围的 地层 冻结 成封 闭的 连续 冻土墙 ， 以抵抗 土压 力 ， 并 隔绝地 下水 与开挖 体 之 间 的联系 ； 然 后在 这封 闭的 连续 冻土墙 的保 护下 ， 进 行开 挖和做 永久 支护 的
修 筑 中薄 弱地 段 加 固。 这 几个 方 面的 应用如 下 ： （ １ ） 隧 道盾 构 进 出工 作井 时将 面临 较 大 的水 压 和 土压 变化 ，可 能 出现 土 体 坍塌 和 涌 水。 若 用 冻结 技 术加 固 ，则可靠 快 捷 ， 抑 制 了事故 的发 生 ，
含水 软土 地层条 件 下的城 市建设 中得 到充 分利 用 。 并且利 用地 表 、 地铁 隧道 的 变形监 测数据 及其 它信息指 导 、 调 整各环 节的施 工工艺 在城市繁 华地 区内施 工
尤其 重要 。
２ ． ４ 冻结 法 在建筑 基坑 的应 用 在基 坑 的开挖 过程 中 ， 采用冻 结法对 它 的支护 ， 往往 应该 考虑 冻土墙 暴露 面的 绝热 保护设 计 和抑 制冻 胀 防止下 沉 的问题 。 冻 土墙暴 露面 的绝 热保 护设计提 供两 种方 案 ， 一是 喷一层 混 凝土 ， 它 不但
种 地层 特 殊加 固方 法 。 这样 使 冻结 管周 围地层 由近 向远 不断 降温 ， 逐渐使 地层 中 的水变 成冰 ， 把 原来 松散 或有 空 隙的地层 通 过冰胶 结在 一起 ， 形 成不 透水 的冻 土柱 。 若 干个这 样 的冻结 管排 列起 来 ， 通过 冻结 管 内的冷媒 不 断循环 ， 使 这 些冻结 管周 围土都
１ 、 岩 土工 程冻 结法 的 基本原 理 冻结 法 的原理 是利 用人 工制冷 的方 法 ， 将 低温冷 媒送 入地层 ， 把 要开 挖体 周 围的 地层 冻结 成封 闭的 连续 冻土墙 ， 以抵抗 土压 力 ， 并 隔绝地 下水 与开挖 体 之 间 的联系 ； 然 后在 这封 闭的 连续 冻土墙 的保 护下 ， 进 行开 挖和做 永久 支护 的
修 筑 中薄 弱地 段 加 固。 这 几个 方 面的 应用如 下 ： （ １ ） 隧 道盾 构 进 出工 作井 时将 面临 较 大 的水 压 和 土压 变化 ，可 能 出现 土 体 坍塌 和 涌 水。 若 用 冻结 技 术加 固 ，则可靠 快 捷 ， 抑 制 了事故 的发 生 ，
隧洞顺利通过疏松砂岩段的施工经验
隧洞顺利通过疏松砂岩段的施工经验摘要：隧洞施工过程中会遇到各种地层。
但在中国西北地区施工隧洞，在施工过程中会常遇到含水量高的疏松砂岩段。
此地层施工难度极大。
文章将结合甘肃省引洮工程7#隧洞所遇疏松段阐述通过的施工经验。
关键词：隧洞；冻结法；通过甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞设计全长17 286 m，工程区位于甘肃省渭源县内，7#隧洞出口距离兰州市区184 km，距定西市约75 km，进口距离临洮县约32 km。
原计划采用一台单护盾式全断面岩石隧道掘进机（Single Shield TBM）施工，为在建项目。
隧洞高程2 130.02～2 119.54 m，纵坡i=1/1 650，TBM开挖断面为圆形直径为5.75 m。
7#隧洞工程于2007年9月开工建设，工程施工采用1台单户盾全断面掘进机TBM施工，掘进过程中因受含水疏松砂岩地层不良地质条件影响，目前TBM在57+835处被卡。
7#隧洞所遇疏松砂岩段，含水量达10.8%～13.9%。
这种地质条件，围岩岩性软弱、成岩差、结构疏松、遇水软化崩解、成洞条件差属于极不稳定的Ⅴ类围岩。
开挖后不能自稳，尤其饱和时，由于系颗粒较均匀的粉细砂，过分扰动或振动易产生液化，围岩极易发生坍塌涌砂。
此种地质条件TBM机无法正常掘进施工。
因此在施工此地层时必须考虑超前加固支护措施。
由于此隧洞的洞底标高为2 123.280 m，地表标高为2 365.990 m，地表距隧洞洞底的实际深度为242.71 m。
经综合考虑，采用地面垂直冻结法结合普通钻爆法进行此段地层的隧洞施工。
