摘要：隨著我國國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，大規(guī)模的交通、鐵道、地鐵和城市建設的飛速發(fā)展，地面的可用空間在不斷的減少和縮小，使得如何合理的開發(fā)與利用地下資源成為當前研究的重點，更是社會經(jīng)濟發(fā)展帶來的重要課程。本文就當前地下工程的特殊開挖方法進行探討。
關鍵詞：地下工程；開挖技術；凍結法
一、凍結法
凍結法是利用人工制冷技術，將待施工的地下工程周圍一定范圍內(nèi)的含稅不穩(wěn)定的巖層進行凍結，使之姓曾封閉的凍結壁，隔絕地下水聯(lián)系，改變巖土的性質，增加其強度和穩(wěn)定性，保證地下工程施工安全的一項特殊的施工方法。隨著當前社會發(fā)展過程中，凍結法被廣泛的應用在當前特殊底層的鑿井，基坑合格擋土墻的加固技術，盾構隧道盾進出洞周圍的土地加固，地鐵。公路隧道聯(lián)絡通道及其泵站施工、兩端隧道地下對接是土體加固和特殊段工程事故的處理或者請修復等方面。
1、凍結法原理
凍結法是利用傳統(tǒng)的氨壓縮循環(huán)制冷技術來完成的，是為了形成凍結壁，首先在精通周圍由地面向地層鉆進一圈凍結孔，孔內(nèi)安裝凍結器。凍結站制出的低溫鹽水在凍結期內(nèi)循環(huán)流動，吸收周圍地層的熱量，形成凍土圓柱。凍土圓柱隨著時間的推移不斷的擴大，形成了封閉的凍結壁，直至達到蛇酒的厚度和強度為止。通常把這個期間稱之為積極凍結期，而將掘進是維護凍結壁厚度期間稱之為消極凍結期，吸收了底層熱量的鹽水，在鹽水箱內(nèi)將熱量傳遞給蒸發(fā)器中的液氨。是液氨變?yōu)轱柡偷恼羝俦谎兴毖兴伤�，傳遞給冷凝器冷卻。降低熱和壓縮機做工產(chǎn)生的熱量傳遞給冷卻水，最后這些熱量傳遞給大氣。
2、凍結法特點
作為開挖地下工程的臨時支護方法，凍結法施工具體有以下優(yōu)點：
1）凍結法施工的使用范圍很廣泛，人工凍結法可凍結含水量大于10%的任何不穩(wěn)定土層和含水巖層。凍結壁可進入基巖不滲透水層，凍結法適用于復雜的地形條件，幾乎不受地基土的地質條件限制�？梢栽谑┕さ倪^程中形成任意深度，任意形狀的凍土比，可以成為某些工程中的唯一可用的輔助方法。
2）凍結法施工的隔水性能好，凍土比本身就是地下水控制系統(tǒng)，交圈以后凍結壁連續(xù)性好，強度高，因而隔水性能非常好。
3）凍結法施工的凍結壁強度高。土層在凍結前后強度相差非常大，且隨著溫度的降低，東土體的強度和剛度都會進一步的增加，如淤泥質的粘土通常的單軸抗壓強度只有0.12Mpa左右，凍結的過程中，其單周抗壓強度可達到5~10Kpa，強度提高明顯增強。
4）應用凍結法對所處的底層頭東較小，地面沉降控制容易、
5）根據(jù)工程需要可靈活的布置凍結孔和調節(jié)冷凍液的溫度，隨時增加和控制凍土壁的厚度及其強度，特殊情況下還可以采用液氨進行快凍結和應急措施。
6）凍土層的連續(xù)性和均勻性好，凍土壁在施工的過程中其維護結構厚度較為均勻，整體型號，無強度薄弱的缺陷。
7）對地層的污染程度小，由于凍結法知識通過降低溫度來提高原味土體的強度和剛度，不改變地層成分，因而對地層污染程度很小。
3、凍結技術的分類
1）豎向凍結技術
