[精品]學(xué)科前沿論文

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1、《學(xué)科前沿》論文淺論凍結(jié)法專業(yè)：土木工程學(xué)號:02110531姓名：劉海軍淺論凍結(jié)法摘要指出了凍結(jié)法的發(fā)展和歷史，闡述了凍結(jié)法的基本原理以及丿施工工藝。并通過它的施工過程和應(yīng)用，從而表現(xiàn)具在當(dāng)時(shí)代的狀態(tài)和前景。關(guān)鍵字發(fā)展凍結(jié)原理凍結(jié)施工釆用不摻外加劑的砂漿砌筑墻體，允許砂漿遭受一定程度的凍結(jié)。在不穩(wěn)定含水地層中修建地下工程時(shí)，借助人工制冷手段暫時(shí)加固地層和隔斷地下水的一?種特殊施工方法，常用于豎井工程。概述人工凍結(jié)的應(yīng)用和研究是以天然凍結(jié)條件下凍土的物理力學(xué)性質(zhì)研究為基礎(chǔ)，隨著人T凍結(jié)潸井逐步發(fā)展起來的。凍結(jié)法是利用人工制冷技術(shù)，使地層屮的水

2、凍結(jié)，把天然巖土變成凍土，增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，隔絕地下水與地卞工程的聯(lián)系，以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行隧道、立井和地下工程的開挖與襯砌施工技術(shù)，其實(shí)質(zhì)是利用人工制冷技術(shù)臨時(shí)改變巖土的狀態(tài)以固結(jié)地層。自1862年英國首次在南威爾士的建筑基坑小使用了凍結(jié)法以來，凍結(jié)法不斷得到應(yīng)用和完善，其至延伸到核廢料處理工程等其他領(lǐng)域。隨著我國地下工程的增多，逐漸由礦山工程，向城市各類工程推廣應(yīng)用，完成了北京、上海地鐵的多項(xiàng)隧道水平凍結(jié)工程，尤其2000年以來，凍結(jié)法在上海得到人規(guī)模應(yīng)用。凍結(jié)法的優(yōu)點(diǎn)：1、安全性好，可有效隔絕地下水。2、適應(yīng)面廣。適用于任何一定含

3、水量的松散巖十?層，在復(fù)雜水文地質(zhì)如軟土、含水不穩(wěn)定土層、；流沙、高水壓及高地壓底層條件下凍結(jié)技術(shù)冇效、可行。3、靈活性號?？梢匀藶榈乜刂苾鼋Y(jié)體的形狀和擴(kuò)展范圍，必要吋可以繞過地下障礙物進(jìn)行凍結(jié)。4、可控性好。凍結(jié)加固土體均勻、完整。5、污染性小?！熬G色”就工方法，符合環(huán)境巖土工程發(fā)展趨勢。凍結(jié)法的缺點(diǎn)：1、凍脹和融沉。2、對土體加固為臨時(shí)性質(zhì)，不能長期起作用。3、相對經(jīng)濟(jì)投入大凍結(jié)原理將含水土體利用人工設(shè)置的凍結(jié)管，凍結(jié)管內(nèi)循環(huán)冷媒劑，帶走土體中熱量從而形成強(qiáng)度髙密封性好的凍土，起到承受荷載和密封防水的作用。它的適應(yīng)性強(qiáng)、安全可靠、無污染，

4、目前和其他方法相比造價(jià)略高。根據(jù)冷媒劑可分為鹽水循環(huán)、氨循環(huán)和冷卻水循環(huán)相對應(yīng)的凍結(jié)系統(tǒng)。凍結(jié)法是由于砂漿經(jīng)凍結(jié)、融化、再硬化的三個(gè)階段，其強(qiáng)度會(huì)降低，也減弱了砂漿與磚石砌體的粘結(jié)力。結(jié)構(gòu)在砂漿融化階段的變形也較大，會(huì)嚴(yán)重的影響砌體的穩(wěn)定性。故規(guī)范規(guī)定下列工程不允許采用凍結(jié)法施工：（1）、空斗墻；（2）、毛石砌體；（3）、磚薄殼、雙曲磚拱、筒式拱及承受側(cè)壓力的砌體；（4）、在解凍期間可能受到振動(dòng)或其他動(dòng)力荷載的砌體；（5）、在解凍吋，砌體不允許產(chǎn)生沉降的結(jié)構(gòu)。凍結(jié)法施工一、施工操作要點(diǎn)施工吋，應(yīng)不斷對每個(gè)施工工序進(jìn)行管理?？刂苾鼋Y(jié)孔施工、凍結(jié)

