人工冻结技术在地铁施工中的应用
地铁隧道工程中冻结技术应用分析
地铁隧道工程中冻结技术应用分析摘要：地铁隧道工程流砂地层中盾构进洞中采取了地层冻结技术，这区别与传统对流砂地质层的处理方法。
其主要的成功点就在于解决了洞门区域地层的封闭加固问题。
本文还对地铁隧道工程中地层冻结技术的最终效果进行了分析，指出了其可靠性和优点。
关键词：地铁隧道；地层冻结技术；应用分析冻结技术主要是指在隧道工程的施工过程中，采用了人工制冷的技术，将地层中所含的水从液态转化成固态，即将水冻结成为冰，以便增强其稳定性，从而实现工程与地下水之间的联系，从而以便于地下工程掘砌施工。
此项技术的实质就是通过人工制冷达到改变岩土性质的目的。
冻结壁仅仅是临时的支护结构，停止冻结以后，结构壁融化。
该项技术主要是利用了物质由液态转化成气态过程中的气化过程的吸热来实现的，其制冷的主要材料是氨。
一、冻结法施工工艺步骤地铁隧道工程的制冷技术主要包含有以下几个步骤。
首先是安装冻结站，冻结站主要的设备组成包含有冷凝机、节流阀、压缩机、蒸发器、盐水循环系统和中间冷却器等。
然后是冷结管的施工，这主要是钻冻结孔，将冷结站与不同冷洁孔中的冷结器相连接并形成一个系统。
接着是冻结，冻结壁会从冻结管向外扩张，最终实现冻结管周边的冻结柱最终连成一片的时候，地层的地表温度就会随着冻结时间的加长而越来越低，冻结壁的强度也会相应地加强，最终让地层的温度达到设计时所需要的温度的时候，该阶段就可以结束。
再者就是要对冻结壁进行维护，主要操作就是要不断地补充地层的冷量，最终实现地层温度的相对稳定。
最后一个步骤就是解冻，当永久结构和地层挖掘结束以后，将冷冻管拔出以后就可以实现解冻。
二、地铁隧道工程中冻结技术在工程中的应用某地铁隧道采用了土压平衡盾构，8.10米的盾构直径。
其盾构进洞的空门口的地质主要成分为砂性土，其主要的特点是含水量大，透水性和水压大。
在暴露扰动的情况下容易产生液化的现象，这就给工作立井进入隧道前的混凝土地下连续墙的构建带来了很大的困难。
浅谈冻结法在地铁联络通道施工中的应用
浅谈冻结法在地铁联络通道施工中的应用《地铁设计规范》中联络通道是指连接同一线路区间上下行的两个行车隧道的通道或门洞，在列车于区间遇火灾等灾害、事故停运时，供乘客由事故隧道向无事故隧道安全疏散使用。
通道规模不大，但技术难度大、工序复杂，地层加固处理不当易造成地面沉陷、房屋坍塌甚至隧道失去使用功能。
通道施工以地层加固为主。
“隧道内钻进，（近）水平孔冻结加固土体”适用于含一定水量的松散土层，复杂水文地质如软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地压条件下仍有效可行。
冻结法重点是控制冻结孔钻进、地层冻胀和融沉。
根据土壤污染风险等级，将耕地划分为3个类别，将无污染的耕地划为优先保护类，低风险和中度风险的耕地划为安全利用类，高风险和极高风险的耕地划为严格管控类。
稻田土壤重金属污染风险等级见表2。
根据现阶段Cd污染治理技术水平，以0.5为间隔划分农产品风险等级。
1 联络通道及冻结加固范围联络通道由与隧道钢管片相连的喇叭口、水平通道或泵站构成，长约14m。
水平通道为直墙圆弧拱结构，开挖轮廓高约5m，宽约4m；冻结加固范围为结构外2m。
2 施工顺序施工准备→冻结孔施工（同时冻结站安装:冻结制冷系统、盐水系统和监测系统）→管路连接、冻结系统调试→积极冻结→维护冻结→冻结管割除、结构充填注浆→自然解冻、融沉注浆。
基于智能手机的移动感知正成为近年来国内外的研究热点[3]，利用移动通信网络与医疗信息网络融合技术，以及信息集成技术，将医疗服务系统进行整合，可以为患者提供更为便捷的医疗服务[4]。
针对高血压病程长、治愈率低、复发率高的问题，本文对基于Android平台的高血压监测预警系统进行设计研究，以期望用户能够及时了解自身血压、心率等身体信息，出现危险状况能够及时就医，在一定程度上提高患者生活质量。
3 冻结要求与孔位布置《福建省城市轨道交通工程联络通道冻结法技术规程》中冻结壁是指用制冷技术在构筑物周围地层所形成的具有一定厚度和强度的连续冻结岩土体。
