联络通道冷冻法施工技术73页PPT
联络通道冷冻法施工技术ppt课件
时间为25天，达到设计厚度时间为40天。 • 7.积极冻结时间为40天，维护冻结时间为30天。
联络通道冷冻法施工技术
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3.3.2 需冷量和冷冻机选型:
• 冻结需冷量计算：Q=1.2·π·d·H·K，根据计算需冷 量，选用W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台套，设计 工况制冷量为8.75×104 Kcal/h，电机功率100KW。 另外备用W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台。
3.1冻结帷幕设计
根据联络通道埋深及地层特性，按照冻土帷幕设计有 效厚度：通道和泵站为2m，冻结帷幕平均温度为-10℃， 相应的冻土强度的设计指标为：单轴抗压3.5Mpa，抗折 1.8Mpa，抗剪1.5Mpa，进行三维数值分析。(见冻结加 固范围示意图)
3.2冻结孔、测温孔、卸压孔的布置
冻结孔采用在隧道两侧打孔的施工方案，按上仰、近
• （1）冻结管选用Φ89×8mm,20#低碳钢无缝钢管, 丝扣连接,另加手工电弧焊焊接。单根长度1m～ 1.5m。
• （2）测温孔管选用Φ32×3.5mm,无缝钢管。
• （3）供液管选用Φ48mm钢管，采用焊接连接。
• （4）盐水干管和集配液圈选用Φ159×6mm无缝钢 管。
• （5）冷却水管选用Φ133×4.5mm无缝钢管。
水平、下俯三种角度布置。开孔间距为0.5m～1.0m，冻
结孔数63个，左线50个，右线13个。
布置8个测温孔，左右线各4个，深度1～3m，一般定
在终孔间距较大的位置。卸压孔布置4个，左右线各2个，
深度1～2m。（详见冻结孔布置平面图、立面图）。
联络通道冷冻法施工技术
联络通道施工工艺
浆回填，填充密实。
2.5：测斜 在完成冻结管总数的1/3，2/3以及全部钻孔结束时分三次对冻结管
进行测斜，冻结孔最大允许偏差15mm（冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之 间的距离）。
2.6：打压试验: 目的：检验冻结管密封性，看是否存在漏水情况。
方法：封闭好孔口，用手压泵打水到孔内，至压力达到0.8Mpa时 ，停止打压，关好阀门，观测压力的变化，30分钟允许降0.05 Mpa后， 稳压15分钟无变化者为试压合格。
在冻结初期，冻土仅在紧靠冻结管周围形成冻土柱；随 冻结过程的继续，冻土柱渐渐扩大并相互连接，在预计的冻结 时间后，冻土体达到设计厚度——形成冻土。
2、力学与热性质
抗压强度：是冻土的主要力学性质
随温度降低，冻土抗压强度提高；
抗拉强度相对抗压强度较低，且随温度降低不再增加。
热物理参数：导温系数、热容、导热系数以及相变潜热等影 响冻土热物理参数因素很多，温度、含水量、孔隙率、矿物 含量、未冻水含量等。确定土热物理参数比较复杂。
冻结粉砂
抗压强度
σ (MPa)
抗拉强度
θ (℃)
盐水冻结系统
3、盐水冻结系统
制冷技术（制冷系统、冷媒剂循环、冷却水循环）；
制冷循环一般包括四个过程：压缩—冷凝—降压—蒸发； 冷媒剂循环：与冻结管相连，将地层热量带出； 冷却水循环：将冷媒剂携带的热量释放于大气中；
联络通道冻结最基本，最简单概括：水的冰点是0 ℃，盐水 的冰点是-40 ℃，通过盐水在冻结管中的循环，将地层中的 水降至0℃以下（设计开挖节点验收前，盐水总去、总回温度 降至-28 ℃以下），令其冻结管周围地层水结冰（≥-10℃） ，形成冻结帷幕，提高冻土的抗压强度。从而在冻土的保护 下，构筑地下工程的一种方法。
联络通道冷冻法施工技术 PPT
地层冻结原理简图
冻结施工工艺
联络通道冻结加固及暗挖构筑工艺
施工准备
冻结孔施 工
冻结站安 装
冻结运转
冻结器系统
安装 检测系统安
装
