凍結法鑿井快速施工技術在工程中的應用正式版

凍結法鑿井快速施工技術在工程中的應用正式版(正式版方案資料，可直接使用，可編輯，推薦下載）

凍結法鑿井快速施工技術在工程中的應用凍結法鑿井快速施工技術在工程中的應用正式版(正式版方案資料，可直接使用，可編輯，推薦下載）凍結法鑿井快速施工技術在工程中的應用摘要：結合某煤礦中央回風立井凍結表土段鑿井施工工程，該井筒深1005m，其中凍結段深618m。介紹了在凍結法施工中所采用的綜合機械化配套方案和多項新技術、新工藝、新設備,實現(xiàn)了快速施工.關鍵詞:凍結法;立井井筒；機械化配套設備;快速施工中圖分類號:TD262文獻標識碼：A文章編號:近年來,凍結法鑿井施工技術應用越來越廣泛，尤其對于沖積層較厚的煤礦建井施工能有效起到安全快速的作用。所謂凍結鑿井法(freezesinkingmethod)，即是采用制冷技術暫時凍結加固井筒周圍不穩(wěn)定地層并隔絕地下水后再進行鑿井的特殊施工方法。1862年英國首先將人工制冷方法用于基礎工程，1883年德國最早用人工凍結法開鑿立井，我國是1955年首次在開灤林西煤礦開鑿風井中開始應用。凍結法是特殊鑿井的主要方法之一,雖然需用設備較多，工期較長，成本較高,但安全可靠，施工技術較成熟?，F(xiàn)結合工程實例，就實現(xiàn)快速施工所采取的相關技術措施作簡要探討.該煤礦中央回風立井,井筒凈直徑7。5m,深度1005m，其中凍結段深度618m,基巖段深度387m。凍結段為雙層鋼筋混凝土井壁，混凝土強度等級C50~C75。井筒凍結段穿過第四系表土層,主要以粘土和砂土為主.1鑿井施工綜合機械化配套方案井筒凍結表土段快速施工的關鍵環(huán)節(jié)是掘進、提升運輸和砌壁；應根據(jù)井筒表土層實際情況和合同要求,合理選用能滿足相應工序要求的施工設備.選用綜合機械化配套設備如下：CX55型挖掘機掘進，多臺風鎬、鑿巖機、鐵鍬等刷幫,HZ-6型中心回轉式抓巖機裝矸。主提升為2JK-4。0×2.1(Ⅱ）E型提升機，配單鉤5.0m3吊桶提升。副提升為JKZ—2.8/15。5型提升機，配單鉤4。0m3吊桶提升,座鉤式自動翻矸；矸石落地后,鏟車裝載，自卸式汽車排矸。設置3層吊盤，采用4臺德國產JZ—25/1300型穩(wěn)車懸吊,提落集中控制。另外，根據(jù)需要，布置了多臺2JZ—25/1300和JZ-16/1300型穩(wěn)車。礦供商品混凝土，HID-3。0型底卸式吊桶下料,3.6m高液壓伸縮整體金屬模板砌壁。采用2×30kW對旋式扇風機通風（壓入)。地面配備5臺GA110—7.5型螺桿式空壓機供壓氣。2鑿井施工中新技術、新工藝、新設備的應用2。1鑿井穩(wěn)車集中控制技術在井口信號房安裝了一套穩(wěn)車起落集中控制系統(tǒng)，將集控開關打到“通”的位置,集控指示燈亮，懸吊吊盤或模板的幾臺穩(wěn)車即可同時提落.操作過程中，井上信號工與井下信號工保持聯(lián)系,并觀察提落微電腦指示儀，了解各臺穩(wěn)車升降的高度差,及時做出調整，保證作業(yè)安全.2。2采用輪胎固定裝置穩(wěn)定吊盤鑿井吊盤為3層，層間距4m.1層盤和3層盤各設置4對輪胎作穩(wěn)盤裝置，既簡化了提落吊盤的操作程序,又保證了安全;同時在抓巖機抓巖時，還可緩沖上下沖擊力,保護井壁。2。3自動化混凝土集中攪拌站自動化混凝土集中攪拌站安設2臺JS-1000型雙臥軸強制式攪拌；攪拌好的混凝土由輸送車運往井口卸料臺,經溜槽直接卸入底卸式吊桶。配備PL—1200型配料機和ZN—1型稱重配料儀各1臺。砂、石、水泥、外加劑等均采用電子秤累計計量方式配料,配料精度高，操作簡便。配料過程借助電腦實現(xiàn)自動控制。2。4高壓膠管與環(huán)形供氣系統(tǒng)采用3.6m高液壓伸縮整體金屬模板砌壁。為便于使用多臺風鎬、鑿巖機配合掘進,在模板工作臺下方安設了高壓膠管，配20組閥門，每組2個，形成環(huán)形供氣系統(tǒng)，可滿足40臺風鎬、鑿巖機同時作業(yè)的需要。2.5抓巖機抓頭的改造為提高抓巖機抓土能力，對抓頭進行了改造。即將原抓片尖部去掉1層，焊上用30mm厚鋼板加工的尖三角形片。改造后的抓巖機破土抓土能力提高了2~3倍，有效地避免了砂土從抓頭中間漏掉,提高了裝土速度.2.6小型挖掘機的應用CX55型小型挖掘機功率43kW，機身質量2.6t,運行半徑3。