人工地層凍結(jié)技術(shù)胡向東2014.12.04大綱概述凍結(jié)法的制冷系統(tǒng)與特點(diǎn)凍結(jié)法的基本理論問題凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通道施工凍結(jié)法施工監(jiān)測(cè)安全與質(zhì)量控制施工風(fēng)險(xiǎn)與對(duì)策特殊應(yīng)用案例1概述人工地層凍結(jié)法的基本原理人工地層凍結(jié)法的特點(diǎn)凍結(jié)法的發(fā)展歷史凍結(jié)法的應(yīng)用1.1人工地層凍結(jié)法的基本原理人工地層凍結(jié)法(ArtificialGroundFreezing,AGF)（簡(jiǎn)稱“凍結(jié)法”），是利用人工制冷技術(shù),使地層中的水結(jié)冰,把天然巖土變成凍土,增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性,隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系,以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行地下工程掘砌施工的特殊施工技術(shù)。其實(shí)質(zhì)是利用人工制冷臨時(shí)改變巖土性質(zhì)以固結(jié)地層。1.1人工地層凍結(jié)法的基本原理基本原理11.1人工地層凍結(jié)法的基本原理凍結(jié)巖土性質(zhì)的改變 將含水地層（松散土層或裂隙巖層）冷卻至結(jié)冰溫度下，使土中孔隙水或巖石裂隙水變成冰，巖土的性質(zhì)發(fā)生重要變化，形成一種新的工程材料——“凍土”。巖土凍結(jié)實(shí)質(zhì)21.2人工地層凍結(jié)法的特點(diǎn)凍結(jié)法適用于任何地層凍結(jié)法的適應(yīng)性11.2人工地層凍結(jié)法的特點(diǎn)凍土強(qiáng)度變化性：溫度越低，強(qiáng)度越高凍土強(qiáng)度差異性：砂性土高于黏性土凍土基本特點(diǎn)21.2人工地層凍結(jié)法的特點(diǎn)較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性絕對(duì)的封水性凍土結(jié)構(gòu)特點(diǎn)31.2人工地層凍結(jié)法的特點(diǎn)結(jié)構(gòu)——承載封水——不承載屏障——隔絕污染凍土結(jié)構(gòu)功能41.2人工地層凍結(jié)結(jié)法的特點(diǎn)凍土帷幕的變變化性凍土范圍可變變；凍土溫度可變變；凍土強(qiáng)度可變變（強(qiáng)度是溫溫度的函數(shù)））凍土帷幕的連連續(xù)性水在負(fù)溫下結(jié)結(jié)冰的必然性性凍土帷幕的可可知性通過溫度測(cè)試試可判斷凍結(jié)結(jié)范圍、凍土土強(qiáng)度凍土帷幕特點(diǎn)點(diǎn)51.2人工地層凍結(jié)結(jié)法的特點(diǎn)安全性好凍土強(qiáng)度較高高凍土連續(xù)性可可靠、封水性性好結(jié)合性好：凍凍土可與其他他結(jié)構(gòu)或材料料良好膠結(jié)適用性強(qiáng)適用于幾乎所所有具有一定定含水量的松松散地層（包包括巖石）復(fù)雜地質(zhì)條件件可行（流砂砂、大深度、、高水壓）靈活性高凍土帷幕性狀狀（范圍、形形狀、溫度、、強(qiáng)度）可控控經(jīng)濟(jì)性較好環(huán)保性能好——“綠色工法”凍結(jié)法優(yōu)點(diǎn)61.2人工地層凍結(jié)結(jié)法的特點(diǎn)凍脹融沉對(duì)環(huán)境有一定定的影響，嚴(yán)嚴(yán)重時(shí)具有一一定的破壞力力融沉控制不當(dāng)當(dāng)可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)差異沉降和和長期沉降風(fēng)險(xiǎn)性供冷不足或外外部熱源可導(dǎo)導(dǎo)致凍土帷幕幕性能退化（（范圍、強(qiáng)度度）流水作用下凍凍土可快速消消融局限性地下水流速影影響凍結(jié)效果果地層含鹽影響響凍結(jié)效果含氣地層可影影響凍結(jié)效果果凍結(jié)法缺點(diǎn)71.3凍結(jié)法的發(fā)展展歷史1862年，英國威爾士(SouthWales)的建筑基礎(chǔ)施工首次使用用人工地層凍凍結(jié)法，失敗*1880年，德國工程程師F.H.Poetch首先提出人工工凍結(jié)法原理理并獲專利1883年，德國阿爾爾巴里煤礦成成功地采用凍凍結(jié)法建造井井筒兩年后（1886年[1]），瑞典人開始始使用冷凍，，用凍結(jié)法在在斯特哥爾摩摩掘進(jìn)了一條條隧道。德國國人和瑞典人人之后是法國國人（1906年[1]）1888年，美國人用用于煤礦礦井井開挖1928年，蘇聯(lián)在德德國人的幫助助下，在Соликаам鉀礦首次成功功使用人工地地層凍結(jié)法鑿鑿井1933年，蘇聯(lián)在工工程師特魯巴巴克(Трупакк)領(lǐng)導(dǎo)下，在莫斯科地鐵1號(hào)線成功使用人工工地層凍結(jié)法法修建三個(gè)地地鐵站的扶梯梯斜隧道以及及若干隧道工工作井1942年，巴西26層高樓不均勻勻沉降修正[1]1955年，中國煤礦礦首次采用凍凍結(jié)法鑿井1960年，加拿大雙雙拱鐵道隧道道隔墻拆除工工程[1]1962年，日本開始始使用凍結(jié)法法于市政工程程（大阪水管管越江[2]）（無礦山工工程）70年代初，北京京地鐵首次應(yīng)應(yīng)用凍結(jié)法1994年，臺(tái)北捷運(yùn)新店店線CH221標(biāo)[1]1.4凍結(jié)法的應(yīng)用用土木工程、巖巖土工程礦山鑿井：豎豎井、斜井隧隧道施工工：隧道掘進(jìn)進(jìn)；盾構(gòu)、頂頂管進(jìn)出洞、、聯(lián)絡(luò)通道；；隧道擴(kuò)建基基坑工程程

穿越地地下對(duì)接接

事故處處理

采礦礦工程管管線工程基基礎(chǔ)加固邊邊坡加固固