同时对卡机TBM采用“冻结法”实施解困。
此施工方法科学合理、工艺简单、对安全及质量具有保证。
但在实际施工过程中应着重对以下几个环节做到有效控制。
1 冻结钻孔施工时注意事项①由于钻孔施工的施工深度必须穿过隧洞底板，终孔深度在280 m。
所以在钻孔的钻进过程中肯定会穿过疏松砂岩段。
此段地层对钻机造孔施工也会有一定影响。
含水疏松砂岩隧洞冻结法掘进技术
被 泥 化 。 饱 水后 工 程地 质特 性 极 差 ， 不 能 自稳 ， 塑 性 变
１ ７ ． ３ ｋ ｍ， 含水疏 松砂 岩洞 段 断面 型 式 为 圆形 ， 净 断 面 直径 ４ ． ９ ６ ｍ， 开挖 断 面直 径 ６ ． ２ ５ ｎ １ 。隧洞 工 程地 质 条 件 复杂多变 ， 有 １ ４ ． ８ ｋ １ １ １ 洞段 为 Ｖ类上 第三 系粉砂 岩 、 粉细砂岩及 粉砂质 泥岩 等软～极软 岩地 层 ， 施 工难 度 大， 是引洮供水一 期工程控制性 单项 工程项 目之一。 隧洞 Ｖ类上第 三 系软一极 软岩 地层 中 ， 有 不连续 分布 总长近 ３ ． ０ ｋ ｎ 的含水疏松 砂 岩 （ ｉ Ｎ ， Ｌ ） 洞段 。疏 松砂 岩成岩性 差 、 欠 固结 、 胶 结不均 ， 局部 夹钙 质胶结
含 水 疏 松 砂 岩隧 洞 冻 结 法 掘 进 技术
魏 永学
（ 甘 肃省水 利水 电工 程局 兰 州 ７３ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘 要 】 甘肃 旨引洮供水一期工程 总干渠 ７号 隧洞含水疏松砂 岩洞段 ， 针对含水疏松砂岩特性 ， 确定 采用“ 冻 结
法” 进 行超 前 加 固 后续的掘进施工实践表 明， “ 冻结” 可 以肓 效地 阻止 掌子 面 突 泥 涌砂 ， 同 时对 围岩 起 到 超 前 加 固
形强烈 ， 掘进施 工中受 到外 力扰 动或地 下水的作用时 ， 极易液化且发生掌子面外涌的突泥涌砂现象 。 含水 疏松砂岩透水性 弱 、 可灌性差 ， 采用 超前灌浆 无法对围岩进行有 效 固结 ； 由于 岩性软 弱 、 强度 低 ， 长 管 棚施作 时其前部无 高强度 可靠 支点 ， 极 易塌 落滑移 ， 无法起 到超前 支护作用 ， 且 长管棚钻 进塌孔 和管 内突 泥涌砂严 重 ， 难 以达到预期效果 。
１ ７ ． ３ ｋ ｍ， 含水疏 松砂 岩洞 段 断面 型 式 为 圆形 ， 净 断 面 直径 ４ ． ９ ６ ｍ， 开挖 断 面直 径 ６ ． ２ ５ ｎ １ 。隧洞 工 程地 质 条 件 复杂多变 ， 有 １ ４ ． ８ ｋ １ １ １ 洞段 为 Ｖ类上 第三 系粉砂 岩 、 粉细砂岩及 粉砂质 泥岩 等软～极软 岩地 层 ， 施 工难 度 大， 是引洮供水一 期工程控制性 单项 工程项 目之一。 隧洞 Ｖ类上第 三 系软一极 软岩 地层 中 ， 有 不连续 分布 总长近 ３ ． ０ ｋ ｎ 的含水疏松 砂 岩 （ ｉ Ｎ ， Ｌ ） 洞段 。疏 松砂 岩成岩性 差 、 欠 固结 、 胶 结不均 ， 局部 夹钙 质胶结
含 水 疏 松 砂 岩隧 洞 冻 结 法 掘 进 技术
魏 永学
（ 甘 肃省水 利水 电工 程局 兰 州 ７３ ０ ０ ０ ０ ）
【 摘 要 】 甘肃 旨引洮供水一期工程 总干渠 ７号 隧洞含水疏松砂 岩洞段 ， 针对含水疏松砂岩特性 ， 确定 采用“ 冻 结
法” 进 行超 前 加 固 后续的掘进施工实践表 明， “ 冻结” 可 以肓 效地 阻止 掌子 面 突 泥 涌砂 ， 同 时对 围岩 起 到 超 前 加 固
形强烈 ， 掘进施 工中受 到外 力扰 动或地 下水的作用时 ， 极易液化且发生掌子面外涌的突泥涌砂现象 。 含水 疏松砂岩透水性 弱 、 可灌性差 ， 采用 超前灌浆 无法对围岩进行有 效 固结 ； 由于 岩性软 弱 、 强度 低 ， 长 管 棚施作 时其前部无 高强度 可靠 支点 ， 极 易塌 落滑移 ， 无法起 到超前 支护作用 ， 且 长管棚钻 进塌孔 和管 内突 泥涌砂严 重 ， 难 以达到预期效果 。
