地铁盾构联络通道冷冻法ppt课件

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。

冷冻法在地铁盾构联络通道施工中的应用设置于地铁区间隧道中间的联络通道，起到连接两条隧道、集、排水、防火及疏散等作用，有时根据工程设计需要同时设置集水井。

联络通道施工不仅要考虑自身结构及地面环境安全，同时要考虑盾构隧道的安全与稳定。

所以，城市地铁联络通道开挖前必须对其周围土体进行加固。

冻结法加固土体既有效地保证了通道安全施工；又保证了工程的质量和进度。

随着我国轨道交通的迅猛发展，冷冻法的施工工艺必然在地铁工程中得到越来越广泛的应用。

标签：地铁；联络通道；冷冻法；施工技术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樁体施工，因而，冷冻法就成了地基加固的较好选择。

冷冻法是利用冷冻机将冷冻液进行降温，通过敷设的循环管路将其输送到需要冷冻的地层中，保持低温向外扩散，使土体冻结形成帷幕，起到加固土体的作用，在已加固的地层中采用矿山法开挖联络通道和废水泵房。

用冷冻法加固土体虽然有工程造价高、工期长、上覆土体可能发生冻胀和融沉问题、需要有较高资质的专业队伍施工、需要使用专用的施工设备等缺点，但是，冷冻法加固的土体具有强度高、封水性好、安全可靠、不占用路面等优点，因此，在其它加固方法不能使用时，冷冻法用在联络通道这种小体量工程中还是可取的。

1工程概况某地铁盾构联络通道采用冷冻法施工。

该联络通道拱部埋深15m，净宽2 5m，净高2.6m，废水泵房净尺寸为3.85m（深）X2.1m（宽）X4.5m（长）。

联络通道处管片采用开口衬砌环（钢管片+A型钢筋混凝土管片）。

盾构区间的联络通道全环喷C25早强混凝土；全环中8钢筋网，全断面单层，网格间距150×150mm；通道设计格栅钢架纵向联结主筋中22（HRB400），环向间距0.5m。

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。

地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法一、前言随着城市建设的不断发展壮大，地铁成为了现代城市交通运输的重要组成部分。

地铁的建设离不开隧道施工，而盾构法是地铁隧道施工中被广泛采用的方法之一。

然而，部分地区的土层条件复杂，存在着水沙流失、地裂缝等问题，给盾构施工带来了很大的困难。

为应对这些问题，地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法应运而生。

二、工法特点地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法是利用低温冻结土层，在冷冻作用下保证施工安全进行的一种方法。

其主要特点包括：1. 在地铁隧道盾构施工过程中，通过在洞口周围地层注入冷却剂，使地下土层迅速冷却并形成冻结带，形成有效的施工隔离带，提高盾构施工安全性；2. 冰冻法施工不仅能限制地下水的渗流，从而避免地下水撤托引起的地表下沉和地裂缝，还能稳定周围土层，减少沉降；3. 通过低温冻结技术扩大施工面积，提高施工效率，减少工期；4. 适用于高风险地层和复杂地质条件下的盾构隧道施工。

三、适应范围地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法适用于以下情况：1. 土层含水量较高，地下水位较深的区域；2. 土层中存在裂隙、沉降等问题；3. 施工地层较软且容易流失、塌陷的地区；4. 施工地层存在高风险岩溶、高风险断层等问题。

四、工艺原理1. 连续冷冻技术：通过在盾构施工前进行连续冷冻处理，将盾构进洞面的土层冻结成一定厚度的冻结带，形成临时的施工隔离带，确保盾构施工的安全进行。

2. 导管排列技术：在进洞面外设置多个导冷管，将低温冷却剂注入土层中，实现对土层的冷冻处理。

3. 温度监测技术：通过设置温度传感器，实时监测冻结带厚度和温度变化，以确保冷冻效果。

五、施工工艺1. 前期准备：确定施工地点和施工方案，组织施工人员和设备。

2. 冻结设计：根据地质情况制定冷冻设计方案，确定冷冻带的厚度和温度要求。

3. 冻结施工：按照冷冻设计方案，将低温冷却剂注入土层中，形成冻结带。

4. 盾构进洞：在土层冻结达到要求后，开始盾构进洞施工。

冻结法在地铁盾构隧道联络通道施工中的应用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丁区间隧道中部，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45.5ni,上、下行线隧道中心线距离15.46m o联络通道结构见图1。

图1联络通道结构不意图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粉砂火砂质粉土，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，极适丁本工程。

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-10C，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1X0-8cm/sec)k<冻结孔、测温孔与卸压孔的布置冻结孔布置从上、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。

图3:冻结孔立面透视图4:冻结孔平面布置3. 3. 2. 2测温孔布置测温孔共布置8个，上行线4个，下行线4个，深度为2 6m,主要是测量冻结帷幕范围不同部位的温度发展状况，以便综合采用相应控制措施，确保施工的安全。

地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法一、前言随着城市地铁建设的不断发展，越来越多的地铁线路需要穿越复杂的地质条件和地下管线，施工难度和风险也随之增加。

为了解决在地铁隧道内施工中遇到的困难，出现了地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法。

本文将对该工法进行详细介绍。

二、工法特点地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法具有以下特点：1. 高效快速：采用冷冻法可以快速冻结周围土壤，提供良好的施工条件，大大缩短了施工周期。

2. 安全可靠：通过冷冻法冻结土壤，可以防止地面沉降和隧道结构损坏，确保施工过程的安全与稳定。

3. 环保节能：冷冻法不会产生大量废弃物和污染物，对环境影响较小，同时也能节约能源。

4. 适应性强：冷冻法在各种地质条件下均可应用，适用于不同类型的地铁隧道施工。

三、适应范围地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法适用于以下情况：1. 地铁隧道穿越软黏土、含水层等地质条件复杂的区域。

2. 地铁隧道穿越已有地下管线、建筑物等需要保护的区域。

3. 需要对地铁隧道内进行连续施工的情况。

四、工艺原理地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法的工艺原理是通过冷冻法冻结周围土壤，形成冷冻墙，防止地面沉降和隧道结构破坏。

具体包括以下几个步骤：1.冷冻孔钻进：使用冷冻孔钻进地下，选择合适的位置，打孔并注入冷冻液体。

2. 冷冻液循环：通过冷却系统将冷冻液体循环注入孔洞中，冷冻土壤形成冷冻墙。

3. 联络通道融沉：在冷冻墙内，使用融沉装置将隧道结构逐步向下沉降到设计位置。

4. 注浆加固：通过注浆设备将注浆材料注入隧道结构和冷冻墙之间的空隙，增加结构的稳定性和承载力。

五、施工工艺地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法的施工工艺包括以下环节：1. 设计和准备：确定隧道的设计方案和施工计划，并准备所需的机具设备、材料和人员。

2. 冷冻孔钻进：使用冷冻孔钻进地下，确定孔洞的位置和数量，并进行冷冻液体的注入。

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。