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(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。

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。

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。

冻结法联络通道主要施工方案、方法及技术措施1.总体施工方案（1）联络通道工程简介本工程盾构区间包含12座联络通道，其中7座联络通道和泵站合建，5座联络通道，其中9座采用冻结法加固，矿山法开挖；3座线间距超过20m（宁海路站～塘汉路站区间2#联络通道长39.9m），为提高施工效率，确保施工安全，采用机械法施工。

联络通道基本数据统计表（2）联络通道施工筹划本工程拟投入24台冻结设备（备用12台）、1台盾构设备组织施工。

2.冻结法联络通道施工工艺流程联络通道施工工艺流程图详见下图。

3.冻结施工及技术措施（1）冻结帷幕的设计按照冻结设计要求，确定联络通道冻土帷幕厚度水平通道外围有效厚度和喇叭口处两侧冻土帷幕有效厚度。

开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交界面处平均温度不高于-5℃，其它部位设计冻结壁平均温度≤-10℃。

要求如下：联络通道施工工艺流程图1）开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交界面处温度不高于-5℃，其它部位设计冻结壁平均温度小于等于-10℃；2）积极冻结时，在冻结区附近200m 范围内不得采取降水措施。

在冻结区内土层中不得有集中水流。

3）在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温层，敷设范围至设计冻结壁边界外1m 。

保温层采用的软质塑料泡沫软板，保温厚度不宜小于厚度60mm ，导热系数不大于0.04W/Mk ，应采用专业胶水将保温板施工准备冷冻法加固施工预应力支撑安装防护门安装钢管片拆除通道开挖施工监测防护门制作初支施工防水施工钢筋制作安装模板制作安装二衬混凝土浇筑拆模、养护、清理钢格栅加工蜜贴在隧道管片上，板材之间不得有缝隙；4）冻结壁受力采用许应力法计算，-10℃冻土强度指标：抗压强度为3.60MPa，抗折2.00MPa，抗剪强度为1.50MPa，安全系数抗压2.0，抗折3.0，抗剪2.0。

（2）冻结孔布置1）冻结孔布置联络通道冻结孔的布置均采取从左、右线隧道两侧打孔方式进行。

冻结孔按上仰、水平、下俯三种角度布置，联络通道根据不同长度设置不同数量冻结孔。

地铁项目联络通道冷冻法施工论述摘要：本文主要对地铁项目中采用冷冻法施工的运用和发展，对冷冻法施工的设计、施工工艺及设备的论述关键词：地铁工程冷冻法0 引言冻结法是一种特殊的施工方法,是在修建地下时,使用人工制冷手段暂时加固地层并阻绝地下水的进入含水地层时所采用的方法。

本文介绍地铁联络通采用冻结法施工,取得相关技术参数及经验。

1 工程概况此地铁项目区间设置两个联络通道，其中1#联络通道及泵站中心处隧道中心线间距13.000m，联络通道所在位置的轨面高程左约+54.018m（右线为+54.017m），2#联络通道处隧道中心线间距13.750m，联络通道所在位置的轨面高程左约+56.334m（右线为+56.392m）。