隧道支撑 探孔试挖 拆钢管片 开挖、临时支 永久支护 护
冻结孔封堵 冷冻站系统拆
土层注浆充 填
二、隧道中线及联络通道控制点复核
• 因里程及管片拼装误差，联络通道的方位角并不是设计理论 上的0度，为了钻孔不发生偏差，在施工前需要对隧道中线 及联络通道控制点进行测量来重新定方位角和高程。如下图
3.3 制冷设计
3.3.1 冻结参数确定: 1.积极冻结期盐水温度为-28℃～-30℃。 2.维护冻结期温度为-25℃~-28℃。 3.冻结孔单孔盐水流量不小于3m3/h； 4.冻结帷幕设计平均温度为：-10℃(胶结面为-5 ℃)； 5.冻结帷幕设计厚度为：2m； 6.冻结孔终孔间距Lmax≤1200结法施工的城市很多，有上海、 南京、天津、武汉、杭州等，其联络通道结构大同小异。有些 地区在施工经验及专家意见下，对冻结孔布孔方式、数量和结 构方面作了很好的优化。
•现冻结法施工的联络通道采用“隧道内水平冻结加固土体、隧 道内矿山法开挖构筑”的全隧道内施工方案。即：在隧道内利 用水平孔和部分倾斜孔冻结加固地层，使旁通道及泵房外围土 体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。在冻土中采用矿 山法进行旁通道及泵房的开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑 施工均在区间隧道内进行。
3.2冻结孔、测温孔、卸压孔的布置
冻结孔采用在隧道两侧打孔的施工方案，按上仰、近水平、 下俯三种角度布置。开孔间距为0.5m～1.0m，冻结孔数63个， 左线50个，右线13个。
布置8个测温孔，左右线各4个，深度1～3m，一般定在终孔 间距较大的位置。卸压孔布置4个，左右线各2个，深度1～2m。 （详见冻结孔布置平面图、立面图）。
联络通道施工风险及对策PPT课件
暗挖法
从隧道里开挖，包括盾构法、矿 山法、钻爆法、新奥法、顶管法
技术手段有：顶进法，地层加固法（冻结法等）
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联络通道施工风险及对策
联络通道的作用 联络通道作为逃生通道 联络通道两个或几个单独设置的车站之间时，作
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联络通道施工风险及对策
联络通道的施工工法
工法众多，目前国内采取的工法主要有以下几种
明挖法
从地面开挖、支护至设计标高，然后帮扎钢 筋笼、立模、浇筑主体结构，最后回填覆土
盖挖法
由地面向下开挖至一定深度后，将顶部封 闭，其余的下部工程在封闭的顶盖下施工
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联络通道施工风险及对策
I. 由于冻土温度很低，建议初期支护混凝土和二次衬砌砖混 凝土施工考虑防冻措施，提高混凝土施工质量
II. 冻结过程应注意冻结质量的均匀性
III.在联络通道两侧设置防护门，一旦出现管涌，及时用沙袋 进行封堵；若封堵无效，封闭防护门，并对内注水或注浆 充填，避免更大事故发生
② 冻结过程中，隧道受冻土力作用，会发生横向变形，影响 隧道椭圆度，可在冻结前在隧道内安装预应力隧道支架
③ 布置测温孔以掌握冻土帷幕的形成过程及状况，判断冻土
柱是否交圈、冻土墙厚度及温度是否到到设计要求
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联络通道施工风险及对策
④ 布置卸压孔以减少冻结过程中土体冻胀对地表以及隧道的 影响
⑤ 钢管片拆除前，检查联络通道土体冻结帷幕墙厚度是否达 到设计要求、土体强度是否达到要求等
冻结法联络通道施工工法
7、冻结法联络通道施工工法7.1 施工顺序在第一台盾构机掘进贯通后立即开始联络通道施工，采用冻结法进行地层加固，然后采用矿山法在区间隧道内直接进行联络通道的开挖、初期支护、防水和衬砌施工。
