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。