冻结法施工在地铁中的应用
哈尔滨地铁2号线博工区间联络通道冷冻法施工技术
哈尔滨地铁2号线博工区间联络通道冷冻法施工技术(中国水利水电第四工程局有限公司轨道交通工程公司湖北武汉430000)内容提要文章介绍了哈尔滨地铁2号线博工区间联络通道冷冻法施工技术，包括该方法的冻结施工参数计算、工序划分及施工方法，分析总结了地铁联络通道冷冻法的关键技术，可为类似高寒地带工程施工提供参考。
1工程概况I.1区间概况哈尔滨地铁2号线博物馆站~工人文化宫站区间设置一处联络通道兼泵房，联络通道处线间距II.100m,拱顶覆土厚度约9.8m,底板埋深约17.6m,采用矿山法施工。
联络通道及泵站范围内有一根100给水管，埋深2.0m;—根燃气©219,埋深1.7m;排水<|>400,埋深2.4m;电力管，埋深1.3m。
1.2工程及水文地质状况博物馆站~工人文化宫站区间所处地貌为岗阜状平原，根据钻孔揭露和室内土工试验结果，该场地勘察深度内揭露的地层为第四纪地层。
表层由杂填土组成，上部地基主要由粉质黏土组成，下部主要由中粗砂厚薄不均黏性土组成。
根据勘探揭示的地层结构，勘探深度内场地地下水可分为上层滞水、孔隙承压水，该位置地下水位位于地下3.2m。
孔隙潜水初见水位埋深3.50~7.80m,地下水静止水位埋深为3.20~7.30m,标高115.33~117.58m(大连高程系)。
松花江阶地段孔隙承压转无压水初见水位埋深&80~11.50m,地下水静止水位埋深为8.5〜11.1m,标高11&54~119.84m (大连高程系)，抗浮设防水位123.5m。
1.3工程难点及控制原则(1)对周围环境控制要求较高隧道的抗变形能力较差，且联络通道地表存在道路及管线，变形控制要求高。
施工过程必须严格控制钻孔、开挖及冻胀、融沉对地层的扰动。
(2)结构施工环境较差通道结构承受的水压大，抗渗要求高。
结构施工环境差，空间狭小，通道拱顶混凝土不易振捣密实,要保证结构不渗漏水难度较大。
2冻结加固方案2.1施工工法根据类似工程施工经验，联络通道施工拟采用“隧道内水平冻结加固土体，隧道内暗挖构筑”的全隧道内施工方案，即:在隧道内采用冻结法加固地层,然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道的开挖构筑施工。
冻结法施工工法
冻结法施工工法冻结法施工工法是一种在土壤或地下水中适用的特殊工法，通过使用低温冻结土壤，以达到固结土壤、提高土壤强度的目的。
该工法被广泛应用于地铁隧道、地下工程以及水利工程等领域。
一、工法原理及步骤冻结法施工工法的原理是通过将导热性能较好的冷媒注入到土层中进行冷冻，降低土壤温度，使土壤中的水分形成冰，进而形成冻结固结的效果。
以下是冻结法施工工法的基本步骤：1. 前期准备工作：包括确定施工区域、进行地质勘探、设计冻结井孔等。
根据具体工程的要求，确定冻结井孔的深度和间距，并进行相应的测量放线工作。
2. 预冷：在施工区域进行预冷，通过降低区域温度，使土壤开始结冰。
预冷可以使用喷淋水或者其他降温设备。
3. 钻井：根据设计要求，在施工区域进行钻井，并安装冻结井孔。
冻结井孔的数量和位置应严格按照设计要求进行设置。
4. 注冷液：将冷媒通过冻结井孔注入土体中，并控制注入速度和密度。
冷媒冷却土壤中的水分，使其凝结为冰。
在注入过程中，需要利用监测设备进行实时监控，确保施工的效果和质量。
5. 冻结维持：在冷却液注入完成后，需要维持一定的冷却时间，以保证土壤完全冻结。
同时，需要对温度进行监控，确保土壤的冷冻效果。
6. 结冰固化：待土壤冷冻完全固化后，可以进行下一步的施工工作。
在这个阶段，冰固体将充当支撑结构的作用，可以避免土壤下陷或发生坍塌。
7. 结束施工：当施工工作完成后，需要进行冰体融化处理。
根据具体情况，可以使用加热水或者其他加热设备加快融冰过程。
融冰后，土体恢复正常状态，可以进行后续的工程施工。
二、冻结法施工工法的优点1. 提高土体强度：冻结法施工工法可以将土壤中的水分冻结成冰，使原本松散的土体变得坚实。
这有助于提高土壤的强度和稳定性，保证施工过程中的安全性。