5m，挖斗容積0。15m3，能很好地挖、裝“溏心”和低強度的凍土.采用該小型挖掘機掘進和刷幫，大大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率,加快了掘進速度,減少了井幫暴露時間,有利于實現(xiàn)凍結表土段安全快速施工.2。7新型混凝土外加劑的應用混凝土中摻入2。5%的FS特制型抗凍減水劑,加速混凝土初凝，提高混凝土井壁早期強度,可縮短脫模時間和有效抵抗早期凍結壓力,防止外壁早期被壓壞。2.8通過深厚膨脹粘土層的幾項技術措施（1）根據(jù)土層情況,合理確定掘進段高,控制井幫位移量;并在掘進過程中，將荒半徑適當擴大30～50mm，以保證井幫位移后的掘進規(guī)格和井壁厚度。（2）與凍結單位密切配合，控制凍結鹽水溫度和凍土擴展速度,防止凍實而給掘進帶來不便.（3）在井幫上均勻開挖12道豎向“V"形卸壓槽，釋放壓力。（4）在外層井壁與井幫間敷設50mm厚的起緩壓和保溫隔熱作用的聚苯乙烯泡沫塑料板,并用竹笆固定，既預留了一定的井幫變形量，又改善了混凝土井壁養(yǎng)護條件,可有效地防止外層井壁早期被壓壞，保證了外層井壁質量。2。9井下照明系統(tǒng)井下照明系統(tǒng)選用了投光距離遠、照明度高、能耗小、防震性能好、安全性能好的隔爆投光燈，既保證了工作面有足夠的照明，又滿足了安全要求。2。10電視監(jiān)控系統(tǒng)在井口、翻矸臺、吊盤等處安裝有線電視監(jiān)控設備,顯示屏設在提升機房和井口調度室,便于提升機司機和調度觀察井口、翻矸臺及吊盤上的情況，提高了提升安全性和調度指揮的直觀性。2.11井筒測量系統(tǒng)井筒施工定向采用垂線法，中心垂線為Φ2mm的碳素彈簧細鋼絲繩，通過封口盤導向輪下放.井筒掘砌過程中，要定期校檢中線.特別是每段砌壁前,必須檢查1次，確保井筒中心位置偏差不超過5mm。3勞動組織和管理實行項目法管理，綜合施工隊組織形式，班組按專業(yè)配備。井下工“四六制”滾班作業(yè)，地面輔助工“三八制”作業(yè)。此外,還采取了一系列激勵措施,充分調動工人的勞動積極性.（1)實行設備包機制管理,按影響時間長短確定機電輔助人員的工資和獎金，促使維修人員充分利用機械間歇時間對挖掘機、抓巖機及提升機等設備進行維護保養(yǎng)，最大限度地減少機械設備維護保養(yǎng)及設備故障影響時間，提高施工效率.（2）在確保安全的前提下,充分利用時間和空間,最大限度地安排平行作業(yè)，加快施工速度.如井上接長管路與井下綁扎鋼筋平行作業(yè),裝土與刷幫平行作業(yè),處理井壁接茬與掘進平行作業(yè)等。（3）利用經濟杠桿，獎優(yōu)罰劣。項目部按不同工序出臺了效益與進度、質量及安全掛鉤的小指標獎勵辦法,并對執(zhí)行過程中發(fā)現(xiàn)的問題及時加以解決,對加快施工速度,保證工程質量和施工安全起到了積極的推動作用。4凍結法施工效果2021年5月，我鉆井工程處在該煤礦中央回風立井凍結表土段鑿井共完成井筒凍結段掘砌外壁施工循環(huán)46個,最短循環(huán)時間13。5h,創(chuàng)造了凍結表土段月進172m的兩淮礦區(qū)新紀錄,并且工程質量優(yōu)良。接著在6月、7月施工中，又均創(chuàng)下了月進尺超100m的佳績,實現(xiàn)了快速施工。參考文獻:［1］沈季良，崔云龍，王介峰。建井工程手冊(第四卷）［M］。北京：煤炭工業(yè)出版社，1986[2]陳明和。地層凍結工程技術和應用.北京：煤炭工業(yè)出版社，2007作者簡介：孫蕾蕾（1980―）,女，助理工程師。畢業(yè)于安徽理工大學土木工程專業(yè)，現(xiàn)中煤第三建設集團有限責任公司鉆井工程處從事工程項目管理工作，曾獲得集團公司兩個科研項目三等獎.發(fā)表專業(yè)論文1篇。——-——----——-最新【精品】范文運用價值工程原理加強建設項目暫定價的管理北侖區(qū)政府投資項目評審中心王祖?zhèn)ケ疚恼鹤髡呓鼛啄暝谡顿Y項目造價管理工作實踐中發(fā)現(xiàn)：暫定價內容在工程造價中應用越來越多，其所占資金比重也是越來越大。為了更好地控制工程總投資,加強工程暫定價的造價管理,本人提出把價值工程相關理論應用到暫定價的造價管理中并舉例說明其運用。