5、管安裝、凍結(jié)站安裝、凍結(jié)過程檢測的質(zhì)量。1、凍結(jié)孔施工2、凍結(jié)管試漏與安裝3、凍結(jié)系統(tǒng)安裝與調(diào)試4、積極凍結(jié)階段在凍結(jié)試運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，定時(shí)檢測鹽水溫度、鹽水流量和凍土帷幕擴(kuò)展情況，必要時(shí)調(diào)整凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)。凍結(jié)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后進(jìn)入積極凍結(jié)。積極凍結(jié)，就是充分利用設(shè)備的全部能力，盡快加速凍土發(fā)展，在設(shè)計(jì)時(shí)間內(nèi)把鹽水溫度降到設(shè)計(jì)溫度。旁通道積極凍結(jié)鹽水溫度一般控制在-25?-28°CZ間。積極凍結(jié)的時(shí)間主要由設(shè)備能力、土質(zhì)、環(huán)境等決定的，上海地區(qū)旁通道施工積極凍結(jié)時(shí)間基木在35天左右。5、維護(hù)凍結(jié)階段在積極凍結(jié)過程屮，要根據(jù)實(shí)測溫度數(shù)據(jù)判斷凍土帷幕

6、是否交圈和達(dá)到設(shè)計(jì)厚度，測溫判斷凍土帷幕交圈并達(dá)到設(shè)計(jì)厚度后再進(jìn)行探孔試挖，確認(rèn)凍土帷幕內(nèi)土層無流動(dòng)水后（飽和水除外）再進(jìn)行正式開挖。正式開挖后，根據(jù)凍土帷幕的穩(wěn)定性，提高鹽水溫度，從而進(jìn)入維護(hù)凍結(jié)階段。6、工程監(jiān)測。工程監(jiān)測的冃的工程量測作為該工法的一項(xiàng)重耍施工內(nèi)容。其冃的就是根據(jù)量測結(jié)果，掌握地層及隧道的變形量及變形規(guī)律，以指導(dǎo)就工。由于旁通道丿施工位于地下十多米處，為防止施工時(shí)對地面周邊建筑、地下管線、民用及公共設(shè)施帶來不良影響，甚至嚴(yán)重破壞。對丿施工過程必須有完善的監(jiān)測。二、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)由于凍結(jié)法施工工程技術(shù)難度高，丿施工風(fēng)險(xiǎn)大，工程中不

7、可預(yù)測I大I素多，故此對質(zhì)量耍求極鬲。H前主耍按照《GB_50213-2010煤炭井巷工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《煤礦井巷工程施工及驗(yàn)收規(guī)范-GBJ213-90》、《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)-MT5009-94》標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行施工。除了參照國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)著重注意以下幾點(diǎn)：1、凍結(jié)帷幕設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選擇比較安全的計(jì)算模型，要有足夠的安全系數(shù)；2、冷凍機(jī)組制冷量在設(shè)計(jì)時(shí)，取較人的備用系數(shù)；3、鉆孔的偏斜應(yīng)控制在1%以內(nèi)；4、終孔間距不大于1.0m；5、在凍土帷幕關(guān)鍵部位，多布置測溫孔，監(jiān)測凍土帷幕的形成過程和形成狀況。安全環(huán)境保護(hù)及注意要點(diǎn)1、設(shè)計(jì)要

8、考慮各種最不利條件，保證方案安全可靠：2、設(shè)計(jì)計(jì)算的各種最不利條件，在施工組織設(shè)計(jì)及丿施工中，做到重點(diǎn)防范，采取切實(shí)可行、有效的措施加以控制。3、選用無污染、效率高