冻结法加固联络通道施工技术---讲课
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。
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
11
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）。
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摘要：随着土地资源的不断减少和人口数量的不断增加，地下空间的开发已成为必然趋势，土木工程行业的地位越来越高。
然而，随着地下空间的发展，出现了一些问题，尤其是围岩等级低、复杂水文地质条件下的地下空间开发尤为突出。
为了适应这些复杂的地下环境，地铁设计和施工人员经过充分的研究和试验，提出了冻结法施工方法。
由于冻结法施工适用于地下水的各种地基加固排水，不易出现薄弱点，因此已广泛应用于地铁等地下空间的开挖。
关键词：结构冻结法；施工技术；地铁隧道明挖；应用引言地铁如今已是城市轨道交通的重要组成部分，为方便人民出行和缓解城市拥堵做出了巨大的贡献，而在两单线区间隧道之间建立联络通道则是保障地铁运营安全、减少行驶过程中突发状况所造成的生命财产损失的关键措施。
由于联络通道的修建都在隧道结构完成之后进行，其施工难度大，并且一旦出现不良状况，不仅会影响联络通道结构本身，也可能对已经完成的隧道产生较大的不良影响。
因此，在联络通道的施工中必须选择恰当的加固方法和施工工艺。
目前，人工冻结法是修建联络通道常采用的施工方法，该方法环保且对周围地层影响小，尤其在一些富水软土地层中十分适用。
1施工方案在拟建联络通道施工区域的外围地层，钻出若干个水平和倾斜状态的冻结孔，在冻结孔内设置冻结管，通过冷冻系统对该联络通道外围的地层进行冻结加固，构成严密且强度较高的冻结帷幕（冻结墙），以此有效提高施工区域外围土体强度、稳定性和封水性能。
在冻结帷幕内侧采用矿山法组织土方开挖，并完成联络通道和泵房主体工程的施工任务。
2地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术2.1冻结孔的布置参数为了确保圆砾层在联络通道开挖过程中的稳定，经过严谨的设计计算并且借鉴了以往冻结法的施工经验，采取从通道左右两端布置冻结孔的方法，一共布置57个冻结孔，其中左线冻结孔46个，右线冻结孔16个（包含4个加强孔），外加2个穿透孔打设在通道中部。
冻结法加固联络通道施工技术---讲课
1. 在充制冷剂过程中，制冷剂、盐水、冷却水系统应运转正 常，盐水温度逐渐下降。
2. 配电系统应能连续正常供电。 3. 冷冻站内灭火器材、防毒面具、防雷装置、电器接地等安 全设施应齐全。 4. 冷冻机易损件、仪表和冷冻机油均应有足够备用。 5. 备用发电机就位。
冻结站的运转
水平冻结法加固施工
1. 制冷剂、盐水、冷却水循环系统温度、流量、压力应正常， 经过3～7天盐水温度应逐渐下降并达到设计要求，各冻结器回 液温度正常、基本一致，头部、胶管结霜均匀。
冻结需冷量
水平冻结法加固施工
由下式计算：Q=1.3*π*d*H*K 式中:H—冻结总长度（含冻排管长度）；
d—冻结管直径；0.089 m K—冻结管散热系数；250 Kcal/h•㎡ 通过计算可得，文天区间1#联络通道需冷量为47434Kcal/h， 文天区间2#联络通道兼泵站需冷量为59785Kcal/h。 根据需冷量设计，单个联络通道选用YSLGF300Ⅱ型螺 杆机组1台套，另备用一台套螺杆机组，设计单台机组工况 制冷量为87500 Kcal/h，单台电机功率110KW。
3. 宜采用现场喷涂施工的聚氨脂发泡保温层。采用保温板材 时，应采用专用胶水将保温板密贴在隧道管片上，板材之间搭 接宽度不得小于150mm。