松散透水地层竖井内外圈冻结掘砌施工工法
松散透水地层竖井内外圈冻结掘砌施工工法松散透水地层竖井内外圈冻结掘砌施工工法一、前言在土木工程中，对于松散透水地层的处理一直是一个具有挑战性的问题。
松散透水地层的特点是土壤层稳定性差、透水性能强，施工过程容易发生塌方等安全事故。
针对这一问题，松散透水地层竖井内外圈冻结掘砌施工工法应运而生，被广泛应用于实际项目中。
二、工法特点该工法充分利用了冻结技术和掘进技术，将竖井内外圈同时冻结，形成一个稳定的冻结圈，并在冻结圈中进行开挖和掘进作业。
其特点包括：施工过程中不需要折断地层，保证地层的完整性；施工进度快，可同时进行多个工序；施工方法简单，操作安全可靠。
三、适应范围该工法适用于松散透水地层的处理，特别是河道、湖泊、海洋等水工工程和城市地下空间开发中的竖井施工。
同时，该工法对于沉积层、砂砾土等松散土层也有一定的适用性。
四、工艺原理4.1 施工工法与实际工程之间的联系该工法的施工工艺主要包括冻结施工和掘进施工两个阶段。
冻结施工主要是通过冻土技术，在竖井内外圈形成冻结体。
掘进施工则是在冻结体内进行开挖和支护工作，直至竖井施工完成。
通过冻结施工和掘进施工两个阶段的相互配合，实现了松散透水地层的稳定掘进。
4.2 采取的技术措施在冻结施工阶段，采用液氮冷却法冻结竖井外圈，采用混凝土护壁冻结法冻结竖井内圈。
通过在冻结施工过程中对冻结体的监测和控制，确保冻结圈的稳定性和安全性。
五、施工工艺5.1 冻结施工阶段5.1.1 竖井外圈冻结首先，在井口附近打入冻结管，通过向冻结管中注入液氮，使得竖井外圈形成冻土体。
通过控制液氮注入的时间和冻结管的布置方式，确保冻结体的均匀冻结。
5.1.2 竖井内圈冻结在竖井的内圈采用混凝土护壁冻结法进行冻结施工。
首先，设置混凝土护壁，然后通过冷却管道将冷却介质（如冷冻液）循环注入护壁内部，使竖井内圈形成冻土体。
5.2 掘进施工阶段在冻结体内进行开挖施工。
首先，从竖井井底开始开凿，逐步向上进行开挖。
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
《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。
隧洞含水疏松砂岩段的处理方法
隧洞含水疏松砂岩段的处理方法宋海萍【摘要】在进行隧道施工的过程中,经常会遇到各种各样的地层,地质非常恶劣的底层对于隧洞的施工有着非常不利的影响,这就需要采取适合的措施对其进行有效的处理,进而保证隧洞施工能够顺利进行.在我国的西北地区进行隧洞施工,常常会遇见含水疏松砂岩段,在这种地质的情况下进行隧洞施工是非常困难的,这就应该采取有效的措施对含水疏松砂岩段进行处理.本篇文章以甘肃省引洮工程7#隧洞的施工为例子,对隧洞含水疏松砂岩段的处理方法进行具体的分析和研究,进而为我国隧洞在含水疏松砂岩段进行施工时提供重要的参考资料.【期刊名称】《甘肃农业》【年(卷),期】2016(000)015【总页数】2页(P39,51)【关键词】隧洞;含水疏松砂岩段;处理方法【作者】宋海萍【作者单位】甘肃省引洮工程建设管理局,甘肃兰州 730030【正文语种】中文【中图分类】TV554甘肃省引洮供水一期工程总干渠7#隧洞全长17 286米，位于甘肃省渭源县内。
在对其进行施工的过程中，因为遇到含水疏松砂岩地层，导致工程出现停滞。
含水疏松砂岩的地质具有围岩岩性非常软，结构比较疏松，而且遇到水还会崩裂，成洞条件非常差，其属于非常不稳定的V类围岩。
在进行隧洞开挖后，其不能够保持稳定，特别是在饱和时，如果振动过大，就会是围岩发生坍塌现象。
因此，就一定要对底层采取良好的支护措施，对其进行高效的加固。
下文针对隧洞含水疏松砂岩段采用冻结法处理方法进行分析和研究，并加以阐述。
冻结法是隧洞含水疏松砂岩段的主要处理方法，在进行冻结钻孔施工的过程中应该主要的事项如下。
在进行钻孔的时候，要求其深度一定要穿过隧洞的底板，最后的孔为280米深。
因此，在钻孔施工的时候，必定会穿过含水疏松砂岩段。
