联络通道冷冻法施工技术总结

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。

地下区间联络通道冷冻施工技术摘要:地铁区之间的联系通道施工是由于空间限制，其施工有相当难度，洞顶地层薄弱，富水砂层，地层自承能力差，施工安全风险大，随着社会科技的进步，冷冻法技术有效的解决了此类问题。

总结冷冻法技术在地下区间联络通道施工中的应用经验，为类似冷冻施工工程提供参考。

[关键词]：联络通道；冷冻施工；冻结制冷；循环盐水；解冻融沉注浆1、工程概况某区间左右线长大于1千米，区间采用盾构法施工，设置联络通道兼泵房。

位于路与路交叉口，延既有路布置，周边现状以城市住宅为主。

根据详勘地质钻孔资料，通道顶部现状埋深约30米，地面以下5米有水，其底板处于强风化混合花岗岩，拱部大部分位于砂（砾）质粘土层、顶部存在中粗砂层，洞身位于砂（砾）质粘土层和全风化混合花岗岩。

净空为半圆拱直墙断面，采用喷锚构筑法施工，复合式衬砌。

属于典型的富水软弱地层，地层自承能力薄弱，直接按照新奥法或矿山法开挖，洞顶难以承担上部重量，施工过程存在较大的安全问题。

2、施工方案选择根据工程地质条件，选择并确定了“隧道内钻凿、水平孔及近水平孔，土体内水分结冰，做到临时加固土体效果，开挖喷锚衬砌施工”的有效施工方案。

即在隧道内，并采用水平孔以及局部斜孔冻结加固地层的方法，使通道及泵站周围土体内水分结冰，从而土体冻结，根据新奥法的基本原理，形成高强度及密封性好的冻土帷幕，采用矿山法，并在冻土中进行开挖施工通道泵房。

区间隧道采用地面冻结开挖施工。

主要施工顺序如下：进行施工准备工作→冻结孔进行施工→安装冷冻制冷装置及安装盐水装置及监测系统装置→隧道支护→主动冻结→探孔试开挖→管片拆除→通道掘进开挖及支护→通道要进行永久性固定支护→泵站开挖及支护→进行泵站永久固定支护→结构灌浆→进行自然解冻融沉注浆充填→清理清除场地。

3、冻结孔设计根据通道结构图纸及冻结图纸，冷冻孔在通道周围以三个角度排列：向上，接近水平和向下，四周，外扩2.5米范围内土体为冷冻区域。

浅谈冷冻法在地铁联络通道施工中的应用 【摘要】地铁区间联络通道施工由于受空间限制, 其施工有相当难度, 介绍冷冻法技术在 区间联络通道施工中的一些注意事项, 为类似工程施工提供一些思路。

【关键词】冷冻法、联络通道 一、引言 冷冻法施工工艺最早出现在欧洲, 在矿井施工中广泛使用, 其原理是利用冷冻机对冷冻液进行降温, 并通过循环管路输送到需要冷冻的区域, 并保持温度, 使温度向外扩散产生冻结效果。

近年来，该工艺被广泛运用到地铁区间的联络通道开挖构筑施工，得到了比较好的效果。

以下就南昌地铁区间的冷冻法施工谈一些个人体会。

二、工程概况 南昌地铁某区间联络通道，隧道内半径2.70m 、外半径3.00m 。

采用矿山暗挖法施工，复合式衬砌结构，初期支护与二次衬砌之间设置防水层，初期支护厚度250mm,二衬厚度400mm 。

在拟构筑联络通道及泵站位置，设计隧道中心距13.4m 。

施工范围内的土层主要为有③4粗砂、③5砾砂、部分为⑤3-1强风化粉砂质泥岩、⑤3-2中风化粉砂质泥岩。

采用JYSLG16F-M 型冷冻机组，额定制冷量为 86000kcal/h ，施工冻结总需冷量为70430kcal/h ，冷冻机组电机额定功率为125kw ，冻结制冷施工冷却水用量为15 m 3/h ，冻结孔设计间距0.5—1m ，孔数69个，另设测温孔8个，卸压孔4个。

冻土墙设计厚度为1.8米，钻孔设备采用MD-80A 钻机，冻结管采用低碳无缝钢管（Ф89×8mm ），冻结管总长度585米。

冻结孔布置图见图1。

三、冷冻法施工工法及流程 1、施工工法 根据本工程特点结合以往冻结法在南昌地区的使用经验，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”的施工方案，即：在隧道内采用冻结法加固地层，使联络通道外围土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻土帷幕，然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道或泵房的开挖构筑施工。