冷卻降降溫環(huán)境保護(hù)：污染物處理；；水下有害沉沉積物、污染染體清理；污污泥除水安全打撈：易碎物、松散散物打撈土工試驗(yàn)：原狀土取樣1.4凍結(jié)法的應(yīng)用用凍結(jié)法應(yīng)用土木工程巖土工程鑿井工程豎井斜井隧道工程隧道掘進(jìn)盾構(gòu)/頂管進(jìn)出洞聯(lián)絡(luò)通道隧道擴(kuò)建地下對(duì)接穿越基礎(chǔ)工程基坑圍護(hù)地基加固邊坡加固修復(fù)工程隧道修復(fù)盾構(gòu)修復(fù)管道修復(fù)采礦工程油氣開采礦石開采其他管道工程土樣采集冷卻降溫環(huán)境工程污染物處理沉積物處理污染體清理污泥除水安全打撈易碎物松散物1.4凍結(jié)法的應(yīng)用用1955年，由波蘭引引進(jìn)了立井凍凍結(jié)法鑿井技技術(shù)，在開灤灤林西煤礦風(fēng)風(fēng)井建成了第第一口立井，，在中國開創(chuàng)創(chuàng)了人工地層層凍結(jié)法的先先河截止1994年未的40年間，我國已已采用凍結(jié)法法開鑿了390多個(gè)井筒，總總長度超過66km.截止2007年，我國已已采用凍結(jié)結(jié)法開鑿了了500多個(gè)井筒，，總長度超超過70km[1].蘇聯(lián)（俄羅羅斯）凍結(jié)結(jié)法鑿井400多個(gè)，當(dāng)時(shí)時(shí)規(guī)模最大大截至2011年年底，中中國大陸地地區(qū)利用地地層凍結(jié)法法完成鑿井井約790個(gè)，總里程程約180km；最大凍結(jié)結(jié)深度達(dá)到到955m[1]，水平凍結(jié)結(jié)長度達(dá)到到147.8米.豎井鑿井11.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用主要國家最最大凍結(jié)深深度（－1991）國家英國加拿大波蘭比利時(shí)德國蘇聯(lián)法國中國荷蘭最大凍深(m)930915725638628620550435702（2007）740（2008）777（2010）

800（2011）955（在建）3381.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用自1933年起，蘇聯(lián)聯(lián)（俄羅斯斯）在地鐵鐵使用人工工地層凍結(jié)結(jié)法修建扶扶梯斜隧道道100多條，總長長超過5km.斜井、傾斜斜隧道21.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用蘇聯(lián)地鐵扶扶梯傾斜隧隧道1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用Boston：隧道通過過俄式百年年建筑隧道31.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用瑞士：ZurichLimmat河底隧道隧道31.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用管幕凍結(jié)法法港珠澳大橋橋拱北隧道道隧道31.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用管幕凍結(jié)法法港珠澳大橋橋拱北隧道道隧道31.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)4日本：大直徑盾構(gòu)到達(dá)垂直凍結(jié)1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)4日本：盾構(gòu)到達(dá)水平凍結(jié)1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)4日本：大直徑盾構(gòu)到達(dá)水平凍結(jié)1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)4日本：大直徑盾構(gòu)始發(fā)垂直凍結(jié)1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)4日本：大直徑盾構(gòu)始發(fā)垂直凍結(jié)1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)4日本：大直徑盾構(gòu)始發(fā)水平凍結(jié)1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)41.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用大連路隧道道 翔殷路路隧道盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)4液氮凍結(jié)1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)41.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用日本：「鋼管＋凍凍結(jié)」工法法優(yōu)點(diǎn)：凍土帷幕強(qiáng)強(qiáng)度高→凍凍土體積小小→凍脹融融沉小盾構(gòu)進(jìn)出洞洞凍結(jié)41.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用頂管進(jìn)出洞洞41.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用地鐵聯(lián)絡(luò)通通道（帶集集水井）隧道聯(lián)絡(luò)通通道凍結(jié)法法施工51.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用隧道聯(lián)絡(luò)通通道凍結(jié)法法施工5雙圓盾構(gòu)隧隧道的集水水井1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用TheNetherlands：Westerscheldetunnel隧道聯(lián)絡(luò)通通道凍結(jié)法法施工526條聯(lián)絡(luò)通道道,間距250m,長度12m,橢圓斷面高高2.75m寬2.5m,襯砌厚400mm,臨時(shí)支護(hù)噴噴混凝土厚厚300mm1.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用TheNetherlands：Westerscheldetunnel隧道聯(lián)絡(luò)通通道凍結(jié)法法施工51.4凍結(jié)法的應(yīng)應(yīng)用上海長江隧隧道聯(lián)絡(luò)通通道隧道道聯(lián)聯(lián)絡(luò)絡(luò)通通道道凍凍結(jié)結(jié)法法施施工工58條聯(lián)聯(lián)絡(luò)絡(luò)通通道道,間距距800m,長度度15m,圓形形斷斷面面，，開開挖挖直直徑徑4m,襯砌砌厚厚300mm,臨時(shí)時(shí)支支護(hù)護(hù)噴噴混混凝凝土土厚厚300mm1.4凍結(jié)結(jié)法法的的應(yīng)應(yīng)用用隧道道聯(lián)聯(lián)絡(luò)絡(luò)通通道道凍凍結(jié)結(jié)51.4凍結(jié)結(jié)法法的的應(yīng)應(yīng)用用隧道道擴(kuò)擴(kuò)建建61.4凍結(jié)結(jié)法法的的應(yīng)應(yīng)用用基坑71.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用基坑71.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用俄羅斯斯基坑7液氮（（Linde）1.