一种土体冻结的施工方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于±体冻结技术领域，尤其是一种±体冻结的施工方法。
【背景技术】
[0002] 在对±体进行冻结时，盐水冻结和液氮冻结施工是目前运用比较多的两种工艺。
[0003]盐水作为一种良好的冻结媒介，一般积极冻结期盐水溫度为-28~30°C，而且盐水 冻结施工因为造价低廉、设备简单、容易操作的特点，非常普遍的运用到冻结加固的施工 中。但是盐水冻结存在冻结时间较长的缺点非常明显，一般需要40~50天的冻结周期。
[0004] 液氮是一种理想的制冷介质。常压下其沸点是-195.8°C，蒸发潜热为250kJ/m3。液 氮冻结工艺可称为"快速冻结工艺"，因为使用液氮只需很短的时间即可冻结±体，可W达 到常规盐水循环冻结速度的10倍。液氮冻结无需在工地安装冷冻站而只需把冻结管插入地 层。20世纪60年代开始在美、英、日、法、俄、意等国家在±层加固工程中应用，在城市交通繁 忙地区的地下工程和处理紧急工程事故等发挥加固和稳定地层作用。但是，液氮的制造和 降溫等耗能较高，存储和运输条件非常苛刻，成本较高，因此，采用液氮进行冻结施工的应 用范围不广。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种±体冻结的施工方法，W解决现有技术中冻结时间较 长、成本较高的问题。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提供了一种±体冻结的施工方法，包括：
[0007] 步骤一:对±体进行盐水冻结施工操作；
[000引步骤二:探测所述±体的溫度，当所述±体的溫度为零度W下时，对所述±体进行 液氮冻结施工操作，直至将所述上体的溫度降低至设定的冻结溫度时为止。
[0009] 进一步地，在步骤一中，在±体中钻孔并安装冻结器，利用零度W下的盐水循环降 低地层溫度。
[0010] 进一步地，在所述±体中钻铺垂直孔或水平孔，然后将冻结器安装在钻铺的孔中。
[0011] 进一步地，在步骤二中，将液氮通过管路输至冻结管底部，然后汽化所述液氮，W 实现对所述±体的冻结。
[0012] 本发明提供了一种±体冻结的施工方法，最大化的利用盐水冻结造价低廉的W及 前期盐水冻结降溫速度快、效率高的特点，结合液氮快速冻结的特点，使加固体迅速达到既 定要求的溫度，满足±体加固的要求。能有效提高冻结施工的效率，降低施工成本，且适用 于各种复杂的地质条件的冻结施工，特别是受周边江河、季节性降水、周边降水施工等影响 地下水位出现较大的变化的地质条件中。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例提供的±体冻结的施工流程图。
【具体实施方式】
[0014] 下面将结合示意图对本发明的【具体实施方式】进行更详细的描述。根据下列描述和 权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均 使用非精准的比例，仅用W方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0015] 发明人经大量试验发现，单单使用盐水冻结一般需40~60天才能冻结到设定的冻 结溫度。其中，盐水冻结高效冻结期一般为15~20天，该期间冻结帷幕溫度下降较快，冻结 上体溫度降低较快，一般很容易达到0~-2°C，此时的平均降溫速率为1.5~2°C/d(摄氏度/ 天）。待冻结帷幕达到零下W后，若仍然采用盐水冻结的加固方式，因冻结帷幕与外界溫差 较大，冻结后台溫度损失严重等，导致该阶段冻结帷幕溫度下降非常缓慢，因此需要继续冻 结约20~40天后，方能达到设计要求的冻结溫度，此阶段的平均降溫速度为0.3~0.5°C/d， 冻结降溫速度进入缓慢期，冻结功效仅为前期的1/3,冻结效率大大降低。
[0016] 基于此，如图1所示，本发明实施例提供了一种±体冻结的施工方法，包括：
[0017]步骤一:对±体进行盐水冻结施工操作；