含水疏松砂岩段的地层对于钻孔有着非常不利的影响，在对钻机和钻塔的选取时一定要注意，应选用提升性能好，钻速快，扭矩非常大，速比宽的钻机，钻塔应该选取承载力大，进而承载钻具产生的负荷量，而且还应该具有非常大的高度，这样就能够促进冻结管的下降时间有所缩短，承载力应大于30吨，高度应保持在20米以上，因为一根冻结管的长度为20米，这样一来就能够预防在钻孔的过程中出现卡钻的现象。
冻结法在地下施工中的运用
冻结法在地下施工中的运用【摘要】冻结法作为一种重要的辅助工法，已越来越被设计和施工单位所重视，掌握冻结法施工技术已成为城市地下工程生产发展和社会竞争的需要。
本文从冻结法在城市地下工程中应用的基本技术特点和冻结方法入手，介绍了冻结法施工的原理和工艺要点，以及掌握和运用冻结法施工技术的现实途径等问题。
进一步指出了冻结法在施工过程中需要注意的若干问题，以促进冻结法在城市地下工程中的应用。
【关键词】冻结法；施工技术；城市地下工程；原理；应用0.前言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、竖井和地下工程的开挖与衬砌施工的特殊施工技术。
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。
在矿井建设、地基基础、水利工程、河底隧道、地下铁道和其它地下工程中，遇到不稳定地层或含水量丰富的裂隙岩层，只要其地下水含盐量不大，而且流速较小（小于6m/d），采用冻结法阻断地下水、固结地层，容易获得成功。
冻结法源于天然冻结，随人工制冷技术的发展，逐渐用于工程，形成了工程冻结技术。
据统计，发达国家都有较早应用冻结法技术的先例。
人工冻结技术在我国也已经得到了成功的应用：1955年我国首次在开滦煤矿成功地应用冻结法进行竖井施工。
截止到1999年，我国煤炭系统已用冻结法建成竖井近500个，总长度超过70km，我国的水平孔冻结技术和斜井冻结技术也已经取得了很大的成功。
近些年来，随着城市地下工程的日益增多，特别是随着地下铁道建设的兴起，冻结技术已开始应用于城市地下铁道的隧道施工。
在北京市、上海市、广州市的地下铁道建设过程中，已经分别采用了垂直孔冻结技术、水平孔冻结技术，并取得良好的效果。
1. 冻结法施工的原理和工艺要点1.1 原理采用人工冻结技术，首先需要在准备冻结的地层中钻孔铺管，安装冻结器和盐水循环系统，然后利用人工制冷手段（低温盐水，液氮或干冰）提供冷量，通过低温在冻结器中循环，带走岩土热量，使岩土中的水结冰，将天然岩土变成冻土，形成整体性好、强度高、不透水的临时固结体，达到加固和稳定地层、隔绝地下水与地下工程开挖面的联系，达到安全、无水的施工环境的目的。
冷冻法加固法
温度可降到零下28℃到零下30℃。近年来，广州、上海、南京、天津等城市轨道交通迅猛发展，在地铁区间联络通道施工中，冷冻法工艺运用较多。冷冻法有它的长处，那就是原理简单，但是同时冷冻法也有着极大的缺陷：
首先，工期时间太长、资源耗费很大，成本过高。
其次如遇到砂层则容易引起孔口附近土体不稳，导致冷冻灌注不到位，冷冻效果不理想，而砂层却恰恰是经常会遇到的地质环境。
再次冷冻范围不易控制，容易造成资源浪费和冷冻效果的不均匀
此外，冷冻过程中会造成土体膨胀从而导致地面抬升，而解冻时则土体下沉且持续时间很长，因此极易导致土体不稳
除此之外，解冻后土体沉降易造成井筒或隧道护壁承压变大或不均匀、施工缝较多等，容易造成渗水以及其他形式的渗漏。
需要特别注意的是，冷冻管在集水井范围内时，开挖集水井时需要暂停冷冻，由于冻土的蠕变性较好，冻土帷幕破坏钱会出现比较大的蠕变过程，冻土的安全性会比较差。
冷冻法施工工艺
冷冻法施工工艺最早出现在欧洲，在矿井施工中广泛使用，，适用于涌水、流沙淤泥等松散含水复杂地层条件的施工，其工艺就是利用冷冻机对冷冻液进行降温，并通过循环管路输送到需要冷冻的区域，并保持温度，使温度向外扩散产生冻结效果。
其冷冻原理和电冰箱差不多，先用氟利昂降低盐水温度，冷盐水通过一根根打入土层的管道进入土层，不断循环，把土层中的热量带出来，土层慢慢降温，最后被冻得硬邦邦的，就跟一根冰棍一样，这时就可以凿洞开挖了。
