冻结法施工的地铁旁通道施工工艺研究
基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法

基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法一、前言地铁系统是现代城市交通的重要组成部分,地下通道作为地铁站之间的联络通道,对地铁系统的正常运行起着至关重要的作用。
而基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法在地铁工程中的应用,有效解决了施工过程中的困难和安全隐患。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法具有以下特点:1. 施工难度低:采用该工法可以避免地下水涌入施工区域,大大降低了施工难度。
2. 安全性高:通过冻结帷幕将施工区域与周围环境隔离,有效防止地下水涌入和土体塌方,并提供了良好的工作环境。
3. 施工周期短:冻结帷幕法可以在较短的时间内形成坚固的冻结土体,缩短了施工周期。
三、适应范围基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法适用于以下情况:1. 周围土质较松散,容易发生塌方的地区。
2.地下水位较高,水压较大的地下工程。
3. 要求施工周期较短的地铁工程。
四、工艺原理基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法的工艺原理主要包括:冻结帷幕的形成原理、土体冻结导致的阻力增加原理以及冻结土体的稳定力学性质原理。
冻结帷幕的形成是通过在地下使用液氮或冷却液注入地下,使周围土壤迅速冷却并形成冷冻帷幕。
冷冻帷幕起到了隔水屏障的作用,阻止了地下水与施工区域的接触。
土体冻结导致的阻力增加是基于土体在被冻结后会形成一种类似岩石的坚固土体,具有较高的抗剪强度和抗弯强度,从而增加了地下结构的稳定性。
冻结土体的稳定力学性质是基于冻结土体能够有效地抵抗外界荷载的作用,保证施工期间地下工程的安全性和稳定性。
五、施工工艺基于冻结帷幕法地铁联络通道施工工法主要包括以下施工阶段:1. 跨越地铁线路的冷冻帷幕施工。
2. 联络通道顶部的横向冷冻帷幕施工。
3. 联络通道底部的纵向冷冻帷幕施工。
4. 检查孔施工。
冻结法施工工艺

冻结法施工工艺地铁施工旁通道冻结法施工工艺冻结法施工工法一、前言作为一种成熟的施工方法,冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中,已有100多年的历史,我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史,主要用于煤矿井筒开挖施工,其中冻结最大深度达435m,冻结表土层最大厚度达375m.自1992年起,冻结法工艺被广泛应用于上海、北京、深圳、南京等城市地铁工程施工中。
公司在上海地铁隧道旁通道工程施工中,采用了冻结法加固的施工方法,通过对施工工艺的归纳总结,以及参考有关施工技术资料,形成本工法。
二、特点冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的施工,经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点:1、可有效隔绝地下水,其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的,对于含水量大于10%的任何含水、松散,不稳定地层均可采用冻结法施工技术;2、冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件,地质条件灵活布置和调整,冻土强度可达5-10Mpa,能有效提高工效;3、冻结法是一种环保型工法,对周围环境无污染,无异物进入土壤,噪音小,冻结结束后,冻土墙融化,不影响建筑物周围地下结构;4、冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业,能有效缩短施工工期。
三、使用范围冻结法适用于各类地层,主要用于煤矿井筒开挖施工。
目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用。
四、工艺原理冻结法是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将松散含水岩土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水,以便在冻结壁的保护下,进行地下工程掘砌作业。
它是土层的物理加固方法,是一种临时加固技术,当工程需要时冻土可具有岩石般的强度,如不需要加固强度时,又可采取强制解冻技术使其融化。
五、工艺流程冻结法六、施工操作要点施工时,应不断对每个施工工序进行管理。
控制冻结孔施工、冻结管安装、冻结站安装、冻结过程检测的质量。
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术

