挖礦時用什麼冰凍土層

㈠ 凍土層的介紹

凍土層（Tundra），亦作凍土、凍原或苔原，語出薩米語tūndra(tundar的屬格)，意思是「無樹的平原」。在自然地理學指的是由於氣溫低、生長季節短，而無法長出樹木的環境；在地質學是指0℃以下，並含有冰的各種岩石和土壤。一般可分為短時凍土（數小時、數日以至半月）、季節凍土（半月至數月）以及多年凍土（數年以上）。凍土層處於水的結冰點以下超過千百年甚至數萬年的狀況，稱為永久凍土（Permafrost）。地球上多年凍土、季節凍土和短時凍土區的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。

㈡ 冬天挖凍土有什麼好辦法

1、使用鋼釺破土法進行開挖。

2、鐵器劈圖法開發適用於70公分厚度以內的動作層，然後順水平方向橫向打碎動土。

3、頂高破土法一般在動土層下面掏出一個槽安置田金頂，然後向上頂，這樣就可以把動土開裂。

4、挖掘機破除法，當凍土的厚度在25公分到40公分的時候，可以直接使用挖掘機進行開挖。

5、當動土層厚度非常厚的時候，而且非常堅硬的時候，可以使用爆破法進行開挖，這樣可以提高施工的速度。

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冬季施工土方開挖注意下事項：

1、防治土壤凍脹。

在低溫時間較長、土粒較細、補給水較充裕地區，其土壤在凍結期間，由於土粒周圍薄膜水和毛細水的作用，土中水分不斷地向凍結線積聚，形成冰層，體積增大，以致土粒間的空隙無法容納而向上隆起，造成凍脹，其張力可大至0．5～1．0兆帕。

如不做妥善處理，基礎會被抬起，使建築物開裂、傾斜、抬高乃至倒坍。所以在凍脹土上建造建築物時，要考慮基礎形式，盡量減少底面及側面面積，合理確定其埋置深度，加強土壤保溫，做好地表排水。此外，鋪設砂墊層可以切斷土壤的毛細水作用，回填多孔材料也可防止凍脹影響

2、土方開挖。

一般宜在入冬前挖好，覆蓋保溫。必須在冬季開挖的部位，可在土表面覆蓋保溫材料或在冰凍前翻鬆表土。翻鬆厚度須視土質和負溫情況而定，一般不得小於0．5米。覆蓋材料必須保持乾燥，其厚度應按各種材料的保溫性能和土壤可能達到的凍結深度計算決定。

開挖凍土通常採用機械和爆破兩種方法。機械開挖凍土，可按土壤凍深用鏟運機或正鏟挖土機挖掘，也可用錘擊鬆土裝置砸擊凍土外殼，再用機械挖除。

3、土方回填。

凍土塊堅硬不易壓實，解凍融化後易導致塌陷，故回填盡量採用不凍土，如用凍土應限制其粒徑與摻用量。

㈢ 凍土層的類別

凍土類別 形成條件和時間 短時凍土 數小時、數日以至半月 季節凍土 半月至數月 多年凍土 凍土層處於水的冰點以下超過數年 永久凍土 形成凍土層的時間年限超過千百年甚至數萬年以上

㈣ 凍土層是什麼

凍土層(Tundra)，亦作凍原或苔原，語出薩米語tūndra(tundar的屬格)，意思是「無樹的平原」。在自然地理學指的是由於氣溫低、生長季節短，而無法長出樹木的環境；在地質學是指零攝氏度以下，並含有冰的各種岩石和土壤。一般可分為短時凍土（數小時、數日以至半月）、季節凍土（半月至數月）以及多年凍土（數年至數萬年以上）。地球上多年凍土、季節凍土和短時凍土區的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。
凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長期強度遠低於瞬時強度特徵。正由於這些特徵，在凍土區修築工程構築物就必須面臨兩大危險：凍脹和融沉。中國的青藏鐵路就有一段路段需要通過凍土層。工程師需要透過多種方法去使凍土層的溫度穩定，以避免因為凍土層的轉變而使鐵路的路基不平，防止意外的發生。
北極凍原的分布
北極凍原的分布
凍原依據其地理位置，可分為以下三類：
1.
北極凍原、
2.
南極凍原和
3.
高山凍原。
凍土帶邊緣的植物
凍土帶邊緣的植物
無論哪一類凍原，占優勢的植物都是草、苔蘚和地衣。在森林和凍原之間的過渡地帶稱為樹木線。
在地質學里有一門專科叫作凍土學，專門研究有關凍土層的地質特性。