關鍵詞:價值工程暫定價造價管理應用隨著科學技術的不斷進步，工程建設領域中新技術、新工藝和新材料也不斷涌現(xiàn)。這些新技術、新工藝和新材料在應用中,由于定額修改的相對滯后性加上建設工程材料價格的不確定性，因此暫定價內容在工程造價中應用越來越多，其所占資金比重也是越來越大.如果不加強工程暫定價內容的造價管理,必將對工程總投資的造價控制產生不良后果.因此筆者認為應該把價值工程相關理論應用到暫定價的造價管理中.一、暫定價產生的原因及其分類為了滿足施工招標投標報價完整性的需要，對招標投標階段無法準確定價的工作量、材料、設備暫時估算一個價格進入投標報價，那么這個暫時估算的價格稱為暫定價.產生暫定價的原因有以下幾個方面：1。設計資料和招標文件未明確材料品牌、規(guī)格及型號。材料品牌的不同往往導致價格不一,即使是相同的品牌，不同的規(guī)格或型號，甚至是同種規(guī)格不同型號的材料，其價格差異也較大，如節(jié)能塑鋼門窗、防火門等。2.同等質量、規(guī)格及型號，由于檔次不一，市場價格懸殊.如高檔建筑裝飾材料：地面磚、石材、玻璃等。3.某些專業(yè)工程需要二次設計才能計算價格(包括指定分包)。如精裝修、弱電系統(tǒng)和某些鋼結構工程等.4。某些項目由于時間倉促,設計不到位，邊設計邊施工，導致編制標底時難以確定其造價.根據(jù)其產生的原因歸類，可將暫定價分為三類：分包暫定價、材料暫定價和設備暫定價。二、價值工程在施工項目暫定價的造價管理中應用的重要性價值工程（ValueEngineering)是以功能分析為核心，使產品或作業(yè)達到適當?shù)膬r值,即用最低的成本來實現(xiàn)其必要功能的一項有組織的活動。應用價值工程，既要研究技術，又要研究經濟，即研究在提高功能的同時不增加成本，或在降低成本的同時不影響功能，把提高功能和降低成本統(tǒng)一在最佳方案之中。在施工項目暫定價的造價管理中運用價值工程管理的基本原理和方法的重要性體現(xiàn)在以下幾個方面：1.有助于創(chuàng)建一個讓項目參與各方、利益相關各方進行溝通和交流的平臺，充分了解、理解建設單位的意圖和需求.價值工程是以集體的智慧開展的有計劃、有組織的管理活動。開展價值工程活動,要組織科研、設計、制造、采購、供銷、造價管理、工程管理等各方面有經驗的人員參加，組成一個智力結構合理的集體，發(fā)揮集體智慧，博采眾長地進行管理,以達到提高方案價值的目的。建設單位的決策正確與否非常關鍵，但是，一般情況下項目參與及利益相關的各方很少有機會在一起暢談其各自的要求和想法。運用價值工程，則給大家提供了一個溝通的平臺，使項目利益相關的各方能夠充分交流、理解各自的目標和功能需求，使各參與方了解、理解建設單位的意圖和需求。這樣施工項目暫定價的造價管理將更趨向合理、完善，避免不必要的浪費。2。有助于節(jié)約項目投資,提高社會經濟效益。暫定價內容在工程造價中應用越來越多，其所占資金比重也是越來越大,很多項目占到30—40%，有的甚至占到50％以上。暫定價部分的造價往往是可調整的,工程竣工結算時，暫定價按照建設單位駐現(xiàn)場代表或監(jiān)理工程師簽證，遵照合同約定相應調整結算造價，該部分造價往往成為預算超支的一個主要因素。在工程開始之前和施工過程中考慮功能和成本合理匹配,運用價值工程，從而取得顯著的經濟效益。3.有助于推進技術進步，提高社會整體水平。如果施工項目暫定價的造價管理應用價值工程，將激發(fā)企業(yè)的創(chuàng)造熱情。而價值工程強調不斷改革和創(chuàng)新，開拓新構思和新途徑，獲得新方案，創(chuàng)造新功能載體，從而簡化產品結構，節(jié)約原材料，提高產品技術水平.在施工過程中積極采用新結構、新材料、新工藝和新技術,采用先進的施工方法和技術組織措施,客觀上起到促進企業(yè)改善生產條件，提高企業(yè)技術水平的作用，有助于提高社會整體水平。4。有助于遏制商業(yè)賄賂,預防腐敗行為的發(fā)生,提高建設單位管理人員的素質。暫定價部分的造價管理沒有一個統(tǒng)一的標準或相關的制度約束,且其所占總價的比重越來越大，尤其是政府投資項目.現(xiàn)在盯住這部分造價想做文章的人也越來越多，這就成為不正之風、暗箱操作的多發(fā)地帶。一方面是暫定價的風險可轉移性.