2. 控制水位与土层状况：通过冻结法施工工法，可以有效地控制水位，避免地下水渗透到施工区域。
这对于地铁隧道、水利工程等需要在地下进行施工的项目尤为重要。
3. 提高施工效率：与传统的地下施工工法相比，冻结法施工工法能够提高施工效率。
冻结法,应用基坑支护案例
冻结法,应用基坑支护案例
咱来说说冻结法在基坑支护的案例。
就说有这么一个地铁站的建设项目，那基坑得挖得又大又深，周围还有好多已经存在的建筑啊，道路啥的，就像在一群精密摆放的瓷器中间掏个大坑一样，可不能把周围的东西给弄垮喽。
这时候冻结法就闪亮登场了。
施工团队就在基坑的四周，按照设计好的布局，开始打那些冻结管。
这些冻结管就像一个个小小的魔法棒一样。
然后呢，往里面注入冷冻液，这冷冻液就开始在地下发挥威力啦。
随着冷冻液的循环，基坑周围的土壤就像被施了魔法一样，慢慢地就被冻结得硬邦邦的。
就好像给基坑穿上了一层超级坚固的冰铠甲。
这层冰铠甲可厉害啦，它的强度能够支撑住周围的土压力，不让那些土向基坑里面塌落。
而且啊，这个冻结法形成的冰墙还有一个好处，它的密封性特别好。
在基坑施工过程中，要是有地下水想偷偷渗进来捣乱，这冰墙就像一个严严实实的守门员，把地下水都给挡在外面了。
在整个地铁站基坑的建设过程中，冻结法支护的这个基坑稳稳当当的。
工人们就在这个安全的大坑里，有条不紊地进行着各种施工工作，像是扎钢筋、浇筑混凝土之类的。
地铁站顺利建成了，而冻结法在这个过程中就像一个默默无闻但又超级给力的幕后英雄，保证了整个工程的安全和顺利进行。
联络通道冻结法施工方案2
联络通道冻结法（冷冻法）施工方案一、工程概况让我们来了解一下工程概况。
本次工程位于城市繁华地段，地下管线复杂，为了保证施工安全、顺利进行，我们决定采用联络通道冻结法施工。
1.工程地点：市路2.工程性质：地铁联络通道施工3.施工方法：联络通道冻结法二、施工原理及设备我要详细介绍一下联络通道冻结法的施工原理及设备。
1.施工原理：通过在联络通道周围布置冻结管，注入液态二氧化碳，使土壤中的水分结冰，形成冻结帷幕，从而隔离地下水，达到安全施工的目的。
2.施工设备：冻结管：用于注入液态二氧化碳，形成冻结帷幕。
冷却系统：用于将液态二氧化碳冷却至所需温度。
循环泵：用于循环液态二氧化碳，保持冻结帷幕的稳定性。
三、施工步骤及要点1.施工前期准备：主要包括现场调查、编制施工方案、办理相关手续等。
2.冻结管布设：根据设计要求，在联络通道周围布置冻结管，确保冻结帷幕的完整性。
3.注入液态二氧化碳：通过冷却系统将液态二氧化碳注入冻结管，形成冻结帷幕。
4.冻结帷幕监测：实时监测冻结帷幕的稳定性，发现问题及时调整。
5.施工过程中注意事项：确保冻结管布设的准确性，避免因冻结管位置不准确导致冻结帷幕不完整。
控制液态二氧化碳的注入速度，避免因注入速度过快导致冻结帷幕不稳定。
加强现场监测，发现异常情况立即采取措施，确保施工安全。
四、施工安全及环保措施1.安全措施：加强现场安全管理，严格执行安全规定。
配备专业的施工队伍，提高施工人员的安全意识。
定期进行安全培训，提高施工人员的安全技能。
2.环保措施：严格控制液态二氧化碳的排放，避免对环境造成污染。
采用先进的施工设备，降低噪音污染。
施工过程中，加强对周围环境的影响评估，确保施工对环境的影响降到最低。
五、施工进度及验收1.施工进度：根据工程要求，制定详细的施工计划，确保工程按时完成。
2.验收标准：按照国家相关标准，对冻结帷幕的稳定性、施工质量等进行验收。
我要感谢团队的支持与配合，让我们一起为这个项目努力，共创辉煌！1.冻结管布设精准度注意事项：冻结管的位置必须精确，稍有偏差就可能导致冻结帷幕不完整，影响施工安全。
地铁盾构区间联络通道冷冻法施工
地铁盾构区间联络通道冷冻法施工摘要：地铁盾构法隧道施工时，联络通道可能会因为施工地质和地域气候的原因，采取不一样的加固方法。
在高温气候地区，联络通道常用地面旋喷桩加固。
而在地质松软地区，联络通道常用冷冻法加固。
冷冻法施工技术比传统加固技术更具优势，现被我国地铁区间联络通道施工广泛采用。
本文就此举例分析了地铁盾构区间联络通道的冷冻法施工，探讨了冷冻法施工的要点，为冷冻法在我国北方地区的使用积累经验。