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用“TheBigDig””-TheCentralArteryTunnel.Boston,USA穿越81.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用穿越81.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用日本大大阪下水管管垂直直錯(cuò)高高對(duì)接接地下對(duì)對(duì)接91.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用日本9.8m泥水盾盾構(gòu)水下對(duì)對(duì)接地下對(duì)對(duì)接91.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用瓊州海海峽隧隧道盾盾構(gòu)對(duì)對(duì)接地下對(duì)對(duì)接91.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用盾構(gòu)長長距離離推進(jìn)進(jìn)盾尾尾密封封鋼絲絲刷磨磨損后后的更更換（上海海長江江隧道道）盾尾刷刷更換換101.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用上海軌軌道交交通4號(hào)線董董家渡渡坍塌塌隧道道南京地地鐵2號(hào)線““中～～元””區(qū)間間坍塌塌隧道道修復(fù)復(fù)川氣東東送武武漢長長江盾盾構(gòu)穿穿越隧隧道修修復(fù)工工程事故修修復(fù)111.4凍結(jié)法法的應(yīng)應(yīng)用Pipefreezing/frosting管道截截流12水泥漿油類乳狀液液膠狀液液鹽水2凍結(jié)法法制冷冷系統(tǒng)統(tǒng)與特特點(diǎn)人工地地層凍凍結(jié)制制冷技技術(shù)通通常利利用物物質(zhì)由由液態(tài)態(tài)變?yōu)闉闅鈶B(tài)態(tài),即氣化化過程程的吸吸熱現(xiàn)現(xiàn)象來來完成成的。。有兩種種類型型：間接制制冷：：通過過冷媒媒劑(鹽水)吸收巖巖土熱熱量直接制制冷：：制冷冷劑氣氣化吸收巖巖土熱熱量制冷方方法1鹽水凍凍結(jié)系系統(tǒng)液氮凍凍結(jié)系系統(tǒng)2凍結(jié)法法制冷冷系統(tǒng)統(tǒng)與特特點(diǎn)間接制制冷2鹽水凍凍結(jié)三大循循環(huán)：：制冷劑劑循環(huán)環(huán)冷媒循循環(huán)冷卻水水循環(huán)環(huán)2凍結(jié)法法制冷冷系統(tǒng)統(tǒng)與特特點(diǎn)間接制制冷2鹽水凍凍結(jié)三三大循循環(huán)：：制冷劑劑（氨氨或氟氟利昂昂）循循環(huán)——?dú)鈶B(tài)制制冷劑劑壓縮縮機(jī)壓壓縮成成過熱熱蒸氣氣進(jìn)入入冷凝凝器冷冷卻，，形成成高壓壓液態(tài)態(tài)，經(jīng)經(jīng)節(jié)流流閥流流入蒸蒸發(fā)器器，液液態(tài)制制冷劑劑在蒸蒸發(fā)器器中吸吸收鹽鹽水熱熱量氣氣化相相變成成氣態(tài)態(tài)制冷冷劑；；冷媒（（鹽水水）循循環(huán)——鹽水吸吸收地地層熱熱量，，然后后將熱熱量傳傳遞給給蒸發(fā)發(fā)器中中的液液態(tài)制制冷劑劑；冷卻水水循環(huán)環(huán)——冷卻水水在冷冷凝器器中吸吸收制制冷劑劑熱量量，并并通過過冷卻卻塔散散發(fā)給給大氣氣。大氣地層冷媒循循環(huán)冷卻水水循環(huán)環(huán)制冷劑劑循環(huán)環(huán)2凍結(jié)法法制冷冷系統(tǒng)統(tǒng)與特特點(diǎn)直接制制冷3液氮凍凍結(jié)AfterGiuseppeColombo2凍結(jié)法法制冷冷系統(tǒng)統(tǒng)與特特點(diǎn)制冷方方法對(duì)對(duì)比4液氮凍結(jié)鹽水凍結(jié)冷凍站簡(jiǎn)單、低耗龐大、設(shè)備投入大供電不需高耗電最低溫度-196℃-30℃凍土性質(zhì)溫度低，強(qiáng)度高溫度高，強(qiáng)度低冷凍速度快慢環(huán)境影響無污染、無噪音、無振動(dòng)有噪音、鹽水泄露污染經(jīng)濟(jì)性較差較好適用性小體積、短時(shí)期大體積、長時(shí)期可控性較差較好風(fēng)險(xiǎn)凍傷、缺氧窒息2凍結(jié)法法制冷冷系統(tǒng)統(tǒng)與特特點(diǎn)制冷方方法對(duì)對(duì)比4凍結(jié)速速度比比較液氮1周=鹽水1月AfterSEIKENCo.Ltd.3凍結(jié)法法的基基本理理論問問題凍土熱熱、物物理力力學(xué)性性質(zhì)熱傳導(dǎo)導(dǎo)與溫溫度場(chǎng)場(chǎng)土體凍凍脹、、融沉沉凍土解解凍含鹽地地層地下水水流動(dòng)動(dòng)問題題3凍結(jié)法法的基基本理理論問問題主要參參數(shù)：：比熱熱、熱熱傳導(dǎo)導(dǎo)系數(shù)數(shù)、潛潛熱、、結(jié)冰冰溫度度等最主要要影響響因素素：含含水量量特點(diǎn)：：凍土土與未未凍土土的熱熱力學(xué)學(xué)參數(shù)數(shù)有明明顯區(qū)區(qū)別熱力學(xué)學(xué)性質(zhì)質(zhì)13凍結(jié)法的的基本理理論問題題強(qiáng)度：?jiǎn)螁屋S抗壓壓、抗拉拉、抗剪剪、粘聚聚力、內(nèi)內(nèi)摩擦角角、變形形模量、、泊淞比比等主要影響響因素：：溫度、、含水量量、未凍凍水含量量、粒徑徑、孔隙隙率、荷荷載特點(diǎn)：凍凍土是流流變材料料，力學(xué)學(xué)性質(zhì)隨隨時(shí)間變變化物理力學(xué)學(xué)性質(zhì)23凍結(jié)法的的基本理理論問題題n－隨土性性變化的的參數(shù)，，砂砂性性土n→0.5黏性土n→1；a,b－與凍土土的孔隙隙度、含含水量相相關(guān)的系系數(shù)。單軸抗壓壓強(qiáng)度2.1同等條件件下，凍凍土強(qiáng)度度是溫度度的函數(shù)數(shù)：?jiǎn)屋S極限限抗壓強(qiáng)強(qiáng)度與溫溫度的關(guān)關(guān)系（日本））3凍結(jié)法的的基本理理論問題題在相同溫溫度下，，含水量量對(duì)凍土土極限強(qiáng)強(qiáng)度影響響很大。。在非飽飽和時(shí)，，強(qiáng)度隨隨含水量量增長；；過飽和和時(shí)，強(qiáng)強(qiáng)度隨含含水量降降低。其中，未未凍水含含量對(duì)凍凍土強(qiáng)度度影響也也很顯著著。未凍凍水含量量越高，，強(qiáng)度越越低。單軸抗壓壓強(qiáng)度2.1單軸極限抗壓強(qiáng)度與總含水量的關(guān)系1－砂；2－亞砂；3－黏土；4－粉質(zhì)黏土（俄羅斯）3凍結(jié)法的的基本理理論問題題凍土抗拉拉強(qiáng)度規(guī)規(guī)律與抗抗壓強(qiáng)度度相同。。強(qiáng)度隨隨著溫度度的降低低增長，，同時(shí)取取決于土土的成分分、含水水量等因因素。