冻结法在联络通道(旁通道)施工中应用
5 冻结帷幕计算
表中的安全系数K是由冻土强度与其相应的冻土结构相关 位置的应力比值。由于联络通道断面的土层以粉砂土为 主，故冻土强度以冻土平均温度为-10℃时的粉土强度为 准，σ压=4.0Mpa, σ拉=2.0Mpa,σ剪=1.7Mpa。从数据可见， 各截面的压应力安全系数K >2.19，拉应力安全系数K >1.94，剪应力安全系数K >3.64，安全储备较大 。
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1 冻胀和融沉； 2 对土体加固为临时性质，不能长期起作用。
2 冻结原理
盐水循环------盐水吸收地层热量，在盐水箱内将热量 传递给蒸发器中的液氨；
氨循环------液氨变为饱和蒸气氨，再被氨压缩机压缩 成过热蒸气进入冷凝器冷却，高压液氨从冷凝器经 贮氨器，经节流阀流入蒸发器液氨在蒸发器中气化 吸收周围盐水的热量；
迄今为止，各国冻结井最大深度分别为：英国930m，美国915m， 波 兰 8 6 0 m， 加 拿 大 6 3 4 m， 比 利 时 6 3 8 m， 前 苏 联 6 2 0 m， 德国531m，法国550m，中国702m。
1 冻结法概述
冻结法的优点:
1 安全可靠性好,可有效的隔绝地下水； 2 适应面广。适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂水文
1862年，英国首次在南威尔士的建筑基坑中使用了冻结法； 1880年，德国工程师F．H．Poetch在国际上首次提出并获得人工
冻结法专利； 1962年，日本从开始在岩土工程中应用人工地层冻结技术，随后
20年中约施工了250个冻结工程； 20世纪70～80年代，前苏联应用冻结法施工城市地铁、矿井和其
它工业建筑的大型工程达200余项。
1 冻结法概述
地铁项目加固工程中冻结法施工关键技术的运用
地铁项目加固工程中冻结法施工关键技术的运用发布时间：2021-08-27T15:16:31.920Z 来源：《城镇建设》2021年4月10期作者：闫超[导读] 为满足城市化建设要求，对地下空间的合理利用成为现今社会关注的重点。
闫超上海中惯建设工程有限公司上海 201800摘要：为满足城市化建设要求，对地下空间的合理利用成为现今社会关注的重点。
冻结穿越工程作为地下空间开发的重要项目，其施工质量将直接影响地下空间的稳定性，并关乎地上结构质量。
所以合理应用冻结施工技术成为目前业内研究的重点。
本文就结合地铁项目加固工程，对冻结施工技术的应用展开详细的分析和说明。
关键词：地铁项目加固；冻结法；施工技术地铁工程项目是目前城市化建设中较为重要的组成部分，是城市交通行业进一步发展的关键。
地铁工程项目多以地下施工为主，对稳固性要求较高，所以在施工作业中需注重冻结穿越的质量把控，合理规划冻结孔位置、设计强度、厚度、冻结时间及推进冻结板块的长度等，根据这些参数数据科学规划施工方案，以推动施工作业的安全进行。
1.人工冻结技术的原理冻结法最初应用于金矿开采，起源于俄国，后凭借显著的优势流传到德国，开始应用于煤矿矿井建设。
随着冻结法使用越来越普遍，逐渐成为地下工程施工中不可或缺的地基加固技术。
现阶段，冻结法已经被广泛运用于地铁施工中，且实践应用越来越完善与成熟。
人工冻结技术又称之为人工制冷技术，是指使地表层液体在持续低温状态下快速凝固，形成固体，增强地基的强度、稳固性与抗水渗性，在提升地基可靠性的基础上，达到隔绝地基与地下渗水的目的。
可以说，人工冻结技术的应用，是地下工程施工有序开展的必要条件。
通常情况下，人工冻结技术以氨类物质作为主材料。
整个制冷系统主要由氨循环系统、盐水循环系统及冷却水循环系统三部分组成[1]。
制冷系统应用的主要目的是采用人工干预的措施，对岩土性质进行改良，增强地基基础的可靠性，以便在坚固护壁的支撑下，保障钻井等工序的有序开展。
冷冻法在轨道交通中施工技术与措施
冷冻法在轨道交通中施工技术与措施摘要：伴着城市交通压力的增大和施工技术的持续发展，以地铁为代表的城市地下轨道交通建设在中国正逐步进步。