由于暫定價基本上是據(jù)實調整結算，無形中使施工單位的風險轉向建設單位，暫定價占總價比重越大，風險轉移越多，因而施工單位會想盡一切辦法拉攏相關管理人員；另一方面是極少數(shù)領導干部“參與"建筑施工。相對工程招投標的程序而言,少數(shù)領導干部插手暫定價部分的造價管理就容易多了，對暫定價的造價管理無端干預、瞎指揮，介紹專業(yè)施工單位或材料供應商等，從中接受商業(yè)賄賂的事例時有發(fā)生。在施工項目暫定價的造價管理中運用價值工程，這方面可得到有效控制。由于是團隊采用科學的方法選定優(yōu)先方案而確定相應的施工單位或材料供應商，因此施工項目暫定價的造價管理中運用價值工程也促進“陽光工程"的建設,進一步提高建設單位管理人員的素質。三、價值工程在施工項目暫定價的造價管理中的具體應用在施工項目中暫定價并不是價格定得越低越好，必須將功能結合起來考慮。由于價值工程以提高產品價值為目的,這既是用戶的需要,又是生產經營者追求的目標,兩者的根本利益是一致的。1。價值、功能和成本的關系價值工程的目的是力圖以最低的成本使產品或作業(yè)具有適當?shù)膬r值，亦即實現(xiàn)其應該具備的必要功能.因此，價值、功能和成本三者之間的關系為：價值=功能/成本由上述公式可得到啟示,不僅深刻地反映產品價值與產品功能和實現(xiàn)此功能所耗成本之間的關系，而且也為如何提高價值提供了以下五條途徑：(1)在提高產品功能的同時，又降低產品成本,這是提高價值最為理想的途徑。但對生產者要求較高,往往要借助科學技術才能實現(xiàn).(2）要產品成本不變的條件下，通過提高產品功能，提高利用資源的成果或效用,達到提高產品價值的目的。（3)保持產品功能不變的前提下，通過降低成本達到提高產品價值的目的。（4)產品功能有較大幅度提高，產品成本有較少提高。即成本雖然增加了一些，但功能的提高超過了成本的提高，因此價值還是提高了。（5）在產品功能略有下降、產品成本大幅度降低的情況下，也可達到提高產品價值的目的。這種情況下功能雖然降低了些，但仍能滿足顧客對產品的特定功能要求.以微小的功能下降換得成本較大的降低，最終也是提高了產品的價值。由上述途徑可知，在項目施工時，在對工程結構、施工條件等進行分析的同時,還要對項目建設的施工方案及其功能進行分解，以確定實現(xiàn)施工方案及其功能的最低成本計劃，即施工預算。2。在施工項目暫定價的造價管理中價值工程的具體應用案例:某某學校遷建工程，屬政府投資項目,建筑面積約59800平方米,總投資10800萬元，由XX代建.由于項目急于2006年9月使用等原因,在標底編制時暫定價部分的造價占到總造價的30%,其中體育館屋面網(wǎng)架要求進行二次設計，此部分需要專業(yè)廠家二次設計并報價。項目施工階段,由區(qū)政府造價管理部門委托投資監(jiān)理單位進行全過程投資監(jiān)理.本文以分包暫定價為例說明價值工程的應用.2。1成立價值工程管理團隊價值工程管理團隊由業(yè)主代表、代建單位代表、工程監(jiān)理工程師、投資監(jiān)理工程師、設計人員、造價管理部門造價工程師、總承包商專業(yè)技術人員組成.這些專業(yè)技術人員具有豐富的材料專業(yè)知識和實踐經驗，同時擁有豐富的價值工程管理知識。整個價值工程管理團隊共7名成員。2.2分析的對象和任務(1)對象:由于項目暫定價的內容較多，我們選擇該項目的體育館屋面網(wǎng)架施工方案及其報價作為分析對象.項目施工階段，邀請四家網(wǎng)架施工單位設計并報價.(2）任務：從分析該工程項目的功能與成本之比著手，探討各施工方案，以達到提高該工程項目使用價值的目的，進而確定一家較優(yōu)的專業(yè)施工單位。2。3繪制功能系統(tǒng)圖根據(jù)工程項目的特點和設計要求，確定功能目標,繪制功能系統(tǒng)圖。體育館屋面網(wǎng)架工程有幾個大的功能,如下圖防水F11防水F11符合工藝要求F1隔熱F12符合工藝要求F1隔熱F12吸音F13吸音F13抗折F21抗折F21防火F22保證安全F2達到生產要求F0防火F22保證安全F2達到生產要求F0防腐F23防腐F23外觀新穎F31外觀新穎F31球體分布均勻F32美化環(huán)境F3球體分布均勻F32美化環(huán)境F32.4計算功能系數(shù)（1）確定功能比重因子.