豎向凍結技術是施工的過程中豎向凍結孔，最終的凍結壁有多個垂直結構柱交圈連接而成的一種凍結技術，其主要的形式有圓形墻，重力式擋土墻，底部固定式擋土墻和錨拉式直擋土墻。
由于凍結法造價比較高，在凍土施工的過程中，其施工面積一般被控制在150立方米以內(nèi)，所以在目前的地下室工程施工中，豎向凍結技術主要被應用在地鐵和公路隧道盾構施工的過程中，其在完成的過程中對隧道底部泵站周圍底層進行加固，凍結壁的高度和高級抗?jié)B性是當前使用的最主要的優(yōu)點模式。
2）水平凍結技術
水平凍結技術是當前施工過程中利用水平向凍結孔，最終的凍結壁有多個水平凍結孔樁交圈的連接而成的一種凍結技術。其斷面形狀主要有圓形和城門洞型。
4、凍結法施工
凍結法施工方案選擇應該結合當前實際情況進行分析，隧道在所穿過的巖層和土層的工程地質與水文特點進行分析，依據(jù)凍結的深度和冷凍設備的分析和控制手段進行綜合的考慮，確定其在施工過程中的最佳技術經(jīng)濟效果為出發(fā)點，選擇技術先進，經(jīng)濟合理的凍結方案。
凍結站的主要設備有氨壓縮機，冷凝器、蒸發(fā)器。輔助設備有氨油分離器、儲氨器、集油器、調節(jié)閥、液氨分離器和除塵器。氨壓縮機是冷凍站施工過程中的主要設備，其在施工的過程中是吧飽和蒸發(fā)按壓縮為過熱蒸汽氨的主要設備，并達到冷凝壓力，從而形成氨的卡若循環(huán)。是試下補償功能的器械，冷凝器是用來冷卻氨，將氨有氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的裝置。蒸發(fā)器是熱交換系統(tǒng)中一個不可缺少的交換設備。
二、其他工程地下工程的特殊開挖方法
1、氣壓室法
氣壓室法是將整個開挖洞段密封起來，在進出口段布置氣密式，由洞外進入氣密式在進入洞內(nèi)，序進過兩層密封門，洞內(nèi)氣壓大于外壓或者大氣壓。用超壓來減少深入洞內(nèi)的誰，也用此壓力來干燒圍巖自穩(wěn)的情況。，當然，氣壓迷失發(fā)需要額外的設備投資，而且施工的速度將降低，一般只是在不得已時采用。
2、分布開挖、分布支護法
在軟弱地層中開挖較大的洞室，目前常用的方法是先開挖一小部分，然后用噴錨支護做全斷面保護，在逐步的擴挖，逐步支護。最常用的是雙側導坑法，即是挖好一個側導坑，支護好，再挖另外一個測到坑，也支護好，最后再挖掉中間遺留下來的土柱，并支護形成密封比結構，開挖后再由在其中做鋼筋混凝土二次襯砌。
3、超前灌漿、超前錨桿法
在地下水很豐富的地方，如海底隧道，河底隧道炒菜用超前灌漿法。是在開挖前事先在掌子面上鉆孔深為20m~30m的深孔，進行壓力固結灌漿，是將要開挖洞段的巖石縫盡量的固結起來，減少漏水，然后開挖。挖到灌漿深度一半時在座一圈深入深孔灌漿，如此不斷循環(huán)。是開挖工作始終在灌漿骨節(jié)國的巖層中進行。
超前錨桿法也是常用的，在掌子面頂拱部向前上方打入4~5m長的錨桿，么高干后端出露較長，用噴射混凝土或者鋼拱架支護好，然后向前開挖1~2m支護好，再打下一輪錨桿，再往前挖，如此循環(huán)下去，使開挖始終在頂部錨桿的保護下進行。
三、結束語
