【分支機構(gòu)】工程實例專委會：實踐冷凍新技術(shù) 助力超大埋深富水復(fù)合地層盾構(gòu)成功安全常壓開倉 --液氮

近日，珠江三角洲水資源配置工程土建施工 B2標(biāo)，為達(dá)到安全常壓開倉目標(biāo)，采用的超大埋深富水復(fù)合地層液氮、鹽水聯(lián)合凍結(jié)新技術(shù)取得突破性進(jìn)展。實現(xiàn)安全常壓開倉，成功地檢查和維護了盾構(gòu)的切削系統(tǒng)。
本項目液氮凍結(jié)單孔深度達(dá)53.93m，（且此處原始地溫達(dá)44度，屬于高熱地溫），是迄今為止國內(nèi)盾構(gòu)工程中最深的液氮凍結(jié)常壓開倉項目，通過前期精細(xì)策劃、精心組織及施工過程中的嚴(yán)格管控，成功對盾構(gòu)刀盤周邊富水砂層進(jìn)行快速凍結(jié)，效果優(yōu)良。
凍結(jié)全程采用智能化凍結(jié)溫控系統(tǒng)，實時監(jiān)測各測溫孔的溫度變化，可及時掌握凍土發(fā)展的速度和范圍。積極凍結(jié)第6天即完成漿氣置換，積極凍結(jié)第7天即實現(xiàn)常壓開倉換刀，倉內(nèi)溫度2-4度，掌子面地層溫度達(dá)到-40度以下，凍結(jié)壁平均溫度可達(dá)到-100度以下。11月13日開始鑿除凍土， 11月28日即完成盾構(gòu)切削系統(tǒng)維護，其中刀具更換13把。

中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會工程實例專委會本著服務(wù)一線的宗旨，對這項華隧集團易覺、王小軍、劉恕全、董濤等一線工程技術(shù)人員自主創(chuàng)新的技術(shù)高度關(guān)注，主任委員竺維彬，秘書長米晉生帶領(lǐng)專家團隊全過程參與，在加固方案優(yōu)化、冷凍指標(biāo)控制等關(guān)鍵技術(shù)方面提出了許多合理化建議。
超大埋深富水復(fù)合地層液氮、鹽水聯(lián)合凍結(jié)新技術(shù)的成功實踐，為后續(xù)類似工程提供了極有意義的參考借鑒，同時，也為進(jìn)一步優(yōu)化方案，提高開倉效率奠定了基礎(chǔ)。

【液氮凍結(jié)是一種地層人工凍結(jié)技術(shù)，液氮在凍結(jié)管內(nèi)直接氣化，利用液氮的氣化潛熱和溫升顯熱實現(xiàn)制冷，吸收地層中的熱量，實現(xiàn)土層的快速凍結(jié)，屬于物態(tài)變化的制冷范疇，是一種純綠色施工工法。
液氮的惰性很強，穩(wěn)定性好，與任何物質(zhì)不起化合反應(yīng)。液氮在常壓下的蒸發(fā)溫度為-195.8℃，蒸發(fā)潛熱為161.2MJ/M?，定壓比熱為1.03KJ，從它的沸點到-20℃的凍結(jié)終端溫度所揮發(fā)的制冷量為383.1KJ/kg。同時，液氮凍結(jié)系統(tǒng)簡單，使用設(shè)備少，具有凍結(jié)速度快、溫度低和凍土強度高等特點，并且凍結(jié)加固土體的形式靈活，凍結(jié)規(guī)?？筛鶕?jù)工程的實際情況而定，隨時可人為控制加固土體的強度，工作方便，且對周圍環(huán)境無污染，同時土體的凍脹和融沉遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通鹽水凍結(jié)，因此使用液氮進(jìn)行快速凍結(jié)可以避免普通鹽水凍結(jié)的很多缺點，尤其適于城市的地下工程建設(shè)?！?/p>