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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。
工艺流程冻结法施工工艺流程图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。
1、冻结孔施工1.1开孔间距误差控制在±20mm内。
在打钻设备就位前，用仪器精确确定开孔孔位，以提高定位精度。
1.2准确丈量钻杆尺寸，控制钻进深度。
1.3按要求钻进、用灯光测斜，偏斜过大则进行纠偏。
钻进3m时，测斜一次，如果偏斜不符合设计要求，立即采取调整钻孔角度及钻进参数等措施进行纠偏，如果钻孔仍然超出设计规定，则进行补孔。
2、冻结管试漏与安装2.1选择φ63×4mm无缝钢管，在断管中下套管，恢复盐水循环。
2.2冻结管(含测温管)采用丝扣联接加焊接。
总结人工冻结法原理和特点冻结法是一种使用人工制冷的方法，将待开挖的地下空间周围的土地中的水冻结为冰，并且与土体胶结在一起，形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用于抵抗土压力，隔绝地下水并在冻土墙的保护下，进行地下工程施工的一种岩土特殊施工方法。
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。
我国采用冻结法施工技术至今已有四十多年的历史，早先一般应用于竖井工程，后来冻结法工艺被广泛应用于我国特大城市的城市地铁工程施工中，由于如今超级高层建筑和地下工程的不断增多，冻结法施工在深基坑支护中也开始了广泛的应用。
1、使用人工冻结法进行地下工程施工的基本原理和特点人工冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水变成冰，然后把岩土变成冻土，使其增加强度还有稳定性，隔绝地下水与地下工程之间的联系，从而方便在冻结壁的保护下进行地下工程的施工的技术。
冻结壁是一种临时支护的结构，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁就会融化。
岩土工程的冻结还有制冷技术通常情况下，都是利用物质由液态变为气态，就是液体气化过程中吸收热的现象来完成的。
使用冻结法进行地下工程施工适用于各类地层，特别是在，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使用冻结法进行地下工程施工有以下特点：1.1、冻结法进行地下工程施工可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其他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。
1.2、冻结法进行地下工程施工时，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，冻土强度一般可达五到十兆帕，能够有效的提高工效。
1.3、使用冻结法进行地下工程施工比较环保对周围环境无污染，没有异物进入土壤中，噪音比较小，冻结结束之后，冻土墙会融化掉，不会影响建筑物周围地下的结构。
1.4、使用冻结法进行地下工程施工由于其便捷性，能够有效地缩短施工的工期，从而可以降低建筑成本。
井筒冻结法施工的常见问题及防治措施摘要：冻结法在井筒不稳定表土层的施工中得到了广泛的应用，同时，随着社会经济的不断发展，人口的不断增长和空间的相对缩小，开发地下空间己经成为人类扩大生存空间的重要手段和发展趋势，目前，在其他地下工程的施工中，冻结法也得到了大量的使用。
但随着掘进技术的不断发展和作业深度的不断增加冻结法施工的一些技术缺陷也逐渐暴露出来,给提高井筒建设质量带来了不少困难,必须应引起建设者们的高度重视。
本文分析了当前冻结法施工中较为常见问题,并针对其产生原因,提出相应的防治措施。
