冻结法

摘要： 分析盾构隧道始发端冻结加固技术对减弱地表沉降的效果,为盾构隧道端头土体加固设计提供理论依据。以芜湖过江隧道工程为依托,采用三维数值模拟方法,采用人工冻结技术加固始发端头对地表沉降的影响开展研究。结果表明,未采用人工冻结加固始发端头时,地表最大沉降量为172cm;采用人工冻结加固端头时,地表最大沉降量为21.6cm。人工冻结法加固盾构隧道端头可以显著降低地表沉降,但不能消除洞门凿除对地表的影响。还需要和其他加固措施一起联合使用,才能彻底降低对地表沉降影响。研究为后续研究提供基础,对人工冻结技术加固盾构隧道始发端头有一定的指导意义。

摘要： 为研究斜井井筒采用冻结法施工穿过松软含水黏土层时,冻结壁失稳、冻结管破坏与黏土强度、黏土变形之间的关系,以黏土为试验对象,通过高压固结仪还原深部黏土受压变形过程,利用SHPB试验装置对无侧限、有侧限条件下的黏土试件进行不同应变率加载,借助高速摄影机拍摄黏土试件的变形破坏过程。研究结果表明:无侧限条件下,黏土试件变形大,被压成“薄饼状”,但仍具有一定的承载力,且存在透射信号差的问题;黏土试件以环刀作为侧限约束,环刀起到被动围压的作用,试件透射信号幅值明显增大,侧限条件下试件的峰值应力、应变与应变率呈正相关的关系;侧限条件下引入岩石类材料损伤变量D,通过分析损伤变量D随应变的演化规律,发现在相同应变比条件下,冲击速度越大,则D值越小,试件的压实程度越高;侧限条件下黏土具有明显的回弹现象,试件的回弹量随着平均应变率的增大而增大,黏土的回弹作用会对井筒、冻结管产生预压力,对其稳定性产生负面影响。

摘要： 济南轨道交通联络通道采用冻结法施工,经综合分析表明,冻结法施工在富水砂卵地层中安全可行。形成的冻结体整体性和封水效果好,联络通道两面开挖方案可行,分析施工停电停冻对冻结帷幕的发展影响,可供类似工程参考。

摘要： 人工地层冻结技术应用于我国隧道工程仅有20多年的历史,在隧道扩挖方面冻结法施工并不成熟。以国内某盾构隧道工程为例,研究冻结法施工应用于隧道扩挖的条件及方法。该隧道上方地层复杂,下部地层软弱,容易发生渗流等问题,更要严格控制地面沉降和冻胀融沉等技术难题。通过数值模拟分析可知,冻结法只要配套合理的施工措施就能解决隧道扩挖工程中出现的问题。

摘要： 在城市空间越来越紧张的今天,地下管线越来越多,埋深越来越大,地下环境也日益复杂,一旦出现故障,修复难度更大。为解决这些困难,本文利用液氮冻结法来加固地下管线,能有效地减少和避免各种安全隐患的产生,因为液氮冻结时的温度极低,冻结的速度也非常快,使得加固利用的时间很短,实践表明这样的方法使得地下管线施工既可靠又安全。本文依托于迪斯尼动力管线抢修施工工程,对液氮冻结法加固的冷冻方案进行了研究,提供一条可以借鉴的施工工艺,并总结了其优点,进而提出改进方法,希望能够使液氮冻结法的加固技术被我国更多的地下工程所应用。

摘要： 为得到双圆盾构隧道始发端头应用水平杯型冻结法进行加固时的温度场变化规律,该文结合上海市轨道交通6号线某双圆盾构隧道区间工程,通过使用有限元数值模拟软件建立数值模型,分析初始模型设计102根冻结管时双圆盾构隧道端头杯型冻结壁温度场的发展规律,并提出2种优化方案:方案1为内圈、中圈、外圈冻结管根数分别减少2、4、6根;方案2为内圈、中圈、外圈冻结管根数分别减少4、6、10根,分析对比初始模型以及2个优化方案的冻结效果。结果表明,在冻结开始后,冻土帷幕围绕各冻结管呈圆柱形逐渐向外延伸,距离冻结管越近,冻结效果越好;冻土帷幕依次按外圈管到中圈管,再到内圈管的次序开始交圈,冻结第18天形成一个形状规则、强度分布均匀的近似双圆杯型冻结壁;双圆杯型冻结壁杯底长度10.2 m,杯身高度4.4 m,杯壁厚度2 m,杯底厚度2 m;优化前初始冻结方案使用102根冻结管符合施工要求,冻结效果良好,在实际施工中具有可行性,但偏于保守,2种优化方案在减少冻结管数量后依然满足盾构始发杯型冻结壁杯体要求。

