冻结法施工技术在岩土工程开挖中的应用

冻结法是通过人为制冷的方法，将土层（岩层）中的水冻结，形成有一定强度和厚度的冻结体（临时防护结构），在其保护下进行岩土开挖的特殊施工方法。它是受自然法的启发发展起来的。

1、自然冻结法

来自西伯利亚河床下金矿开采。包括直接冻结和木垛加碎石冻结。

2、人工冻结法（压缩机制冷）

即采用人工制冷的方法（如冰箱、冷冻机等），将岩土冻结。制冷的主要设备为压缩机、冷凝器（蒸发器）、调节阀。

饱和蒸汽氨（-35℃）进入压缩机，压缩机对其作功，饱和蒸汽氨变成过热蒸汽氨（+120℃）；过热蒸汽氨等压进入冷凝器，与冷却水进行热交换，转化为饱和蒸汽氨（+30℃），到达（+30℃）为饱和液态，继续冷却变为过冷液态（+25℃），经过调节阀，等焓降压到，进行汽化，同时吸收周围介质（冷媒剂）的热量，到达（-35℃），至此完成一次制冷循环，周而复始，达到制冷的目的。盐水（冷媒剂）在蒸发器内，吸收氨气的冷量，低温盐水由盐水泵，有供液管进入冻结管，与岩土进行热交换后进入回液管，再回到蒸发器，完成一次盐水循环。循环的结果，盐水不断吸收岩土的热量使其冻结，直到达到设计的冻土厚度。

人工冻结热量传递的途径是：岩土（冻土）→盐水→氨→冷却水→大自然。

3、液氮或干冰（固体CO₂）直接冻结

根据上述原理即不难理解液氮或干冰（固体CO₂）直接冻结，它是针对一些局部的工程量不大的制水工程（成本高）。固体CO₂可以直接汽化（密封高压），液氮可直接汽化。（与打火机同理）