冻结法在地下工程施工中的应用浅探

康亚军

（天津天营建筑工程设计有限公司，天津 300000）

1 冻结法的主要内容

冻结法通俗来说就是使用人工制冷的方式，把地层中的水分冻结起来，使得施工中的土壤具有一定的抗压性及稳定性，为施工的展开具有良好的条件。冻结法适用于井筒或地下工程掘砌施工的特殊施工技术结法既适用于松散不稳定的冲积层和裂隙发育的含水岩层，也适用于淤泥、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。冻结法具有有效隔绝地下水；适应性强，几乎不受地层条件的限制（低含水量地层除外）；施工灵活；绿色施工，无污染；复杂地层施工经济合理等优势。压缩制冷主要由三大循环构成：氨循环，盐水循环和冷却水循环。这三大循环作用不一样，氨循环在制冷过程中起主导作用，盐水循环在制冷过程中起着冷量传递作用，却水循环在制冷过程中的作用是将压缩机排出过热蒸汽冷却成液态氨，以便进入蒸发器中重新蒸发。结冻法的应用不断得到推广，使用范围不断的跨大，对于建筑行业的发展有着良好的帮助。结冻法历史比较悠久，至今有一百多年的使用，现阶段比较成熟。但是还是有着很大的发展空间。

2 冻结法在地下工程施工中的应用

2.1 在交通不能阻断的地段应用

道路是城市交通的必要，对于某些施工地段而言，由于建筑物或者其他的原因，道路需要保持原来的交通。对于这些地段冻结法能较好的解决因为交通而带来施工不方便的问题。由于这些地段交通频繁，使用混凝土直接对地面或者地层加固是行不通的，而且一般道路下边埋有光缆或者其他重要的通信或者通电输水的设备，对地面进行钻孔注浆的方法也不够全面。这时候使用结冻法是比较良好的选择。结冻法中的盐水循环能很好的应用到这种状况中去，盐水循环能够均匀的分布到地层中去，对地层有很好的冻结作用，巩固了道路的稳定性及坚固性。在很多的城市中都有使用这种办法，例如广州地铁二号线，上海地铁二号线等等都运用到了这种盐水循环制冷的方法。

2.2 在土壤中含水量较多土质柔软的应用

有些土壤中含水量比丰富，特别是靠近是江河的地方，土壤一般是比较柔软的，对于地下施工是比较难以进行的。对于一些含沙量比较少的土壤可以使用化学浆液法进行对地层的凝固，但是对于一些含沙量较多的稳定性差的土壤，化学浆液法效果就很差。所以应该使用结冻法，其中的水平结冻技术是很好的方法，对于流砂之间由于水分而引起的不稳定性能够很难好的解决，实现稳固的作用。这种方法在一些隧道或者靠近江河的地下车库或者地下街之中比较常见。而且这种方法相对于化学浆液法对周边的环境破坏的程度比较小，对施工的环境要求也不是很高，具有安全环保的效果。许多的地铁建设都运用到这种技术，比如武汉轨道交通七号线就运用到了这种技术，对工程的速度有了很大的提升，同时也对施工的整体质量有所保障。

2.3 对于水难以沉降与排除的施工环境中应用

很多的地下工程都是比较深的，由于地下水层的存在，导致了施工的难度提升。由于水分的存在，所以难以对土壤进行挖深的工作，对施工的进行造成了阻碍。如果对水分进行抽干的工作，就会耗费大量的时间及经费。而且如果对水层进行抽水过多会造成地面坍塌的危险，危害到建筑物地基的稳定性。结冻法对水有结冻的效果，可以不用抽水分，而且还保留了土壤的稳定性对施工的进程有帮助。近年来结冻法不断的得到使用，为地下工程带来了便利。在深圳地帖一号线中就运用了冻结法辅助浅埋暗挖法，使得工程能顺利的进行。

3 冻结法在地下工程施工中的应用注意事项

3.1 温度对混凝土的影响

由于热胀冷缩的原理，施工时要充分考虑到结冻法对混凝土的影响。低温对于混凝土的凝固时间会有所降低，所以在使用结冻法施工时，可以使用温度较高的水对混凝土进行搅拌，缩短混凝土凝固的时间，对混凝土要有保护措施。

3.2 施工环境对的影响

施工环境也是影响使用结冻法的应用，不同的施工环境需要结冻的方式也不一样。对于同一个工程不同的阶段也是有着不同的影响。在使用结冻法时要充分对结冻壁的应力进行计算，结合工程的需要及时的调整方法。避免出现冻结壁对管道或者其他设施造成破坏。对施工现场要严格的进行维护。

3.3 冻结设备的选择

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。其中不同温度的结冻需要不同的设备，而且混凝土的选择也是有所要求的。因为不同的温度对不同的混凝土影响不同，在施工时要进行实验的工作确保，混凝土使用的可行性。

4 结语

随着时代的发展，建筑行业不断的进步。许多先进的技术不断的研发，结冻法也不断的得到改善与创新。在很多地下施工中，结冻法的使用带来了很大的便利，创造了良好的施工环境，为地下工程施工提供了有力的帮助。但是结冻法还存在着一定的问题，相关的部门与研究人员应该使用先进的信息技术，对存在的问题进行数据的分析，使得结冻法得到更好的发展与使用。结冻法的应用也应该使用到更多的建筑行业中去，不局限于地下工程或者建筑行业。