即根據(jù)上述功能在工程中所起作用的大小,確定各種功能在工程中的比重。組織價值工程管理團隊專家對功能性進行評價。首先采用0-4評分法對第一級功能的重要性做出評價，作為進一步評價第二級功能的權重,得分如下表一。再由價值工程管理團隊專家采用百分制對二級功能對滿足目標功能第一級功能的重要性評價，統(tǒng)計得分,得分如下表二。然后,仍由價值工程管理團隊專家對競標的各種方案進行功能綜合評價，先按方案對各功能滿足程度打分,得分及功能情況如下表三.第一級功能得分及權重表一功能名稱F1F2F3評分值權重F102350.416F220350.416F311020。168合計-——121。000第二級功能得分及權重表二功能區(qū)域及權重F1（0。416）F2（0。416）F3(0.168)功能名稱F11F12F13F21F22F23F31F32功能重要性（％）4040205025255545評價權重0.16640。16640.08320。2080.1040.1040.09240.0756各方案功能指數(shù)計算表表三方案功能得分加權總分(Ai)功能系數(shù)（FI）功能F11F12F13F21F22F23F31F32權重0.16640.16640。08320。2080。1040.1040.09240.0756甲方案4.83.83。44.54.54。34。24。84。31610。2466乙方案4.93.63。24.84。64.54.54。84.40410.2517丙方案4.83.73。64。94。74。44。54.74。45060。2543丁方案4.83.53。24.84。24。64.34.94.32870.2474(2)計算功能系數(shù)。根據(jù)各家專業(yè)施工單位設計文件計算出各家設計文件的功能系數(shù)。即根據(jù)工程功能作用分析表，根據(jù)價值工程管理團隊打分計算各方案的功能系數(shù)。FIi=Ai/（i=1,2，3，4)2。5計算成本系數(shù)和價值系數(shù)（1）計算各方案的成本系數(shù)。各家專業(yè)施工單位所報預算造價見表四：專業(yè)施工單位所報預算造價及成本指數(shù)計算表表四方案工程造價（萬元,Bi）成本指數(shù)(CI）甲方案70。32260。2426乙方案78.51220。2708丙方案71.05700.2451丁方案69。99800.2415即根據(jù)各家專業(yè)施工單位所報預算造價，計算各方案的成本系數(shù)。計算公式如下:CIi=Bi/(i=1,2,3,4)(2)計算方案工程的價值系數(shù)。即根據(jù)和方案的功能系數(shù)和成本系數(shù)計算出各方案的價值系數(shù)。價值指數(shù)計算表表五方案成本指數(shù)（CI)功能指數(shù)(FI)價值指數(shù)（VI）甲方案0.24260.24661。0165乙方案0.27080.25170.9295丙方案0。24510.25431.0375丁方案0.24150。24741.0245計算公式如下:VI=FI/CI2。6通過各方案價值系數(shù)比較,選擇高的值的方案作為中標方案.根據(jù)上述價值指數(shù)計算表，丙方案的價值指數(shù)最高，故選擇丙方案作為中標方案。四、結束語目前，我國對價值工程管理在施工項目設計階段應用討論相對比較多,而在造價管理中應用尚未引起足夠的重視，理論研究和實際應用都比較少。在其它領域研究中表明：價值工程管理是最有效的管理之一,投入少，見效大。因此探討價值工程管理在施工項目暫定價的造價管理中的應用，對價值工程在我國建設工程造價管理工作中的應用具有重要的推動作用。參考文獻：1、尹貽林主編《建設工程項目價值管理》2、丁士昭主編《建設工程經濟》3、張曉平對工程量清單模式下暫估價造價管理的探討《工程造價管理》2006年第2期4、王恩茂、劉曉君價值管理在建設工程項目可行性研究階段應用的可行性與重要性《工程造價管理》2006年第2期空格號摘要凍結法施工在公路隧道、基坑等工程中已被世界各國的工程界廣泛地使用，可為地下工程的施工提供更加安全、便利的施工條件.闡述了凍結法加固地層的原理及優(yōu)點，結合工程實例介紹了凍結法在地鐵工程中的應用,并就凍結法加固的水平鉆孔及土體的凍脹、融沉問題進行了分析研究。關鍵詞地鐵,地基加固,凍結法施工

