工程实例专委会：实践冷冻新技术 助力超大埋深富水复合地层盾构成功安全常压开仓

--液氮、盐水联合冻结地层新技术

　　近日，珠江三角洲水资源配置工程土建施工 B2标，为达到安全常压开仓目标，采用的超大埋深富水复合地层液氮、盐水联合冻结新技术取得突破性进展。实现安全常压开仓，成功地检查和维护了盾构的切削系统。
　　本项目液氮冻结单孔深度达53.93m，（且此处原始地温达44度，属于高热地温），是迄今为止国内盾构工程中最深的液氮冻结常压开仓项目，通过前期精细策划、精心组织及施工过程中的严格管控，成功对盾构刀盘周边富水砂层进行快速冻结，效果优良。
　　冻结全程采用智能化冻结温控系统，实时监测各测温孔的温度变化，可及时掌握冻土发展的速度和范围。积极冻结第6天即完成浆气置换，积极冻结第7天即实现常压开仓换刀，仓内温度2-4度，掌子面地层温度达到-40度以下，冻结壁平均温度可达到-100度以下。11月13日开始凿除冻土， 11月28日即完成盾构切削系统维护，其中刀具更换13把。 　　中国岩石力学与工程学会工程实例专委会本着服务一线的宗旨，对这项华隧集团易觉、王小军、刘恕全、董涛等一线工程技术人员自主创新的技术高度关注，主任委员竺维彬，秘书长米晋生带领专家团队全过程参与，在加固方案优化、冷冻指标控制等关键技术方面提出了许多合理化建议。
　　超大埋深富水复合地层液氮、盐水联合冻结新技术的成功实践，为后续类似工程提供了极有意义的参考借鉴，同时，也为进一步优化方案，提高开仓效率奠定了基础。
　　【液氮冻结是一种地层人工冻结技术，液氮在冻结管内直接气化，利用液氮的气化潜热和温升显热实现制冷，吸收地层中的热量，实现土层的快速冻结，属于物态变化的制冷范畴，是一种纯绿色施工工法。
　　液氮的惰性很强，稳定性好，与任何物质不起化合反应。液氮在常压下的蒸发温度为-195.8℃，蒸发潜热为161.2MJ/M?，定压比热为1.03KJ，从它的沸点到-20℃的冻结终端温度所挥发的制冷量为383.1KJ/kg。同时，液氮冻结系统简单，使用设备少，具有冻结速度快、温度低和冻土强度高等特点，并且冻结加固土体的形式灵活，冻结规模可根据工程的实际情况而定，随时可人为控制加固土体的强度，工作方便，且对周围环境无污染，同时土体的冻胀和融沉远远小于普通盐水冻结，因此使用液氮进行快速冻结可以避免普通盐水冻结的很多缺点，尤其适于城市的地下工程建设。】