水平冻结法加固施工
停冻
1、在开挖期间不得停止或减少冻结孔供冷。如因施工需要 停止个别冻结孔供冷时，应分析对冻结壁整体稳定性的影响， 并制订相应技术措施，确、测点的布置应满足判断冻结壁形成质量的要求。 2、在冻结壁最薄弱的部位应有测点。 3、温度测量精度应达到±0.5℃，测温元件和仪器应经过标 定。 4、测温管内安装测温电缆和测温元件后，管口应进行密封 和保护，防止测温元件及电缆被移位，损坏。 5、在开始冻结前应测量原始地温。从开始冻结至试挖，所 有测点温度应每隔12～24h观测一次以上，在开挖和结构施工 期间，所有测点每隔4～12h观测一次以上；停冻后至冻结壁全 部融化期间宜每隔1～3d测量一次，监测点可以适当减少。冻 结壁全部化冻后可停止温度监测。 6、在冻结壁解冻期间，可在旁通道内布置测温孔检测冻结 壁温度回升和解冻情况。
冻结法加固联络通道施工技术 - 讲课文档幻灯片73页PPT
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水平冻结法加固施工
1、总承包单位应在完成冻结管总数的1/3、2/3以及全部钻孔 结束时分三次通知旁通道施工督查组开展冻结管测斜和试压验 收工作，同时监理单位应会同总承包单位、专业分包单位，根 据测斜结果，及时汇总所有冻结孔开孔位置和终孔间距以及各 冻结管路试压情况，并形成汇总表，以便与旁通道督查组测斜 和试压结果进行比对，确保冻结管成孔间距、试压结果均满足 管理要求，方可进入下步工序施工。
冻结管路组成
水平冻结法加固施工
1、冻结管选用Φ89×8mm，20#低碳无缝钢管，丝扣加焊接 连接，单根长度1～2m。 2、测温孔管选用D32×3.5mm，20#低碳无缝钢管。 3、供液管选用Φ48×3.5mm无缝钢管，采用焊接连接。 4、盐水干管和集配液圈选用D159×6mm无缝钢管。 5、冷却水管选用D127×4.5mm供水钢管。
目录
1 前言 2 冻结法适用条件 3 水平冻结法加固施工 4 矿山法开挖施工 5 二衬结构施工 6 充填注浆与融沉注浆 7 监测要求 8 联络通道施工风险点
冻结法的适用条件
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 水文地质如软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地压 地层条件下冻结技术有效、可行； 3 灵活性好。可以人为地控制冻结体的形状和扩展范围，必 要时可以绕过地下障碍物进行冻结； 4 可控性较好。冻结加固土体均匀、完整； 5 污染性小。 “绿色”施工方法，符合环境岩土工程发展趋 势； 6 经济上合理。 冻结法的缺点: 1 冻胀和融沉； 2 对土体加固为临时性质，不能长期起作用。
冻结系统辅助设备
水平冻结法加固施工
1、冻结站配盐水循环泵选用IS150-125～200型2台，其中一 台运转，一台备用，单台流量200m3/h，电机功率30KW。 2、冻结站冷却水循环泵选用IS125-125～200C型2台，其中 一台运转，一台备用，单台流量120m3/h，电机功率15KW。 3、冻结站冷却塔选用KST-80RT型2台，补充新鲜水15m3/h。 4、每个联络通道设计用电负荷均约为250kw/h； 5、冷冻机油选用N46冷冻机油。 6、制冷剂选用氟立昂R-22。 7、冷媒剂选用氯化钙溶液。
冻结施工流程图
水平冻结法加固施工
施工准备
施工机房、基础 冻结站安装
冻结孔钻进
集配液圈安装
盐水系统安装、保温 冻结器安装
充 R22、 化 Cacl2、 试 运 转
积极冻结
检测
设备保养
பைடு நூலகம்
探孔
维护冻结
开挖构筑
封孔注浆 撤场
钻孔施工
水平冻结法加固施工
冻结孔施工工序为：定位开孔及孔口管安装→孔口装置 安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试验。