地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术发布时间:2023-02-01T03:27:42.754Z 来源:《工程管理前沿》2022年第18期作者:张松[导读] 目前,我国的地铁工程已经进入了加速阶段,许多线路正在施工,一些大的工程正在进行,张松中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏省无锡市 214000摘要:目前,我国的地铁工程已经进入了加速阶段,许多线路正在施工,一些大的工程正在进行,已经有30多个城市已经建成。
跨线隧道施工是地铁隧道建设中的一个关键环节,也是一个危险累积期。
合理的冻结方案对确保项目的安全运行至关重要,通过实际应用,证明了冻结法是一种有效、安全可靠的方法。
传统的跨槽孔冻结技术在设计、施工方面较为成熟,但在特殊环境、承压含水层、特殊环境等条件下,仍然存在一些技术问题。
因此,本文就地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术展开了详细的论述。
关键词:地铁隧道;联络通道;冻结法1.冻结法施工技术的原理冻结技术在地层加固中得到了广泛的应用。
以人工制冷技术为主,建立了低温管路系统。
利用低温制冷剂的循环系统,将制冷能力持续传输至地表,从而将土壤含水量降至零点以下,从而实现冻结。
在此基础上,通过冰的黏结作用,将土壤固化为不渗透的整体结构,从而提高土壤的强度、稳定性和不渗透性,从而在地下排水中起到防护的作用,并能有效地抵御岩土的压力,保证施工和支护的安全。
按照制冷方式的不同,冷冻方式可以分为两种:循环制冷和直接制冷。
循环制冷系统的核心理念是:以氨、氟利昂为制冷剂,以盐水为制冷剂。
这种方法具有成本低廉、应用范围广等特点。
低温液态氮及其他有关物质是直接制冷的制冷剂。
利用水泵装置,将低温流体经冷却管道送入地层,冻结地层。
鉴于循环制冷方式和直接制冷方式的特性,本工程选择了循环制冷方式。
2.冻结加固方案的设计要点 (1)根据现场条件,横穿隧道应按水平或斜向设置,并在各孔内设置有孔板。
针对钻机施工中,泥浆水易于涌出,在钻孔入口处设有专用的封堵装置。
地铁联络通道冻结法施工技术

地铁联络通道冻结法施工技术第一篇:地铁联络通道冻结法施工技术联络通道冻结法施工技术摘要:结合上海地区地铁所处地层的特点,对联络通道的冻结施工作了详细的分析。
对水平冻结工艺、冻结施工、冻土开挖、冻胀融沉等几方面提出了有参考价值的施工参数及控制措施。
最后对施工的一些安全问题提出建议。
关键词:轨道交通;联络通道;冻结法;施工上海市地铁区间隧道所处地层常常遇到松软含水地层,稳定性差,因此,在联络通道土体开挖前,必须对周围土体进行加固。
用冻结法加固土体具有强度高、封水性好、安全可靠等优点,特别适用此类工程。
由于传统的垂直钻进冻结孔在城市中施工缺乏打钻空间,故以采用水平冻结[1,2]为宜。
1、联络通道施工联络通道及泵站常设在地铁区间隧道的最低点。
其由与上、下行线正交的水平通道和通道中部的集水井组成。
通道为直墙圆弧拱结构,集水井为矩形结构。
在冻结法施工过程中[3],通常用“隧道内钻孔,冻结临时加固土体,矿山法暗挖构筑”的施工方案,即:在隧道内利用水平孔和倾斜孔冻结加固地层,使联络通道及泵站外围土体冻结,形成强度高、封闭性好的冻土帷幕,然后根据“新奥法”的基本原理,在冻土中采用矿山法进行联络通道及泵站的开挖构筑施工。
地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行。
2、水平冻结工艺 2.1冻结帷幕设计冻土帷幕厚度设计,通常根据类似工程施工经验和设计试算,然后采用有限元对冻土帷幕受力与变形进行验算,直到满足要求。
2.2冻结孔的设置根据冻结帷幕设计及联络通道的结构,冻结孔按上仰、近水平、下俯3种角度布置在联络通道和泵站的四周,在通道下部布置2排冻结孔,加强通道冻结效果,把泵站和通道分为2个独立的冻结区域。
通常冻结孔的布置根据管片配筋情况和钢管片加强筋位置,在避开主筋的前提下可适当调整。
2.3制冷设计 1)确定冻结参数。
(1)设计盐水温度为-25~-30℃。
(2)冻结孔单组流量≥3 m3/h。
(3)冻结孔应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板,开孔位置误差≤100 mm。
地铁联络通道水平冻结加固施工工法(2)

地铁联络通道水平冻结加固施工工法地铁联络通道水平冻结加固施工工法一、前言地铁联络通道水平冻结加固施工工法是一种用于地铁施工中的加固技术,通过冻结土体来提高施工过程中的地基稳定性和施工效率。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例。
二、工法特点地铁联络通道水平冻结加固施工工法具有以下几个特点:1. 地基加固效果好:通过冻结土体,提高了地基的抗边坡稳定和抗沉降能力,从而保证了地铁联络通道的稳定性。
2. 施工效率高:冻结土体后变得坚硬,可减少地基沉降和地下水位降低,从而提高施工效率。
3. 经济可行:与传统的加固方法相比,地铁联络通道水平冻结加固施工工法采用的机具设备和材料成本较低,施工周期较短,节省了大量的时间和金钱。
三、适应范围地铁联络通道水平冻结加固施工工法适用于各种地质条件和地铁建设项目中的联络通道。