㈤ 凍土處理技術

凍土是指溫度在0℃以下，其中含有冰的各種土。季節性凍土是指該凍土在冬季凍結、夏季融化的土層。多年凍土或永凍土是指凍結狀態持續3年以上的土層。在我國，季節凍土遍布全國，而多年凍土主要分布在大、小興安嶺，青藏高原及西部高山等地，約占國土面積的22％。

凍土處理技術是隨著凍土地區經濟發展的需要而發展起來的，其目的是為了確保凍土地區工程建築物的安全和正常使用。一般來說，凍土地基問題主要包括以下兩方面的內容。

1）凍脹引起的破壞問題：凍脹是指土體凍結過程中，土中水分凍結成冰，並形成冰層、冰透鏡體、多晶體冰晶等形式的冰侵入體，引起土顆粒的相對移動，使土體產生不同程度的擴張現象。凍脹的外觀表現是土體表面不均勻的升高，凍脹變形常常可以形成凍脹丘及隆起等地形。在季節性凍土區和多年凍土區，由凍脹引起破壞的事例屢見不鮮。

2）融沉引起的地基穩定性問題：融沉又稱熱融沉陷，是指由於自然或人為因素改變了地面的溫度狀況，引起季節融化層的深度加大，導致地下冰或多年凍土層發生局部融化，上部土層在自重和外部營力作用下產生沉陷。此外，還可出現熱融滑坍、融凍泥流等，造成邊坡破壞，這些都是不利於工程建築物安全和正常運營的條件。

在凍土區修建建築物，除要滿足非凍土區建築物所要滿足的強度與變形條件外，還要考慮以凍土作為建築物地基時，其強度隨溫度和時間而變化的情況。所以，採取什麼樣的防凍脹和融沉措施來保證凍土區建築物地基的穩定，是關繫到凍土區工程建設成敗的關鍵。

1.多年凍土區的地基處理措施

在我國多年凍土地區，多年凍土的分布一般不具連續性，所以建築物的平面布置具有一定的靈活性。一般來說，在堅硬凍土地區和高震級地區，採用保持凍結狀態進行設計是經濟合理的。如果地基土融化時，其變形不超過建築物的容許值，且採用保持凍結狀態又不經濟時，應採用逐漸融化狀態進行設計。但是，當地基土的年平均氣溫較高（不低於－0.5℃），且處於塑性凍結狀態，採用保持凍結和逐漸融化的設計方案都不經濟時，宜採用預先融化狀態進行設計。對一棟建築面積很小、基礎相連或很近的正常建築物來說，是沒有辦法將地基土分成凍結與不凍兩個穩定部分，所以此時應採用同一種設計狀態。