2施工准备2.1技术准备在正式施工前必须做好充分的准备工作，施工现场先进行自检，合格后报监理单位审批通过后方可正式开工。

1.结合国家现行规范、标准，理解业主对工程的要求。

2.根据现场提供的基准坐标、高程资料及设计图纸，进行现场中心轴线的测量放样和复核。

3.根据设计要求和施工现场情况编制施工方案和进度计划。

4.制定各种技术措施，组织进行“三级”技术交底。

2.2现场准备1、现场供、排水系统①从盾构施工用水接驳口接一路供水路至联络通道位置，供钻孔和冻结施工用，水管规格2寸，供水能力不小于10m3/h。

②现场排水经沉淀后排出到指定的地方，严禁将泥浆排放在市政排水系统内。

2.临时供电系统①现场的供电能力不小于350kw。

供电系统可以采用10KV高压电直接供到联络通道位置。

②施工配电按照三级配电，两级保护布置。

由现场配电室接电缆敷设到地面总配电箱总配电箱至各分配电箱，再由各分配电箱至各开关箱和用电设备。

③沿墙敷设的电缆可靠固定。

电缆穿过施工道路时，采用埋地或架空铺设。

3.施工工艺技术3.1冻结加固设计3.1.1设计要求1.冻结施工严格按照设计要求执行。

2.设计的主要内容：冻结帷幕、冻结孔、测温孔、管片保温、盐水温度、积极冻结时间，隧道钢支架、应急门及冻胀与融沉控制等。

用户■施工CONSUMERS & CONSTRUCTION-4地铁隧道联络通道冻结法施工技t K■谷丹中铁十八局集团市政工程有限公司广西南宁530031摘要：以福州地铁6号线潘墩站-林浦站区间联络通道冻结法施工为丨:程背景，对冻土帷幕发展规律进行分析研究，并通过开挖 时暴露的冻结壁情况对分析结论进行进一步佐证，研究结果表明：冻结开始时，冻土帷幕的温度随若时N的延长呈现出快速下降 的;B势；待冻k帷幕接近；度时，K降的趋势放缓直到趋于稳定；冻结帷幕未胶圈前，泄压孔压力接近K!始地层压力，当泄压孔 压力升高时，说明冻结壁已交圈：随《时间推移，冻结帷幕逐步发展成为设计要求的冻结壁厚度和平均温度。

关键词：冻结法；冻土帷幕；施工技术管理1工程概况福州地铁6号线潘墩站-林浦站区间隧道左线长682m,右线长728m。

本区采用盾构法施工，衬砲采用预制 钢筋混凝土符片，管片内径55(K>mm,管片外径6200mm,管片厚度350m m,管片宽度1200mm。

左右线盾构机均从 林浦站始发，至潘墩站接收。

区间设联络通道一座，联络通道处左右线隧道里程为 XK0+742.269,中心距为13_60m,左右线隧道中心标高-8.417m/-8.4l>6m,联络通道所处位H地面标高（根据勘 探孔资料）左右线约为+7.30ni /+5.75m,联络通道上方覆 土厚度约为13m,通道埋深约为21.7m。

本工程风险等级 为n级。

联络通道上方为福泉高速连接线路面和路边绿化带，距联络通道中心约43m是东城御景高层住宅区。

一根1)L 35(1 X270电缆线从联络通道上方穿过，为铁路10k v电缆线，直埋在地表以下0.8 ~ l m位罝。

因联络通道所处地层为砂层，在施工时需对联络通道 位H土体进行冻结加固m。

冻土帷幕具备强度高、防水性 能优越、对周围环境影响小的优势pl,因此冻结法在工程 建设中得到广泛的应用，尤其针对软弱土层中的联络通道 建设起到丫关键促进作用|V51。

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。

盾构区间隧道联络通道冻结法施工工法盾构区间隧道联络通道冻结法施工工法一、前言盾构区间隧道联络通道冻结法施工工法是一种在盾构施工过程中，采用冻结技术对土壤进行固化以确保施工安全的工法。

本文将详细介绍该工法的工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。

二、工法特点1. 高度安全：冻结法施工可以确保施工过程中的地质环境稳定，有效避免地面塌陷和地下水涌入等问题。

2. 施工效率高：冻结法施工可以减少地下水处理和土体固结时间，提高施工效率。

3. 环境友好：冻结法施工对环境影响较小，在保证施工安全的同时，减少了对周边环境的破坏。

三、适应范围1. 地质条件适中的区域：冻结法施工适用于地下水位较高的土质薄层，如泥质、粉质土等。

2. 地下水位不高的区域：冻结法施工对于地下水位较高的区域，可以通过降低地下水位或采取其他适当的措施来适应。

四、工艺原理冻结法施工的基本原理是通过注入低温冷却液体，使土壤结冰固化，形成临时性的冻结体，其作用类似于加固土壤。

施工过程中，根据具体情况选择合适的冷却液体，并对温度、压力和注射量进行控制，以达到冻结体的稳定性和支护效果。

五、施工工艺冻结法施工主要包括以下几个施工阶段：1. 地质勘察和设计：根据实际情况进行地质勘察和设计，确定施工参数和冷却液体的选择。

2. 注冷孔钻孔施工：根据设计要求进行注冷孔钻孔施工，并对注冷孔进行布置和排列。

3. 冷却液体注入：根据设计要求，将冷却液体通过注入管道注入到注冷孔中，逐步冻结土壤。

4. 冻结体监测和调整：对施工过程中的冻结体进行监测，并根据监测结果进行调整，以保证冻结体的稳定性和支护效果。

六、劳动组织冻结法施工需要建立专门的施工组织部门，负责冻结体建设和管理工作。

施工过程中，需要配备冷却液体注入设备、注冷孔钻孔设备和监测设备等。

七、机具设备冷却液体注入设备、注冷孔钻孔设备、冷却液体循环设备、冷却液体搅拌设备、冻结体监测设备等。