數(shù)值上，，抗拉強(qiáng)強(qiáng)度比抗抗壓強(qiáng)度度低2~6倍?？估⒖箍辜魪?qiáng)度度2.23凍結(jié)法的的基本理理論問題題導(dǎo)熱形態(tài)態(tài)凍結(jié)發(fā)展展動(dòng)態(tài)過過程溫度場(chǎng)與與平均溫溫度熱傳導(dǎo)與與溫度場(chǎng)場(chǎng)33凍結(jié)法的的基本理理論問題題凍結(jié)管凍凍結(jié)過程程是非穩(wěn)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱問題凍結(jié)后期期，熱交交換趨于于平衡，，可近似似看作穩(wěn)穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱問題溫度場(chǎng)分分析時(shí)一一般看作作穩(wěn)態(tài)導(dǎo)導(dǎo)熱問題題導(dǎo)熱形態(tài)態(tài)3.13凍結(jié)法的的基本理理論問題題單排凍結(jié)結(jié)管凍結(jié)結(jié)過程三三階段：：?jiǎn)喂軆鰞鼋Y(jié)、管管間影響響凍結(jié)和和管間凍凍土相接接后凍結(jié)結(jié)單管凍結(jié)結(jié)：管間獨(dú)獨(dú)立凍結(jié)結(jié)，凍土土呈圓柱柱狀發(fā)展展管間影響響凍結(jié)：管間相相互影響響，凍土土在凍結(jié)結(jié)管之間間（軸向向）發(fā)展展快，兩兩側(cè)慢，，凍土呈呈橢圓柱柱形管間凍土土相接后后凍結(jié)：凍土相相接（““交圈””）后，，形成波波浪形凍凍土墻，，但凹陷陷部位（（界面））發(fā)展快快，凸出出部位（（主面））發(fā)展慢慢，凹陷陷部位將將很快填填滿，凍凍土墻兩兩側(cè)呈直直線形。。之后凍凍土直墻墻繼續(xù)向向兩側(cè)發(fā)發(fā)展。凍結(jié)發(fā)展展動(dòng)態(tài)過過程3.23凍結(jié)法的的基本理理論問題題單管凍結(jié)結(jié)溫度場(chǎng)場(chǎng)(Н.Г.Тррупаак,1954)溫度場(chǎng)與與平均溫溫度3.2單排管直直墻溫度度場(chǎng)：主面(II-II)：界面(III-III)：平均溫度度為主面平均溫度度和界面平均溫度度之平均均：3凍結(jié)法的的基本理理論問題題事實(shí)上，，Н.Г.Тррупаак公式在凍凍土交圈圈后誤差差很大。。Ф.Э.Аррэ提出，凍凍結(jié)壁平平均溫度度按整個(gè)個(gè)凍結(jié)壁壁體積積積分平均均值計(jì)算算，而溫溫度公式式利用Н.Г.Тррупаак的那些。。即平均均溫度為為：溫度場(chǎng)與與平均溫溫度3.2經(jīng)簡(jiǎn)化處處理后，，這個(gè)方法法比Н.Г.Тррупаак的方法簡(jiǎn)簡(jiǎn)單而更更準(zhǔn)確。3凍結(jié)法的的基本理理論問題題計(jì)算凍土土帷幕平平均溫度度的公式式還有很很多：Е.М.Сттепаановва：Г.М.Кррасттошеевсккий：И.Д.Наасоннов（莫斯科科礦業(yè)大大學(xué)）：：中國（““成冰公公式”））：溫度場(chǎng)與與平均溫溫度3.2等等。這些公式均均有各自自的使用用條件和和優(yōu)點(diǎn)。。3凍結(jié)法的的基本理理論問題題單排管直直線形凍凍土帷幕幕任意點(diǎn)點(diǎn)(x,y)的溫度：：平均溫度度（胡向東東）：其中：l為凍結(jié)管管間距；；為凍土帷帷幕單側(cè)側(cè)厚度；；r0為凍結(jié)管管外半徑徑；tCT為凍結(jié)管管表面溫溫度。直線形凍凍土帷幕幕溫度場(chǎng)場(chǎng)解析解解3.33凍結(jié)法的的基本理理論問題題成冰公式式假設(shè)凍結(jié)結(jié)溫度為為0℃。以上長度度單位為為m。當(dāng)開挖后后井邦表表面溫度度低于0℃時(shí)，凍結(jié)結(jié)壁有效效厚度中中的平均均溫度為為式中——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)數(shù)，＝0.25～0.30tn——井幫溫度度，℃直線形凍凍土帷幕幕溫度場(chǎng)場(chǎng)解析解解3.33凍結(jié)法的的基本理理論問題題雙排管直直線形凍凍土帷幕幕任意點(diǎn)點(diǎn)(x,y)的溫度：：直線形凍凍土帷幕幕溫度場(chǎng)場(chǎng)解析解解3.3主面 界面面 軸面3凍結(jié)法的基基本理論問問題兩種典型布布置方式：：錯(cuò)位式（插插花式）對(duì)齊式直線形凍土土帷幕溫度度場(chǎng)解析解解3.33凍結(jié)法的基基本理論問問題平均溫度（胡向東））：其中L為凍結(jié)管排排距；l為排內(nèi)凍結(jié)結(jié)管間距；；為凍結(jié)管管到凍土帷帷幕邊界的的厚度。直線形凍土土帷幕溫度度場(chǎng)解析解解3.3l/20l/4L/2xy3凍結(jié)法的基基本理論問問題凍脹、融沉沉機(jī)理凍脹力融沉量?jī)雒?、融沉沉控制措施施凍脹與融沉沉43凍結(jié)法的基基本理論問問題凍脹可分為為原位凍脹和分凝凍脹。孔隙水原位位凍結(jié)體積積增大9%（原位凍脹脹），外來來遷移水分分則體積增增大109%（分凝凍脹脹）。所以以開放系統(tǒng)統(tǒng)飽水土中中的分凝凍凍脹是構(gòu)成成土體凍脹脹的主要分分量。原位凍脹量量非常小，，土體凍脹脹量主要取取決于水分分遷移通量量。凍脹機(jī)理4.13凍結(jié)法的基基本理論問問題因此，凍脹脹量的主要要影響因素素是凍土的的導(dǎo)濕系數(shù)和土水勢(shì)梯度度。土水勢(shì)梯度度由重力勢(shì)勢(shì)、壓力勢(shì)勢(shì)、滲壓勢(shì)勢(shì)、溫度勢(shì)勢(shì)、電力勢(shì)勢(shì)和磁力勢(shì)勢(shì)梯度中的的某一項(xiàng)或或幾項(xiàng)之和和組成。而影響這些些量的外觀觀因素可表表現(xiàn)為：內(nèi)因：土的的粒徑、組組織構(gòu)造、、透水系數(shù)數(shù)、鹽分濃濃度等；外因：約束束應(yīng)力、凍凍結(jié)速度、、凍結(jié)歷時(shí)時(shí)、孔隙水水壓等?？傊?，凍脹脹是一個(gè)非非常復(fù)雜的的問題。凍脹機(jī)理4.13凍結(jié)法的基基本理論問問題土壤的凍脹脹敏感性土的粒徑是是影響凍脹脹敏感性的的一個(gè)重要要因素，顆顆粒越小凍凍脹性越強(qiáng)強(qiáng)。砂性土凍脹脹不敏感，，黏性土凍凍脹敏感。。凍脹機(jī)理4.13凍結(jié)法的基基本理論問問題衡量?jī)雒浀牡闹饕笜?biāo)標(biāo)是凍脹率率。凍脹率指凍凍土單向凍凍結(jié)方向上上的尺寸與與凍結(jié)前的的比值。一般按凍脹脹率大小來來劃分土壤壤凍脹等級(jí)。凍脹機(jī)理4.1凍脹等級(jí)不凍脹弱凍脹凍脹強(qiáng)凍脹特強(qiáng)凍脹凍脹率11<3.53.5<66<1212<凍脹率（俄羅斯）11<44<77<1010<美國（寒區(qū)區(qū)研究和工工程實(shí)驗(yàn)室室）用凍脹脹速度進(jìn)行行分級(jí)。