联络通道冷冻法施工技术PPT课件

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。

冷冻法施工目录1.1工程概况 (1)1.1.1工程简介 (1)1.1。

2工程地质及水文地质 (1)1.2冷冻法施工工艺及特点 (2)1.2。

1施工工艺流程 (2)1。

2。

2冻结加固设计 (4)1。

3冷冻主要物资表 (7)1。

4冷冻施工时间表 (8)1.5冷冻的质量控制与监测 (9)1.5.1监测内容 (9)1.5。

2监测方法 (9)1。

6开挖与构筑施工 (10)1。

6.1开挖冻结技术指标 (10)1。

6。

2预应力支架安装 (11)1.6.3土方开挖 (11)1。

6.4支护结构 (11)1.7本工程的重难点及采取的措施 (12)1。

7。

1冻结壁与管片交接位置的处理 (12)1。

7.2钢管片与联络通道拱顶交接位置的处理 (12)1.1 工程概况 1.1.1 工程简介【南浦站～洛溪站区间】区间长度920m ，联络通道设置在里程YDK6+829。

561处，上方中心为花坛.联络通道埋深约16m,结构高4.25m ，宽3.8m ，长6。

54m 。

联络通道采用矿山法施工，结构形式为初期支护+二次衬砌。

联络通道结构见图1、2.图1 联络通道结构图图2 联络通道结构剖面图冷冻前已对联络通道范围地层采用Φ800＠600双管旋喷桩加固，相邻排错加固在08年12月中旬完成。

考虑到加固地层地下水流动性较强且位于,采用先联络通道开挖，后切割隧道管片的方法，即地层加固后，在地面两2。

5m 的钢护筒）至联络通道位置，然后再使用矿,在联络通道初衬完成后，最后切割管片连通隧道并施工二衬。

工程地质及水文地质［南浦站~洛溪站］联络通道顶部埋深为15.7m ，底部埋深19.8m ，穿越地层主要为<3-1〉粉细砂层。

联络通道上方是：<3-1>粉细砂层、〈2-2>、〈2-1A>淤泥及〈1〉杂填土等地层，下方是：<4—1>淤泥质土、〈5-2>硬塑粘土、〈6>全风化红岩、〈7〉强风化红岩等。

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。

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。

冷冻法施工工艺公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]冷冻法施工目录1.1工程概况1.1.1工程简介【南浦站～洛溪站区间】区间长度920m，联络通道设置在里程YDK6+处，上方中心为花坛。

联络通道埋深约16m，结构高4.25m，宽3.8m，长6.54m。

联络通道采用矿山法施工，结构形式为初期支护+二次衬砌。

联络通道结构见图1、2。

图1 联络通道结构图图2 联络通道结构剖面图冷冻前已对联络通道范围地层采用Φ800@600双管旋喷桩加固，相邻排错位布置。

加固在08年12月中旬完成。

考虑到加固地层地下水流动性较强且位于砂层，采用先联络通道开挖，后切割隧道管片的方法，即地层加固后，在地面两隧道之间先施工一竖井（直径2.5m的钢护筒）至联络通道位置，然后再使用矿山法开挖联络通道，在联络通道初衬完成后，最后切割管片连通隧道并施工二衬。

1.1.2工程地质及水文地质[南浦站～洛溪站]联络通道顶部埋深为15.7m，底部埋深19.8m，穿越地层主要为<3-1>粉细砂层。

联络通道上方是：<3-1>粉细砂层、<2-2>、<2-1A>淤泥及<1>杂填土等地层，下方是：<4-1>淤泥质土、<5-2>硬塑粘土、<6>全风化红岩、<7>强风化红岩等。

洞身上覆土层为<3-1>粉细砂层、下卧土层为地层<4-1>淤泥质土、<3-1>粉细砂层，剖面图如图3。

勘察报告显示，联络通道地层及隧道上覆地层均为透水地层，渗透系数分别为：<3-1>粉细砂层2.5m/d； <2-2>淤泥质细中砂层1.8m/d。

由于地层渗透性强，又距离江边较近，联络通道位置地下水与三枝香水道有直接水力联系。

1.2冷冻法施工工艺及特点1.2.1施工工艺流程联络通道施工可分为冻结孔施工、冻结施工和开挖构筑施工三个主要部分，其主要施工顺序见下图所示。