关键词：地铁盾构；区间联络通道；冷冻法施工1 导言地铁盾构区间联络通道暗挖施工的地基加固工程中，经常使用的方法有搅拌桩、旋喷桩、压力注浆等。
但是，在富水的粉细砂地层中，由于很难控制水泥浆的流失，采用上述的施工方法往往达不到预期的加固效果；联络通道一般都处在繁华街道的路面以下，地面交通繁忙，无法占用路面进行钻孔和桩体施工，因而，冷冻法就成了地基加固的较好选择。
2 冷冻法施工技术冷冻法施工工艺流程：施工准备→管片壁后注浆→钻冻结管孔→冻结管安装→冻结系统安装→监测系统安装→“积极冻结”→“维持冻结”→联络通道和废水泵房开挖、衬砌→解冻→拆除冻结系统。
2.1施工准备冻结法施工前应根据地质情况制定冻结法施工方案，在报请监理审批后实施。
冻结法施工必须由专业施工队伍来完成。
因此，应该选择有专业资质、信誉好、有类似工程施工经验的队伍完成这项任务。
2.2管片壁后注浆为防止在管片上钻冻结孔时发生涌砂、涌水，钻孔之前先对管片壁后进行水泥—水玻璃双液注浆。
两种浆液的体积比为１∶１，其中水泥浆的水灰比为１∶１；水玻璃浆液为Ｂ３５～Ｂ４０水玻璃加同体积水的稀释液。
上、下行线需要进行管片壁后注浆的管片各１２环，分别是联络通道处的４环钢管片和前后各４环混凝土管片。
管片壁后注浆为半截面注浆（即只对联络通道所在一侧的土体进行注浆）。
每环管片设５个注浆孔，分别布置在：上行线管片的１２点、１．５点、３点、４．５点、６点的位置；下行线管片的１２点、１０．５点、９点、７．５点、６点的位置。
矿山法结合冻结法在地铁联络通道施工中的应用
津 滨轻轨 工程 建 设指 挥部
［ 摘
及 潇涵
要］ 本 文介 绍了矿 山法结合冷冻 法在 天津地铁 ９ 号线 中山门站 至东兴路站联络通道施 工 中的应用 ， 包括施 工工艺、 技 术措施 ， 重 联络通道 矿 山法 冻结 法 施工
点对冻结施工技术 、 矿 山 法施 工技 术 、 施 工 监 测 进 行 了论 述 。
［ 关键 词］ 地铁
１ ． 工程概况
盐 水循 环泵选 用 Ｉ Ｓ １ ２ ５ — １ ０ ０— ２ ０ ０ 型１ 台， 流量２ ０ ０ ｍ ３ ／ ｈ ， 电机 功 率 ３ Ｏ ＫＷ 。 １ ． １ 工程 简介 东兴路站联络通 道位于 Ｃ Ｋ ７ ＋ １ ０ ０ 处， 通道 长约 ５ ． ８ ｍ， 作为地铁运 营 冷却水 循环选用 Ｉ Ｓ １ ２ ５ — １ ０ ０ ～ ２ ０ ０ Ｃ 型１ 台， 流量 ２ ０ ０ ｍ ／ ｈ ， 电机功 率 中两车站之 间的联络 等用途 。工 程结构 由两个 与隧道相交 的喇叭 口、 ３ ０ Ｋ Ｗ。冷却塔选用 Ｎ Ｂ Ｌ － ５ ０ 型二 台， 补充新鲜 水 １ ５ ｍ ／ ｈ 。 通 道等结 构组成 。上 、 下行线 隧道 中心线 间距 １ ３ ｍ 。通道 为直墙 圆弧 ２ ． ２ ． ４ 管路选择 拱 结构 ， 联络通道暗挖 区标 高范围约为 ３ ． １ ｌ ｍ 。本工程主要包 括联络通 冻 结管选用 １ ０ ８ × ８ ｍ ｍ ， ２ ０ ＃ 低碳 钢无缝钢管 ， 丝扣连 接， 另加手 工 道、 开挖构 筑施工两 部分 内容 。设计地 层加 固体 积约为 ５ ７ ２ ｍ ， 挖 掘土 电弧焊焊接 。单 根长度 ｌ ｍ—１ ． ５ ｍ 。测温 孔管选 用 ３ ２ ×３ ａ ｒ ｍ无缝 钢 方 和浇注混凝土体积分别约 为 １ ６ ３ ． ９ ０ ８ ｍ ３ 和１ ０ ６ ｍ ￣ 。 管 。供液管 选用 １ ． ５ 钢管 ， 采用 焊接连接 。盐水 干管 和集配 液圈选 用 １ ． ２ 工程地质及水文条件 中１ ５ ９ × ６ ａ ｒ ｍ无缝钢管 。 冷却 水管选用 中１ ３ ３ × ４ ． ５ ａ ｒ ｍ 无 缝钢管。 根据地质剖面 图， 联 络通道上覆土层厚度 约为 ３ ． １ ｌ ｍ 。通 道上方地 ２ ． ２ ． ５ 冻结 管路 连接与保温 层在Ｃ Ｋ ７ ＋ ０ ５ ０ Ｃ Ｋ ７ ＋ ４ ４ ０ 区段 ， 洞 身主要 处于④ ４ 粉 质粘土 、 ④５ 粉 土 盐 水干管用 法兰盘 连接 ， 在盐 水管路 和冷却水 循环管路 上设置 阀 及⑤３ 粉土、 ⑤３ 粉质 粘土层 中 ； 基底 下岩 土为⑤２ 粉土 、 ⑤３ 褐 黄色粉 门和温度测点 、 压力表 等测试组件 。