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人工地层冻结技术 胡向东 2006.10.31 大 纲 大 纲 概述 冻结法的发展历史 冻结法的应用 冻结方案 冻结法的理论与工程问题 冻结法的施工监测 工程实例 1 概述 人工地层冻结法(Artificial Ground Freezing, AGF) （简 称“冻结法” ），是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,把 天然岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下 工程的联系, 以便在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌施工 的特殊施工技术。其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质 以固结地层。 概述 1 基本原理 2 概述 2 制冷方法 岩土工程冻结制 冷技术通常利用物质 由液态变为气态,即 气化过程的吸热现象 来完成的。 有两种类型： 冷媒剂(盐水)吸热：氨 (-33.4℃) ；干冰(-78.5℃) 直接气化吸热：液氮(-195.8℃) ；干冰(-78.5℃) 概述 3 冻土结构特点 绝对的封水性 较高的强度 安全性 可知性 变化性 3 概述 4 冻土结构功能 结构——承载 封水——不承载 屏障——隔绝污染 概述 5 冻结法特点 可见 可控 可靠 4 冻结法的发展历史 1862年，英国威尔士(Wales)的建筑基础施工首次使用人工地层冻结法，失败* 1880年，德国工程师 F.H. Poetch首先提出人工冻结法原理并获专利 1883年，德国阿尔巴里煤矿成功地采用冻结法建造井筒 两年后（1886年[1] ），瑞典人开始使用冷冻，用冻结法在斯特哥尔摩掘进了一条隧道。德国人和瑞 典人之后是法国人（1906年[1] ）。 1928年，苏联在德国人的帮助下，在Соликам钾矿首次成功使用人工地层冻结法凿井 1933年，苏联在工程师特鲁巴克( Трупак)领导下，在莫斯科地铁1号线成功使用人工地层冻结 法修建三个地铁站的扶梯斜隧道 1942年，巴西26层高楼不均匀沉降修正[1] 1955年，中国煤矿首次采用冻结法凿井 1960年，加拿大双拱铁道隧道隔墙拆除工程[1] [2] 1962年，日本开始使用冻结法于市政工程（大阪水管越江 ）（无矿山工程） 60年代末，北京地铁首次应用冻结法 1994年，台北捷運新店線 CH221 標 [1] 冻结法的应用 土木工程、岩土工程 矿山凿井：竖井、斜井 隧道施工：隧道掘进；盾构、顶管进出洞、联络通道 基坑工程 穿越