由于盾构隧道内施工空间狭小，机械设备运输、转场困难，选择从最先贯通的隧道内向另外一侧隧道侧施工。
由于冻结加固和后续结构施工工序之间工艺要求衔接紧密，合理的安排各个联络通道的开工时间，是实现联络通道安全、快速施工的关键。
7.2施工流程①施工准备→②冻结孔施工和冻结管路安装→③积极冷冻，隧道管片加固保暖→④水平钻孔检验冻结效果→⑤打开钢管片→⑥联络通道开挖并实施临时支护，全过程维护冷冻→⑦防水层施工联络通道内衬结构施工→⑧冻结孔封孔、地层跟踪注浆、撤离。
7.3冻结加固方案施工7.3.1 冻结帷幕7.3.2 冻结孔布置及制冷（1）冻结孔的布置冻结孔开孔间距：冻结孔取0.8～1.0m。
冻结孔偏斜控制，原则上不允许内偏，为减少冻土挖掘量，应控制终孔径向外的偏角在0.5～1.0°范围。
终孔间距最大控制在1.4m之内。
根据施工工艺确定，冻结管选用φ89×8mm低碳钢无缝钢管。
联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量见表。
联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量一栏表（2）制冷①冻结参数确定设计盐水温度为-28℃～-30℃。
冻结壁厚度：3.0m。
冻结孔单孔流量不小于4m3/h。
冻结孔终孔间距Lmax≤1400mm，冻结帷幕交圈时间为35天，达到设计厚度时间为45天。
积极冻结时间为50天，维护冻结时间为60天。
为保证缩短冻结时间，保证整体冻结效果，在另一侧盾构隧道的联络通道冻结相应位置处在管片内部设置保温层。
测温孔和泄压孔分别为8个和4个，具体位置视现场情况而定。
测温孔一般定在终孔间距较大的位置。
②需冷量和冷冻机选型冻结需冷量计算：Q=1.2·π·d·H·K式中:H—冻结总长度；d—冻结管直径：φ89×8mm；K—冻结管散热系数：1.2；将上述参数代入公式得：Q=1.2·π·d·H·K =61989Kcal/h选用YSLGF300型螺杆机组2台套，设计工况制冷量为87500 Kcal/h，电机功率95KW。
联络通道冷冻法施工工艺工法(后附图片)
联络通道冷冻法施工工艺工法1前言1.1工艺工法概况人类首次成功地使用人工制冷临时加固土体是在1862年英国威尔士的建筑基础施工中，在我国煤炭建设中的应用也有整整40年的历史了。
而在其它岩土工程中的应用则刚刚起步。
1994年在上海地铁1#线旁通道施工采用了冷冻加固施工，利用人工制冷技术,使地层中的水变冰,把天然土变成冻土,增加其强度和稳定性,隔绝地下水与地下结构的联系,以便在冻结壁的保护下进行施工的一种特殊施工方法。
目前这项地层加固特殊技术被广泛地应用到世界许多国家的隧道、地铁、基坑、矿井、市政及其他岩土工程建设中，成为岩土工程尤其是地下工程施工的重要方法之一，在我国已经广泛应用于矿井深井加固、地铁联络通道及盾构进出洞端头加固、深基坑冻结帷幕墙等施工领域，应用前景十分广阔。
1.2工艺原理通过热量交换原理，将冷媒输送至冷冻管道，通过管道内的循环将土体中的热量带出，使土体中水分温度不断降低结冰，范围不断扩大，使施工区域外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。
冷冻法加固地层的原理,是利用人工制冷的方法，将低温冷媒送入地层，把要开挖体周围的地层冻结成封闭的连续冻土帷幕，以抵抗外侧水土压力，并隔绝地下水与开挖面之间的联系，然后在这封闭的连续冻土帷幕的保护下，进行开挖和做永久支护的一种地层特殊加固方法。
制冷是由三大循环系统来完成的，分别为氟里昂循环系统、冷媒循环系统和冷却水循环系统。
进入地层的冷媒通过进、回管路与地层相连，通过冻结管与地层进行热交换，将冷量传递给周围地层，将地热通过冻结孔由低温冷媒传循环系统传给氟里昂循环系统，再由氟里昂循环系统传给冷却水循环系统，最后由冷却水循环系统排入大气。
随着低温冷媒在地层中的不断循环，地层中的水逐渐结冰，形成以冻结管为中心的冻土圆柱，冻土圆柱不断扩展，最后相邻的冻结圆柱连为一体并形成具有一定厚度和强度的冻土帷幕。