[0018] 步骤二:探测所述±体的溫度，当所述±体的溫度为零度W下时，对所述±体进行 液氮冻结施工操作，直至将所述上体的溫度降低至设定的冻结溫度时为止。
[0019] 因此，根据盐水+液氮冻相结结合的工作原理，本发明避免了仅仅采用盐水冻结过 程中需要经历的冻结缓慢期，突出了两种加固方式的优点，弱化了两种加固方式的缺点，本 发明理论上可W减少施工周期20~40天，因此提高了施工效率。
[0020] 在步骤一中，在±体中钻孔并安装冻结器，利用零度W下的低溫(大约零下30度的 盐水)盐水循环降低地层溫度。在本实施例中，在所述±体中钻铺垂直孔或水平孔，然后将 冻结器安装在钻铺的孔中。
[0021] 在步骤二中，将液氮通过管路输至冻结管底部，然后汽化所述液氮，W实现对所述 上体的冻结。
[0022] 如表1所示，在地铁施工工程中，表1为采用=种施工方法对某地铁工程盾构接受 端冻结加固的实施情况，该工程中，设计冻结溫度-l〇°C，冻结壁厚度2.4米。
[0024] 表 1
[0025] 通过该表可知，采用盐水+液氮冻相结结合的施工方法与单独使用液氮冻结的方 法，施工时间减少了 24天，施工费用约减少4倍，大大提高了施工效率，减少施工成本。
[0026] 本发明提供了一种±体冻结的施工方法，最大化的利用盐水冻结造价低廉的W及 前期盐水冻结降溫速度快、效率高的特点，结合液氮快速冻结的特点，使加固体迅速达到既 定要求的溫度，满足±体加固的要求。能有效提高冻结施工的效率，降低施工成本，且适用 于各种复杂的地质条件的冻结施工，特别是受周边江河、季节性降水、周边降水施工等影响 地下水位出现较大的变化的地质条件中。例如，长江冲积平原地质主要为粉细砂层，该地质 中地下水位受降水、长江水位等影响变化较大，常常在盐水冻结施工中，出现水位突降或突 增的情况，致使盐水冻结的媒介一地下水位减少或流动性骤然增加，使得冻结加固的效果 无法有效的控制、溫度降低较慢，增加工耗。
[0027]上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属 技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明掲露的技术方案和 技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍 属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种土体冻结的施工方法，其特征在于，包括： 步骤一:对土体进行盐水冻结施工操作； 步骤二:探测所述土体的温度，当所述土体的温度为零度以下时，对所述土体进行液氮 冻结施工操作，直至将所述土体的温度降低至设定的冻结温度时为止。2. 如权利要求1所述的土体冻结的施工方法，其特征在于，在步骤一中，在土体中钻孔 并安装冻结器，利用零度以下的盐水循环降低地层温度。3. 如权利要求2所述的土体冻结的施工方法，其特征在于，在所述土体中钻铺垂直孔或 水平孔，然后将冻结器安装在钻铺的孔中。4. 如权利要求1所述的土体冻结的施工方法，其特征在于，在步骤二中，将液氮通过管 路输至冻结管底部，然后汽化所述液氮，以实现对所述土体的冻结。
【专利摘要】本发明提供了一种土体冻结的施工方法，包括：步骤一：对土体进行盐水冻结施工操作；步骤二：探测所述土体的温度，当所述土体的温度为零度以下时，对所述土体进行液氮冻结施工操作，直至将所述土体的温度降低至设定的冻结温度时为止。本发明提供了一种土体冻结的施工方法，最大化的利用盐水冻结造价低廉的以及前期盐水冻结降温速度快、效率高的特点，结合液氮快速冻结的特点，使加固体迅速达到既定要求的温度，满足土体加固的要求。能有效提高冻结施工的效率，降低施工成本，且适用于各种复杂的地质条件的冻结施工，特别是受周边江河、季节性降水、周边降水施工等影响地下水位出现较大的变化的地质条件中。
【IPC分类】E02D3/115
【公开号】CN105421334
【申请号】CN201510759781
【发明人】金福强, 詹惠粟, 蒋一德
【申请人】上海市机械施工集团有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月10日