用冻结法加固地层的突出优点是：冻土帷幕均匀性好且与隧道管片结合严密，加固与封水效果良好，施工安全可靠。

冻结法在地铁盾构隧道联络通道施工技术总结1工程概况杭州地铁九堡东站～乔司南站盾构区间隧道联络通道及泵站位于区间隧道中部，联络通道及泵站采取合并建造模式，距离联络通道上部地面正上方14m处有一居民房，联络通道上方无重要管线。

拟构筑联络通道所在位置的隧片为钢管片，隧道内径为φ5.5m，上、下行线隧道中心线距离15.46m。

联络通道结构见图1。

图1 联络通道结构示意图2工程地质及水文地质条件根据离联络通道最近的地质勘探孔提供的地质情况，联络通道所处地层上部和中部为③5砂质粉土、下部③6粉砂夹砂质粉土，见图1所示。

该土层具有高压缩性、低强度、灵敏度高、透水性强等特点，在动力作用下易产生流变现象。

在该地层内进行联络通道开挖构筑，须对土体进行稳妥、可靠的加固处理。

冻结法加固土体具有强度高，封水性好，安全可靠的优点，极适于本工程。

3施工工艺过程3.1施工方案选定根据上述联络通道施工条件，决定采用“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，使联络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。

3.2冻结法的施工工艺图2 冻结法施工流程图3.3冻结加固设计3.3.1冻结帷幕的加固范围联络通道冻结帷幕按冻结加固设计图的要求进行施工。

冻结壁平均温度设计为-10℃，相应的冻土强度的设计指标为：单轴抗压3.6Mpa，抗折1.8Mpa，抗剪1.6Mpa，无侧限抗压强度qu≥3.0Mpa，土体渗透系数k≤1×0-8cm/sec。

3.3.2 冻结孔、测温孔与卸压孔的布置3.3.2.1冻结孔布置从上、下行线隧道两侧打孔方式进行施工。

冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置，共布置冻结孔78个，其中上行线64个，下行线14个。

设置穿透孔4个。

冻结孔的布置详见图3、图4。

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。

浅析轨道工程联络通道冷冻法施工技术摘要：随着科学技术的快速发展吗我国道路建设发展非常迅速，为我国基础建设贡献力量。

目前，冷冻法已在我国轨道工程施工中应用越来越广泛，该法是对土体进行临时加固的相当有效的手段。

关键词：轨道工程；联络通道冷冻法施工技术引言我国道路建设的发展关系到我国整体经济建设的发展速度和发展方向，一直以来我国大力发展，改革创新。

行业技术良好发展的背景下，冷冻法逐步被应用于轨道工程施工中，作为环保型施工法，其能够有效解决地层软弱的问题，具有加固与封水等多重效果，且在流沙地层中尤为适用，成为轨道工程联络通道施工中的主要技术形式。

1冷冻法技术优缺点分析1.优点，随着施工技术发展，冷冻法施工在国内应用越来越广泛。

根据土体设计，将土体全部冻结加固形成施工帷幕。

在含有一定水量的松散岩土层、复杂的水文地质中封水效果明显；冻土的抗压强度、抗剪强度和抗拉强度等力学特性有显著提高，可实现不漏水，冻结加固土体均匀，整体性好。

在一些不稳定的地层或富水层裂隙岩层中施工有无可比拟的优越性，冻结工程完毕后，地层自然融化恢复原有状况，不会在地层中留下有碍其他工程施工的地下障碍物，使洞内施工环境较好，无污染。

隧道进洞开挖后，施工进展较快，且不受地表场地及深度限制，仅需占用冷却塔和冷冻机组的场地，有利于地下施工。

2.缺点，冷冻施工最大的污染是钻孔时会产生少量泥浆，冷冻对周围环境的要求是有一定地下水，对专业技术要求较高，工期延长，施工成本增加。

2工程概况某市地铁三号线区间10#联络通道，由与隧道钢筋混凝土管片相连的喇叭口、水平通道构成。

拱顶埋深为25．18m，覆盖层为海水（7.4m）、中粗砂砾、残积砂质粘性土、全风化花岗闪长岩（1．3-3．5m），洞身及洞底地层为散体状强风化花岗闪长岩。

全、强风化带遇水易软化分解、强度降低，洞室围岩稳定性差，且联络通道位于海域段，该地层富水性好，与海水存在水力联系，暗挖法不能直接满足联络通道施工。

浅谈冷冻法地铁联络通道施工风险及技术措施本文主要介绍了冷冻法的概念、应用和工法的优劣，结合项目介绍了冷冻法施工地铁联络通道的施工顺序、施工风险和采取的主要技术措施。

