地基处理 低温冷冻法 21页PPT文档

地基加固之冰冻法施工流程介绍
冰冻法地基加固是通过临时改变土层特性使之 变成具有一定强度与隔水作用的冻土，在冻土 帷幕的保护下进行盾构进出洞施工的工艺。
•运用人工制冷技术使地层中的水结 冰,把天然土变成冻土,增加其强度和 稳定性,隔绝地下水的联系.也就是人 造冻结壁.
主要由冷却水循环系统（设备降温）和盐水循 环系统（交换地热）组成。
冷却水循环系统
盐水循环系统
设备准备：①钻孔设
备
举例：XY-4型钻机2台；经 纬仪；φ 160mm金刚钻机； BW-200/50型泥浆泵2台。
②冷冻与冷却设备
举例：烟台冰轮股份有限公司生产的 YSLGF231M1型低温盐水机组2套， 南京天加重工冷冻设备有限公司生产 的TBSJ050.1型低温盐水机组2套， IS125-100-200盐水循环泵2台，盐 水箱一个（容积3.4m3），R22冷冻 剂，氯化钙；
地基处理
低温冷冻法
理论解说：
工程实例解说：
查找资料：叶丰 资料整合与制作：羊涛、杨勇
其冰冻的基本原理
在地面上打设一定数目的冻结孔并下放冻结管， 利用冷冻机组将一定配比的盐水溶液降温，然 后通过盐水泵将低温盐水送入冻结管内，流动 的低温盐水将地热带出地面，再经过冷冻机组 进入冻结管内，如此不断循环进行热交换便会 形成以冻结管为中心的冻土圆柱，冻土圆柱不 断扩展直至与相邻冻结圆柱搭接，最终受冻土 体就成为具有一定强度和厚度的冻土墙或冻土 帷幕，达到土体加固的目的。
冻结孔与测温孔的施工 ①钻孔与下管工作
②测斜与测漏工作
3、供液管的施工
4、管路连接
该工程冷冻法施工的基本原理
在隧道周围布置水平冻结孔，并在冻结孔中循 环低温盐水，使冻结孔附近的含水地层结冰， 形成强度高，封闭性好的冻结壁（冻结帷幕）， 然后在冻结壁的保护下运用矿山法进行隧道开 挖与构筑施工。
水平地层冻结加固和开挖构筑的主要施工顺序
水平地层冻结加固和开挖构筑 的主要施工顺序为：施工准备 --- 冻结孔施工，同时安装冻 结制冷系统--- 安装冻结盐水 系统和监测系统---积极冻结--试挖---隧道掘进与临时支护， 维护冻结---永久支护---停止
技术难点
矿井井筒冻结是垂直施工。为数不多的其 它岩土工程的水平冻结,距离也不长。地 铁工程的隧道进洞施工有的需采用冻结法 打水平钻孔。如南京张府园———新街口 的进洞加固需大约10 m的挡土止水结构, 但由于地处饱和粉砂土质,用普通施工方 法可能会出现涌砂、塌孔现象,故用水平 圆筒型结构,需打水平冻结孔。地铁工程 的旁通道施工也需打近水平钻孔。所以, 打水平钻孔已成为冻结施工的关键和难点 之一。
IS150-125-315冷却水循环泵2台(1 台备用)，DBNL3-100型冷却塔2台。
③管路设备
举例：盐水干管和集、配液 管均选用φ 219×7mm钢管， 集、配液管与羊角连接选用 耐压不小于1MPa的2寸夹布 胶管。
管路连接简图
冷 却 塔
冷 却 塔
冷 却 水 池
盐 水 泵
冷 冻 机 组
2)土体冻结有时会出现冻胀现象,土体 融化时会出现融沉现象。其原因是水结 冰时体积要增大9.0%,并有水迁移现象。 但像砂土、砾石这样的动水地层,一般 不会出现冻胀现象。冻胀现象主要出现 在黏性土质的冻结过程中。冻融过程中 土体的孔隙率和含水量的变化会导致土 体渗透性变化。这种变化可能会造成地 基土层的不均匀沉降,引起结构物的破 坏。城市区域高层建筑林立,地面设施 众多,地下管线密布。因此,冻胀、融沉 引起地表移动造成的环境影响问题关系 重大,应予严格控制。
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冷冻法施工的社会效益
不受地表场地及深度限制，且不污染环境，为 城市地下建设，特别是繁华市区内工程建设提 供了新的施工方法。而且其工艺先进、安全可 靠、经济合理、文明施工程度高。在我国大力 发展城市建设事业之际，冷冻法施工技术具有 良好的发展前景。本技术得到广州市建设局、 地铁公司的一致好评，具有良好的经济、社会 效益，具有较高的推广、研究、运用价值。
冷 冻 机 组
冷 冻 机 组
冷 冻 机 组
冷 却 水 泵
盐 水 泵
盐 水 箱
去 路
回 路
冻 结 管
供 液 管
冰冻源自文库总的施工流程图
工程实例
“广州地铁过清泉街断裂带超长水平冷冻法施 工技术”项目,是由中铁十二局集团公司与中 铁建总公司签订科技项目合同。 广州地铁二 号线纪念堂站-纪越区间隧道起讫里程为。该 断裂带段采用冷冻法加固地层形成冻结圈、矿 山法开挖构筑施工，冻结施工总长170.85m， 其中风机房北侧右线隧道冻结长度63.45m， 在国内尚属首例.