盐水管 路经试漏 、 清洗后用保 温板 质粘土 、 ⑤４ 粉 土。其 中 ， ④５ 及 ⑤２ 、 ⑤４ 为弱透 水层 ， 易 因地下 水的潜 或 棉絮保 温 ， 保温厚度为 ５ ０ ａ ｒ ｍ， 保温层 的外侧用塑料 薄膜包 扎。 蚀 作用 发生 流土及 管涌现 象 。由于该 区段 ４ ． ０～ １ ５ ｍ以上 地层 多呈流 冷 冻机组 的蒸发 器及低温 管路用棉 絮保温 ， 盐水箱 和盐水干管 用 塑～ 软 塑状态 ， 粉 质粘土及 粉土属 于 中 ～ 高 压缩性 土 ， 围岩稳定 性差 ， ５ ０ ｍ ｍ厚 的保温板 或棉絮保 温 。将 冻结帷幕加 固 区域 的混凝土墙 外侧 结构松散 ， 基底稳定性差 ， 洞 身易发生较大变形 。 用２ ０ ｍ ｍ厚 的保 温板铺 设 ， 保温范 围为冻结 区域 向外延 伸 １ ． ５ ｍ 。 该 区间地 下水潜水 位标高为 ３ １ ． ３ ０ —３ ２ ． ８ ９ ｍ ， 联 络通道施 工进入潜 ２ ． ２ ． ６ 冻结系统试运转与积极冻结 水层 ； 承压水头标 高为 ２ １ ． ３ ２ ～ ２ ５ ． ６ ０ ｍ， 水头埋深为 ｌ ５ ． １ ０ —１ ８ ． ２ ０ ｍ， 通道 设 备安 装完毕后 进行调试 和试运转 。在试运 转时 ， 要随时调 节压 施工未进入承压水 。 力、 温度等各状态 参数 ， 使机组在有 关工艺规程和设备要求 的技术参数 联络 通道施工 范围 内地 层多呈 流塑 一 软 塑状态 ， 粉质粘 土及粉 土 条件下运行 。冻结系统运转 正常后 进入积极冻结 。 属于 中 ～高压缩 性土 ， 围岩稳定性 差 ， 结构松散 ， 基底 稳定 性差 ， 洞身 易 此 阶段 为 冻结 帷幕 的形成 阶段 ， 积极 冻结 期盐水 温度 为一 ２ ８ ￣ Ｃ一 发生较 大变形。因此 ， 在该地层 内开挖构筑联 络通 道 ， 必须先对施工 影 ３ Ｏ ℃， 设计冻结 时间为 ３ ０ 天， 要求 冻结孔单孔 流量不小 于 ５ ｍ ＇ ／ ｈ ； 积极 响范 围内的土体 进行 稳妥 、 可靠的加 固处理 。 冻结 ７ 天盐水温 度降至一 １ ８ ￣ Ｃ以下 ， 积极冻结 ｌ ５ 天盐水 温度降 至一 ２ ４ ℃ ２ ． 施工方案及施工 方法 以下 ， 去 回路温差 不大 于 ２ ℃。如盐水 温度 和盐水 流量达 不到设 计要 ２ ． １ 施工方 案的选 择 求， 应延长积极冻结 时间。 ２ ． ２ ． ７ 维护冻结 根 据上述 施工 条件 ， 结合 上海 地铁联 络通 道施 工经 验 ， 经 充分 技 术、 经济 比较 ， 采用 了“ 隧道 内水 平冻结加 固土体 ， 隧道 内开挖构筑 ” 的 在积极 冻结过 程 中， 要 根据实 测温度 资料判断冻 结帷幕 是否交使联 络通道 外 和达到设计厚 度 ， 同时要监测冻 结帷幕与混凝土墙 的胶 结情况 ， 测温判 围土体冻结 ， 形成强度 高 、 封 闭性好 的冻土帷幕 ， 然后在 冻土帷幕 中采 断冻 结帷幕交 圈并达 到设计厚度 且与 隧道 完全胶 结后 ， 可进 入维护 冻 ２ ５ ℃ —． ２ ８ ￣ Ｃ， 冻结 直到盾构推 进顺利 完 用 矿山法进行通道及集水 井的开挖构筑施 工。用冻结法加 固地 层的突 结 阶段 。维 护冻结期温 度为一 出优 点是 ： 施工不 占用地 面 ， 冻结和开挖 引起 的地表沉降容易控 制在规 成 。 范 要求 之内 ， 冻土帷幕均匀性好且 与隧道管片结合严密 。 ２ ． ２ ． ８ 冷 冻管拔 出 ２ ． ２ 冻结法施工 （ １ ） 准备工作 由于该处联络通道 位于闹市 区地下 ， 且 所处地层 比较 复杂 ， 在地层 冷 冻管拔 出前做好相应 的准备 ， 备好盐水加 热箱 、 管钳 、 刀链 、 砂浆 冻 结施工 中必须采取 切实可 靠的技术措 施 ， 以确保联络 通道施 工和地 柱 、 木楔 、 液 氮等器具 。 同时停 止洞 门圈范围 内的冻结管冻结 ， 外部 冻 结管保 持冻结 。 面建 、 构筑物和交通安全 。 