冬期施工冻结法是指在含水土层内先钻孔打入钢管,导入循环的液氮,使周边的地层冻结,形成坚硬的冻土壳,以保证地层稳定并起隔水作用,便于进行地下工程掘砌作业的施工方法。以下是对冬期施工冻结法的详细解释:
一. 定义与应用
定义:冻结法施工是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将松散含水岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水,以便在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌作业。
应用:冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中,已有100多年的历史。我国采用冻结法施工技术也已有40多年的历史,主要用于煤矿井筒开挖施工,其中冻结最大深度达435m,冻结表土层最大厚度达375m。此外,冻结法还被应用于地铁施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面。
二. 施工特点
环保性:冻结法是一种环保型工法,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,不影响建筑物周围地下结构。
灵活性:冻结法适用于各类地层,且可根据工程需要调整冻结强度。当工程需要时,冻土可具有岩石般的强度;当不需要加固强度时,又可采取强制解冻技术使其融化。
缩短工期:冻结法施工可与桩基施工或其它工艺平行作业,有效缩短施工工期。
三. 施工操作要点
积极冻结:充分利用设备的全部能力,尽快加速冻土发展,在设计时间内把盐水温度降到设计温度。旁通道积极冻结盐水温度一般控制在-25~-28℃之间。
维护冻结:通过对冻结系统运行参数的调整,提高或保持盐水温度,降低或停止冻土的继续发展,维持结构施工的要求。旁通道维持冻结盐水温度一般控制在-22~-25℃之间。
监测与调整:在冻结试运转过程中,定时检测盐水温度、盐水流量和冻土帷幕扩展情况,必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入积极冻结。
综上所述,冬期施工冻结法是一种在特定地质条件下,利用人工制冷技术提高地层稳定性和隔水性能的施工方法。它在城市建设和煤矿建设中有着广泛的应用,具有环保、灵活和缩短工期等优点。在施工过程中,需要严格控制冻结温度、监测冻土帷幕扩展情况,并根据实际情况调整冻结系统运行参数。