摘要： 模拟大体积混凝土在冻结法施工环境的状态,将混凝土浇筑7 h后施加-5/60°C和-5/70°C温差,测试施加模拟环境后混凝土的超声波参数、抗压强度、劈裂抗拉强度、氯离子扩散系数和冲击倾向性,分析混凝土的扫描电镜微观形貌.结果表明,冻结施工环境对于混凝土内部会造成一定的损伤,且平行于加温方向的损伤要大于垂直方向,C50混凝土的损伤大于C70混凝土,温度梯度会加剧混凝土内部的损伤.模拟冻结环境会对混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、氯离子渗透性能和冲击倾向性造成不利影响,温差与性能降低率正相关,且这种影响对于低强度混凝土更加显著.模拟冻结环境造成混凝土试块的内部微观结构不均匀,低温端混凝土结构比较疏松,高温端结构比较致密,导致部分混凝土性能的降低.

摘要： 冻结范围的大小是冻结法施工能否正常有序进行的关键。在冻结过程中,冻结管的布置会影响到冻结范围的大小,从而影响到冻结法施工的效果。为分析冻结管布置形式对冻结范围的影响,该文以实际工程为依托,利用ANSYS有限元数值模拟的方法,分别探讨冻结管间距和倾角变化对冻结范围的影响规律,研究成果可为同类工程提供参考。

摘要： 本文以杭州机场线7标火合区间联络通道为例,进行冻结盐水循环系统的设计,并通过实测数据分析冻结系统运行状态。结合实际工程案例,阐述了联络通道冻结法施工长距离盐水循环系统方案设计和实施中应遵循的原则与要点,同时对盐水循环系统中冻结管路内积气现象进行了分析,并提出了预防措施,为相似盐水循环冻结系统的设计和施工提供了可参考性的建议。

摘要： 以某地铁工程冻结法联络通道施工为例,分别从冻结孔施工、积极冻结、开挖构筑、冻结孔封堵、融沉5个阶段介绍了大厚度富水砂层中冻结法联络通道施工过程中易出现的风险及对应所采取的控制措施,为类似工程施工风险控制提供参考依据。

摘要： 上海地铁四号线联络通道冻结加固工法引发的重大工程事故表明,对冻结法加固联络通道周边土层温度场的发展规律亟待深入研究.本文结合苏州地铁玉山公园站-苏州乐园站区间联络通道冻结加固工程,建立三维数值模型对该工程冻土帷幕温度场发展规律展开研究,动态模拟冻土帷幕的演化过程,主要得出:实测温度值和数值计算温度值总体趋势基本一致,用数值模型来模拟联络通道冻土帷幕温度场的变化过程是可行的;在设计冻结方案下,冻结壁交圈时间为12天,整个冻土帷幕最薄弱环节为下行线隧道与联络通道相交的喇叭口顶部,建议补打一排较短冻结孔来加强该区域的冻结效果;路径1和路径3的降温规律基本相似,离冻结管越近降温越快,路径2上靠近上行线土体温度相对较低,靠近下行线土体温度较高;整个冻土帷幕达到设计方案中要求的大于1.8m及平均温度低于-10°C的指标;实际证明采用该联络通道冻结方案是可行的.

摘要： 赵固一矿西风井井筒径净直径6.0m,井筒深度636.8m,穿过冲积层厚度502.51m,基岩风化段厚度28.69m.针对西风井穿冲积层厚、地质条件复杂的特点,为保证井筒施工的安全,设计井筒采用冻结法施工,冻结深度589m,冻结段井筒井壁采用双层钢筋混凝土塑料夹层复合井壁结构,内、外层井壁最大厚度分别为900mm、800mm.