1凍結法加固地層的原理及優(yōu)點1。1凍結法加固地層的原理

凍結技術源于天然凍結現(xiàn)象。人類首次成功地使用人工制冷加固土壤,是在1862年英國威爾士的建筑基礎施工中。1880年德國工程師F.H.Poetch首先提出了人工凍結法原理,并于1883年在德國阿爾巴里煤礦成功地采用凍結法建造井筒。從此，這項地層加固特殊技術被廣泛地應用到世界許多國家的礦井、隧道、基坑及其它巖土工程建設中,成為巖土工程，尤其是地下工程施工的重要方法之一。

凍結法加固地層的原理，是利用人工制冷的方法，將低溫冷媒送入地層,把要開挖體周圍的地層凍結成封閉的連續(xù)凍土墻,以抵抗土壓力,并隔絕地下水與開挖體之間的聯(lián)系；然后在這封閉的連續(xù)凍土墻的保護下,進行開挖和做永久支護的一種地層特殊加固方法。

進入地層內的冷媒通過進、回管路與地層相連，通過凍結管與地層進行熱交換,將冷量傳遞給周圍地層,而將地層中熱量帶走。由此使凍結管周圍地層由近向遠不斷降溫,逐漸使地層中的水變成冰,把原來松散或有空隙的地層通過冰膠結在一起,形成不透水的凍土柱。若干個這樣的凍結管排列起來,通過凍結管內的冷媒不斷循環(huán),使這些凍結管周圍土都凍成凍土柱.隨著凍土柱半徑不斷擴展,相鄰凍土柱就會相連,彼此通過冰緊密結合在一起,形成密封連續(xù)墻.1.2凍結法施工的優(yōu)點

1)封水性--—有自由水（一般情況下含水率應大于10%,否則要采取增加土層濕度的輔助工法）就能凍結成凍土，形成凍土壁。無論是透水層,還是隔水層，凍土壁可以阻隔地下水侵入，形成干燥的施工環(huán)境.