关键词：井筒冻结法；常见问题；防治措施由于我国地层条件比较复杂，在一些地区井筒建设无法采用普通凿井法凿井，需要采用冻结法、沉降法和盾构法等特殊凿井技术进行建设；当建设井筒地层为不稳定厚表土层时，采用的施工方法主要以冻结法为主；并且煤矿向深部开采延伸，其井筒往往要穿过特殊地层，如过含水丰富或碎破的基岩，都要采用冻结法施工；因此，冻结法施工是广泛采用行之有效的技术方法之一。
以某矿为例，在建井时期，由于井检孔资料涌水量情况测定不准确，井筒下部涌水量较小，故上部井筒施工采用冻结法，下部采用普通法凿井，当井筒掘砌至下部时，井下涌水量较大，无法继续进行掘砌，只能再次使用冻结法冻结，随后进行施工。
1、井筒冻结法的概述所谓的冻结法是指在地下工程施工之前，采用人工技术制冷，将地下工程周围的含水或者含有松散碎石岩层冻结，形成冻土结构物、冻结壁，用来承受来自地层中压力和隔绝砂子和地下水涌入，然后在形成冻土结构中进行开挖、支护的特殊施工方法称为人工冻结法（简称冻结法）。
一般岩土工程冻结法通常是以氨为制冷工质,通过其气化过程吸收热量的物理现象实现冻结井筒周围含水松散、不稳定的冲积层及基岩含水层的目的,以形成达到工程安全标准的冻结壁,并在其临时保护作用下进行掘砌作业的施工方法,其关键工艺分为冻结孔设计及处理、冻结过程和掘砌作业等部分。
由于冻结法具有支护结构灵活、适应性强、可控性高、隔水性好等优点,因此广泛应用于不稳定表土层的井筒施工中,但随着掘进技术的不断发展和作业深度的不断增加,地下空间的不确定性也使该方法的技术缺陷逐渐暴露了出来。
目录1、方案编制依据及编制原则 (1)1.1、方案编制依据 (1)1.2、编制原则 (1)2、工程概况 (1)2.1、概述 (1)2.2、联络通道其周边环境情况 (2)3、工程地质及水文地质条件 (2)3.1工程地质 (2)3.2水文条件 (2)4、联络通道施工部署 (3)4.1、施工现场准备 (3)4.2、人力资源资配备 (4)4.3、设备与材料供应计划 (4)4.4、联络通道施工进度计划 (6)5 联络通道施工 (9)5.1、联络通道施工工艺流程 (9)5.2、施工准备 (9)5.3、通道冷冻法加固施工 (9)5.4、联络通道开挖及结构施工 (19)6 收尾工作 (37)6.1、解冻 (37)6.2、融沉控制及注浆 (37)6.3、注浆孔封堵 (39)7、监测监控设计 (40)7.1、施工监测项目、方法及数量 (40)7.2、监测点布设 (40)7.3、监测报警值 (41)8、安全保证措施 (42)8.1、安全生产目标 (42)8.2、安全保障机构及安全管理体系 (42)8.3、暗挖法施工安全防范措施 (42)8.4、用电安全防范措施 (43)8.5、土石方吊运安全防范措施 (43)8.6、停水、停电预防措施 (44)8.7、预应力支架出现异常情况时的保证措施 (44)8.8、其他安全措施 (44)9、质量保证措施 (46)9.1、质量方针 (46)9.2、质量目标 (46)9.3、质量管理体系 (46)9.4、关键技术环节的质量保证措施 (46)10、文明施工、环保等保证措施 (48)10.1、文明施工、环境保护目标 (48)10.2、文明施工保证体系 (48)10.3、建立健全工地文明施工管理制度 (48)10.5、环境保护工作的内容及指标要求 (49)10.6、消防、保卫、健康保证体系 (50)11、通道施工应急预案 (51)11.1、编制依据 (51)11.2、编制目的 (51)11.3、应急预案组织机构与管理职责 (51)11.4、应急救援物资 (52)11.5、应急情况快速反应的工作程序 (52)11.6、冷冻法联络通道施工常见事故及预防、应急措施 (53)11.7、联络通道施工过程中其他预防措施 (54)XX地铁XX号线土建工程XX标【XX站～XX城站】区间联络通道冷冻法专项安全施工方案1、方案编制依据及编制原则1.1、方案编制依据1.1.1《地下铁道工程施工及验收规范》GB50299-1999；1.1.2《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002；1.1.3《地下工程防水技术规范》GB50108-2001；1.1.4《市政地下工程施工及验收规范》DGJ08-236-1999；1.1.5《区间联络通道（泵房）设计图》；1.1.6《盾构土建工程实施性施工组织设计》；1.1.7《区间联络通道岩土工程勘察报告》地质勘察院；1.1.8关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知建质[2009]87号。