到目前为止，地铁已经成为一个国家的现代象征。
但是，这种地下轨道交通设施的建设和普通地面轨道地铁不一样，既需要良好的施工条件，而且需要良好的施工质量和施工工艺。
所以，在完成施工规划的同时，做好相关的施工质量控制工作是很有意义的。
关键词：冷冻法；轨道交通；施工技术；措施；一、盾构水中进洞施工原理利用盾构水中进洞利用到达井内外水土压力平衡可控制渗透的机理,主动将盾构到达井用水土回填,防止或控制在盾构到达过程中地下水土从开放的动圈口涌出。
采用冻结法对冻结墙均匀性好的土体进行加固，冻结墙与石窟墙紧密结合，具有较高的强度和良好的密封性能。
其安全可靠的好处非常适合工程地质条件下的土体加固。
对于地点、深度无要求，对环境有好处，对周边环境影响小。
因此，它适合于城市地下建设，特别是在繁忙的城区。
盾构施工技术的特别之处一般是确认盾构施工到洞口时不受水土侵蚀，周边建筑物和道路不受水土侵蚀，造成大面积沉降。
冻结法结合水隧洞施工，充分保证了盾构掘进的安全，冻结法保证了隧道门拆除后隧道末端的水、土不流失。
进入隧道的水保证盾构到达工作井后，隧道周围的水土不流失，地表沉降在控制范围内。
液氮冻结，当防护罩到达工作井后，在土壤和水的清洗过程中出现沙漏漏水等危险情况时，迅速冻结孔门，使水和土壤渗漏，保证施工安全。
二、轨道交通施工工艺1.钻孔施工冻结孔。
施工工序为:定位开孔、孔板管安装→孔板密封装置安装→钻孔→测量→压力试验。
钻探设备:采用dzj500-1000型冻结注浆钻机，tbw850/50型泥浆泵。
倾斜仪采用6型陀螺定向倾斜仪。
钻头Ф190毫米Ф108钻杆。
1)孔位偏差:钻孔位置与设计孔位偏差不大于25mm;钻孔斜度:钻孔深度38.6m，斜度不超过3‰;设备安装:钻机安装应稳定、水平、钻杆、孔位置应在同一铅垂线上。
人工冻结技术在地铁施工中的应用
人工冻结技术在地铁施工中的应用人工冻结是一种先进的地层加固方法，具有较强的封水性能，且地层可复原性好、绕障性强、施工方便，适用于各种地层条件。
近年来，随着我国地铁建设规模的增大，人工冻结技术在地铁施工中的应用逐渐增多，其可使开挖空间周围一定范围内的软弱地层形成高强度人工冻土，提供可靠的临时支护与隔水帷幕，冻结壁连续性、整体性好，地铁施工时可根据工程需要灵活布置冻结孔、调节制冷媒介，为实际工程安全作业保驾护航。
1 人工冻结技术发展情况冻结法（Artificial Ground Freezing,AGF）也被称为人工冻结技术，即人为制造低温环境，通过将土体内自由水的温度降至0℃以下，自由水结成冰后黏结土体，形成冻结土体。
冻土强度高、稳定性强、隔水性能好，可起到较好的支护、隔水作用，适应复杂地层条件施工作业。
冻结法的应用源于现代科学技术的发展，移动式冻结机械的产生使工程冻结成为可能，并开始应用于工程建设中。
19世纪80年代，德国工程师波茨舒创立冻结法原理，并申请专利，在阿尔巴里德煤矿井筒施工中成功运用。
20世纪90年代，国内外已经实现了人工冻结法的广泛应用，包括建筑地基、矿井建设、地铁工程、输洪隧道等领域。
我国自20世纪50年代开始引入冻结法，首次试用是在开滦林西矿风井，施工效果良好，此后在全国各地矿井工程中得到了广泛应用，积累了大量的施工经验。
直至70年代，冻结法在我国城市建设中得到了推广，在北京、沈阳、上海、广州地铁工程中均实现了成功应用。
文章主要围绕人工冻结技术在地铁施工中的应用展开详细分析。
2 人工冻结施工原理与方法2.1 施工原理人工冻结，实质上是利用低温环境改变土体特性的地层加固技术。
人工冻结施工，需要在地层中铺设管道，安装冻结机械与相应循环系统，通过制冷媒介可吸收土体热量，松散含水岩土成冻土后形成人工开挖所需临时固结体，达到地层加固的目的，并创造无水施工环境。
冻结系统示意图（盐水）如图1所示。
冻结法在福州地铁联络通道施工中的应用
冻结法在福州地铁联络通道施工中的应用摘要：结合福州地铁6号线航城站～郑和站区间联络通道及泵站工程，介绍了冻结法在地铁联络通道施工中的施工技术，对冻结法在福州地铁类似地层施工有一定的指导意义。