摘要： 万福煤矿表土层厚且地温高,施工难度大,表土层冻结深度创世界之最,其中风井和主井表土层厚度超过世界记录182.95m,目前主副风井均己安全通过冻结段,利用冻结法施工保证了主副风井的施工安全和工期要求,取得良好的施工效果.本文作者参与冻结施工的全过程,因此着重进行过程分析,简要的对冻结方式、冻结孔布置、冻结管防断裂、冻结孔圈数确定、各圈投入冻结的时间等关键问题进行分析,总结探究深厚表土层冻结施工成功的经验.

摘要： 隧道联络通道冻结法施工常常采用椭圆形或马蹄形布置冻结管,但碍于解析求解的复杂性,目前鲜有发现按椭圆形布置冻结管求取解析温度场的研究报道.本文利用复变函数中保角变换的方法,通过两个复平面的映射函数将椭圆单圈冻结温度场问题转化为直线型单排管问题并最终求得该问题的温度场解析解,并与实测结果比对.比对结果表明,解析计算与实测值拟合程度较好,可为椭圆形单圈管冻结设计施工提供理论指导.

摘要： 中国矿井建设技术不断发展提高,为解决深厚冲积层和复杂地层中的矿井建设起到关键作用,保证国家煤炭基地建设和生产,特别是兖州、两淮等特大型矿区的建成.开发研究冻结法、注浆法、钻井法等特殊凿井技术,煤巷、半煤岩巷、掘进机械化、岩巷掘进机械化与立井凿井机械化技术.从人工手抱钻施工到半机械化掘进、井巷机械化一条线掘进、大型钻机钻井、全断面掘进机掘进技术的发展,煤炭科学研究总院自成立以来,在矿井建设技术方面进行了大量研究.本文主要介绍立井冻结法、注浆法、钻井法、反井法凿井,立井普通施工和平巷掘进、爆破与支护等相关研究.

摘要： 立井是矿山开采的一种主要开拓方式,立井凿井施工技术复杂,地面井下布置设备繁多.本文简述中国凿井单行作业法、平行作业法、混合作业法和掘、砌、安一次成井作业法特点,特殊施工技术主要有:冻结法、钻井法、沉井法、注浆技术和混凝土帷幕法以及其它方法,总结了不同时期特殊施工方法凿井数量和效果,概述了煤炭、冶金、有色、水电、公路、铁路和非金属等行业的立井施工情况和创造的各项记录情况,预计今后凿井需求和发展趋势.

摘要： 中国煤矿开采深度已超过1000m,矿井建设深度不断加大,冻结、钻井、注浆等各种凿井技术难度越来越大,带来了巨大挑战,许多深井建设关键技术问题亟待解决,所以有必要建设煤矿深井建设技术国家工程实验室,为中国煤矿深井建设技术发展搭建高水平、开放式研究和交流的平台.实验室主要包括北京试验系统和淮北现场检测系统两部分.其中北京试验系统主要包括冻结法、注浆法、钻井法凿井技术和深部硐室群支护技术4个研发平台,淮北现场检测系统包括钻井和冻结2个现场工程检测平台.这些平台的建设,为中国深部煤炭资源的高效、安全开发利用提供了有力的技术保证.

摘要： 为研究大断面斜井冻结流砂层钻爆施工的关键技术,以国网能源宁夏煤电有限公司李家坝煤矿主副及回风3个斜井均穿过最大厚度为43.2.m的流砂层为例,设计采用冻结法解决开挖过程中可能出现的涌水溃砂.根据流砂层冻结壁强度低的特点,提出采用浅孔爆破、周边孔采用水垫层和空气间隔装药、优化炮孔布置和微差爆破延迟时间等方法,提高爆破效果,降低爆破对冻结壁的不利影响.现场应用表明,炮孔利用率达93％,光面爆破半孔痕率达45％,没有出现冻结壁开裂、渗水等问题.

摘要： 本文以鄂尔多斯某矿500～600m度富含水地层中典型的红砂岩为试验对象,分别将岩样沿30°和45°切割并冻制冰夹层试样.冰夹层试样分别在-10°C、-15°C、-20°C和冰夹层厚度分别为7mm、11mm、15mm条件下进行单轴压缩试验,分析温度、倾角以及冰夹层厚度对其力学参数的影响.结果表明:冰夹层试验在一定的冰层厚度范围内,试样强度随冰层厚度增加而增加,增加的程度受倾斜角度影响,在40°之前强度随角度增加而减小,随温度的降低峰值强度提高.