3凍結(jié)法的基基本理論問問題凍脹力是凍凍脹受到約約束時(shí)產(chǎn)生生的力。由于于約約束束條條件件的的差差異異，，凍凍脹脹力力數(shù)數(shù)值值的的可可比比性性很很差差。。標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)試試驗(yàn)驗(yàn)可可測(cè)測(cè)試試凍凍脹脹力力，，但但主主要要用用于于不不同同土土壤壤之之間間的的比比較較，，工工程程實(shí)實(shí)際際意意義義不不大大。。工程程上上關(guān)關(guān)心心的的凍凍脹脹力力是是因因凍凍脹脹結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上受受到到的的力力，，這這個(gè)個(gè)力力不不是是單單純純的的凍凍脹脹力力，，因因此此也也稱稱““凍凍結(jié)結(jié)壓壓力力””。。由于于不不同同工工程程的的差差異異性性，，實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)凍凍脹脹力力之之值值離離散散性性很很明明顯顯。。因此此，，準(zhǔn)準(zhǔn)確確估估計(jì)計(jì)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上受受到到的的凍凍結(jié)結(jié)壓壓力力是是非非常常困困難難的的。。凍脹脹力力4.23凍結(jié)結(jié)法法的的基基本本理理論論問問題題封閉閉式式凍凍土土帷帷幕幕的的凍凍結(jié)結(jié)過過程程中中，，交交圈圈前前幾幾乎乎不不顯顯現(xiàn)現(xiàn)凍凍脹脹力力，，開開始始交交圈圈時(shí)時(shí)凍凍脹脹力力開開始始顯顯現(xiàn)現(xiàn)，，在在凍凍土土帷帷幕幕形形成成閉閉合合體體后后，，凍凍脹脹力力急急劇劇增增長長幾幾乎乎達(dá)達(dá)到到最最大大值值。。后后續(xù)續(xù)的的凍凍結(jié)結(jié)過過程程中中，，凍凍脹脹力力變變化化不不明明顯顯，，有有的的略略有有增增長長，，有有的的略略有有降降低低。。凍脹力4.2封閉式凍土帷帷幕凍脹力的的發(fā)展特征（復(fù)興東路隧隧道）3凍結(jié)法的基本本理論問題凍土融化后產(chǎn)產(chǎn)生融沉，它它由融化沉降和壓縮沉降兩部分組成。。凍土融化時(shí)，，冰變成水體體積縮小產(chǎn)生生融化沉降。。融化區(qū)域排排水固結(jié)，導(dǎo)導(dǎo)致土體壓縮縮沉降。融化化沉降量與壓壓力無關(guān)，壓壓縮沉降與壓壓力成正比。。工程上用融沉沉系數(shù)As來描述融化沉沉降，用壓縮縮系數(shù)Ar來描述壓縮沉沉降。通常，融沉量量大于凍脹量量。融沉機(jī)理4.3（實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)驗(yàn)）3凍結(jié)法的基本本理論問題與凍脹類似，，融沉的影響響因素有：內(nèi)因：土的熱熱學(xué)、物理、、力學(xué)性質(zhì)等等。外因：溫度、、溫度梯度、、壓力等。融沉機(jī)理4.33凍結(jié)法的基本本理論問題凍土融沉性，，可用融沉率率表示。工程上融沉量量的估算可以以簡(jiǎn)單地用融融沉率與凍土土高度的乘積積來計(jì)算。融沉量4.33凍結(jié)法的基本本理論問題抑制凍脹的措措施主要有：：間歇凍結(jié)法：：降低凍結(jié)速速度，減小水水分遷移快速凍結(jié)法：：足夠高的凍凍結(jié)速度使得得大量水分遷遷移來不及，，無法形成大大量冰晶體凍脹抑制措施施4.53凍結(jié)法的基本本理論問題減小凍脹力的的措施主要有有：避免采用封閉閉式凍土帷幕幕限制凍結(jié)范圍圍卸壓孔凍脹釋放管凍脹力減小措措施4.53凍結(jié)法的基本本理論問題融沉與凍脹密密切相關(guān)。通通常，控制凍凍脹就間接控控制了融沉。。凍脹融沉綜綜合控制措施施主要有：強(qiáng)制解凍，跟跟蹤注漿。盡盡快固結(jié)土體體，避免長期期沉降地層改良凍結(jié)結(jié)法：先注漿，后后凍結(jié)。降低低土壤透水系系數(shù)，阻止水水分遷移；加加強(qiáng)土體強(qiáng)度度，減小壓縮縮沉降。預(yù)注CMC（羧甲基纖維維素鈉）。。增加土體黏黏性，降低透透水系數(shù)，阻阻礙水分遷移移。凍脹、融沉綜綜合控制措施施4.53凍結(jié)法的基本本理論問題“CJG+凍結(jié)”工法（日本）凍脹、融沉綜綜合控制措施施4.53凍結(jié)法的基本本理論問題“CJG+凍結(jié)”工法（日本）凍脹、融沉綜綜合控制措施施4.53凍結(jié)法的基本本理論問題“地層改良凍結(jié)結(jié)法”（胡向東）凍脹、融沉綜綜合控制措施施4.5凍脹等級(jí)不凍脹弱凍脹凍脹強(qiáng)凍脹特強(qiáng)凍脹凍脹率（%）11<3.53.5<66<1212<3凍結(jié)法的基本本理論問題“地層改良凍結(jié)結(jié)法”（胡向東）凍脹、融沉綜綜合控制措施施4.5融沉等級(jí)不融沉弱融沉融沉強(qiáng)融沉特強(qiáng)融沉融沉率（%）11<55<1010<2525<3凍結(jié)法的基本本理論問題人工凍土的解解凍有三種情情況：1.中斷或終止凍凍結(jié)時(shí)的自然然解凍；2.鹽水泄漏導(dǎo)致致的解凍；3.強(qiáng)制解凍。人工凍土解凍凍53凍結(jié)法的基基本理論問問題自然解凍速度與凍土土量、凍土土溫度、環(huán)環(huán)境溫度及及周圍供熱熱量相關(guān)。。停止凍結(jié)后后，每日解解凍量與原原先凍結(jié)時(shí)時(shí)間成反比比。凍結(jié)時(shí)時(shí)間越長，，解凍速度度越低。一般情況下下，凍土厚厚度1米以上時(shí)，，中斷1~2天的凍結(jié)，，凍土帷幕幕解凍厚度度基本上可可以忽略不不計(jì)，可以以認(rèn)為是安安全的。但是，必須須注意，如如果有較大大流速的地地下水作用用時(shí)，解凍凍速度會(huì)加加速。自然解凍5.1停凍后每日解凍厚度3凍結(jié)法的基基本理論問問題鹽水泄漏解解凍是鹽水?dāng)U散散引起的，，解凍厚度度主要與凍凍土溫度相相關(guān)，當(dāng)然然與時(shí)間也也有關(guān)。當(dāng)凍土帷幕幕足夠厚，，鹽水包不不與外界溝溝通時(shí)，鹽鹽水溫度被被保持低溫溫，對(duì)凍土土帷幕功能能影響不大大。例如，當(dāng)凍凍土溫度保保持-20℃時(shí)，在泄漏漏后2個(gè)月內(nèi)不采采取任何措措施的情況況下，凍土土帷幕解凍凍厚度才6cm，其安全性性不必?fù)?dān)心心。但是，必須須注意，在在砂性凍土土中，鹽水水?dāng)U散快，，解凍速度度會(huì)加速。。此外，如果果鹽水泄漏漏發(fā)生在早早期，凍土土溫度不夠夠低，凍土土厚度不夠夠大，鹽水水易與外界界溝通，會(huì)會(huì)帶來安全全威脅。