地层冻结加 固范围确定首先须满 足以下基本要求 ： 首先 ， 围护开挖 （ ２） 局部解冻 区， 确保开挖 和支 护施工能安全顺利地 进行 ， 主要是要保证 冻土帷幕有 利 用热盐水在冻结器里循环 ， 使 冻结管周围解冻 ３ ０ ～ ６ ０ ｍ ｍ 。 ａ 、 利用一 只 １ 足够 的强度 ， 也就 是实际 冻土帷幕 的有效厚 度要达到设 计厚度 ； 其次 ， ｒ ｎ ３ 的盐水 箱储存 盐水 ， 用４ ５ Ｋ Ｗ一 ９ ０ Ｋ Ｗ 的 电热 器加 还要便 于隧道开挖 和支护 ， 降低施 工费用 ， 缩 短施工 工期 。为此 ， 确定 热盐水。 ｂ 、 利用 ８ ｍ ／ ｈ 的水 泵循 环 热盐 水 ， 先用 ３ ０ ～ ４ ０ 的盐 水循 环 ５ 分 在一条隧道施工 冻结孔 ， 加 固通道周 围土层的冻结孔 沿通 道四周布置 ， 钟， 再用６ ０ ～ ８ ０ ℃的盐水循 环 １ ０ 分钟 ， 当回路盐 水温度达 到 ２ ５ — ３ ０ ￣ Ｃ 基本呈水平 ， 加 固泵站 土层的冻结孔成 向下倾斜状 。 时开始拔管 。 ２ ． ２ ． １ 冻结参数确定 积极 冻结 期盐 水温 度 为一 ２ ８ ２ ２—一 ３ ０ ℃， 维 护冻 结期 温度 为一 ２ ５ ℃ （ ３ ） 冷冻管拔 出 ２ ８ ℃。 ａ 、 先用 大管 钳夹住 冻结 管 ， 并 转动 ， 如 果不 能转动 ， 则继 续解 冻 。 外 围冻结孔终孔 间距 Ｌ ｍ ａ ｘ １ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 冻土发展速 度 ２ ５ ｍ ｍ ／ ｄ ， 冻结 转动后用 ３ ｔ 的拉刀链拔冷冻管 。 交 圈时间为 ２ ０ 天， 达到设计厚 度时间为 ２ ８ 天 。洞圈内的冻结孔终孑 Ｌ 间 ｂ 、 冻结管拔 出以后采用砂浆柱 回填管孔 ， 并用双快水 泥封堵。 Ｃ 、 如遇冷冻管拔 断则应该用风镐将 管头凿 出， 然后再 拔 ， 拔 出以后 距Ｌ ｍ ａ ｘ ＜１ ￣ ６ ０ ０ ｍ ｍ， 冻 土发 展速度 ： ４ ０ ｍ ｍ ／ ｄ ， 冻结交圈时间为 ２ ０ 天， 达到 设计 厚度 时间 为２ ５ 天 。为确保 安全 ， 确定积 极冻结 时间 为 ４ ５ 天 。 冻 立 即用 双快水 泥进行 封堵 。 结孔布 置５ ３ 个， 冻结管总长度为 ６ ３ ５ ｍ。 ｄ 、 整个冷冻 管拔 出时 间应该控 制在 ２ ０ ｄ ， 时 以内 ， 防止冻 土融化 ， ２ ． ２ ． ２ 需冷量 和冷冻机选型 发生涌水涌砂 。 ｅ 、如在拔冷冻 管过程 中发生漏水情 况 ， 冻结需冷 量计算 ： Ｑ ＝ Ｉ ． ２ ・ 订・ ｄ ・ Ｈ・ Ｋ 立 即停止拔 管 ， 并在冷冻管 式 中： Ｈ ． 一冻 结总长度 ； 内通加 注液��
冻结法在城市地铁施工中的应用
冻结法在城市地铁施工中的应用地铁是现代都市不可或缺的交通工具之一，它以其高速、大运量、准时、安全等优点，为市民提供了极大的便利。
然而，地铁施工的过程却是一项极为复杂和艰巨的任务，尤其是在城市中，需要面对各种地下管线、建筑物、道路等等复杂的地质和环境条件。
在这些条件下，冻结法应运而生，成为地铁施工中一种重要的技术手段。
冻结法，顾名思义，就是通过将地下水和其他液体冻结成冰，形成一层坚固的冰墙，以达到加固地基、防止地下水渗透、控制地面沉降等目的的一种技术。
冻结法在地铁施工中的应用，主要是用于隧道开挖、基坑支护、防止地下水涌入等方面。
1.效果显著。
冻结法可以迅速地将地下水和其他液体冻结成冰，形成一层坚固的冰墙，从而达到加固地基、防止地下水渗透、控制地面沉降等目的。
2.安全性高。
冻结法是一种非侵入性的施工方法，不会对周围的地下管线、建筑物等造成破坏，同时，冻结过程中，可以通过对冻结温度和速度的控制，有效地防止地面沉降等问题的发生。
3.适用范围广。
冻结法适用于各种地质和环境条件，无论是硬土、软土、砂土、岩石等地质，还是高地下水、建筑物密集、道路繁忙等地环境，都可以使用冻结法进行施工。
4.施工速度快。
冻结法的施工速度相对较快，可以在较短的时间内完成施工，从而加快了地铁建设的进度。