冻结参数
水平冻结法加固施工
（1）设计盐水温度为-28℃～-30℃，盐水比重1.26-1.27。 （2）冻结孔单孔流量不小于5～7m3/h。 （3）集水井处冻结管设计成孔间距不大于1000mm，其他 段不大于900mm，冻土发展速度取28mm/d，冻结帷幕交圈 时间为20天，达到设计厚度时间为40天。 （4）设计积极冻结达到开挖时间为40天(按苏州轨道交通工 程建设施工管理办法“3-5”控制标准,应增加5天,故积极冻结 期为45天。具体积极冻结时间根据测温情况而定)， （5）联络通道维护冻结时间25天，联络通道兼泵房维护冻 结时间为30 天。
2、集水井处冻结管设计成孔间距不大于1000mm，其他段 不大于900mm，终孔间距允许偏差不得大于±150mm，当集水 井处终孔间距大于1150mm、其他段大于1050mm时，必须加 设一根冻结管。
3、冻结孔钻进深度应不小于设计深度，不大于设计深度 0.2m（钻头碰到隧道管片者除外）。
冻结孔的验收
冻结法的适用条件
1、地下水丰富的软土或砂性土地层。 2、地下水流速不大于5m/d。 3、施工区域200m范围内不宜进行降水，如无法避免则必须 充分考虑降水对冻结产生的不利影响。 4、土体结冰温度不小于-2℃。 5、施工范围内无可能影响土体冻结的地下热源。 6、土体要有一定的含水量。 7、用其它施工方法扰动过的地层，须进行处理后方可适用。 8、有其他可能影响地层冻结或地层冻结可能严重影响周围 环境的情况也不适用冻结法。
1、按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，孔位布置首 先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，在避开主筋、
管缝、螺栓及钢管片肋板的前提下可适当调整，冻结孔开孔
位置误差不大于100mm。 2、在正式开孔前，利用检查孔，即隧道管片上的补浆
孔钻D38mm小孔径探孔，检查地层稳定性。 3、开孔选用J-200型金刚石钻机，配Φ133mm金刚石取
芯钻头进行钻孔，深度约300mm，以不钻穿管片控制。用 钢楔楔断岩心、取出后，打入加工好的孔口管，并固定，每
个孔口管要至少有4个固定点固定在管片上。 4、在钢管片开孔前，要对开孔部分的钢格栅用速凝水
混充填密实，然后再按照砼管片开孔方法进行开孔。
钻孔施工要求
水平冻结法加固施工
1、根据旁通道施工的孔位，采用由上向下的顺序进行施工： 即先施工穿透孔，根据穿透孔的偏差，进一步调整有关的钻进 参数，再按由上向下的顺序施工，这样可防止因下层冻结孔的 施工引起上部地层扰动，减小钻孔施工时的事故发生率。
冻结方案的编制与评审
水平冻结法加固施工
根据住建部87号文要求，联络通道属于危险性较大的分 部分项工程，需要进行专家评审。设计和施工方案必须邀请 5名专家进行评审，设计方案评审通过后方可评审旁通道施 工方案；
冻结孔按上仰、近水平、下俯三种角度布置在通道的四 周，文天区间1#联络通道，左线隧道内冻结孔数47个，右线 隧道内13个，共计60个(包括4个穿孔)；文天区间2#联络通 道，左线隧道内冻结孔数59个，右线隧道内13个，共计72个 (包括4个穿孔)；
冻结需冷量
水平冻结法加固施工
由下式计算：Q=1.3*π*d*H*K 式中:H—冻结总长度（含冻排管长度）；
d—冻结管直径；0.089 m K—冻结管散热系数；250 Kcal/h•㎡ 通过计算可得，文天区间1#联络通道需冷量为47434Kcal/h， 文天区间2#联络通道兼泵站需冷量为59785Kcal/h。 根据需冷量设计，单个联络通道选用YSLGF300Ⅱ型螺 杆机组1台套，另备用一台套螺杆机组，设计单台机组工况 制冷量为87500 Kcal/h，单台电机功率110KW。