鹽水泄漏解解凍5.2鹽水泄漏后解凍厚度3凍結(jié)法的基基本理論問問題強(qiáng)制解凍是指通過凍凍結(jié)管循環(huán)環(huán)熱鹽水進(jìn)進(jìn)行的積極極解凍，其其解凍速度度主要與鹽鹽水溫度相相關(guān)，當(dāng)然然與凍土溫溫度、環(huán)境境溫度也有有關(guān)。自然解凍與與強(qiáng)制解凍凍效果的比比較：凍土土厚度1.8m，強(qiáng)制解凍凍和自然解解凍共同作作用需要70天，而單純純自然解凍凍則需要約約6倍的時(shí)間。。日本鹿島試試驗(yàn)：凍土土半徑1.5米（厚度3m）。自然解解凍需要200-300天，用60℃熱水循環(huán)需需要約60天，如用溫溫度90℃，解凍時(shí)間間減半（60天減到30天)。強(qiáng)制解凍5.3自然解凍和和強(qiáng)制解凍凍厚度共同同作用效果果3凍結(jié)法的基基本理論問問題含鹽地層凍結(jié)溫度下下降：凍土厚度減減小、溫度度場(chǎng)理論不不適、凍結(jié)結(jié)時(shí)間延長長含鹽地層導(dǎo)熱系數(shù)下下降：凍結(jié)速度下下降含鹽地層凍土強(qiáng)度下下降：凍土承載載力降低低含鹽地層層問題63凍結(jié)法的的基本理理論問題題凍結(jié)溫度度下降6.1凍結(jié)溫度度/冰點(diǎn)t00℃含鹽土凍凍結(jié)溫度度隨含鹽鹽量的增增加而顯顯著降低低。3凍結(jié)法的的基本理理論問題題凍結(jié)溫度度下降6.1凍結(jié)溫度度/冰點(diǎn)t00℃凍結(jié)時(shí)間間延長3凍結(jié)法的的基本理理論問題題凍結(jié)溫度度下降6.1凍結(jié)溫度度/冰點(diǎn)t00℃凍土帷幕幕厚度減減小凍結(jié)溫度度下降時(shí)時(shí)凍土帷帷幕厚度度減薄率率3凍結(jié)法的的基本理理論問題題凍結(jié)溫度度下降6.1凍結(jié)溫度度/冰點(diǎn)t00℃原有溫度度場(chǎng)理論論不適修正后：：3凍結(jié)法的的基本理理論問題題導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)下降6.2導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)下降凍結(jié)時(shí)間間延長3凍結(jié)法的的基本理理論問題題凍土強(qiáng)度度下降6.3凍土強(qiáng)度度下降凍土帷幕幕承載力力降低S-8℃-15℃-20℃-25℃-30℃02.673.3144.895.54100.630.971.172.233.01降幅（％）76.4％70.7％70.7%50.3%45.7%不同溫度下凍凍土強(qiáng)度降幅幅（上海⑦2）3凍結(jié)法的基本本理論問題地下水的流動(dòng)動(dòng)會(huì)使凍土帷帷幕朝下游方方向發(fā)展，導(dǎo)導(dǎo)致上游結(jié)構(gòu)構(gòu)不能按時(shí)達(dá)達(dá)到或達(dá)不到到設(shè)計(jì)厚度，，甚至不能交交圈。即使上上游也能交圈圈，其厚度也也比下游小得得多。這勢(shì)必必給工程埋下下安全隱患，，必須引起足足夠的重視。。地下水流動(dòng)問問題73凍結(jié)法的基本本理論問題存在保證交圈的地地下水臨界流流速。臨界流速的影影響因素：凍結(jié)管大?。ǎㄉ崦娣e））凍結(jié)管表面溫溫度（或鹽水水溫度）凍結(jié)管間距地下水溫度土的導(dǎo)熱性地下水流動(dòng)問問題73凍結(jié)法的基本本理論問題地下水臨界流流速地下水流動(dòng)問問題7確保交圈的地地下水臨界速速度注：凍結(jié)管溫溫度-30℃；土體溫度度20℃；凍結(jié)管108。4凍結(jié)法聯(lián)絡(luò)通通道施工聯(lián)絡(luò)通道的基基本類型聯(lián)絡(luò)通道施工工方法聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)結(jié)法施工4.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型單純聯(lián)絡(luò)通道道聯(lián)絡(luò)通道帶泵泵站聯(lián)絡(luò)通道連建建風(fēng)井聯(lián)絡(luò)通道通地地面出口方案類型04.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型單純聯(lián)絡(luò)通道道14.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型聯(lián)絡(luò)通道帶泵泵站2貫通式4.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型聯(lián)絡(luò)通道帶泵泵站2貫通式4.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型聯(lián)絡(luò)通道帶泵泵站2側(cè)式（“煙斗斗式”）4.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型聯(lián)絡(luò)通道連建建風(fēng)井3隧道風(fēng)井旁通道垂直通風(fēng)道地下連續(xù)墻18.25m33.5m13.3m4.2mD5.5m積水坑4.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型聯(lián)絡(luò)通道通地地面出口44.1聯(lián)絡(luò)通道結(jié)構(gòu)構(gòu)類型高差隧道聯(lián)絡(luò)絡(luò)通道50方法類型4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法明挖法暗挖法先明挖后暗挖挖法1明挖法4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法從地面開挖、、支護(hù)至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高，然后后綁扎鋼筋籠籠、立模、澆澆注主體結(jié)構(gòu)構(gòu)，最后回填填覆土的施工工方法。優(yōu)點(diǎn):(1)適應(yīng)性廣，能能適用于各類類土層;(2)造價(jià)較低，其其造價(jià)主要取取決于支護(hù)系系統(tǒng)的費(fèi)用;(3)旁通道施工過過程中，如果果出現(xiàn)事故，，對(duì)主隧道結(jié)結(jié)構(gòu)影響較小小;(4)明挖法對(duì)施工工技術(shù)要求較較低，施工進(jìn)進(jìn)度快。1明挖法4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法缺點(diǎn)：占用較大的地地面場(chǎng)地并且且環(huán)境影響較較大。適用條件：當(dāng)旁通道埋深深較淺且場(chǎng)地地條件好的情情況下，可以以考慮使用此此方法。由于地鐵線路路所經(jīng)地區(qū)通通常為交通繁繁忙、商業(yè)繁繁華地區(qū)，因因而，在國內(nèi)內(nèi)已經(jīng)修建好好和正在修建建的幾條地鐵鐵線路中旁通通道較少采用用明挖法。