关键词：联络通道;冻结法1工程概况1.1 工程概述福州市轨道交通6号线工程土建施工总承包第2标段土建2工区位于福州长乐区，项目包括一站两区间，分别为航城站～郑和站区间、郑和站、郑和站～十洋站区间。
具体桩号为ZK16+968.326～ZK19+563.404。
航城站～郑和站区间，区间起点为航城站大里程端端头井，终点为郑和站小里程端端头井，上行线全长1257.860m；下行线全长1261.773m；根据消防、给排水等专业相关要求，考虑沿线地质、环境等情况，本区间在SK17+376.710（XK17+366.057）处设1#联络通道（含泵站），在SK17+760.000（XK17+752.793）处设2#联络通道。
本区间设置联络通道及泵站、联络通道各一座，均采用冻结法加固，矿山法暗挖施工。
图1.1-1、1#联络通道及泵站结构三维图图1.1-2、2#联络通道结构三维图区间联络通道主要位于<2-4-2>淤泥质土、<3-6-2>（含碎石）粉质黏土、<3-1-1>粉质黏土、<3-2>（含泥）中砂、<3-4-2>淤泥质土、<3-6-3>（泥质）碎石、<3-5-1>淤泥质土夹砂。
航城站～郑和站区间1#联络通道（含泵站）位于海峡北路正下方，通道西北侧是上洞江，通道中心距江边约27m，1#联络通道东南侧是皇庭丹郡小区44层，33层两栋砼高层，带一层地下室，基础均采用PHC预应力高强管桩，桩长40～51m，距上行线隧道中心约56m，还有一个燃气调压箱，距上行线隧道中心线约36.9m。
1#联络通道上方预埋污水管DN400PVC管，埋深1.92m；预埋雨水管DN1000砼管，埋深4.1m；还有两排路灯管线。
冻结技术在地铁及隧道工程中的应用
第4卷第6期2003年 月 解放军理工大学学报(自然科学版)Jou rnal of PLA U n iversity of Science and T echno logy V o l .4N o.6Dec .2003文章编号:100923443(2003)0620069204冻结技术在地铁及隧道工程中的应用陈明雄1, 郭荣根2, 刘 霆2, 杨宁虹2(1.解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007;2.南京军区联勤部,江苏南京210001)摘 要:冻结技术是利用人工制冷技术原理来加固软弱地层的技术。
介绍了冻结技术的主要工艺过程及基本原理,列举了冻结技术在地铁和隧道工程中的主要应用领域。
对影响冻结加固土体强度和稳定性的冻土温度场进行了分析,对冻土的抗压强度和抗剪强度进行了试验研究。
结合实际工程阐述了冻结技术加固隧道计算模型,并对地铁和隧道工程中应用冻结技术所带来的环境岩土工程问题进行了探讨。
关键词:冻结技术;地铁;隧道工程中图分类号:TU 435文献标识码:AA rtific ia l G round F re e zing A pp ly ing to M e tro a nd Tunne lCH EN M ing 2x iong 1, GUO R ong 2g en 2, L IU T ing 2, YA N G N ing 2hong2(1.Engineering Institute of Engineering Co rp s,PLA U n iv .of Sci .&T ech.,N anjing 210007,Ch ina;2.R eal Service D epartm ent of N anjing M ilitary A rea,N anjing 210001,Ch ina )A bs tra c t :T he artificial ground freezing is a techno logy to reinfo rce the soft so il w ith the theo ry of artificialfreezing .In th is paper the m ain techno logy and the basic theo ry of artificial ground freezing arein troduced,and the m ain fields of its app licati