总的来说，冻结法在城市地铁施工中的应用，是一种安全、有效、快速的施工方法，虽然存在一些缺点和局限性，但是随着科技的发展和施工技术的提高，这些缺点和局限性将会逐渐得到解决。
因此，冻结法在地铁施工中的应用，将会越来越广泛。
冻结法在城市地铁施工中的应用地铁建设是一项复杂而艰巨的任务，尤其是在城市中，地质和环境条件的复杂性使得施工难度大大增加。
在这样的背景下，冻结法应运而生，成为地铁施工中一种重要的技术手段。
冻结法，简单来说，就是通过将地下水和其他液体冻结成冰，形成一层坚固的冰墙，以达到加固地基、防止地下水渗透、控制地面沉降等目的。
冻结法在地铁施工中的应用，效果显著。
浅谈冻结法在地铁联络通道施工中的应用
2019.29科学技术创新浅谈冻结法在地铁联络通道施工中的应用智学民（中国电力建设集团水电一局，吉林长春130000）《地铁设计规范》中联络通道是指连接同一线路区间上下行的两个行车隧道的通道或门洞，在列车于区间遇火灾等灾害、事故停运时，供乘客由事故隧道向无事故隧道安全疏散使用。
通道规模不大，但技术难度大、工序复杂，地层加固处理不当易造成地面沉陷、房屋坍塌甚至隧道失去使用功能。
通道施工以地层加固为主。
“隧道内钻进，（近）水平孔冻结加固土体”适用于含一定水量的松散土层，复杂水文地质如软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地压条件下仍有效可行。
冻结法重点是控制冻结孔钻进、地层冻胀和融沉。
1联络通道及冻结加固范围联络通道由与隧道钢管片相连的喇叭口、水平通道或泵站构成，长约14m 。
水平通道为直墙圆弧拱结构，开挖轮廓高约5m ，宽约4m ；冻结加固范围为结构外2m 。
2施工顺序施工准备→冻结孔施工（同时冻结站安装:冻结制冷系统、盐水系统和监测系统）→管路连接、冻结系统调试→积极冻结→维护冻结→冻结管割除、结构充填注浆→自然解冻、融沉注浆。
3冻结要求与孔位布置《福建省城市轨道交通工程联络通道冻结法技术规程》中冻结壁是指用制冷技术在构筑物周围地层所形成的具有一定厚度和强度的连续冻结岩土体。
又称冻结帷幕或冻土墙。
3.1冻结要求。
3.1.1冻结壁厚度：喇叭口1.7m ，通道2m ；确保冻结壁与管片完全胶结。
冻结孔布置圈上，冻结壁与管片交接面温度小于－5℃，其它部位冻结壁－10℃。
积极冻结时间大于45天。
3.1.2低碳无缝钢管；冷冻排管、泄压孔滤水管Φ45×3mm ，冻结管、对穿孔管Φ89×8mm ，每米冷冻排管、冻结管散热量≥100kcal/h 。
橡塑保温层厚度5cm ，导热系数≤0.04W/MK 。
3.1.3地层及环境有重大变化时，及时调整冻结壁厚度、温度及冻结时间。
3.2孔位布置。
冻结孔冻结站侧55个，对侧26个；测温孔冻结站侧2个，对侧6个，深2～5.5m ；泄压孔左、右线各2个，深2m ；对穿孔4个。
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冻土有三部分组成：骨架、冰和未冻水。 骨架：矿物颗粒是冻土多相和多成分体系的主体，颗粒大小和形状直接影响冻 土的性质，矿物成分对冻土的形成过程（冰的形成速度、膨胀等）和性质都有很大 的影响。 冰：水结冰时体积约增大 9.07%，密度减小 8.31%。 未冻水：土壤冻结是随时间而变化的复杂热过程，土中孔隙水是逐渐冻结的。 实际上冻土中在任何负温下总有一部分水保持未冻状态与冻土共存，在一定范围内 土壤处于由融土经塑性过渡到坚硬冻土的中间状态，而不同土壤的过渡状态温度是 不同的，即冻土中的未冻水含量取决于冷却温度、压力及矿物颗粒或有机物的性质， 而冷却温度是影响未冻水含量的主要因素。负温值的微小变化都会引起冻土内未冻 水含量的变化。
根据本工程的勘察资料，本段区间地层在勘探揭示深度范围内上覆第四系全新 统人工堆积层（Q4ml）、海冲积层（Q4m+al）及第四系残积层（Qel），下伏震旦系（Z）花 岗片麻岩。