在下列情況之一時，可採用保持凍結狀態原則進行設計：

1）多年凍土的年平均氣溫低於－1.0℃的場地；

2）持力層范圍內的地基土處於堅硬凍結狀態；

3）最大融化深度范圍內，存在融沉、強融沉、溶陷性土及其夾層的地基；

4）非採暖建築或採暖溫度偏低、佔地面積不大的建築物地基。

在下列情況下應採用逐漸融化狀態進行設計：

1）多年凍土的年平均地溫為－0.5～1.0℃的場地；

2）持力層范圍內的地基土處於塑性凍結狀態；

3）在最大融化深度范圍內，地基為不融沉或弱融沉性土；

4）室溫較高、佔地面積較大的建築或熱載體管道及給排水系統等對凍層產生熱影響的地基。

為控制地基土的變形，可根據需要採用不同的地基處理措施和結構設計方法。多年凍土區常用的地基加固方法見表4－5。在選用地基處理方法時，應力求做到安全實用、確保質量、經濟合理、技術先進。同時，由於我國地域遼闊，多年凍土區的水文地質、工程地質條件千差萬別，各地的施工機械條件、技術水平、經驗積累都不盡相同，所以在選用地基處理方法時還要因地制宜，有效利用當地條件，充分發揮各地的優勢。

表4－5 多年凍土區常用的地基加固方法

續表

2.季節性凍土區的地基處理措施

季節性凍土區的鐵路、公路、工業與民用建築等都普遍存在嚴重的凍害問題。例如，鐵路、公路的路基常由於不均勻凍脹及融沉作用而不平坦，路面產生裂縫，凍結層春季融化，產生翻漿、冒泥等現象，有時中斷交通。季節性凍土區的地基處理措施可歸納為兩類：以清除或削減凍融為目的的地基處理措施和以增強建築物抵抗和適應凍融變形能力為主的結構措施。

（1）地基處理措施

通過對凍融產生的基本條件及影響因素的分析認為，凍土的土質、水分（包括外界補給水）和土中負溫值是產生凍融的基本要素，因此，只要消除其中一個因素，就可清除或削弱土體的凍融，實際工作中常採用換填法、保溫法和排水隔水法等措施。

1）換填法：採用粗砂、礫石等非（弱）凍脹性材料置換天然地基的季節性凍土，以削弱或基本消除地基土的凍融，其效果與換填深度、換填料的粉粘粒含量、換填料的排水條件、地基土質、地下水位以及建築物適應不均勻凍脹變形的能力等因素有關。在採取換填法處理時，應根據建築物的具體情況、地基土質及地下水位情況，確定合適的換填深度和控制粉粘粒的含量。在有條件的情況下，還應做好換填層的排水。

2）保溫法：在建築物基礎底部或四周設置隔熱層，增大熱阻，以推遲地基土的凍結、提高土中溫度、減少凍結深度，進而起到防凍脹的一種方法。可以用來隔熱的材料相當多，例如草皮、樹皮、爐渣、土塊、混凝土、玻璃纖維、聚苯乙烯泡沫等，在某些條件下，土、冰、雪、柴草等也可作為隔熱材料。近年來，由於各種人造材料的發明，保溫法的應用范圍越來越廣，涉及道路、工業與民用建築及水利工程等領域。

3）排水隔水法：通過隔斷補給水源和排除地表水等措施，降低地下水位及季節凍層范圍內土體的含水量，從而降低土的凍脹。但是，排水和隔水的方法應結合工程運用條件、工程地點的土質及水文地質條件進行選擇，否則，不但起不到防凍害的效果，反而會給工程造成危害。

（2）結構措施

除上述地基處理措施外，還可根據建築物的重要程度、運行年限及結構特點等採用不同的設計原則和防凍害的結構措施。對於以墩、樁為基礎的橋梁、渡槽及其他重要建築物，應保證建築物在凍脹或融沉作用下不產生變形，所以常採用深基礎或各種形式的錨固基礎。對於工業與民用建築中的平房、低層樓房和農田水利工程中的小型涵洞、小型水閘、引水渠道等建築物來說，為了節省投資，可採用淺埋基礎，並採取一定的結構措施，增強其適應不均勻凍脹變形的能力。目前，在寒冷地區，主要採用柔性結構、增加結構的剛度和整體性及合理分割結構、設置變形縫等3種措施增強建築物適應不均勻變形的能力。此外，還可採用迴避性的結構措施，即在建築物的形式選擇、總體布置及結構形式等方面採取措施，避開不利的凍脹條件。迴避性的結構措施主要有架空法、埋入法和隔離法3種。