标签：冷冻法;地铁联络通道;风险及技术措施一、冷冻法的概念及优缺点1、冷冻法的概念冷冻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，以便在冷凍壁的保护下，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。

2、冷冻法的应用1862年，英国首次在南威尔士的建筑基坑中使用了冷冻法。

1955年，我国首次在开滦使用盐水冷冻法凿井获得成功;80年代，冷冻法逐渐由矿山工程向城市各类工程推广应用，尤其是2000年以来，冷冻法在上海等城市地铁联络通道施工中大规模应用。

本文结合沈阳地铁二号线某盾构区间联络通道施工实际情况为例，就冷冻法在地铁区间联络通道中的施工风险和主要技术措施作一简要介绍。

3、冷冻法的优缺点冷冻法的优点：a、安全可靠性好，冷冻土体强度高，可有效的隔绝地下水;b、适应面广，适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂地层如软土、流砂、高水压等地层也可使用;c、灵活性好，可人为控制冷冻体的形状和扩展范围;d、在地下施工，不占用地面土地;e、污染性小，对周围环境基本无污染;f、经济上合理。

冷冻法的缺点：a、会发生冻胀和融沉;b、对土体的加固是临时的，不能长期作用。

二、冷冻法施工联络通道的施工顺序冷冻法施工联络通道可分为冷冻孔施工、冷冻施工和开挖构筑施工三个主要部分，其主要施工顺序为施工准备→冷冻孔施工、冷冻站安装→冷冻器系统安装、检测系统安装→冷冻运转→隧道支撑、探孔试挖、开钢管片→开挖、临时支护→结构层及防水层施工→壁后注浆→冷冻管处理、冷冻站系统拆除→土层注浆充填。

三、施工风险分析和主要技术措施1、冷冻孔施工风险分析及主要技术措施（1）冷冻孔施工风险分析a、钻孔时孔口处易出现涌水涌砂现象，使水土流失过多，造成对土层的扰动，使钻孔质量下降。

地铁施工技术交流材料冷冻法联络通道施工技术及风险控制措施一、冻结法的基本原理与特点采用冻结法对地层土体进行加固，是指利用人工制冷技术,使地层中的水结冰，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行地下工程掘砌施工的特殊施工技术.其实质是利用人工制冷临时改变岩土性质以固结地层。

1、岩土冻结实质岩土冻结性质的改变，即将含水地层（松散土层或裂隙岩层）冷却至结冰温度下,使土中孔隙水或岩石裂隙水变成冰,岩土的性质发生重要变化,形成一种新的工程材料--“冻土” .2、冻土结构特点而冻土结构具有较高的强度和绝对的封水性.3、冻土结构功能冻土结构的承载功能和封水的不承载功能。

4、制冷方法其制冷技术方法，通常使用制冷设备,利用物质由液态变为气态,即气化过程的吸热现象来完成的。

4。

1、有两种类型:⑴、冷媒剂（盐水）吸热：氨 (—33.4℃)；干冰（—78。

5℃)；⑵、直接气化吸热:液氮(—195.8℃)；干冰（—78。

5℃）4。

2、冻结系统常有两种类型：⑴、封闭系统（盐水冻结）；⑵、开放系统（液氮冻结）5、冻结法的适应性冻结法加固与其它加固方法相比，其适应性更强,能够适应粘土、粉土、砂层以及砾石、卵石等任何地层。

6、冻结法的特点6。

1、冻土帷幕的变化性：⑴、冻土范围可变；⑵、冻土温度可变；⑶、冻土强度可变（强度是温度的函数)6.2、冻土帷幕的连续性：水在负温下结冰的必然性;6.3、冻土帷幕的可知性:通过温度测试可判断冻结范围、冻土强度7、冻结法施工的优点7.1、安全性好:⑴、冻土强度较高;⑵、冻土连续性可靠、封水性好7.2、适用性强：⑴、适用于几乎所有具有一定含水量的松散地层（包括岩石）;⑵、复杂地质条件可行(流砂、大深度、高水压）7.3、灵活性高：⑴、冻土帷幕性状（范围、形状、温度、强度）可控8、冻结法施工缺点由于冻结法所形成的冻土帷幕其范围、温度、强度具有变化性，其冻结范围、强度随温度的变化而变化，如果供冷不足或外部热源可导致冻土帷幕性能（范围、强度）退化，安全性能降低，施工风险增大。