摘要： 本文以鄂尔多斯某矿500～600m度富含水地层中典型的红砂岩为试验对象,分别将岩样沿30°和45°切割并冻制冰夹层试样.冰夹层试样分别在-10°C、-15°C、-20°C和冰夹层厚度分别为7mm、11mm、15mm条件下进行单轴压缩试验,分析温度、倾角以及冰夹层厚度对其力学参数的影响.结果表明:冰夹层试验在一定的冰层厚度范围内,试样强度随冰层厚度增加而增加,增加的程度受倾斜角度影响,在40°之前强度随角度增加而减小,随温度的降低峰值强度提高.

摘要： 本发明的实施例公开了一种冻结管、冻结器及采用冻结法开挖岩土的方法，涉及岩土开挖技术领域，为控制冷能的传导方向，降低了电力及施工成本而发明。所述冻结管包括冻结管本体，在所述冻结管本体的一侧设有隔热材料。所示冻结器及采用冻结法开挖岩土的方法采用所述冻结管实施冻结。本发明适用于竖井井筒及地下隧道的开挖。

摘要： 本发明涉及一种煤矿深立井冻结法施工时局部保温冻结方法，包括以下步骤：首先确定内圈冻结孔、中圈冻结孔深度分别记作L1、L2，再将L1、L2长度对应到即将放入外圈冻结孔内的冻结管上，对计划安排作为外圈冻结孔L1段、L2段冻结管表面进行清理。然后采用专用设备对外圈冻结孔L1段冻结管沿管身分层涂抹一定厚度的隔热保温涂料A，对外圈冻结孔L2段冻结管沿管身分层涂抹一定厚度的隔热保温涂料B，确保涂抹质量后再采用PE薄膜进行包裹。最后按照施工顺序依次下放冻结管，下放过程中要严格注意外圈冻结孔L1段、L2段必须是隔热保温涂料处理过的冻结管且注意先后顺序。本发明工艺简单，成本低且能够有效保证煤矿深立井冻结法施工时局部保温冻结的效果。

摘要： 本发明属于竖井隧道施工领域，具体涉及一种大流速地下水作用下冻结法凿井冻结孔布置方法，包括：对水流上游部分的优化区域内的主力冻结孔进行加密至原来数量的1～2倍，并将低温冷媒温度降低0～6°C；多个所述主力冻结孔组成主力冻结孔布置圈，在所述主力冻结孔的周边设置多个辅助冻结孔。本发明在水流速度较大，最多达到20m/d的条件下，通过对水流上游部分的主力冻结孔进行加密、将低温冷媒温度降低、主力冻结孔的周边设置辅助冻结孔，以及控制不同区域低温冷媒的温度按照一定规律分布的布置方式，加快了冻结区域的交圈速度，提高了整个冻结壁的冻结效率，并实现了冷量的合理分配。

摘要： 本发明的实施例公开了一种冻结管、冻结器及采用冻结法开挖岩土的方法，涉及岩土开挖技术领域，为控制冷能的传导方向，降低了电力及施工成本而发明。所述冻结管包括冻结管本体，在所述冻结管本体的一侧设有隔热材料。所示冻结器及采用冻结法开挖岩土的方法采用所述冻结管实施冻结。本发明适用于竖井井筒及地下隧道的开挖。

摘要： 本发明涉及建筑工程、轨道交通工程、矿山隧道、港口码头等地下工程人工冻结施工技术领域，更具体的，涉及一种应用于地下结构冻结法施工中分层分段可控冻结管。所述的冻结管包括：外部冻结管、内部进液管、冻结位置控制隔断装置、透液孔及回液管。通过、拉伸式隔断装置控制低温冷媒在冻结管内的流动路线控制。本发明可以实现分层分段控制冻结，避免了传统全深冻结管只能全段冻结以及传统方式带来的冷量及材料的浪费，本发明可以实现对不同层位深度地层的控制冻结，提高了冻结管的冻结效率，可以实现分层分段冻结，既能达到较好的封水及施工效果，也能减少现场的施工时间，施工后材料完全可回收不影响二次利用。本发明操作简单，施工可实施性强，经济性优越等突出特点，具有较大的推广应用价值。