在實際工程中，需要結合建築物的等級、要求、地基條件及當地材料等具體情況確定宜採取的防凍脹措施。比如，建在弱凍脹或中等凍脹土地基上允許凍脹變形的小型建築物，可考慮採用單一的消除、削減凍脹的處理措施，將凍脹引起的建築物變形控制在允許范圍之內。但在強凍脹土地基上修建不允許變形或允許凍脹變形很小的建築物時，只採用單一的消除、削弱凍脹的處理措施，可能難以達到防治凍害的目的，而且在經濟上也往往是不合理的，在這種情況下，宜採取綜合防治措施，即以一種措施為主，同時配合其他一種或幾種措施。

小 結

本章的學習重點是岩溶塌陷、地面沉降、地裂縫、采空塌陷、礦井突水、瓦斯爆炸和岩爆等地質災害防治工程的設計與施工，以及濕陷性黃土、軟土、膨脹土、鹽漬土、紅粘土、凍土等特殊土的處理技術，難點是岩溶塌陷、地面沉降、地裂縫、采礦塌陷、礦井突水等災害的防治工程設計。岩溶地區因岩溶發育的不均一性，使得防治岩溶塌陷災害的難度較大、成本較高，對於一般工程可以考慮採用強夯、跨越等方法處理，但對於重要工程，應採取樁基、灌注填充等方法處理；在地面沉降區，除採取必要的措施控制地面沉降發展外，擬建工程一般應有適度的沉降量預留；地裂縫災害的防治多以避讓為主，或採取一定的結構措施減輕災害損失；礦山與地下工程地質災害重在預防，在編制開發利用方案或施工方案時，應針對可能出現的地質災害，採取合理的開采方式或施工方法，圍岩支護、留足保安（或防水）礦柱；在工程實踐中，特殊土如濕陷性黃土地區出現的地基沉陷、地面開裂，軟土地區的過量沉降、側向滑移，凍土地區的凍脹、融沉以及邊坡滑坍等災害危及工程建設的案例很多，工程建設時對特殊土地基加固的設計和施工顯得尤為重要。

復習思考題

1.岩溶災害的處理措施有哪些？

2.強夯加固的原理是什麼？具體如何實施？

3.灌注填充法如何設計？

4.岩溶地區樁基如何設計？

5.地面沉降有哪些防治措施？

6.什麼條件下可以採用人工回灌對地面沉降進行治理？人工回灌治理方法有哪些？

7.人工回灌中應該注意的問題有哪些？如何解決？

8.人工回灌地下水設計及實施步驟有哪些？

9.在地面沉降地區為什麼要進行防洪排澇？如何實施？

10.地裂縫的防治措施有哪些？

11.針對地裂縫上已有建築物，如何布設減災工程？

12.生命線工程如何避免地裂縫災害？

13.如何確定塌陷盆地的最大塌陷深度？

14.防治采礦塌陷的井下技術措施有哪些？

15.礦井突水前有哪些「徵兆」？如何識別礦井突水水源？

16.礦井突水的防治措施有哪些？

17.如何確定安全防水岩柱厚度？

18.簡述礦井注漿堵水的工作程序。

19.防止瓦斯爆炸和岩爆的措施有哪些？

20.濕陷性黃土、軟土、凍土地基的處理方法有哪些？

㈥ 凍土層是什麼是凍著的土嗎

凍土【frozen soil】指的是溫度低於0℃且含有冰晶的土。 生活在北方的人有這樣的體會，在冬天，當氣溫降到零度以下，如果你到戶外挖土，就會發現原來松軟的土地現在變得十分堅硬，一鍬下去往往只留下一個白點。細心的人會發現在這些堅硬的土裡面含有一些小冰晶，而且如果你不泄氣繼續挖下去，就會發現這層堅硬的土並不十分厚，在它下面還是比較松軟的土。這層含有冰晶的土就是凍土。