特别适用于地下水丰富、土体湿度较高的地区,如江南地区。
四、工艺原理地铁联络通道水平冻结加固施工工法的工艺原理是通过施加低温制冷剂使土体达到冻结温度,形成冻结墙体,提高地基的稳定性。
具体步骤包括:1. 预冷处理:采用低温制冷剂预冷土体以达到冻结温度,包括主冷却井和辅助冷却井。
2. 冻结墙体施工:在土体冷冻区域内,采用常规钻探和灌浆方式构筑冻结墙体,形成粗空洞。
3. 注浆灌封:使用高强度水泥浆注浆灌封冻结墙体和周边土体,形成完整的冻结墙体。
4. 激冷处理:通过进一步降低温度使冻结土体温度进一步降低,提高地基的稳定性。
五、施工工艺1. 土体预处理:根据地质情况,预先进行土体处理和浇注灌浆。
2. 预冷处理:根据设计要求,在预冷处理区域进行低温制冷剂的注入和排空操作。
3. 冻结墙体施工:通过钻孔方式,在冷却井内注入制冷剂,使土体温度降到冻结温度。
4. 注浆灌封:在冻结墙体周边进行注浆灌封,确保冻结墙体的完整性。
5. 激冷处理:进一步降低温度,增加冻结墙体的稳定性。
特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法(2)

特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法一、前言地铁盾构施工是一项复杂而困难的工程,特别是在特殊地质条件下的区间联络通道施工更是具有挑战性。
为了确保施工的安全和稳定,特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法应运而生。
该工法通过冻结地层以防止地下水的渗透,并采用特殊的施工工艺和技术措施来进行施工,保证工程的顺利进行。
二、工法特点 1. 冻结施工:采用液态氮等低温冷却介质,将地层冻结形成冻土墙,避免水压力破坏和地层塌陷。
2. 施工速度快:相比传统的盾构施工,冻结施工可以大幅缩短施工周期,提高施工效率。
3. 易于控制:冻结施工过程中的温度、冻结深度等参数可以进行精确控制,使施工过程稳定可控。
4. 环境友好:冻结介质可回收利用,对环境没有污染,符合环保要求。
三、适应范围该工法适用于地质条件特殊、地下水位较高、砂层易涌水等情况下的地铁盾构施工,特别是在区间联络通道施工中效果显著。
四、工艺原理冻结施工工法通过将液态氮注入地下,冷却地层,使地层中的水分达到冻结状态,形成冻土墙。
这样可以防止地下水的渗透,确保地面和盾构隧道的稳定。
同时,施工过程中采取各种技术措施,如注浆、加固等,以加强施工工程的安全性和稳定性。
五、施工工艺1. 地层调查:通过地质勘探和水文地质调查,了解地下水位、地质条件和水文特点,为冻结施工提供依据。
2. 设计方案:根据实际情况确定冻结施工的参数和工艺,包括冻结介质的选择、施工温度、冻结深度等。
3. 施工准备:准备所需的材料和设备,如液态氮储存设备、管道系统、注浆设备等。
4. 冻结施工:将液态氮注入地下,冷却地层,形成冻土墙。
根据设计参数进行冻结时间的控制。
5. 注浆加固:在冻结区域进行注浆加固,以增加地下结构的稳定性。
6. 盾构施工:在冻结区域内进行盾构施工,注意与冻结区域的密切配合。
六、劳动组织冻结施工需要专业的施工团队,组织人员合理分工,协调工作。
地铁区间旁通道冻结法施工工艺

❖ 充填注浆前先对冻结孔管进行割除封堵(一般在冷冻机停止 3天内完成,否则漏沙漏水难以封堵-封堵要求)。
二、冻结钻孔及测温孔
1、 设计旁通道冻结孔数一般66个(上行线隧道内布置51个冻 结孔,下行线布置15个冻结孔。具体要求如下:
2、冻结孔开孔位置误差不大于100mm,应避开管片接缝、螺 栓、主筋和钢管片肋板。
3、冻结孔最大允许偏斜150mm(冻结孔成孔轨迹与设计轨迹 之间的距离),冻结孔最大允许间距不大于1300 mm。
❖ 隧道内采用顶管方法施工,只适合于无集水井 (且地层较好无沙性强含水层)的旁通道(8号 线试验一个)。
❖ 冻结法施工(国内使用简介)。 ❖ 较好的地层也可直接开挖(明挖或暗挖)。
2工程概况及施工准备
❖ 旁通道施工前技术准备工作,向甲方索取以下资料了解工程概况, 编写设计方案及施工措施。
❖ 1、旁通道结构及防水图:所在隧道中心标高 m,地面标高 m, 旁通道埋深 m;旁通道所在两条隧道中心距。旁通道结构由两个 与隧道相交的喇叭口、通道及泵站等组成。(附图1-4)
地铁区间隧道旁通道
冻结法施工工艺
资料目录
❖ 1旁通道施工方法 ❖ 2工程概况及施工准备 ❖ 3施工方案 ❖ 4钻孔施工 ❖ 5冻结施工 ❖ 6开挖与构筑 ❖ 7劳动组织 ❖ 8工程监测 ❖ 9预案、注浆
1旁通道施工方法简介
❖ 地面加固有深层搅拌桩、旋喷桩和压密注浆加 固、结合地面降水等方法。其目的是止水和提 高土体强度(适合明挖也可暗挖6号线)。
冻结法在联络通道(旁通道)施工中应用

5 冻结帷幕计算
表中的安全系数K是由冻土强度与其相应的冻土结构相关 位置的应力比值。由于联络通道断面的土层以粉砂土为 主,故冻土强度以冻土平均温度为-10℃时的粉土强度为 准,σ压=4.0Mpa, σ拉=2.0Mpa,σ剪=1.7Mpa。从数据可见, 各截面的压应力安全系数K >2.19,拉应力安全系数K >1.94,剪应力安全系数K >3.64,安全储备较大 。
谢谢!