2）強度高———一般認為凍土是一種黏彈塑性材料,其強度同土質、容重、含水率、含鹽量及溫度等因素有關，一般可達到2～10MPa,遠大于融土強度，從而起到結構支撐墻的作用。

3）適應性強-—-適應各種土層及多種地下工程，尤其適用于含水量大、地層軟弱、其他工法施工困難或無法施工的地下工程。

4）復原性———施工結束土層恢復原狀,對土層破壞性很小。這是其他工法所無法比擬的.

5)繞障性———具有繞過障礙凍結加固和封水能力.

6)無公害———用電能換取冷能，不污染大氣環(huán)境,無有害物質排放,對地下水無污染。在環(huán)保要求高的工程中，其優(yōu)越性尤其明顯。

7）可控性--—凍結工期、凍結壁厚度、凍結壁形狀等都可調控。

8)適用性———可在密集建筑區(qū)和現(xiàn)有工程建筑物下施工,不需進行基坑排水,可避免因抽水引起地基沉降造成對周圍建筑物的不利影響。

9）施工便利—-—無支襯、無拉錨，可進行敞開式施工并擴大建筑面積，縮短工期。2凍結法在地鐵工程中的應用

在地鐵施工中，凍結法主要應用于盾構進洞、出洞加固，旁通道構筑和地鐵修筑中薄弱地段加固.凍結法施工的有些環(huán)節(jié)已經比較成熟，如:

1)冷媒劑的選用—-—通常選用適用溫度范圍較廣、熱容量較大、來源充裕、價格較便宜的氯化鈣溶液。它是制冷工程最廣泛應用的冷媒劑。

2)制冷劑的選用--—通常選用氟里昂作制冷劑,也有用液氮或干冰溶于酒精后的液體作制冷劑。其中液氮可使凍結管溫度降至—190℃，而干冰和酒精的液體可達—70

3)制冷設備的選型———目前在地鐵工程中，無論是進、出洞加固,還是旁通道構筑,需冷量都在20.9×104kJ/h左右。選用W—YSLGF300Ⅱ型螺桿機組一臺套就足夠滿足工程需要，其工況制冷量為36.6×104kJ/h.

4)冷凍管的布置——-垂直向凍結形成的凍土墻通常有矩型和梅花型布置。梅花型布置可能更合理，但應本著因地制宜的原則靈活布置,視工程需要而定.

5）凍土強度計算---影響凍土瞬時強度的因素主要有溫度、含水率、土的顆粒組成和凍結速度。

①溫度的影響:冰的強度和膠結能力隨著溫度的降低而增大,因此凍土強度也隨著溫度的降低而增大.②含水率的影響：當土的含水達到飽和前,凍土的強度隨著含水量的增加而提高;含水量達到飽和后,由于冰的析出，凍土的強度隨著含水量的增加而下降；當含水量比飽和含水量大很多時，凍土的強度就降低到和冰的強度差不多.③土的顆粒組成的影響：當其它條件相同時，土顆粒越粗凍土強度越高，反之就低。這主要是由于不同的顆粒成分造成土中含結合水的差異所引起的.粗砂、砂礫和礫石等粗顆粒土壤,其中幾乎不含結合水,土壤一經凍結就不存在未凍水，所以強度高；反之，黏土類的顆粒細，總表面積很大,其中含有較多的吸附水和薄膜水，而吸附水一般是不凍結的，薄膜水在一定的負溫條件下才凍結,使凍土的黏滯性和活動性增加，強度降低.④凍結速度的影響:凍結速度快，凍土中的細顆粒冰就多,凍土強度就高，反之則低。

凍土的持久抗壓強度約為瞬時抗壓強度的1/2~1/2。5；凍土的持久抗剪強度約為瞬時抗剪強度的1/1。8~1/2.5；凍土的持久抗拉強度約為瞬時抗拉強度的1/12～1/16.3技術關鍵和難點3。1凍結法在地鐵工程中的水平鉆孔施工

礦井井筒凍結是垂直施工。為數(shù)不多的其它巖土工程的水平凍結,距離也不長。地鐵工程的隧道進洞施工有的需采用凍結法打水平鉆孔。如南京張府園———新街口的進洞加固需大約10m的擋土止水結構，但由于地處飽和粉砂土質，用普通施工方法可能會出現(xiàn)涌砂、塌孔現(xiàn)象,故用水平圓筒型結構,需打水平凍結孔.地鐵工程的旁通道施工也需打近水平鉆孔。所以，打水平鉆孔已成為凍結施工的關鍵和難點之一。在飽和砂土中的水平鉆孔施工