采用冷冻法施工工艺进行施工的队伍对以上易出现的问题尤其需要提起注意，尽量减少浪费和不必要的事故。
如果选择采用冷冻法，那就需要注意一下几个问题：
(1)必须确保冻结时间，在开挖实施中，必须保证冷冻设备正常运转。
(2)施工监测点位布设及监测频率根据施工进程调整，并且随时反馈用以指导施工。
首先，工期时间太长、资源耗费很大，成本过高。
其次如遇到砂层则容易引起孔口附近土体不稳，导致冷冻灌注不到位，冷冻效果不理想，而砂层却恰恰是经常会遇到的地质环境。
再次冷冻范围不易控制，容易造成资源浪费和冷冻效果的不均匀
此外，冷冻过程中会造成土体膨胀从而导致地面抬升，而解冻时则土体下沉且持续时间很长，因此极易导致土体不稳
除此之外，解冻后土体沉降易造成井筒或隧道护壁承压变大或不均匀、施工缝较多等，容易造成渗水以及其他形式的渗漏。
需要特别注意的是，冷冻管在集水井范围内时，开挖集水井时需要暂停冷冻，由于冻土的蠕变性较好，冻土帷幕破坏钱会出现比较大的蠕变过程，冻土的安全性会比较差。
冷冻法施工工艺
冷冻法施工工艺最早出现在欧洲，在矿井施工中广泛使用，，适用于涌水、流沙淤泥等松散含水复杂地层条件的施工，其工艺就是利用冷冻机对冷冻液进行降温，并通过循环管路输送到需要冷冻的区域，并保持温度，使温度向外扩散产生冻结效果。
其冷冻原理和电冰箱差不多，先用氟利昂降低盐水温度，冷盐水通过一根根打入土层的管道进入土层，不断循环，把土层中的热量带出来，土层慢慢降温，最后被冻得硬邦邦的，就跟一根冰棍一样，这时就可以凿洞开挖了。
采用冷冻法施工工艺进行施工的队伍对以上易出现的问题尤其需要提起注意，尽量减少浪费和不必要的事故。
如果选择采用冷冻法，那就需要注意一下几个问题：
(1)必须确保冻结时间，在开挖实施中，必须保证冷冻设备正常运转。
(2)施工监测点位布设及监测频率根据施工进程调整，并且随时反馈用以指导施工。
冻结法施工工程(3篇)
第1篇一、冻结法施工工程的特点1. 适用范围广：冻结法施工适用于软土地层、膨胀土、泥炭土等不良地质条件，能有效解决常规施工方法难以解决的问题。
2. 施工安全可靠：冻结法施工过程中，土壤强度和稳定性得到提高，有效防止了坍塌、滑坡等事故的发生。
3. 施工周期短：冻结法施工可快速形成冻土层，缩短了施工周期，提高了施工效率。
4. 施工成本低：与一些特殊地基处理方法相比，冻结法施工成本较低，经济效益显著。
5. 环境友好：冻结法施工过程中，不会产生大量废水、废气等污染物，对环境友好。
二、冻结法施工工程的应用1. 地铁隧道施工：在地铁隧道施工中，冻结法施工可有效解决软土地层、膨胀土等不良地质条件带来的问题，确保隧道施工安全。
2. 深基坑施工：冻结法施工可用于深基坑的支护，提高基坑稳定性，防止坍塌。
3. 地下管道施工：在地下管道施工中，冻结法施工可用于管道周围土壤的加固，确保管道安全运行。
4. 地下工程维修：冻结法施工可用于地下工程维修，如地下管道、隧道等，提高维修效率。
三、冻结法施工工程的关键技术1. 冻结设计：根据工程地质条件、施工要求等因素，合理确定冻结孔布置、冻结孔直径、冻结孔间距等参数。
2. 冻结孔施工：采用冻结孔钻机进行冻结孔施工，确保冻结孔质量。
3. 冻结孔注浆：采用注浆泵将冷冻剂注入冻结孔，形成冻土层。
4. 冻结效果监测：通过监测冻结孔温度、冻土层厚度等参数，确保冻结效果。
5. 冻土层解冻：在施工完成后，根据设计要求，逐步解冻冻土层，恢复土壤原状。
总之，冻结法施工工程作为一种特殊的地下工程建造技术，在软土地层、复杂地质条件等不利环境下具有显著优势。
通过合理设计、施工及监测，可确保冻结法施工工程的安全、高效、环保。
随着我国城市化进程的加快，冻结法施工技术将在地下工程建设中发挥越来越重要的作用。
第2篇一、冻结法施工工程的特点1. 施工环境安全：冻结法施工可确保地下工程在复杂地质条件下安全施工，降低施工风险。