1 冻胀和融沉; 2 对土体加固为临时性质,不能长期起作用。
2 冻结原理
盐水循环------盐水吸收地层热量,在盐水箱内将热量 传递给蒸发器中的液氨;
氨循环------液氨变为饱和蒸气氨,再被氨压缩机压缩 成过热蒸气进入冷凝器冷却,高压液氨从冷凝器经 贮氨器,经节流阀流入蒸发器液氨在蒸发器中气化 吸收周围盐水的热量;
迄今为止,各国冻结井最大深度分别为:英国930m,美国915m, 波 兰 8 6 0 m, 加 拿 大 6 3 4 m, 比 利 时 6 3 8 m, 前 苏 联 6 2 0 m, 德国531m,法国550m,中国702m。
1 冻结法概述
冻结法的优点:
1 安全可靠性好,可有效的隔绝地下水; 2 适应面广。适用于任何含一定水量的松散岩土层,在复杂水文
1862年,英国首次在南威尔士的建筑基坑中使用了冻结法; 1880年,德国工程师F.H.Poetch在国际上首次提出并获得人工
冻结法专利; 1962年,日本从开始在岩土工程中应用人工地层冻结技术,随后
20年中约施工了250个冻结工程; 20世纪70~80年代,前苏联应用冻结法施工城市地铁、矿井和其
它工业建筑的大型工程达200余项。
1 冻结法概述
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10m。可根据钻机情 况 、 . 管片 配筋情 况 和旁通 道拟 开管 片 的实
际位置 , 对钻孔孔 位作少量调整 。2 测温孔 与卸压孔 布置 。为 了 )
一
堡 + 结施 h 结系安 l 鱼厂冻孔工 厂 器统装 赢磊磊 冻 l _
l 冻结孔 封堵 J —
土层注浆充填
测 量冻结帷幕范 围不 同部位 的温 度发展状 况 , 以便综合 采用相应
冻 结 法 施 工 的 地 铁 旁 通 道 施 工 工 艺 研 究
高 玉 宝
摘 要: 对旁通道 的冻结 法施 工工艺进行 了详细 的分 析, 并从冻结孔 的布 置、 冻结施 工、 冻土 开挖 、 构筑施工 、 地层跟踪 注
浆等几个 主要施工环节进行 了重点阐述 , 出了对施 工有参考价值 的施工参水 地
控 制措 施 , 确保施工 的安全 , 在隧道 的两侧要布设一定数量( 一般隧 道两侧各布设 6个) 的测温孔 。测 温孔 管材通常选用 3 2×35n . n 2 号低碳 钢无 缝钢管 。上 下行 隧道通 常还要 布设 一定数 量 的卸 0 压孑 ( L 一般设置 4个 ~6个 ) 。卸压孔是判断 冻土壁是 否交圈 的重 要指标 , 另外还可起 到释放 压力 的作 用 。3 制冷设 计 oa 冻结参 ) .
