凍結法在地下工程施工中的應用淺探

康亞軍

（天津天營建筑工程設計有限公司，天津 300000）

1 凍結法的主要內容

凍結法通俗來說就是使用人工制冷的方式，把地層中的水分凍結起來，使得施工中的土壤具有一定的抗壓性及穩定性，為施工的展開具有良好的條件。凍結法適用于井筒或地下工程掘砌施工的特殊施工技術結法既適用于松散不穩定的沖積層和裂隙發育的含水巖層，也適用于淤泥、松軟泥巖以及飽和含水和水頭特別高的地層。對于土中含水率非常小或地下水流速相當大的處所不適用。凍結法具有有效隔絕地下水；適應性強，幾乎不受地層條件的限制（低含水量地層除外）；施工靈活；綠色施工，無污染；復雜地層施工經濟合理等優勢。壓縮制冷主要由三大循環構成：氨循環，鹽水循環和冷卻水循環。這三大循環作用不一樣，氨循環在制冷過程中起主導作用，鹽水循環在制冷過程中起著冷量傳遞作用，卻水循環在制冷過程中的作用是將壓縮機排出過熱蒸汽冷卻成液態氨，以便進入蒸發器中重新蒸發。結凍法的應用不斷得到推廣，使用范圍不斷的跨大，對于建筑行業的發展有著良好的幫助。結凍法歷史比較悠久，至今有一百多年的使用，現階段比較成熟。但是還是有著很大的發展空間。

2 凍結法在地下工程施工中的應用

2.1 在交通不能阻斷的地段應用

道路是城市交通的必要，對于某些施工地段而言，由于建筑物或者其他的原因，道路需要保持原來的交通。對于這些地段凍結法能較好的解決因為交通而帶來施工不方便的問題。由于這些地段交通頻繁，使用混凝土直接對地面或者地層加固是行不通的，而且一般道路下邊埋有光纜或者其他重要的通信或者通電輸水的設備，對地面進行鉆孔注漿的方法也不夠全面。這時候使用結凍法是比較良好的選擇。結凍法中的鹽水循環能很好的應用到這種狀況中去，鹽水循環能夠均勻的分布到地層中去，對地層有很好的凍結作用，鞏固了道路的穩定性及堅固性。在很多的城市中都有使用這種辦法，例如廣州地鐵二號線，上海地鐵二號線等等都運用到了這種鹽水循環制冷的方法。

2.2 在土壤中含水量較多土質柔軟的應用

有些土壤中含水量比豐富，特別是靠近是江河的地方，土壤一般是比較柔軟的，對于地下施工是比較難以進行的。對于一些含沙量比較少的土壤可以使用化學漿液法進行對地層的凝固，但是對于一些含沙量較多的穩定性差的土壤，化學漿液法效果就很差。所以應該使用結凍法，其中的水平結凍技術是很好的方法，對于流砂之間由于水分而引起的不穩定性能夠很難好的解決，實現穩固的作用。這種方法在一些隧道或者靠近江河的地下車庫或者地下街之中比較常見。而且這種方法相對于化學漿液法對周邊的環境破壞的程度比較小，對施工的環境要求也不是很高，具有安全環保的效果。許多的地鐵建設都運用到這種技術，比如武漢軌道交通七號線就運用到了這種技術，對工程的速度有了很大的提升，同時也對施工的整體質量有所保障。

2.3 對于水難以沉降與排除的施工環境中應用

很多的地下工程都是比較深的，由于地下水層的存在，導致了施工的難度提升。由于水分的存在，所以難以對土壤進行挖深的工作，對施工的進行造成了阻礙。如果對水分進行抽干的工作，就會耗費大量的時間及經費。而且如果對水層進行抽水過多會造成地面坍塌的危險，危害到建筑物地基的穩定性。結凍法對水有結凍的效果，可以不用抽水分，而且還保留了土壤的穩定性對施工的進程有幫助。近年來結凍法不斷的得到使用，為地下工程帶來了便利。在深圳地帖一號線中就運用了凍結法輔助淺埋暗挖法，使得工程能順利的進行。

3 凍結法在地下工程施工中的應用注意事項

3.1 溫度對混凝土的影響

由于熱脹冷縮的原理，施工時要充分考慮到結凍法對混凝土的影響。低溫對于混凝土的凝固時間會有所降低，所以在使用結凍法施工時，可以使用溫度較高的水對混凝土進行攪拌，縮短混凝土凝固的時間，對混凝土要有保護措施。

3.2 施工環境對的影響

施工環境也是影響使用結凍法的應用，不同的施工環境需要結凍的方式也不一樣。對于同一個工程不同的階段也是有著不同的影響。在使用結凍法時要充分對結凍壁的應力進行計算，結合工程的需要及時的調整方法。避免出現凍結壁對管道或者其他設施造成破壞。對施工現場要嚴格的進行維護。

3.3 凍結設備的選擇

采用凍結法施工時，須根據施工進度、凍土墻的需要強度、開挖順序等，確定凍土墻的厚度、凍結管群的間距與行數，以及其長度、凍結順序和解凍順序等，從而選擇必要的凍結設備。其中不同溫度的結凍需要不同的設備，而且混凝土的選擇也是有所要求的。因為不同的溫度對不同的混凝土影響不同，在施工時要進行實驗的工作確保，混凝土使用的可行性。

4 結語

隨著時代的發展，建筑行業不斷的進步。許多先進的技術不斷的研發，結凍法也不斷的得到改善與創新。在很多地下施工中，結凍法的使用帶來了很大的便利，創造了良好的施工環境，為地下工程施工提供了有力的幫助。但是結凍法還存在著一定的問題，相關的部門與研究人員應該使用先進的信息技術，對存在的問題進行數據的分析，使得結凍法得到更好的發展與使用。結凍法的應用也應該使用到更多的建筑行業中去，不局限于地下工程或者建筑行業。