浅谈地铁联络通道如何做好冷冻法施工摘要：联络通道是地铁隧道区间一个分部工程，主要是贯通隧道区间左右线的附属结构，其中泵房设置相应联络通道内。

一般区间600m左右设置一处联络通道，供抽水排污、应急救援等。

联络通道施工一般采用暗挖施工，预支护采用地表加固或者环形冷冻法加固。

本文主要论述了联络通道冷冻法施工开挖施工相关工作，提出一些有效防止管理措施。

关键词：地铁；联络通道；开挖一、冷冻施工联络通道工钻孔大约需要半个月左右，包括施工钻孔、测温孔和泄压孔三种。

冻结孔偏斜采用经纬仪进行测斜。

深度采用直接丈量的办法进行测量。

所有冻结孔深度、偏斜值都在设计要求的范围内，全部合格。

冻结管试压压力都在0.8Mpa以上，保持30分钟压力无变化为合格。

（一）积极冻结施工需配置二台冷冻机组，单台制冷量满足要求，各配置两台清水泵和盐水泵。

其中一套冷冻机、盐水泵、清水泵做备用，并在系统中并联，达到随时使用随时开启。

冻结系统全部安装完成后，两台冷冻机经过调试，开机冻结，一般冻结站时间40天左右。

（1）盐水温度盐水日开始积极冻结，6天左右盐水去路温度达到-21℃左右，40天左右能达到盐水去路-30℃左右，回路-28℃，去回路在-2℃之内，满足设计要求。

（2）泄压孔分析4个泄压孔一般在冻结21天开始有规律上涨，最高到0.28Mpa左右后放压到0，证明冻结壁已全部交圈。

（3）冻结帷幕厚度确定根据测变化速率，可以推算出冻土发展速度为V，极冻结时间D，按此发展速度计算设计天数冻结圆柱发展半径为r=V×D，可以得出通道已交圈，根据画交圈图分析冻结壁最小厚度。

取冻土的最慢发展速度为保守取值，冻土最慢发展速度为V计算。

冻结壁厚度可按公式Eyi=vdpt 式中Eyi为预计冻结壁厚度m，vdp为冻结壁平均扩展速度m/d,t为冻结时间d。

（4）打探孔分析在推算出冻结满足要求后，在钢管片上打探孔，探孔在安全门内(离冻结孔距离超过1.9米)，探孔深度500mm。

高承压水、粉土粉砂地层、河流下方联络通道冷冻法施工技术摘要：随着城市地铁不断发展，区间联络通道施工受复杂地层、周边环境恶劣、埋深大、地层水位高、地质条件差的影响越来越普遍，针对位于高承压水、粉土粉砂地层、河流下方联络通道施工技术难点，使用冷冻法施工联络通道。

本文以苏州市轨道交通5号线榭雨街站～葑亭大道站（中间风井）区间联络通道工程实例，对冷冻法施工联络通道关键技术进行了详细论述。

总结了冷冻法施工联络通道的准备工作、施工过程中各工序衔接、总结了高承压水、粉土粉砂地层、河流下方施工联络通道关键技术，有效的避免了施工过程中涌水、涌砂的风险，切实保证联络通道施工安全和周边建（构）筑物的安全。

关键词：高承压水；粉土粉砂地层；冷冻法；联络通道；河流下方1.工程概况1.1联络通道工程概况榭葑区间1#联络通道无泵房，里程为YDK39+220.000（ZDK39+202.324），联络通道线间距为16.584m，左（右）线轨顶面标高分别为-18.987（-19.065），地面标高1.92，联络通道覆土厚度约为16.66m。

联络通道及泵房开挖前采用冻结法加固，加固完成后采取矿山法施工。

联络通道结构为曲拱直墙断面，泵房为矩形结构。

联络通道净宽设计为2.5m，门洞净高2.75m。

支护结构型式为复合式衬砌，初期支护由250mm厚C25喷射混凝土、工字钢钢架、钢筋网组成；二次衬砌采用400mm厚C35、P10模筑钢筋混凝土结构。

初期支护与二次衬砌间设置全包防水隔离层。

1.2水文地质情况榭雨街站～葑亭大道站区间联络通道位于④2层灰色粉砂、⑤1层灰色粉质粘土、⑦2层粉砂；区间隧道范围内约有1/2断面为粉砂层，透水性极强。

场地地下水类型及特征：1）孔隙潜水：详勘期间钻探孔内测得的混合地下水稳定埋深一般为0.80～2.40m，其绝对标高一般为2.59～0.42m之间，初见水位与稳定水位相当。

2）微承压水：微承压水主要赋存于第③3层砂质粉土、④2a层粘质粉土夹粉质粘土、④2层粉砂及⑤2层粘质粉土夹粉质粘土中。