略不计 ;) 2 单梁法模 型计算 出来 的扭 矩较 梁格 法 大 , 者相 差值 行设计 , 两 抗扭箍 筋计算若采 用单 梁模型稍 微偏保 守一点 。总之用
在 1 %左右 , 5 其差 值超 出工程 允许 范围 , 故弯桥设 计和计算 时必 单梁法计算 出来 的内力来 控制 桥梁 设计 可 以满足 工程设 计 的要 须考虑这两种模型所得结果 的差别 ;) 梁法模 型计算 出来 的裂 求 , 3单 特别对于桥梁初步设计阶段 , 以减少弯桥设计计算的工作 量。 缝较梁格法大 , 两者相差值 在 5 %左右 , 其差值在工程允 许范围之 参考文献 :
内矿 山法 开 挖 构 筑 ” 全 隧 道 内施 工 方 案 , : 隧 道 内 利 用 水 平 交 圈 时 间 为 2 , 到设 计 厚 度 时 间 为 4 ; 极 冻 结 时 间 为 4 , 的 即 在 5d达 5d积 5d 孔和部分倾斜孔冻结加 固地层 , 使旁通道及集水井外 围土体冻结 , 维护冻结时间为 3 。b需冷量 : 0d . 冻结需冷量计算 : Q=12 d- 。 .n]  ̄
第3 6卷 第 1 4期
20 10 年 5 月
山 西 建 筑
S HANXI ARCHI TECTURI
V0 . 6 No. 4 13 1
Ma . 2 1 y 00
・ 31 ・ 3
文 章 编 号 :096 2 (0 0 1 .3 30 10 —8 5 2 1 )40 1 -2
1 冻结孔 的布 置。根据 冻结帷幕设 计及旁 通道 的结 构 , 常 ) 通
一
平冻结是最好 的方法 。 目前 , 国上海 、 我 南京 、 天津 等地用冻 结法 采用 两侧隧道打孔方式 , 冻结 孔按上 仰 、 近水 平、 下俯 三种 角度布 施 工的地铁 隧道 旁通道( 或联络通道 ) 工程 已 占大多数 , 冻结 法 已 置 , 以形成一个全封闭冻结加固区域 。开孔 间距一般取 为 0 5m~ . 成 为软土中地铁旁通道施工 的主要工法 。
内 , 以忽 略 不 计 。 可 [ ] J G I 22 0 , 路 钢 筋 混 凝 土 及 预 应 力 混 凝 土 桥 涵 设 计 1 T 3 —0 4 公 6 规 范[] S.
4 结 语
2 T 1 02 0 , 3 s. 通过对 两种计算模型 的计 算结果对 比分析可得 出 : 单梁 法计 [ ] J G 6 —0 4 公路桥 涵设计通 用规 范[ ] [ ] 孙广华 . 3 曲线桥 梁计算 [ . M] 北京 : 民交通 出版社 ,9 7 人 19 . 算 出来 的内力较梁格 法弯 矩偏 小 , 扭矩 偏大 , 对于较 大半 径 的 故 4 夏 淦 . 凝 土 弯梁桥 [ . 京 : 民 交通 出版 混 M] 北 人 弯桥 , 扭矩不控制设计 时 , 可以选择单梁模 型进行计算设计 , 用单 [ ] 邵容 光 , 梁模型计算 出来 的内力 来控 制截 面设 计和 裂缝 宽度计 算是 能满 纵 向钢筋和裂缝宽度设计 时可 以根据单梁模 型计算 出的弯矩来进
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图 1 施 工 工 艺 流 程 图
2 旁通 道施 工 的工艺 流 程
数确定 : 积极 冻结期盐水温度 为 一3 0℃ ~ 一2 8℃ ; 维护冻结 期温 地铁旁通道施工 大多采 用 “ 隧道 内水平 冻结 加 固土 体 、 隧道 度为 一2 8℃ ~ 一2 5℃ ; 冻结孔终孔 间距 L≤ 120m , 0 冻结帷幕
地 层 。在 这 种 地 层 中 施 工 , 结 法 是 行 之 有 效 的 0 。 用 冻 结 法 3 旁通 道 施工 主要 施工 工 艺 冻 』
加 固土体具有强度高 、 封水 性好 、 安全可靠 等优点 。然 而 , 统 的 3 1 冻结 孔布 置及 制 冷设 计 传 .
垂直钻孔冻结方法在城市 的许 多地 方没有 打钻空 间 , 因此 采用水
中图 分 类 号 : 3 . U2 13 1 概 述 文献标识码 : A
形成强度高 , 封闭性好 的冻 土帷幕 。在冻 土 中采用 矿 山法进 行旁
通道及泵站 的开挖 构筑施工 , 层冻结 和开挖构筑施 工均 在区间 地 隧道 内进行 , 其主要施工顺序见 图 1 。
在城市地铁建设 中, 面建 筑异 常拥挤 , 地 地表浅层 管 网复 杂 , 地铁隧道所处地层松 软 , 富含水 、 稳定 性差 , 且常 常遇 到松软含水