㈦ 北方各地區冰凍土層厚度

冰凍土層厚度一般在0.8M左右

㈧ 凍土如何開挖

凍土的關鍵問題在融沉。那麼，如何解決凍土路基的融沉問題？以程國棟院士為首的青藏鐵路凍土科研攻關團隊一改以往單純依賴增加熱阻這種消極的方法，在國際上首次提出了以「冷卻路基」為核心的積極保護凍土的新思路。目前高溫高含冰量路段均採用了冷卻路基、主動保護多年凍土的工程措施。
中科院知識創新工程重大項目「青藏鐵路工程與多年凍土相互作用及其環境效應」項目首席科學家馬巍研究員介紹說，在這一思路指導下，我們進一步研究了新的地溫調控原理和高新技術，通過調控輻射、對流、傳導等方法，為多年凍土區提出了相應的築路技術：塊石路基結構、通風管路基、熱棒 保溫材料結構措施、遮陽板措施等。
在青藏鐵路沿線，記者看到了一段段長長的塊石路基結構，即在土路堤底部填築一定厚度塊石，上面再鋪築土層的路堤。據介紹，這種多空隙的「塊石層路基」能有效地保護凍土，它好似散熱排風扇，冬季從路堤及地基中排除熱量，夏季較少吸收熱量，起到冷卻作用，能降低地基土溫度0.5℃以上。
在中科院青藏鐵路北麓河試驗段示範工程現場，記者還看到一種全新的「熱棒 保溫材料結構」措施：在凍土路基的兩旁插著一排排直徑約15厘米、高約2米的鐵棒。同是「青藏鐵路工程與多年凍土相互作用及其環境效應」項目首席科學家的吳青柏研究員介紹，這就是熱棒。熱棒是一根密封的管，裡面充以工質（如氨、氟利昂、丙烷、CO2等），管的上端為冷凝器（由散熱片組成），下端為蒸發器。當冷凝器溫度低於蒸發器的溫度時，蒸發器中的液體工質吸收熱量，蒸發成汽體工質，在壓差作用下，蒸汽上升至冷凝端，放出汽化潛熱，再通過冷凝器散熱片散出。同時蒸汽工質遇冷冷凝成液體，在重力作用下，液體沿管壁迴流至蒸發段，再蒸發。如此往復循環，將熱量傳出。

㈨ 什麼是凍土層

凍土層(Tundra)，亦作凍原或苔原，語出薩米語tūndra(tundar的屬格)，意思是「無樹的平原」。在自然地理學指的是由於氣溫低、生長季節短，而無法長出樹木的環境；在地質學是指零攝氏度以下，並含有冰的各種岩石和土壤。一般可分為短時凍土（數小時、數日以至半月）、季節凍土（半月至數月）以及多年凍土（數年至數萬年以上）。地球上多年凍土、季節凍土和短時凍土區的面積約占陸地面積的50%，其中，多年凍土面積占陸地面積的25%。

凍土是一種對溫度極為敏感的土體介質，含有豐富的地下冰。因此，凍土具有流變性，其長期強度遠低於瞬時強度特徵。正由於這些特徵，在凍土區修築工程構築物就必須面臨兩大危險：凍脹和融沉。中國的青藏鐵路就有一段路段需要通過凍土層。工程師需要透過多種方法去使凍土層的溫度穩定，以避免因為凍土層的轉變而使鐵路的路基不平，防止意外的發生。
北極凍原的分布
北極凍原的分布

凍原依據其地理位置，可分為以下三類：

1. 北極凍原、
2. 南極凍原和
3. 高山凍原。

凍土帶邊緣的植物
凍土帶邊緣的植物

無論哪一類凍原，占優勢的植物都是草、苔蘚和地衣。在森林和凍原之間的過渡地帶稱為樹木線。

在地質學里有一門專科叫作凍土學，專門研究有關凍土層的地質特性。