2工艺工法特点2.1封水性有自由水(一般情况下含水率应大于10%,否则要采取增加土层湿度的辅助工法)就能冻结成冻土,形成冻土壁。
联络通道施工工艺PPT课件
（1）、采用通用隧道多边形型钢加工的支架； （2）、 每榀支撑有8个支点，由5个OLD50螺旋千斤顶提供预应力， 每个点须能承受最大500KN的径向荷载； （3）、施工时应及时将松驰各个千斤顶拧紧； （4）、超过支架最大可承担荷载后需采用其它方法对隧道管片进行 加强。 1. 3预应力支架安装目的：
2015年5月27日
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34.26
右线
C6
925
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27
34.26
右线
C7
900
2015年5月26日
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右线
C3为测量右线上部喇叭口冻结帷幕发展情况，C8为测量右线底部 喇叭口冻结帷幕发展情况，C9为测量左线上部喇叭口冻结帷幕发展情 况，C1、C2、C4、C5、C6、C7与冻结孔平行打设，此6个测温孔为测 量冻结帷幕剖面发展情况。
结天数控制为45天。 4. 2冻结期间注意事项： （1）、冻结区严禁积水； （2）、冷却水进出水温差宜为3~5℃ ； （3）、盐水去回温差：积极冻结期宜为1~4 ℃ ；开挖期间不宜大于2 ℃；
5、维护冷冻
5. 1冷冻天数： 冷冻天数为自冷冻开挖直至联络通道二衬结构施工完毕后，方可
停止冷冻，拆除冻结站，注意这里冻结期间的45天。 5. 2冻结期间注意事项： （1）、冻结区严禁积水； （2）、冷却水进出水温差宜为3~5℃ ； （3）、盐水去、回温差：积极冻结期宜为1~4 ℃ ；开挖期间不宜大于 2℃；
联络通道结构图
工程内 容 联络通道施工主要包括以下两大部分
冻结法施工概述及原理
1、冻结法概述 2、力学与热性质 3、盐水冻结系统
冷冻法施工工艺
冷冻法施工工艺公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]冷冻法施工目录1.1工程概况1.1.1工程简介【南浦站～洛溪站区间】区间长度920m，联络通道设置在里程YDK6+处，上方中心为花坛。
联络通道埋深约16m，结构高4.25m，宽3.8m，长6.54m。
联络通道采用矿山法施工，结构形式为初期支护+二次衬砌。
联络通道结构见图1、2。
图1 联络通道结构图图2 联络通道结构剖面图冷冻前已对联络通道范围地层采用Φ800@600双管旋喷桩加固，相邻排错位布置。
加固在08年12月中旬完成。
考虑到加固地层地下水流动性较强且位于砂层，采用先联络通道开挖，后切割隧道管片的方法，即地层加固后，在地面两隧道之间先施工一竖井（直径2.5m的钢护筒）至联络通道位置，然后再使用矿山法开挖联络通道，在联络通道初衬完成后，最后切割管片连通隧道并施工二衬。
1.1.2工程地质及水文地质[南浦站～洛溪站]联络通道顶部埋深为15.7m，底部埋深19.8m，穿越地层主要为<3-1>粉细砂层。
联络通道上方是：<3-1>粉细砂层、<2-2>、<2-1A>淤泥及<1>杂填土等地层，下方是：<4-1>淤泥质土、<5-2>硬塑粘土、<6>全风化红岩、<7>强风化红岩等。
洞身上覆土层为<3-1>粉细砂层、下卧土层为地层<4-1>淤泥质土、<3-1>粉细砂层，剖面图如图3。
勘察报告显示，联络通道地层及隧道上覆地层均为透水地层，渗透系数分别为：<3-1>粉细砂层2.5m/d； <2-2>淤泥质细中砂层1.8m/d。
由于地层渗透性强，又距离江边较近，联络通道位置地下水与三枝香水道有直接水力联系。
1.2冷冻法施工工艺及特点1.2.1施工工艺流程联络通道施工可分为冻结孔施工、冻结施工和开挖构筑施工三个主要部分，其主要施工顺序见下图所示。