摘要： 本发明公开了一种用于冻结法连接通道冻结管钻孔施工的组合式密封装置，包括主隧道管片(1)、孔口管(2)、孔口装置(3)、冻结管(4)、第一密封垫(5)、第二密封垫(6)、第二旁通球阀(7)和端部压板(8)；第一密封垫设在孔口装置一端与冻结管间，第一密封垫密封贴合在冻结管表面；第二密封垫设在孔口装置另一端与端部压板间，第二密封垫密封贴合在冻结管的表面上；第一密封垫、第二密封垫、孔口装置和冻结管之间形成密封空腔，第二旁通球阀连接在孔口装置上，密封空腔内通过第二旁通球阀注入密封油脂(10)。本发明能在冻结管与孔口装置之间组合形成多道密封空腔单元，有效提高的密封止水效果，避免外界水土进入隧道内。

摘要： 本发明涉及一种煤矿深立井冻结法施工时局部保温冻结方法，包括以下步骤：首先确定内圈冻结孔、中圈冻结孔深度分别记作L1、L2，再将L1、L2长度对应到即将放入外圈冻结孔内的冻结管上，对计划安排作为外圈冻结孔L1段、L2段冻结管表面进行清理。然后采用专用设备对外圈冻结孔L1段冻结管沿管身分层涂抹一定厚度的隔热保温涂料A，对外圈冻结孔L2段冻结管沿管身分层涂抹一定厚度的隔热保温涂料B，确保涂抹质量后再采用PE薄膜进行包裹。最后按照施工顺序依次下放冻结管，下放过程中要严格注意外圈冻结孔L1段、L2段必须是隔热保温涂料处理过的冻结管且注意先后顺序。本发明工艺简单，成本低且能够有效保证煤矿深立井冻结法施工时局部保温冻结的效果。

摘要： 本实用新型提供的一种用于隧道冻结法施工的冻结管，包括圆管，圆管两端的管口内均固定连接封板，每个封板中心均设有插孔，两个插孔共同插接配合连接制冷柱，圆管外壁间隔设有多组滑孔，每个滑孔内均滑动连接冷却柱，制冷柱外壁间隔固定连接多组抵板，每个抵板一侧均设有斜面，抵板与冷却柱一一对应设置，制冷柱内设有U形管道，U形管道内插接配合连接软管。本实用新型的优点在于，将液氮注入软管使得液氮沿着软管在U形管道内流动，制冷柱能够使得周围温度急剧下降，从而使得圆管周围的土体被冻结；同时，制冷液的温度也会急剧下降，使得冷却柱周围的土体也能够被冻结，进而扩大被冻结土体的范围，提高冻结施工的效率。

摘要： 本实用新型提供一种用于水平冻结的管幕冻结法支护结构。所述用于水平冻结的管幕冻结法支护结构包括：两个垫板；两个凹槽，两个凹槽分别开设在两个垫板的一侧；连接板，所述连接板设于两个垫板之间，所述连接板的两端分别延伸至两个凹槽内并与两个凹槽滑动连接；两个支撑筒，两个支撑筒分别滑动安装在两个垫板的顶部；两个转动轴，两个转动轴分别转动安装在两个支撑筒的一侧；两个第一锥形齿轮，两个第一锥形齿轮分别固定套设在两个转动轴上；两个螺杆，两个螺杆分别转动安装在两个支撑筒的一侧。本实用新型提供的用于水平冻结的管幕冻结法支护结构具有使用方便、可以根据现场需要进行调整的优点。

摘要： 本实用新型涉及一种冻结法加固60米级超长距离联络通道的冻结体系，所属体系包括双泵站结构，联络通道结构，冻结孔，独立供冷系统；且冻结孔内布置冻结管并在联络通道结构中部交叉搭接5米，在左右线隧道内分别设置独立供冷系统，联络通道结构与泵站结构优化后利于冻结管布置，减少了工程量。本实用新型所属体系能够充分发挥冻结法的优势，在富水软弱地层建设60米级超长距离联络通道，具有对施工环境影响小、加固及止水效果可靠、节约工期等优点；所属体系适用于城市周边环境复杂需要设置60米级超长联络通道的隧道工程。