该区域地下水主要补给来源为大气降水及河水。雨季河水补给地下水，旱季地 下水补给河水，地下水与河水水力联系较为紧密。该区域地下含水层含水丰富，补 给条件充足，特别是在 14m 以上的强渗透层，其渗透流速最大可达到 15m/d ，通过 渗透流速反算的渗透系数达 150m/d。竖井以东 YSK2+013～YSK2+056 段拱部开挖轮廓 线以内局部位于砾砂层和卵石层中，该种地质属强透水层，结构松散，自承力极差， 为Ⅵ级围岩，极易产生突水、涌砂、坍塌冒顶等现象。上部又有铁路桥通过，为确 保现状铁路桥安全，经专家论证，决定对该区段采用冻结帷幕止水方案。
冻结管采用Φ127×4.5mm 无缝钢管。
2.2.3 影响冻结壁的几个参数
1、盐水温度 盐水温度是影响冻结技术经济效益的主要参数之一。降低盐水温度对加快冻土 扩展和提高冻结强度、稳定性有一定的作用，但也相应地加大了冷冻站的制冷量， 增大了工程投资。本设计盐水温度为：积极冻结期间-24～-28℃；维护冻结期间-18～
4 采取措施
由上可知，该段地层降温慢的原因是地下水流速太大，造成地下热交换大，致 使冻结管冷量散失严重。针对此原因制定如下措施：
①加强冻结站管理，提高制冷效率，积极降温。调整冻结管的冷量，各个突破， 首先将北面的 E 边冻结，使帷幕范围内成静水状态，加快冻结速度。
②在水流上方（E 边冻结壁外侧）设置降水井，目的是减少地下水流速度，降 低冻结帷幕内、外水位差，达到冻结帷幕范围水位基本平衡，促使冻土加快发展。
②冻结施工前，该地层已进行了高压旋喷加固，把地层的原始状况已破坏. ③现状铁路高架桥桩基托换的人工挖孔桩开挖时，由于强透水层没有很有效措 施堵水，施工时只有大量抽水，致使卵石层中原有的充填物被水带走，形成空洞， 使地层透水性增大，加上自北向南水力坡度大，从而形成地下暗河，地下水流速极 剧增大。 ④造成该冻结区段 8～12m 温度偏高的原因，首先说明在该区段地下热交换很大， 致使冻结管冷量散失严重。地下水流速太大是造成该地层降温缓慢的主要原因。1# 水文孔和 1#参考井水位相距 24m，而水位相差 2.01m，水力坡度达到 8%，从而使地 下水流速大大增加。估算地下水流速达到 40～60m/d，造成该区段地下热交换大，致 使冻结管冷量散失严重，冻结速度慢。
2.2.2 冻结孔间距的确定
根据现场条件，因地下水流速较大，为提高冻土发展速度，增强抵抗地下水流 速较大的能力，尽快形成冻结壁,采用布孔小间距，盐水大流量，冻结管大管径等措 施。因工期紧迫，积极冻结期最多安排一个月时间（30d），其中要用 20d 达到冷冻 相切，10d 冻结交圈形成冻结壁，根据积极冻结 22mm/d 的速度正常发展，则 20×22 ×2=880mm，因此冻结孔孔底间距定为 850mm，而冻结孔的全孔偏斜率规范要求为≦ 3‰，孔深 25m，因此冻结孔间距为 700mm。
为准确掌握冻结的实际情况，对全部冻结器进行纵向温度检测，发现在 10m 水 平各冻结孔纵向温度明显偏高，其反映的情况与测温情况完全相符，在该深度段冷 量散失严重，冻结温度比其他深度高出约 10℃。
通过冻结孔纵向温度分析，该暗河主要通道位于 E25～E30 孔和 A18～A22 孔之 间，宽度约 4m。
冻结法施工在地铁施工中的应用
1 工程概况
**地铁一期工程 4A 标段区间起讫里程为 YSK（ZSK）2+001.7～+260，线路走向 由东向西，位于现状道路下，先后穿越铁路桥、现状立交桥、现状河流，全长 258.3m， 地下各种管道、管线众多。除 1 号竖井（SK2+056～SK2+070）明挖施工外，其余为 暗挖施工，暗挖隧道设计为单洞双层。
结速度及荷载作用速度、作用时间有关。本设计冻结壁极限抗压强度为 10MPa。
2.3 冻结施工
本段冻结帷幕有三面的冻结壁闭合到 1 号竖井的钻孔围护桩，形成一封闭的止 水墙。详见图 2。
图 2 冻结止水帷幕平面布置图
冻结帷幕止水工程采用一次冻全深的方案，冻结深度为 25m。 本段冻结帷幕的钻孔总工程量为 4047m。 ①冻结孔数为 149 个，布置测温孔 12 个，深度 25m； ②布置水文孔 2 个（深度暂定 11m，在 4～6m，8～10m 处设置花管）。
2 冷冻施工技术
2.1 冷冻法原理
2.1.1 冻土的形成过程
冻土的形成过程,实际上是土层中地下水结冰后将固体颗粒胶结成整体的物理 力学性质发生质变的过程,也是消耗冷量最多的过程,如图 1 所示, 地层中水的冻结 过程可以划分为五个阶段:
温度(℃)
t
8
6
4
2
2
4
6
8τ
时间(d)
-2
-4
-6
-8
图 1 冻土中水冻过程曲线图
2.3.1 冻结孔施工
冻结孔施工总长度为 4047m，施工总孔数 163 个，采用 13 台 XY-150 型钻机施 工。
1、孔深：为保证工程质量，每孔必须保证设计深度；
3
2、钻孔偏斜率：全孔偏斜应控制在 3‰之内；相邻两个钻孔终孔最大孔间距不 超过 850mm，如有超出则在两孔中间补一孔。目前国内采用的测斜有经纬仪灯光测斜 法和陀螺仪测斜法两种。本标段采用经纬仪灯光测斜法对冻结孔进行测斜。
6
③在冻结区薄弱段增打灌浆孔，从地面灌注水泥水玻璃双液浆，充填大量抽水 留下的地层孔隙，减小地下水流速。
④在 E 线冻结段最薄弱处（地下暗河入口处）增打加强冻结孔，使外界热水在 通过冻结壁时，首先得到降温，以利于冻土墙的快速形成。
⑤为掌握冻土发展情况，在 E 线增打水文孔和测温孔。
2.3.6 冻结站运转
冻结站于 2003 年 1 月 8 日开机试运转，1 月 10 日正式运转，冻结运转至 4 月 27 日结束，历时 108d。运转期间各冷冻机组运转正常，各冻结器畅通无阻，盐水温 度降温正常。盐水降温情况见图 3。
2.3.7 积极冻结和维护冻结
为提高抵御地下水流速较大的能力，除采取以上措施外，输送低温盐水也是加 快冻土发展的一项主要措施，本设计盐水温度积极冻结期间采用-24～ -28℃，维护 冻结期盐水温度采用-18～-20℃。
1——冷却段：向土层供冷初期,土体逐渐降温以达到冰点；
1
2——过冷段：土体降温至 0℃以下时，自由水尚不结冰，呈现过冷现象； 3——突变段：水过冷后一旦结晶，就立即放出结冰潜热，出现升温现象； 4——冻结段：温度上升接近 0℃时稳定下来，土体中的水便产生结冰（t4）过 程，将矿物颗粒胶结成整体，形成冻土； 5——冻土继续冷却段：随着温度的降低，冻土的强度逐渐加大。
5
温度(℃)
盐水温度 去路
图3 冻结站盐水降温曲线
盐水温度 回路
0
0
-5
-5
-10
-10
-15
-15
-20
-20
-25
-25
-30
-30
-35
-35
1-10 1-17 1-24 1-31 2-7 2-14 2-21 2-28 3-7 3-14 3-21
日期(d)
3.2 原因分析
①根据地质资料，该冻结段地处现状河道，砾砂层下部分布一层卵石层，卵石 最大直径达 500mm，该层中地下水具有较高的流速，经采用同位素示踪法测得该段的 最大地下水流速达到 15m/d，这是地下水漫流时的测算结果，当部分地下水流速相对 小的地方冻结住后，地下水仅从暗河处流，这必将增大该处地下水的流速，从水文 孔的水位资料分析，地下水流速达到 40～60m/d。
gbr—每立方米盐水中氯化钙含量； v—盐水总体积； p—氯化钙含水系数 计算结果 G=33t。
2.3.3 管沟防护
1、为减少盐水在管路中流动时的冷量的损失，用保温材料把钢管封包住； 2、在管路两侧用砖各砌一道高 1.4m 的矮墙，墙顶用薄板覆盖，再用保温材料 满铺。
2.3.4 设备选型与配组
冻结帷幕止水工程选用螺杆制冷压缩机组 YSKF2-20 型 3 台，YSKF2-16 压缩机组 1 台，总装机容量 1700000Kcal/h。地层需冷量 51.50000Kcal/h，实际制冷量为 766000Kcal/h，实际制冷量大于地层需冷量，主要施工设备见表 1。
该设备具有如下优点： ①厂房占地面积小； ②安装方便，安装工程量小； ③制冷能力调节灵ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ； ④新型设备，制冷效率高。
主要施工设备表达式
表1
序号 1
名称 冷冻机
规格 YSKF2-20
单位 台
数量 3
备注
4
冷冻机
YSKF2-16
台
1
2
盐水泵
10SH-9
台
2
备用 1 台
3
循环水泵
10SH-10
台
2
备用 1 台
3、钻孔试漏：经测斜合格的冻结孔在使用前必须对每孔进行打压试漏，试验压 力为 2.5Mpa,稳压 30min,压力不变为合格。