近年來，隨著地下空間應用的不斷增加和應用措施的不斷提高，在其應用和發(fā)展的過程中施工手段和施工方式也在日益的提高和變化。隨著地下空間發(fā)展中，地下建筑的質量要求和施工措施的不斷完善，對地下建筑施工的方法也在日益提高。使得對工程特殊開挖法的方法進行探討成為當前社會發(fā)展的重點。
關鍵詞：地下工程；開挖技術；凍結法
一、凍結法
凍結法是利用人工制冷技術，將待施工的地下工程周圍一定范圍內(nèi)的含稅不穩(wěn)定的巖層進行凍結，使之姓曾封閉的凍結壁，隔絕地下水聯(lián)系，改變巖土的性質，增加其強度和穩(wěn)定性，保證地下工程施工安全的一項特殊的施工方法。隨著當前社會發(fā)展過程中，凍結法被廣泛的應用在當前特殊底層的鑿井，基坑合格擋土墻的加固技術，盾構隧道盾進出洞周圍的土地加固，地鐵。公路隧道聯(lián)絡通道及其泵站施工、兩端隧道地下對接是土體加固和特殊段工程事故的處理或者請修復等方面。
1、凍結法原理
凍結法是利用傳統(tǒng)的氨壓縮循環(huán)制冷技術來完成的，是為了形成凍結壁，首先在精通周圍由地面向地層鉆進一圈凍結孔，孔內(nèi)安裝凍結器。凍結站制出的低溫鹽水在凍結期內(nèi)循環(huán)流動，吸收周圍地層的熱量，形成凍土圓柱。凍土圓柱隨著時間的推移不斷的擴大，形成了封閉的凍結壁，直至達到蛇酒的厚度和強度為止。通常把這個期間稱之為積極凍結期，而將掘進是維護凍結壁厚度期間稱之為消極凍結期，吸收了底層熱量的鹽水，在鹽水箱內(nèi)將熱量傳遞給蒸發(fā)器中的液氨。是液氨變?yōu)轱柡偷恼羝俦谎兴毖兴伤�，傳遞給冷凝器冷卻。降低熱和壓縮機做工產(chǎn)生的熱量傳遞給冷卻水，最后這些熱量傳遞給大氣。
2、凍結法特點
作為開挖地下工程的臨時支護方法，凍結法施工具體有以下優(yōu)點：
1）凍結法施工的使用范圍很廣泛，人工凍結法可凍結含水量大于10%的任何不穩(wěn)定土層和含水巖層。凍結壁可進入基巖不滲透水層，凍結法適用于復雜的地形條件，幾乎不受地基土的地質條件限制�？梢栽谑┕さ倪^程中形成任意深度，任意形狀的凍土比，可以成為某些工程中的唯一可用的輔助方法。
2）凍結法施工的隔水性能好，凍土比本身就是地下水控制系統(tǒng)，交圈以后凍結壁連續(xù)性好，強度高，因而隔水性能非常好。
3）凍結法施工的凍結壁強度高。土層在凍結前后強度相差非常大，且隨著溫度的降低，東土體的強度和剛度都會進一步的增加，如淤泥質的粘土通常的單軸抗壓強度只有0.12Mpa左右，凍結的過程中，其單周抗壓強度可達到5~10Kpa，強度提高明顯增強。
4）應用凍結法對所處的底層頭東較小，地面沉降控制容易、
5）根據(jù)工程需要可靈活的布置凍結孔和調節(jié)冷凍液的溫度，隨時增加和控制凍土壁的厚度及其強度，特殊情況下還可以采用液氨進行快凍結和應急措施。
6）凍土層的連續(xù)性和均勻性好，凍土壁在施工的過程中其維護結構厚度較為均勻，整體型號，無強度薄弱的缺陷。
7）對地層的污染程度小，由于凍結法知識通過降低溫度來提高原味土體的強度和剛度，不改變地層成分，因而對地層污染程度很小。
3、凍結技術的分類
1）豎向凍結技術
豎向凍結技術是施工的過程中豎向凍結孔，最終的凍結壁有多個垂直結構柱交圈連接而成的一種凍結技術，其主要的形式有圓形墻，重力式擋土墻，底部固定式擋土墻和錨拉式直擋土墻。