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影响建 筑物 周 围地 下结构 的特 点在地 铁与矿 井工 程 中得 到广 泛 的应用 。 Ｃ ６ － １ ｏ ］ 然冻结 法施 工在 水 利工 程
施 工 中应用 尚少 ， 甘 肃 省 引洮供 水 一期 工 程 总干 渠 ７ 隧洞尝 试应 用冻 结法施工 。 ７ 隧 洞在 施工 过 程 中遇含 水 疏松 砂 岩 ， 先 后采
＇ Ｉ Ｂ Ｍ 施 工 。 开挖 直 径 ５ ． ７ ５ ｍ，衬砌 管 片后 净直 径 ４ ． ９ ６ ｍ， 管 片背部 填充 豆砾石并灌 浆 。
２ ． ２ 工 程地 质与水 文地质
洞 内进行 ， 其 主要 施工顺 序 为 ： 施 工准 备 冻结孔施 工（ 同时安 装冻 结 制冷 系 统 ， 盐水 系统 和 检测 系统 ）
质 极 差 ；围岩 为 巨厚 层 状 结 构 ，单 斜 构 造 ，产 状 Ｎ Ｗ３ １ ０ 。 Ｓ Ｗ／ ＿ ２ ０ ｏ ～ ２ ５ ｏ ． 断裂构造不发育 。 围 岩 结构 较完整 ， 完整 性 系数 ０ ． ６ — ０ ． ８ 。围岩强 度 应力 比 Ｏ ． １ ～ Ｏ ． ４ 。围岩 物理力 学参数 为 天然密 度 ２ ． １ ９ ｇ ］ ｃ ｍ ３ ； 单轴 饱 和抗 压 强 度 ０ ． ９ ９ ＭＰ ａ ； 变形模量 ７ ５ ＭＰ ａ ； 泊 松 比 ０ ． ３ ５ － ４ ３ ． ４ ０ ； 内摩擦角 ３ Ｏ 。 ， 凝 聚力 ２ ２ ． ８ ６ ． ０ ｋ Ｐ ａ 。 有 地 下水活动 ， 局部线状流水 ， 涌水量 ４ ３ ￣ ３ ３ ｌ ＿ ／ （ ｍ ｉ ｎ ・ １ ０ ｍ） ， 瞬时 最大涌 水量 ８ ０ ～ １ ０ ０ Ｌ ／ （ ｍ ｉ ｎ ・ １ ０ ｍ） ， 渗 透系数 为 ６ ． ５ ｘ １ ０ ４ ￣ ３ ． ２ ｘ １ ０ ｃ ｍ ／ ｓ 。地 下 水水 质 差 ， 对混 凝 土具 硫 酸盐 强腐蚀 性 。开挖后 ， 围岩 极 不稳定 ， 饱水 易 出 现涌 砂现象 。
・
施 工技 术 ・
冻结法施工在 含水疏松砂岩地层 中的应用
高 琨
（ 中铁 隧道股份 有 限公 司， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
ห้องสมุดไป่ตู้
摘要 ： 冻结法施 工作 为一种特殊 工法在矿 井建设 中已得 到广泛应 用， 近年来在地铁 工程建设 中也 逐渐增加 ， 但在 水 利工程 中应用尚少。本文依托甘 肃省 引洮供水一期工程总干渠 ７ 隧洞 ， 通过对含 水疏松砂 岩地段 采用冻结 法施 工， 并通过工程实践 ， 提 出了解决方 法及措施 ， 阐明 了其在 高埋 深、 长距 离隧洞工程 中应 用的可行 性 ， 为类似地质 条件 下
２ 工 程 概 况 ２ ． １ 设 计 概 况
的基本 原理 ，在 冻结 的围 岩 中采 用矿 山法进 行 隧洞 的开 挖构筑 施工 ．地层 冻 结和开 挖构 筑施 工均在 隧
引洮供 水一 期工 程 ７ 隧洞 全长 １ ７ ２ ９ ３ ｍ， 设 计 断 面 为 圆形 ，设 计 纵 坡 １ ／ １ ６ ５ ０ ，主要 采 用 单 护 盾
一 积极冻 结一探 孔试 挖＿ ÷ 掘进 与临 时支 护一 隧洞永 久 支护 结构 注浆一 进行 融沉 注浆 充填 。 ３ ． ２ 冻 结帷幕 设计
（ １ ） 冻 结 围岩强 度 的设计 指 标 为 ： 单 轴 抗压 ３ ． ６
３ 冻 结 设 计
应 用 了冻 结法施 工 。 此后 ， 冻结 法施工 以可 有效 隔绝 地下 水 、 冻土 帷幕 的形 状 和强 度 可视 施 工现 场
条件灵 活布 置和调 整 。 以及 其对周 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
３ ． １ 总体 施工设 计
根据 工程地 质条 件及 其施工 条件 ， 确 定采用 “ 隧 洞 内钻 凿 ， 布设 近 水平 孔 、 冻 结 临 时加 固 土体 ， 矿山 法 暗挖构 筑 ” 的施工 方案 ． 即在 隧洞 内利用 水平 孑 Ｌ 和 部分倾 斜孔冻 结加 固地 层 ， 使 隧洞 周边 围岩冻 结 ， 形