on are listed .T he tem peratu re field w h ich affects the strength and the stab ility of so il reinfo rced by the artificial ground freezing is researched .T he exp eri m en ts w h ich test the p ress strength and the shear strength are also researched .T he calcu lating m odel abou t artificial ground freezing app lying to a tunnel in shanghai is set fo rth.Som e environm en t questi on s abou t artificial ground freezing are discu ssed .Ke y w o rds :artificial ground freezing;m etro;tunneling 收稿日期:2003206213.作者简介:陈明雄(1970-),男,硕士,讲师.1 原理及工艺过程1.1 冻结技术原理 冻结技术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。
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中国矿业大学力学与建筑工程学院2012~2013学年度第一学期《岩土工程冻结法》课程报告学号02090630班级土木09-8班姓名世伟力学与建筑工程学院教学管理办公室人工冻结技术在地铁施工中的应用（中国矿业大学力学与建筑工程学院土木09-8班世伟）摘要:本文介绍了冻结法的基本原理、施工方法、在工程中的主要应用以及重点是结合冻结法自身的特殊性, 应用冻结法对地铁施工中特殊地段事故的处理，以及冻结法在地铁工程应用中的冻结孔钻孔时水土喷涌、隧道管片损坏、冻土帷幕失效以及冻胀融沉等各种事故的原因进行了分析,为事故的防和治理提供了方向，也对冻结法的发展趋势做了展望。
关键词:冻结法；地铁施工；盾构隧道；事故目前在城市进行市政岩土工程及地下空间开发中遇到许多传统岩土工程方法难以解决的问题；对于城市建设，由于高层建筑的增多，而且多数地下工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区，致使有很多情况需要在人工支护条件下进行基础开挖，为了保证基坑周围的建筑物、道路等的安全，需要大力研究新型的深基坑支护技术。
人工冻土墙围护结构以其对复杂的水文条件和地质条件的适应性强，冻结施工方法灵活、形式多样，冻结墙均匀完整，可靠性高、强度高、设备简单、技术经济效果较好，其成本与其他施工法处于相同的数量级、良好的隔水性以及对环境的无污染性等优点，近几年在地下工程中倍受重视，特别是冻结施工技术在市政工程和城市地下工程尤其是在松软含水地层施工中具有不可替代性，并且在特殊情况的工程抢险中也得到较多的应用。
但是冻结法在施工中也会经常出现一些工程事故，如果不注意防，这些事故会影响整个工程的施工，后果往往会很严重。
1 人工冻结法简介1.1 冻结法的基本原理人工冻结法(Artificial Ground Freezing)源于人工制冷技术的发展，逐渐用于工程形成了工程冻结技术。
冻结技术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。
冻结壁是一种临时支护结构, 永久支护形成后, 停止冻结, 冻结壁融化。
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。
其制冷系统多以氨作为制冷工质, 为了使氨由液态变为气态, 再由气态变为液态, 如此循环进行,整个制冷系统由氨循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统三大循环构成。