由于凍結法造價比較高，在凍土施工的過程中，其施工面積一般被控制在150立方米以內(nèi)，所以在目前的地下室工程施工中，豎向凍結技術主要被應用在地鐵和公路隧道盾構施工的過程中，其在完成的過程中對隧道底部泵站周圍底層進行加固，凍結壁的高度和高級抗?jié)B性是當前使用的最主要的優(yōu)點模式。
2）水平凍結技術
水平凍結技術是當前施工過程中利用水平向凍結孔，最終的凍結壁有多個水平凍結孔樁交圈的連接而成的一種凍結技術。其斷面形狀主要有圓形和城門洞型。
4、凍結法施工
凍結法施工方案選擇應該結合當前實際情況進行分析，隧道在所穿過的巖層和土層的工程地質與水文特點進行分析，依據(jù)凍結的深度和冷凍設備的分析和控制手段進行綜合的考慮，確定其在施工過程中的最佳技術經(jīng)濟效果為出發(fā)點，選擇技術先進，經(jīng)濟合理的凍結方案。
凍結站的主要設備有氨壓縮機，冷凝器、蒸發(fā)器。輔助設備有氨油分離器、儲氨器、集油器、調節(jié)閥、液氨分離器和除塵器。氨壓縮機是冷凍站施工過程中的主要設備，其在施工的過程中是吧飽和蒸發(fā)按壓縮為過熱蒸汽氨的主要設備，并達到冷凝壓力，從而形成氨的卡若循環(huán)。是試下補償功能的器械，冷凝器是用來冷卻氨，將氨有氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的裝置。蒸發(fā)器是熱交換系統(tǒng)中一個不可缺少的交換設備。
二、其他工程地下工程的特殊開挖方法
1、氣壓室法
氣壓室法是將整個開挖洞段密封起來，在進出口段布置氣密式，由洞外進入氣密式在進入洞內(nèi)，序進過兩層密封門，洞內(nèi)氣壓大于外壓或者大氣壓。用超壓來減少深入洞內(nèi)的誰，也用此壓力來干燒圍巖自穩(wěn)的情況。，當然，氣壓迷失發(fā)需要額外的設備投資，而且施工的速度將降低，一般只是在不得已時采用。
2、分布開挖、分布支護法
在軟弱地層中開挖較大的洞室，目前常用的方法是先開挖一小部分，然后用噴錨支護做全斷面保護，在逐步的擴挖，逐步支護。最常用的是雙側導坑法，即是挖好一個側導坑，支護好，再挖另外一個測到坑，也支護好，最后再挖掉中間遺留下來的土柱，并支護形成密封比結構，開挖后再由在其中做鋼筋混凝土二次襯砌。
3、超前灌漿、超前錨桿法
在地下水很豐富的地方，如海底隧道，河底隧道炒菜用超前灌漿法。是在開挖前事先在掌子面上鉆孔深為20m~30m的深孔，進行壓力固結灌漿，是將要開挖洞段的巖石縫盡量的固結起來，減少漏水，然后開挖。挖到灌漿深度一半時在座一圈深入深孔灌漿，如此不斷循環(huán)。是開挖工作始終在灌漿骨節(jié)國的巖層中進行。
超前錨桿法也是常用的，在掌子面頂拱部向前上方打入4~5m長的錨桿，么高干后端出露較長，用噴射混凝土或者鋼拱架支護好，然后向前開挖1~2m支護好，再打下一輪錨桿，再往前挖，如此循環(huán)下去，使開挖始終在頂部錨桿的保護下進行。
三、結束語
近年來，隨著地下空間應用的不斷增加和應用措施的不斷提高，在其應用和發(fā)展的過程中施工手段和施工方式也在日益的提高和變化。隨著地下空間發(fā)展中，地下建筑的質量要求和施工措施的不斷完善，對地下建筑施工的方法也在日益提高。使得對工程特殊開挖法的方法進行探討成為當前社會發(fā)展的重點。
