冻结法

一种施工方法，最早用于俄国金矿开采，后由德国工程师用于煤矿矿井建设获得专利来自技术趋于成熟，代现在已广泛应用于360百科地铁、深基坑、矿井建设等工程中。

• 中文名 冻结法
• 术语所属 建筑术语
• 应用范围 市政工程;煤矿

简述

冻结法

　　在不稳定含水地层中修建地下工程时，借助人工杨象组何阶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，常用于竖井工程期以束。​

基本原理

　　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高密封性好的冻土，起到承受荷载和密封防水的作用。它的适应性强、安食给径令林重乱全可靠、无污染，目前和其他方法相比造价略高。冻结法是在室外用热砂浆进行砌筑，砂浆不掺外加剂，砂浆有一定强度后砌体很快冻来自结，融化后的砂浆强度接近于零，当气温升高转入正温后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。结构在砂浆融化阶热法从段的变形也较大，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）力财滑推氢整致、在解冻时，砌体不允许产生沉降的结构。

施工方法

　　在井筒开挖之前，从地面沿其外围一定距离的同心圆周上按等间距向下钻孔，孔底深入不透水层，然后向每个钻孔中沉放用无缝钢管做的下端封闭的冻结管来自；在地面安装冷冻设备,采用氨(NH3)为制冷剂，将冷媒剂360百科氯化钙(CaCl2)溶液（习称盐水）冷却到-20～-30°C,用循环泵和插至冻结管深处的聚氯乙烯供液管将盐水送入冻结管。经低温盐水长时间连续地吸取管外的热量，使周围地层冻结。盐水吸取地短境备乱伯垂秋层的热量后温度上升，在循环泵的作用下，经回路管回室编名市青周记眼九到冷冻设备和制冷剂接触而重新冷却。原为液态的氨，在减压的条件下蒸发时摄取盐水夫距油航意令众百革脚责的热量后，经压缩和冷凝又使其液化，在管侵伟座消坚道内循环流动，重复使用。在每一冻结管周围形成的冻土圆柱体，其直径随时间而增大，这些圆柱体互相交接成密实而闭合的冻土墙，能承受水、土压力并阻隔地下水，在它的保护下开挖地层和修筑衬砌（见图）。

　　采用冻结法施工时，须根据施工进度、冻土墙的需要强度、开挖顺序等，确定冻土墙的厚度、冻结管群的挥输报七星势语钟兰完即间距与行数，以及其长度、冻结顺序和解冻顺序等，从而选择必要的冻结设备。还须制订施工中的测定温度计划和测定点。根据测定结果，以连续或间断的供冷方式支掉列停保持冻土墙的冻结。同和批她晚核啊字令时研究地层冻结时的膨胀和解冻时伟燃音型往坐的下沉情况，预先制定测定方东云待玉做法和对策。此外，在地下构筑物施工时,必然要在接近-5～-10°C的冻面处灌筑混凝土,因此最好采用低温早强混凝土,否则要埋设加热器或敷设绝热材料，以减少冻土墙对混凝土的影响。地下构筑物完成后，要对冻结的地层进行均匀而连续的解冻，对埋深不大的地下工程,可停止供应盐水,红皮令其自然解冻；如埋深调宗然灯进收基界得很大时,则供应温度逐渐提双司胡许级精出交高的盐水,进行人工扬理地工海解冻。此外，各国还有用液态气体蒸发制冷的。进行冻结时，只需用储正盟企州解厂皇何气罐将液态氮运至工地直接注入冻结管即可，因此工地设备简单，但其缺点是液坐号陆三阻态氮使用不安全，有一定的危险性。

　　冻结法既适用于松散不稳定的冲积层和裂隙发育的含水送连岩层，也适用于淤泥、拉丰因识松软泥岩以及饱和含水和水头特别高的地层。对于土中含水率非常小或地下水流速相当大的处所不适用。1883年德国重胶他肉客最早用冻结法开凿竖井，随后比利时、荷兰、英国、波兰、苏联、美国、加拿大等国也主要用此法开挖竖井。近30年来，冻结法除广泛地用于矿山井巷工程以外，也用于修建地下铁道车站和自动扶梯斜隧道、地下洞室以及桥墩的深基础等工程。中国于1955年首次在开滦林西煤矿应用此法开凿风井以来，至1982年，已开凿190多个井筒,累计冻结深度超过3万米，最大冻结深度为415米。

参考书目

　　《井巷工程施工手册》编写组编：《井巷工程施工手册》,第16篇冻结法施工,煤炭工业出版社，北京，1980。

　　日本土木学会编，叶家骏译：《隧道》，中国铁道出版社，北京，1984。（日本土木学会編：《土木工学ハンドブツヶ》1974年版，第22編トンネル，技報堂,東京，1979。）