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7。3 人工凍融土7.3.1、搜集凍結(jié)法設(shè)計 施工資料可根據(jù)每個凍結(jié)孔凍結(jié)影響范圍初步確定凍融區(qū)大致范圍.為合理布置勘察孔位置提供依據(jù) 人工凍融土是采用凍結(jié)法施工,后經(jīng)自然或人工解凍的特殊性巖土。其物理力學(xué)性質(zhì)與未凍結(jié)的原狀巖土相比發(fā)生了較大變化、煤礦凍結(jié)法施工主要用于主井。副井井筒等施工中、凍結(jié)法施工是利用人工制冷技術(shù)。即在凍結(jié)區(qū)布設(shè)凍結(jié)孔，采用低溫鹽水循環(huán)使地層中的水凍結(jié)，把天然巖土變成凍土,增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，隔絕地下水與地下工程的聯(lián)系。以便在凍結(jié)壁的保護(hù)下進(jìn)行豎井和地下工程開挖與襯砌施工的特殊施工技術(shù),凍土的解凍方法有自然解凍法或人工解凍法、自然解凍法利用自然地溫使凍土隨時間慢慢解凍,自然解凍時間一般需要2年.3年以上,人工解凍法為在地面設(shè)置水箱,用鍋爐燒大量熱水 利用原來凍結(jié)孔對凍結(jié)的地層進(jìn)行熱水循環(huán)。達(dá)到快速解凍的目的，一般快速解凍時間可縮減到2月、3月。7。3，4,對本條第1,2.4。5,6款說明如下 1、分別在凍融區(qū)和非凍結(jié)區(qū)采用多種勘察手段,獲取可對比的靜力觸探，標(biāo)貫.波速等原位測試數(shù)據(jù),以便更好了解凍融土與正常土性質(zhì)的差別，2 凍融土為特殊土應(yīng)按復(fù)雜地基進(jìn)行勘察,由于在煤礦建設(shè)中凍結(jié)法主要用于井筒的施工.井筒凍結(jié)區(qū)一般為一個環(huán)狀凍結(jié)區(qū),且范圍不大.故勘探點可布置在四個互相垂直的方向,每個剖面在凍融區(qū)和非凍結(jié)區(qū)各布置2個勘探孔、如勘探孔不能確定凍融區(qū)的范圍 需加密勘探孔 4.5。凍融土本身具有其復(fù)雜性,本著使數(shù)據(jù)量變得更充分。所以把取樣及原位測試數(shù)量較一般土的要求進(jìn)行了適當(dāng)增加.同一地層凍融土含水量比非凍融土含水量要高，因此含水量是一個重要評價指標(biāo) 所以巖土試樣要嚴(yán)防水分流失.及時送檢試驗。6?？梢酝ㄟ^對試樣溫度的測量判斷土層是否解凍融化 一般凍融土溫度比正常土要低,融化時間不長的凍融土溫度在零度以下，甚至含有冰塊。由此可判斷凍融區(qū)范圍.亦可根據(jù)土層的溫度估計融化時間的長短、7,3。6。凍融土與正常土的性質(zhì)一般差別較大、在不同的時間段勘察也有一定的變化。凍融的過程即是水的遷移過程、凍結(jié)過程水分向凍結(jié)面遷移產(chǎn)生凍脹,融化過程水分向周圍排泄產(chǎn)生融沉 凍融土在其剛剛?cè)诨瘯r其力學(xué)指標(biāo)最差。隨時間逐漸固結(jié),強(qiáng)度會逐漸恢復(fù),因此對凍融土進(jìn)行第多次勘察。通過每次勘察成果資料與正常土指標(biāo)對比,更好掌握凍融土恢復(fù)情況、某礦井主井井筒采用凍結(jié)法施工.自2004年3月28日開始正式凍結(jié)，2004年10月26日停止凍結(jié)。累計凍結(jié)212天.凍結(jié)深度為307m，由于工期緊迫 2005年5月初采用人工解凍，解凍深度為60m 解凍利用原凍結(jié)孔.采用熱水循環(huán)，解凍孔間隔布置、自2005年5月15日開始解凍，2005年7月31日停止解凍,累計解凍時間為76天。本工程凍融土勘察共完成勘探點28個。總進(jìn)尺1011。80m.其中鉆探孔21個、進(jìn)尺760,90m，靜探孔7個，進(jìn)尺250、90m.采取原狀土試樣314件。綜合分析結(jié)果如下.1 凍融前后土的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)有明顯的差異,略。2 凍融土分析，1，凍結(jié)過程中有水分遷移現(xiàn)象、即地下水向凍結(jié)面遷移.會導(dǎo)致融化后土的含水量增大，2.由于水分遷移的作用使融土含水量增大，對于排水不暢的黏性凍融土層會導(dǎo)致其孔隙水壓力的上升、使有效應(yīng)力減小、導(dǎo)致土層力學(xué)強(qiáng)度降低 對于排水通暢的粉、砂，凍融土層。凍融過程使顆粒重新排列.導(dǎo)致土層力學(xué)強(qiáng)度降低、3 凍融過程對土層的承載力影響 軟.可塑狀態(tài)黏性土下降40 60.硬塑狀態(tài)黏性土下降25,40.堅硬狀態(tài)黏性土下降8。15。稍密、中密狀態(tài)粉。砂、土下降30 50 密實狀態(tài)粉,砂，土下降15、30,4 凍融土的固結(jié)與土層排水條件和應(yīng)力狀態(tài)有關(guān),相同應(yīng)力狀態(tài)下排水好固結(jié)快 相同排水條件下應(yīng)力大固結(jié)快,一般粉、砂.土的固結(jié)快于黏性土.5 由于凍融過程對土的影響是多方面的，建議對凍融土勘察時采用多種方法互相對比、重視現(xiàn)場鑒別 多取土多試驗。特別是要多采取原位測試 由于該過程與時間相關(guān)。不能只進(jìn)行一次勘察。應(yīng)根據(jù)實際情況進(jìn)行多次勘察、并對比成果資料，6.凍融過程對可塑的黏性土，稍密。中密粉、砂 土影響大 對硬塑的黏性土。密實粉，砂、土影響較大。對堅硬的黏性土影響小 7，凍融過程對土層強(qiáng)度的影響見圖1 圖1、強(qiáng)度變化趨勢示意圖