水平冻结施工技术1.水平冻结设计1.1设计原则与关键技术1.1.1设计原则⑴在水平冻结加固后，保证在隧道掘进过程中围岩具有足够的稳定性，确保施工安全。
⑵保证施工过程中引起的地层沉降满足设计要求，以确保地面建筑物和地下管线的安全。
⑶满足环境保护及施工供水、供电能力要求。
⑷进行系统的施工监测，实现信息化施工。
1.1.2关键技术⑴冻结孔施工为了确保冻结孔的施工质量，先在钻孔工作面(钻孔桩和旋喷桩复合结构)用金钢石取芯钻开孔，并埋设孔口管，正常钻进采用跟管钻，孔口安装密封装置，使泥浆在封闭系统中循环，并用特制的精密水平孔陀螺仪测斜，以确保钻孔质量与施工安全。
⑵在积极冻结期内，根据监测信息控制冻土帷幕的温度，保证帷幕形成的强度和均匀性。
⑶冻胀融沉的控制1.2冻结段划分及施工顺序由于水平冻结段施工81.86m，且在缓和曲线上，根据水平孔钻进技术条件，隧道分两段冻结。
第一段冻结长度为55m，第二段冻结长度为37m，两段冻土帷幕间的搭接长度为10m。
在第一段掘进至45m时，现浇400mm厚的钢筋混凝土墙密闭开挖工作面，并回头将断面径向扩大1.3~1.4m，长4m 的隧道断面，作为第二段隧道冻结施工作业面。
其冻结段划分见图2-13-2-1。
施工顺序为：明挖段工作井施工→第一段隧道冻结孔钻进→积极冻结→冻结维护及第一段隧道掘进及初衬施工→扩大段施工→第一段隧道地基强制化冻、注浆和施工内衬→第二段隧道冻结孔钻进→积极冻结→第二段隧道掘进和初衬施工→第二段隧道地基强制化冻、注浆和施工内衬→停止冻结及进行其它冻结孔注浆→冻结设备拆除。
1.3冻土帷幕设计1.3.1设计基础资料取土的平均容重为19kN/m3,变形模量为6MPa，泊松比0.395。
取冻土(平均温度-10 C)的变形模量150MPa，泊松比0.3，设计抗折强度为1.8MPa(上海地区淤泥质粘土的极限抗折强度试验值为 2.8～3MPa)，单轴抗压强度5MPa。
取地面超载为67kPa（约为土层承载力的2/3）。
上海市工程建设规范旁通道冻结法技术规范Technical code for crosspassageFreezing methodDG/TJ08-902-2023J10851-2023主编单位：上海申通轨道交通研究征询有限公司批准部门：上海市建设和交通委员会施行日期：2023年10 月1日2023年上海1.总则1.0.1为了贯彻执行工程建设的方针，政策，推广应用在设计，施工中的各项行之有效的科研成果和经验，保证地铁建设工程冻结法施工质量，促进技术进步，做到经济合理，安全可靠，特指定本规程。
1.0.2 本规程合用于上海地铁建设中圆隧道旁通道应用盐水制冷系统的冻结法技术的工程勘察，地层冻结设计，冻结壁形成及其检测，冻结孔施工与冻结管质量，冷冻站制冷系统，掘砌及监控德望可以方面。
在设计及施工时，应严格执行本规程的规定。
1.0.3在旁通道地层冻结设计和掘砌施工中，应因地制宜，因时制宜，合理设计，精心施工，严格监控，。
在地层冻结设计时，应综合考虑工程特性，周边环境和工程地质条件及水位地质条件，选择合理的冻结壁结构和冻结工艺。
在旁通道掘砌施工中应做到地层冻结与掘砌的协调配合，保证施工安全。
1.0.4采用冻结法施工的盾构进出洞加固，建筑基坑维护，隧道地基土加固和其他隧道旁通道施工等工程，可根据工程的特性和工程地质及水文地质条件，参考应用本规程。
1.0.5采用冻结法施工的旁通道工程，除应符合本规程的规定外，还应符合国家和本市现行的有关标准，规范和规程。
2 术语2.0.1 冻结法 ground freezing method在施工地下构筑物之前，用人工制冷的方法，将构筑物周边含水地层进行冻结，形成具有临时承载和隔水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁，然后在冻结壁的保护下进行构筑物掘砌作业的一种施工工法。
2.0.2 盐水制冷系统 brine refrigeration system以氯化钙等盐溶液为冷媒剂的间接制冷系统。