1.2 冻结法的施工方法人工冻结法的施工流程如下：1)工作站安装：冻结工作站主要由压缩机、冷凝器、节流阀、中间冷却器、盐水循环系统设备等组成。
2)冻结管埋设备：在冻结孔设置冻结器，将不同冻结孔的冻结器连成一个系统，并与冻结站连接。
3)积极冻结：冻结壁首先从每个冻结管向外扩展，在每个冻结管周围形成冻结圆柱，当各冻结管的冻结圆柱交圈时，随着冻结时间的延长，地层的平均温度逐渐降低，冻土墙的强度也逐渐增大。
4)维护冻结：补充冷量损失，维持地层的温度稳定。
5)解冻：当地层开挖和永久结构施工完成后，就可以解冻，拔除冻结管。
1.3 冻结法在工程中的主要应用分析国外应用现状，人工冻结技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面：1特殊地层凿井2地铁工程土层加固3隧道工程土体加固4桥梁桩基工程5特殊地段工程事故处理2 冻结法在地铁施工中的应用2. 1 地铁区间隧道盾构进出工作井的土体加固隧道盾构进出工作井时将面临较大的水压和土压变化, 可能出现土体坍塌和涌水。
若用冻结技术加固, 则可靠快捷。
例如, 日本东京环7 线2 号调节水仓隧道, 采用盾构施工, 圆形工作井深60 m, 出口冻结加固面直径达28. 1 m, 用冻结加固结束后, 直径为13. 94 m 的大型泥水加压平衡盾构顺利出洞。
2. 2 盾构隧道的地下或海底对接土体的加固城市地铁和越江隧道往往由于条件限制, 无法从地面开凿工作井, 此时, 两对头掘进的盾构隧道,其对接区采用冻结技术加固, 不仅可使土体强度提高, 还可起到阻水作用。
日本大阪东南部的排水隧道, 直径6. 5m , 长8. 5 km , 分5 个工区掘进, 采用地下或海下对接, 由于不开凿地面立井, 成功应用冻结技术加固, 保证了工程顺利完成, 并降低成本13%。
2.3 盾构隧道涌水和塌陷事故的修复冻结意大利A gri Sau ro 盾构隧道在掘进了2. 63 km时, 从盾构后方的顶部衬砌中涌入泥砂达6 000 m3,在采用注浆等方法抢险失败后, 采用液氮对衬砌破坏的18 m 区段实行冻结, 抢险成功。
2. 4 地铁泵房、旁通道和急转弯部位的冻结加固根据现代城市地铁安全设计的要求, 间距1 km左右时, 需在并排区间隧道间设立泵站, 此外, 地铁工程还有一些旁通道和急转弯部位。
在这些区域采用盾构法施工往往较困难, 而且很不经济。
日本、美国、英国等国在这些部位常采用冻结法对周围土体加固, 然后用矿山法掘进。
在地铁1 号线思南路旁通道施工前虽然采用了旋喷法加固, 但是施工时仍然发生了3 次涌砂现象, 后来采用冻结技术加固,效果很好; 西路下行泵站中采用冻结加固, 经加固后的土体满足强度和抗渗要求。
3 冻结法在地铁施工中特殊地段工程事故的处理案例海公隧道工程建设中，工程施工过程中引起贸易大前出现大面积塌陷，使得工程停止，严重影响到交通商贸、地下管线和设备安全，更危及大厦建筑基础，虽对塌陷地区进行注浆加固，但地层仍不稳定，继续施工风险依然存在，施工工期无法得到保证。
经专家反复讨论论证，确定采用冻结法对地层进行加固，经过精确的计算和良好的施工，最终取得成功。
地铁四号线董家渡段发生事故，已建隧道局部发生坍塌，为修复隧道先在坍塌两端进行垂直局部冻结，在冻结壁的保护下清空完隧道泥水并施上混凝土塞子，待塌陷采用水平冻结支护进行修复后隧道与原隧道对接。
地铁四号线修复江中段暗挖工程的成功再一次佐证了人工地层冻结法可形成承压、封水冻土壁的独特优势,为冻结法在其他城市地下工程中的应用具有重要的参考价值。
温度是计算冻土壁强度、厚度和平均温度的首要依据。
通过合理布置温度监测点,采用基于“一线总线”的温度监测系统,可以对冻土壁温度实现实时监测,从而实现信息化施工。
通过温度数值和盐水箱水位分析可实时掌握冻结系统的运行状况和冻土壁的特征,可确保冻结法施工安全。
4 冻结法在地铁施工中的常见事故及原因冻结法具有自身的特殊性，如钻孔工序的必要性、冻土性质和冻土帷幕性状的变化性、土体冻胀融沉的自然性。
由于这些特性的存在，冻结法在冻结孔钻孔、冻结、开挖以及冻土解冻过程中都可能发生事故。