2暗挖法4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法旁通道暗挖法法施工可以根根據(jù)所采用地地層加固方法法的不同劃分分為以下幾類類:地基加固法預(yù)支護(hù)法機(jī)械化施工法法2.1地基加固法4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法地基加固法通過土體加固固，提高土體體強(qiáng)度，為暗暗挖提供條件件。凍結(jié)法注漿法深層攪拌法高壓旋噴法適用條件軟土富水、有有涌水、流沙沙等困難地層層。2.2預(yù)支護(hù)法4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法預(yù)支護(hù)法預(yù)先對(duì)土體進(jìn)進(jìn)行支擋，以以便暗挖。管棚法插板法適用條件自穩(wěn)能力好、、含水小的地地層。2.3機(jī)械化法4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法機(jī)械化施法支擋與開挖相相結(jié)合的工法法。頂管法適用條件自穩(wěn)能力較好好、含水小的的地層。2.3機(jī)械化法4.2聯(lián)絡(luò)通道施工工方法頂管法上海地鐵２號(hào)號(hào)線聯(lián)絡(luò)通道道，1998年刀排式土壓平平衡頂管機(jī)，，頂管頂進(jìn)距距離10.8米，旁通道主主要穿越的地地層有灰色粘粘土和灰色粉粉質(zhì)粘土，旁旁通道頂部到到地面覆土約約為17.9米，頂管外形形尺寸1700x1900x2600。上海地鐵楊浦浦線一期工程程淮海路站～～復(fù)興路站區(qū)區(qū)間網(wǎng)格式矩形擠擠壓式頂管機(jī)機(jī)。矩形頂管管機(jī)外形尺寸寸為2.7×1.58m，隧道中心線線距離為12.5m。南京地鐵一號(hào)號(hào)線珠江路站站至新街口站站區(qū)間網(wǎng)格形式頂管管機(jī)，聯(lián)絡(luò)通通道寬為1.68m、高2.8m、長12.90m，處于③1－2b層粉質(zhì)粘土土和③2－2b層的粉質(zhì)粘粘土中。3先明挖后暗暗挖法4.2聯(lián)絡(luò)通道施施工方法先明挖后暗暗挖法是指在兩條條主隧道中中間的加固固土體上施施工一豎井井至旁通道道設(shè)計(jì)標(biāo)高高，再由豎豎井分別向向兩條主隧隧道方向采采用礦山法法掘進(jìn)施工工形成旁通通道、在旁旁通道結(jié)構(gòu)構(gòu)施工完畢畢后打開主主隧道中封封口的鋼管管片。適用條件適用于埋深深較淺、自自穩(wěn)能力較較好、含水水小的地層層。4評(píng)價(jià)4.2聯(lián)絡(luò)通道施施工方法地面施工場(chǎng)場(chǎng)地的要求求深層攪拌法法、高壓旋噴法法有要求，其其他方法無無要求。凍結(jié)法、注漿法地面施工時(shí)時(shí)也有要求求，但可以以從隧道內(nèi)內(nèi)施工則無無要求。正在研究開開發(fā)水平旋旋噴法，可可從隧道施施工。風(fēng)險(xiǎn)暗挖法由主主隧道與旁旁通道共同同承擔(dān)旁通通道施工過過程中的各各種風(fēng)險(xiǎn)，，而先明挖挖后暗挖法法則是由旁旁通道本身身承擔(dān)這些些風(fēng)險(xiǎn)。4評(píng)價(jià)4.2聯(lián)絡(luò)通道施施工方法地基加固均均勻性深層攪拌法法、高壓旋噴法法、注漿法均具有不連連續(xù)性和不不均勻性。。凍結(jié)法加固具有可可靠的連續(xù)續(xù)性和均勻勻性。地基加固效效果可測(cè)性性深層攪拌法法、高壓旋噴法法、注漿法缺乏可靠的的監(jiān)測(cè)手段段。凍結(jié)法通過溫度場(chǎng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)可以以可靠把握握凍土帷幕幕的性狀。。4評(píng)價(jià)4.2聯(lián)絡(luò)通道施施工方法凍結(jié)法目前在地鐵鐵的旁通道道中的應(yīng)用用越來越廣廣泛，并逐逐步成為聯(lián)聯(lián)絡(luò)通道施施工的主要要施工方法法。優(yōu)點(diǎn)加固均勻勻、封水水絕對(duì)從隧道施施工，不不占地面面缺點(diǎn)費(fèi)用較高高，往往往作為最最終選擇擇凍脹融沉沉，對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)和環(huán)環(huán)境有不不利影響響5國內(nèi)應(yīng)用用情況4.2聯(lián)絡(luò)通道道施工方方法管棚法最早應(yīng)用用于北京京地鐵建建設(shè)中，，并積累累了一定定的工程程經(jīng)驗(yàn)。。但由于于京滬兩兩地地質(zhì)質(zhì)條件不不同，土土體的各各項(xiàng)指標(biāo)標(biāo)存在較較大的差差異，在在上海地地鐵建設(shè)設(shè)中尚未未應(yīng)用。。深層攪拌拌法與旋旋噴法上海地鐵鐵一號(hào)線線全部采采用的是是深層攪攪拌法與與旋噴法法。頂管法上海、南南京地鐵鐵少量采采用了頂頂管法進(jìn)進(jìn)行施工工。凍結(jié)法目前在地地鐵的旁旁通道中中的應(yīng)用用越來越越廣泛，，并逐步步成為聯(lián)聯(lián)絡(luò)通道道施工的的主要施施工方法法。4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工凍結(jié)方案案工藝流程程重要工序序施工方方法主要內(nèi)容容04.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工凍結(jié)方案案1結(jié)構(gòu)形式式4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工凍結(jié)方案案1布孔方式式4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工凍結(jié)方案案1布孔方式式冷凍排管管透孔4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工凍結(jié)方案案1鉆孔類別別冷凍排管管透孔測(cè)溫孔卸壓孔凍結(jié)孔4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工工藝流程程2總流程4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工工藝流程程2鉆孔流程程4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工工藝流程程2凍結(jié)流程程4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工工藝流程程2開挖構(gòu)筑筑流程4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3凍結(jié