１ 前 言
我 国于 １ ９ ５ ５年开始应 用冻结 法建井 技术 ， 但绝 大 部分 应 用 在 矿 山立 井 冻结 工程 中 ， ［ １ 世纪 ７ ０ 年 代 将 冻 结法 应 用 到 北 京 阜城 门地 铁 站 附近 一 段 约
９ ０ ｍ长 的护坡 工程 中 ． １ ９ ７ ７年沈 阳地 铁试 验井再 次
成强度 高 、 封 闭性好 的冻 结 帷幕 ， 然后根 据 “ 新 奥法 ”
用 井点 试降水 、 超前 大管棚 及绕洞 法施 工 ， 处 理突 泥
涌砂 效果 均 不 明显 ， 不 能满足 施 工需 求 。通 过 对地 质情 况分析 ， 结合 国内 目前现有 施工 技术 ， 采用水 平 冻结 法施工 解决 不 良地质地 段。该冻 结工 程洞 室埋 深为 １ １ ５ — １ ６ ４ ｍ， 单 循环水 平冻结 长 ２ ５ ｍ。
隧洞 施 工提 供 一 些借 鉴 。
关键词 ： 冻 结 法施 工 ； 施 工技 术 ； 含 水 疏松 砂 岩 ； 隧 洞 工程 ； 引洮 总 干 ７ 隧 洞
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ５ ５ ． ４ ９
文 献标 志 码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ０ ９ ５ — ０ １ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ５ ４ — ０ ４
第４ ９卷第 ２期
２ ０ １ ３年 ２月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇ ＡＮＳ Ｕ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ Ｓ Ｏ ＵＲＣ Ｅ Ｓ ＡＮ Ｄ Ｈ ＹＤ ＲＯ Ｐ ＯＷＦ － ， Ｒ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮＯ ＬＯ ＧＹ
Ｖｏ １ ． ４９． Ｎｏ． ２
Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０１ ３
施 工 中应用 尚少 ， 甘 肃 省 引洮供 水 一期 工 程 总干 渠 ７ 隧洞尝 试应 用冻 结法施工 。 ７ 隧 洞在 施工 过 程 中遇含 水 疏松 砂 岩 ， 先 后采
＇ Ｉ Ｂ Ｍ 施 工 。 开挖 直 径 ５ ． ７ ５ ｍ，衬砌 管 片后 净直 径 ４ ． ９ ６ ｍ， 管 片背部 填充 豆砾石并灌 浆 。
２ ． ２ 工 程地 质与水 文地质
洞 内进行 ， 其 主要 施工顺 序 为 ： 施 工准 备 冻结孔施 工（ 同时安 装冻 结 制冷 系 统 ， 盐水 系统 和 检测 系统 ）
质 极 差 ；围岩 为 巨厚 层 状 结 构 ，单 斜 构 造 ，产 状 Ｎ Ｗ３ １ ０ 。 Ｓ Ｗ／ ＿ ２ ０ ｏ ～ ２ ５ ｏ ． 断裂构造不发育 。 围 岩 结构 较完整 ， 完整 性 系数 ０ ． ６ — ０ ． ８ 。围岩强 度 应力 比 Ｏ ． １ ～ Ｏ ． ４ 。围岩 物理力 学参数 为 天然密 度 ２ ． １ ９ ｇ ］ ｃ ｍ ３ ； 单轴 饱 和抗 压 强 度 ０ ． ９ ９ ＭＰ ａ ； 变形模量 ７ ５ ＭＰ ａ ； 泊 松 比 ０ ． ３ ５ － ４ ３ ． ４ ０ ； 内摩擦角 ３ Ｏ 。 ， 凝 聚力 ２ ２ ． ８ ６ ． ０ ｋ Ｐ ａ 。 有 地 下水活动 ， 局部线状流水 ， 涌水量 ４ ３ ￣ ３ ３ ｌ ＿ ／ （ ｍ ｉ ｎ ・ １ ０ ｍ） ， 瞬时 最大涌 水量 ８ ０ ～ １ ０ ０ Ｌ ／ （ ｍ ｉ ｎ ・ １ ０ ｍ） ， 渗 透系数 为 ６ ． ５ ｘ １ ０ ４ ￣ ３ ． ２ ｘ １ ０ ｃ ｍ ／ ｓ 。地 下 水水 质 差 ， 对混 凝 土具 硫 酸盐 强腐蚀 性 。开挖后 ， 围岩 极 不稳定 ， 饱水 易 出 现涌 砂现象 。