因此，冻结法是一种风险很大的工法，稍有不慎便可酿成大祸。
4.1 冻结孔钻孔事故在从地下空问向结构外围土体进行冻结孔钻孔施工时发生的孔口密封失效事故，可引起喷水、喷砂，严重时因地层损失过大导致地下结构变形破坏，造成地面建筑、地下构筑物和管线的破坏，甚至工程淹没的灾害，在冻结孔进入承压水地层时尤其危险。
其主要原因是土层随钻孔循环浆液流失或者是孔口密封装置失效。
4.2 管片损坏事故管片损坏有两种情况，钻孔对管片造成过大损伤和开挖时拆除部分管片使管片环丧失完整性，导致管片的过大变形甚至失稳。
过密的冻结孔布置方案难免会切断过多的管片主筋、破坏结构的完整性，对管片造成过大损伤。
开挖时拆除部分管片使管片环丧失完整性，造成隧道开口处出现较大应力集中，导致管片的过大变形甚至失稳。
4.3 冻土帷幕事故4.3.1 冻土帷幕的几何缺陷。
1)冻土帷幕形成不足。
冻土帷幕自身形成不足的原因有冻结冷量不足、冻结管缺陷、冷量流失、地层冻结温度低和难冻地层等。
2)冻土帷幕恶化。
冻土帷幕恶化的主要原因有盐水泄漏、结构散热、冻土开挖面散热、异常热源和冷冻机异常停机等。
3)地层缺陷。
假如冻土帷幕没汁围及其附近存在沼气包、溶洞和暗浜等地层缺陷，或者地层因先期]-程遭到过剧烈扰动，会在冻土帷幕中形成空洞或冰体，造成冻土帷幕缺陷，有时甚至足致命的缺陷(开挖时形成冻土帷幕“开窗”导致透水事故)。
4.3.2 冻土帷幕的物理缺陷冻土帷幕的物理缺陷指冻土帷幕没有达到设计的强度和刚度。
强度和刚度不足都可能导致冻土帷幕事故。
造成冻土帷幕强度和刚度不足的原因主要有冻土帷幕温度过高和低强度地层。
冻土温度过高时无法达到设计强度。
一些地层冻土本身的强度偏低，如果在设计冻土帷幕围意外出现这种地层，则会导致冻土帷幕强度无法达到没计指标。
冻土帷幕刚度不足的主要原冈有冻土温度过高、开挖后冻土暴露时间过长、开挖空帮过大、初衬失效和强蠕变地层等。
4.4 冻胀事故冻结过程中由于土体冻胀现象引起的冻结管断裂和地下结构变形破坏事故，前者有可能造成冻土帷幕薄弱区导致冻土帷幕失稳事故，后者可能影响到地下结构的使用寿命。
冻胀现象是自然规律。
冻胀事故发乍的原因主要有冻胀敏感性地层、冻结时间过长、冻土体积过大和冻胀控制措施不力。
冻胀敏感性地层是发生冻胀的必要条件，对地层的冻胀敏感性认识不足是冻胀超出预料的原因之一。
冻结时间过长是冻胀过大的常见原因。
冻结时间过长必将产生过大的冻土体积，导致绝对冻胀垦越大。
4.5 融沉事故冻土的融沉也是自然规律。
目前控制融沉主要通过冻土融后注浆来实现，因此注浆措施执行不力是发生融沉事故的主要原因。
采用冻土自然解冻、跟踪注浆的措施时，由于自然解冻时间相当长，工程中往往缺乏长期跟踪注浆的条件。
采用强制解冻措施时，虽然可以大幅度缩短注浆周期，但工程中往往缺乏足够的解冻进程监测数据，使得注浆不能保证准确到位。
另一方面，由于种种条件的限制，注浆管难以布置到最佳位置，从而不能保证对整个冻结区域进行充分的注浆。
5 对人工冻结法的展望随着我国经济建设的发展, 富含水困难地质条件下的城市地下工程将日益增多, 为冻结法的应用提供了广阔的空间。
人工冻结法适宜于以及松软地层的隧道、地铁和地铁车站、排水泵房、地铁主干道间的联系通道、盾构施工的端头井施工，有着广阔的应用经济前景。
笔者大胆预测人工冻结还能将在更多的领域应用，比如在海底工程，沙漠工程甚至于高空、太空工程中将得到应用。
参考文献[1] 岩土特殊施工，课程讲义.[2] 岩土工程冻结法（初稿），课程讲义.[3] 广心，维好，吕恒林．深厚表土层中的冻结壁和井壁[M]．中国矿业大学，1998.[4] 余力，广心，翁家杰．特殊凿井[M]．：煤炭工业．1990．[5] 余暄平，朱卫杰．轨道交通4号线施工中流砂事故的修复工程[J]．中国市政工程，2008，1.[6] 志贤，龚丽蓉．人工冻结法地铁施工的数值分析研究[J]．建筑，2007，33.[7] 田淮胜．地铁工程冻结法施工常见事故原因分析[J]．建筑，2008,36.[8] 吴茹．浅谈冻结法施工方法[J] ．建筑施工.[9] 一雄，胡向东，尚新民，等．人工冻结技术在地下工程中的应用[J]．隧道建设.。