依據(jù)施工工藝，須對上述南京地鐵工點的進洞隧道斷面上拱部流砂層實施水平凍結加固方案。按隧道斷面形式,沿上拱部均勻布設水平凍結孔10個（見圖1)，孔深40m，開孔間距為680mm;凍結壁上下側各布置1個觀測孔，孔深45m。水平凍結孔鉆進必須采取以下技術措施：①為克服鉆具固有的“下垂”作用，在鉆孔過程中需要在鉆具轉數(shù)(n)、鉆孔加壓（P)、洗井液流量(Q）及頂管與正反轉方面加以有效配合，協(xié)調鉆進參數(shù),在鉆進工藝方面采取有效措施;②在鉆機上加導向扶正裝置，盡量減少“下垂力"；③盡量減輕鉆具前部重量，用以減小鉆具懸臂力矩;④鉆頭設計成“咬土"形狀,使凍結鉆孔盡可能沿水平直線前進;⑤用“旋塞式可逆止鉆頭裝置”,用鉆桿代凍結管,以解決起鉆后因地層坍塌而無法插入凍結管的問題。用該裝置鉆孔時可正常洗孔：鉆完后立即密封鉆具系統(tǒng),避免砂土涌入管內，經過簡單洗孔，旋上旋塞，完全可滿足凍結時所需要的密封性.該裝置無論是外水平孔或者是上斜孔，無論是通過淤泥還是流砂,實踐證明都是可行的。鉆進所需主要機具和材料有：MK-5型鉆機,泥漿泵,攪拌機，配電箱,鉆管，鉆具及膨潤土等。隧道積極凍結期35d，形成厚度為1。2~1。6m、拱跨度為6.0m的半圓拱形水平凍結壁。凍結壁為非封閉結構，平均溫度為-10℃

隧道采取分層掘襯施工,拱部短掘短襯,拱頂凍結壁直接作用在下部黏土層上，粉細砂層凍結壁形成臨時支護控制層。達到設計凍土拱厚的凍結期為35d。這一期間凍結段凍脹地表最大隆起位移量Dmax=5。8mm。在地鐵旁通道的水平鉆孔施工

上海軌道交通2號線原共有9個旁通道,其中4個是用近水平鉆孔凍結技術從隧道內施工，因而不影響地面交通和商貿.上海軌道交通2號線楊高路站---中央公園站區(qū)間隧道旁通道的軟土加固中應用全封閉水平凍結技術取得了成功。該地區(qū)地下水位1。5m,土體含水豐富。施工區(qū)域的土層以灰色黏土和灰色淤泥質黏土為主,含水量為22.6％~63。0%，孔隙比為0.914~1。732，塑性指數(shù)為16。6～25。9，平均重度為18.25kN/m3。土層流塑性強,具有中-高壓縮性.由于對施工造成上、下行線隧道和地表變形等影響的要求極為嚴格,因此在這種地層條件下施工難度很大.

凍結孔和測溫孔的良好施工質量是整個工程成功的關鍵。施工中,按不同土層條件設計孔位、傾角、深度;用小型坑道鉆機施工，并將最新開發(fā)研制的凍結孔專用的跟管鉆進技術及具有獨特低溫密封性能的凍結器組合鉆頭直接應用于工程鉆孔中；同時，運用燈光及激光經緯儀等對鉆孔施工進行指向和測斜.

為減少土體凍脹對旁通道兩端隧道及地表的不良影響，在旁通道兩端的隧道鋼管片上分別設置2個卸壓孔,以適時卸除凍脹壓力。根據(jù)凍結孔成孔圖，預測凍土帷幕的薄弱部位,以確定測溫孔的孔位及傾角，并按設計孔位、角度、深度與凍結孔的要求進行施工。

以上成功的工程實例說明，水平凍結盡管存在困難,但只要精心設計,合理組織施工,還是能攻克難關。3.2凍脹、融沉問題

土體凍結有時會出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象,土體融化時會出現(xiàn)融沉現(xiàn)象。其原因是水結冰時體積要增大9.0%，并有水遷移現(xiàn)象.但像砂土、礫石這樣的動水地層，一般不會出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象。凍脹現(xiàn)象主要出現(xiàn)在黏性土質的凍結過程中.

凍結過程的水分遷移和冰的析出是土壤凍結中的重要過程,它導致凍脹和水分遷移,形成冰巖結構,從多方面影響凍、融土的物理力學性質.

凍脹的影響因素主要有：①凍結地層的親水