)孔開開孔4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3隧道臨時(shí)時(shí)預(yù)應(yīng)力力支撐隧道預(yù)應(yīng)應(yīng)力支撐撐不影響通通過軌道道車的隧隧道預(yù)應(yīng)應(yīng)力支撐撐4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3隧道臨時(shí)時(shí)預(yù)應(yīng)力力支撐4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3隧道臨時(shí)時(shí)預(yù)應(yīng)力力支撐4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3安全門4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3開挖4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3通道初襯襯結(jié)構(gòu)型鋼支撐撐+噴射混凝凝土4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3防水層4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3綁扎鋼筋筋4.3聯(lián)絡(luò)通道道凍結(jié)法法施工重要工序序施工方方法3永久結(jié)結(jié)構(gòu)5凍結(jié)法法施工工監(jiān)測(cè)測(cè)人工地地層凍凍結(jié)是是動(dòng)態(tài)態(tài)過程程，是是隨時(shí)時(shí)間變變化的的。凍凍土帷帷幕的的性狀狀受制制冷系系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行狀狀況、、地質(zhì)質(zhì)條件件、邊邊界散散熱、、施工工工況況等諸諸多因因素的的影響響。凍凍土性性質(zhì)、、凍土土帷幕幕的結(jié)結(jié)構(gòu)狀狀態(tài)都都是溫溫度的的函數(shù)數(shù)，而而凍土土帷幕幕溫度度場(chǎng)是是隨時(shí)時(shí)變化化的。。為保保證凍凍土帷帷幕的的安全全和有有效，，必須須實(shí)時(shí)時(shí)掌握握相關(guān)關(guān)的各各種參參數(shù)。。因此此，人人工地地層凍凍結(jié)法法是必必須實(shí)實(shí)行信信息化化施工工的一一種工工法。。5凍結(jié)法法施工工監(jiān)測(cè)測(cè)凍結(jié)系系統(tǒng)：：鹽水水溫度度、流流量等等凍土溫溫度：：凍土土帷幕幕狀態(tài)態(tài)（厚厚度、、平均均溫度度等））凍脹：：凍脹脹力、、結(jié)構(gòu)構(gòu)受力力及變變形融沉：：結(jié)構(gòu)構(gòu)、土土體、、地面面、構(gòu)構(gòu)筑物物變形形監(jiān)測(cè)內(nèi)內(nèi)容15凍結(jié)法法施工工監(jiān)測(cè)測(cè)系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)2測(cè)算精精度的的影響響因素素35凍結(jié)法法施工工監(jiān)測(cè)測(cè)三個(gè)重重要影影響參參數(shù)：：測(cè)溫點(diǎn)點(diǎn)位置置(x,y)測(cè)溫點(diǎn)點(diǎn)溫度度t(x,y)凍結(jié)管管外表表面溫溫度tCT三個(gè)參參數(shù)都都會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生較較大影影響以測(cè)溫溫點(diǎn)位位置(x,y)誤差y為例（x影響不不大））凍結(jié)管管間距距越大大，測(cè)測(cè)溫點(diǎn)點(diǎn)越靠靠近凍凍土帷帷幕邊邊緣，，計(jì)算算值的的誤差差越小小各種誤誤差均均可通通過把把測(cè)溫溫孔布布置在在盡量量靠近近凍土土帷幕幕邊緣緣得以以控制制在最最小程程度以單排排管巴巴氏公公式為為例5凍結(jié)法法施工工監(jiān)測(cè)測(cè)凍土溫溫度：：結(jié)構(gòu)-凍土交交界面面聯(lián)絡(luò)通通道：：對(duì)側(cè)側(cè)隧道道溫度監(jiān)監(jiān)測(cè)要要點(diǎn)46聯(lián)絡(luò)通通道施施工安安全與與質(zhì)量量控制制聯(lián)絡(luò)通通道施施工控控制要要點(diǎn)若干管管理問問題驗(yàn)收6.1聯(lián)絡(luò)通通道施施工控控制要要點(diǎn)凍結(jié)孔孔的開開孔定定位核實(shí)上上下行行線管管片里里程誤誤差，，確保?？孜晃粶y(cè)量量精度度開孔定定位盡盡量避避開管管片主主筋凍結(jié)孔孔的偏偏斜測(cè)斜、、糾偏偏，控控制凍凍結(jié)孔孔偏斜斜做好成成孔測(cè)測(cè)量，，準(zhǔn)確確記錄錄成孔孔偏斜斜數(shù)據(jù)據(jù)偏斜過過大時(shí)時(shí)，根根據(jù)要要求補(bǔ)補(bǔ)孔凍結(jié)孔孔施工工16.1聯(lián)絡(luò)通通道施施工控控制要要點(diǎn)凍結(jié)結(jié)孔孔的的密密封封性性保證證凍凍結(jié)結(jié)管管接接頭頭質(zhì)質(zhì)量量做好好試試壓壓工工作作孔口口管管施施工工確保保密密封封效效果果確保保安安裝裝牢牢固固凍結(jié)結(jié)孔孔施施工工16.1聯(lián)絡(luò)絡(luò)通通道道施施工工控控制制要要點(diǎn)點(diǎn)制冷冷能能力力與與制制冷冷效效率率確保保足足夠夠的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)需需冷冷量量保持持冷冷凍凍機(jī)機(jī)良良好好狀狀態(tài)態(tài)鹽水水循循環(huán)環(huán)狀狀態(tài)態(tài)與與參參數(shù)數(shù)保證證鹽鹽水水泵泵流流量量調(diào)整整各各組組凍凍結(jié)結(jié)管管鹽鹽水水流流量量均均衡衡做好好鹽鹽水水流流失失報(bào)報(bào)警警工工作作凍結(jié)結(jié)系系統(tǒng)統(tǒng)狀狀態(tài)態(tài)26.1聯(lián)絡(luò)絡(luò)通通道道施施工工控控制制要要點(diǎn)點(diǎn)冷排排管管效效果果確保保冷冷排排管管數(shù)數(shù)量量與與覆覆蓋蓋范范圍圍確保保冷冷排排管管鹽鹽水水流流量量均均衡衡保持持冷冷排排管管與與管管片片密密貼貼保溫溫措措施施保證證保保溫溫板板厚厚度度與與覆覆蓋蓋范范圍圍保持持保保溫溫板板與與管管片片密密貼貼凍結(jié)結(jié)系系統(tǒng)統(tǒng)狀狀態(tài)態(tài)26.1聯(lián)絡(luò)絡(luò)通通道道施施工工控控制制要要點(diǎn)點(diǎn)凍土土發(fā)發(fā)展展速速度度準(zhǔn)確確測(cè)測(cè)算算凍凍土土發(fā)發(fā)展展速速度度凍土土帷帷幕幕交交圈