・
施 工技 术 ・
冻结法施工在 含水疏松砂岩地层 中的应用
高 琨
（ 中铁 隧道股份 有 限公 司， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
ห้องสมุดไป่ตู้
摘要 ： 冻结法施 工作 为一种特殊 工法在矿 井建设 中已得 到广泛应 用， 近年来在地铁 工程建设 中也 逐渐增加 ， 但在 水 利工程 中应用尚少。本文依托甘 肃省 引洮供水一期工程总干渠 ７ 隧洞 ， 通过对含 水疏松砂 岩地段 采用冻结 法施 工， 并通过工程实践 ， 提 出了解决方 法及措施 ， 阐明 了其在 高埋 深、 长距 离隧洞工程 中应 用的可行 性 ， 为类似地质 条件 下
２ 工 程 概 况 ２ ． １ 设 计 概 况
的基本 原理 ，在 冻结 的围 岩 中采 用矿 山法进 行 隧洞 的开 挖构筑 施工 ．地层 冻 结和开 挖构 筑施 工均在 隧
引洮供 水一 期工 程 ７ 隧洞 全长 １ ７ ２ ９ ３ ｍ， 设 计 断 面 为 圆形 ，设 计 纵 坡 １ ／ １ ６ ５ ０ ，主要 采 用 单 护 盾
一 积极冻 结一探 孔试 挖＿ ÷ 掘进 与临 时支 护一 隧洞永 久 支护 结构 注浆一 进行 融沉 注浆 充填 。 ３ ． ２ 冻 结帷幕 设计
（ １ ） 冻 结 围岩强 度 的设计 指 标 为 ： 单 轴 抗压 ３ ． ６
３ 冻 结 设 计
应 用 了冻 结法施 工 。 此后 ， 冻结 法施工 以可 有效 隔绝 地下 水 、 冻土 帷幕 的形 状 和强 度 可视 施 工现 场
条件灵 活布 置和调 整 。 以及 其对周 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
３ ． １ 总体 施工设 计
根据 工程地 质条 件及 其施工 条件 ， 确 定采用 “ 隧 洞 内钻 凿 ， 布设 近 水平 孔 、 冻 结 临 时加 固 土体 ， 矿山 法 暗挖构 筑 ” 的施工 方案 ． 即在 隧洞 内利用 水平 孑 Ｌ 和 部分倾 斜孔冻 结加 固地 层 ， 使 隧洞 周边 围岩冻 结 ， 形
１ 前 言
我 国于 １ ９ ５ ５年开始应 用冻结 法建井 技术 ， 但绝 大 部分 应 用 在 矿 山立 井 冻结 工程 中 ， ［ １ 世纪 ７ ０ 年 代 将 冻 结法 应 用 到 北 京 阜城 门地 铁 站 附近 一 段 约
９ ０ ｍ长 的护坡 工程 中 ． １ ９ ７ ７年沈 阳地 铁试 验井再 次
成强度 高 、 封 闭性好 的冻 结 帷幕 ， 然后根 据 “ 新 奥法 ”
用 井点 试降水 、 超前 大管棚 及绕洞 法施 工 ， 处 理突 泥
涌砂 效果 均 不 明显 ， 不 能满足 施 工需 求 。通 过 对地 质情 况分析 ， 结合 国内 目前现有 施工 技术 ， 采用水 平 冻结 法施工 解决 不 良地质地 段。该冻 结工 程洞 室埋 深为 １ １ ５ — １ ６ ４ ｍ， 单 循环水 平冻结 长 ２ ５ ｍ。
隧洞 施 工提 供 一 些借 鉴 。
关键词 ： 冻 结 法施 工 ； 施 工技 术 ； 含 水 疏松 砂 岩 ； 隧 洞 工程 ； 引洮 总 干 ７ 隧 洞
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ５ ５ ． ４ ９
文 献标 志 码 ： Ａ
文章编号 ： ２ ０ ９ ５ — ０ １ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ — ０ ０ ５ ４ — ０ ４
第４ ９卷第 ２期
２ ０ １ ３年 ２月
甘 肃 水 利 水 电 技 术
Ｇ ＡＮＳ Ｕ ＷＡ Ｔ Ｅ Ｒ Ｒ Ｅ Ｓ Ｏ ＵＲＣ Ｅ Ｓ ＡＮ Ｄ Ｈ ＹＤ ＲＯ Ｐ ＯＷＦ － ， Ｒ Ｔ Ｅ Ｃ ＨＮＯ ＬＯ ＧＹ
Ｖｏ １ ． ４９． Ｎｏ． ２
Ｆ ｅ ｂ ． ， ２ ０１ ３