拱北隧道中使用的管幕隧道、人造冻土是什么方法

冻结法施工已经是一项比较成熟的施工技术了，主要用于地下结构开挖，国外已有了100多年的历史，我国采用这项技术也有60多年。1862年英国南威尔士的矿井施工中首次成功采用人工地层盐水冻结法；1955年中国煤矿首次采用盐水冻结法凿井。冻结法施工以前多用于煤矿建设，近年来随着市政建设的发展，被广泛应用于城市地铁工程和隧道工程施工中。特别适合含水量高的软土地基和地下管线密布的城市区域。

原理和工艺：

1、通过人工制冷冻结隧道周围的土体（术语称为“围岩”Wal盟敢势袂l RockSyq1.Com），使得松散的、含水率高的岩土变成“人工篑阁犹迎冻土”，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，保证在隧道掘进过程中围岩具有足够的稳定性和抗渗性，确保施工安全。施工工艺简单地说，就是在施工区域钻孔埋入冷冻管，然后通过注入冷冻液降低周围岩土温度形成冻土，并且在隧道开挖施工过程中监控冻土帷幕的温度、厚度和变形情况，维持冻土的强度和稳定性。隧道内衬砌完成后停止供冷，注浆封闭冷冻管。冷冻液可采用液氮或冷冻盐水，其中采用液氮冷冻设备简单、冻土温度低、强度高，成本低，但是可控性差，发生冻伤和缺氧安全事故的风险较大，适合于小型短期工程。采用盐水冷冻需要大型制冷站，设备更复杂，冻土温度较高、强度低，冻结速度慢，成本较高，但是可控性好，安全度较高，适合于大型长期项目。

优点：

1、适用性好，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术；安全性好，和其他帷幕施工工艺相比，抗渗透性能更好，更加有效隔绝地下水；环保性好，相对于水泥注浆和化学注浆法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，也不需要抽取地下水。冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构；灵活性好，冻土帷幕的形状、范围、强度、温度可视施工现场条件、地质条件灵活布置和调整。经济性好，造价相对较低，不占用地面土地，减少对地面交通干扰。

2、隧道主体结构完成后，隧道自身的内衬结构可以稳定支撑周围土体，并且可以隔绝地下水渗透，就不再需要冻土了。周围岩土可以基本恢复原始状态，对环境影响很小。由于冷冻管隐蔽在土体中，很难找到直观的图片。