武汉长江隧道工程
冷冻法施工作业指导书
编制：
审核：
批准：
中铁隧道股份有限公司武汉长江隧道工程项目经理部二零零六年七月．
一、编制依据
1.1《地下铁道工程施工及验收规范·GB50299-1999》；
1.2《盾构法隧道工程施工及验收规范· DGJ08-233-1999》；
1.3《地下防水工程施工及验收规范· GBJ208-83》；
1.4《煤矿井巷工程施工及验收规范·GBJ213-90》；
1.5本工程投标文件。
二、编制目的
规范操作程序，指导现场施工。
三、适用范围
武汉长江隧道盾构隧道联络通道冷冻施工。
四、作业概述
该工法是在地层中按预定间隔埋设冻结管（Φ100mm的管径），冷却液在冻结管上循环，则管周围地层中的孔隙水以管为中心生成年轮形状冻土。邻近的冻土柱连接在一起，形成止水墙。
本工程用冷冻机把盐水溶液冷却到-20～-40℃，由循环泵送至冻结管冷却地层，盐水吸收地层的内热后，温度上升，经由盐水冷却泵，返回冷却机降温后，再次进入冷却管，如此反复循环。
五、人员机械配置
人员配置表
工种人数工种人数
4 打钻工20 辅助工3 机械安装工技术人员 10
5 机修工管理人员3
电工 6
51
合计．
六、部门职责
1、工程部：
①、负责冻结帷幕设计计算、冻结孔布置及制冷设计；
②、冻结施工过程现场监督，冻结效果检查。
2、设物部：
①、负责冷冻设备的维修、保养；
②、保证电力持续、足量供应。
3、操作班组：
①、严格按照冷冻设计布孔、埋管；
②、钻机、冷冻机械操作。
七、作业流程
作业流程见下图。
7.1 施工准备
7.1.1在隧道内敷设一条120mm2动力电缆，用于冻结钻孔施工及隧道内冻结施工准备冻结孔定位
作业流程图
系统安装供电。
7.1.2利用隧道内清水、排污管道，用于冻结孔打钻和冻结站运转的供水和排污。
7.1.3在旁通道施工工作面两端砌高约0.5m的泥浆挡墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内环境整洁。
的木板在旁通道处铺设冻结施工场地，按不同位置的冻结6cm～4用厚7.1.4．孔钻进要求，用φ1.5″钢管搭建冻结孔施工脚手架。
7.2冻结孔定位与管片开孔
根据冷冻设计计划的基准点，按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，提请注意的是：孔位布置首先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，在避开主筋的前提下可适当调整，一般不应大于100mm。
7.2.1在正式开孔前，利用检查孔，即隧道管片上的补浆孔钻Ф38mm小孔径探孔，检查地层稳定性。
7.2.2开孔选用J-200型金刚石钻机，配φ130mm金刚石取芯钻头进行钻孔，深度约300mm，以不钻穿管片控制。用钢楔楔断岩心、取出后，打入加工好的孔口管，并固定，每个孔口管要至少有4个固定点固定在管片上。
7.2.3开孔顺序
根据旁通道施工的孔位，采用由上向下的顺序施工：即先施工穿透孔，根据穿透孔的偏差，进一步调整有关的钻进参数，再按由上向下的顺序施工，这样可防止因下层冻结孔的施工引起上部地层扰动，减小钻孔施工时的事故发生率。
7.2.4钻孔偏斜和终孔控制
钻孔的偏斜应控制在1%以内，在确保冻土帷幕厚度的情况下，相邻终孔间距不得大于1.0m，否则应补孔。
冻结孔钻进深度应不小于设计深度，不大于设计深度0.2m（钻头碰到隧道管片者除外）。
7.3冻结孔钻进与冻结管设置
7.3.1钻孔设备使用MD-50钻机一台，配用BW250型泥浆泵，钻具利用φ89×8㎜冻结管作钻杆；冻结管之间采用套管丝扣连接，接头螺纹紧固后再用手工电弧焊焊接，确保其同心度和焊接强度。
7.3.2正常情况下，钻进时安装简易钻头，如果钻进困难遇到砂层，为防止钻进中返砂，在钻头部位安装一个特制单向阀门。．
7.3.3冻结管到达设计深度后冲洗单向阀，并密封冻结管端部。
7.3.4钻进过程中严格监测孔斜情况，发现偏斜要及时纠偏，下好冻结管后，进行冻结管长度的复测，然后再用灯光测斜仪进行测斜并绘制钻孔偏斜图。冻结管长度和偏斜合格后再进行打压试漏，压力控制在0.8Mpa，稳定15分钟压力无变化者为试压合格。
7.3.5在冻结管内下供液管,然后焊接冻结管端盖和去、回路羊角。
7.4冷冻站布置与设备安装
平方80将冻结站设置在东线（左线）隧道内，靠近旁通道位置，占地面积约．米，站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及配电控制柜等。设备安装按设备使用说明书的要求进行。
选用YSLGF-300型冷冻机组1套，当盐水温度为-26℃，冷却水温度26℃时，其最大制冷量约为 87500kcal/h。冷冻机组电机总功率为100kw；选用200S42A盐水循环泵2台（其中1台备用），流量198m3/h，扬程43m，电机功率37kw；选用IS125-100-250冷却水循环泵1台，流量100m3/h，扬程20m，电机总功率11kw；DBNL3-50型冷却塔2台，电机总功率6kw；设盐水箱一个，容积6m3；盐水干管和集配液管均选用Φ159×5mm无缝钢管或6″焊管，集、配液管与羊角连接选用1.5″高压胶管；冷却水管用5″焊管；冷冻板用1.5″管加工；在冷冻机进出水管上安装温度传感器，在去、回路盐水管路上安装压力、温度传感器和控制阀门，在盐水管出口安装流量计，在盐水箱安装液面传感器；在配液圈与冻结器之间安装阀门二个，以便控制冻结器盐水流量；在盐水管路的高处安装放气阀；在去路盐水干管上安装单向阀；盐水和清水管路耐压分别为0.7MPa和0.3MPa；冻结施工冷却水用量为15m3/h，最大总用电量约171KW。
其它：冷冻机油：选用N40冷冻机油；制冷剂：选用R22制冷剂；冷媒剂：用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。盐水比重为1.260～1.265。
7.5管路连接
管路用法兰连接，隧道内的盐水管用管架敷设在隧道管片斜坡上，以免影响隧道通行。在盐水管路和冷却水循环管路上要设置、阀门和测温仪、压力表等测试元件。盐水管路经试漏、清洗后用保温板或棉絮保温，保温厚度为50mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎。集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，每组冻结管的进出口各装阀门一个，以便控制流量。旁通道主排冻结孔每2～3个一串联，其他冻结孔3～4个一串联。
冷冻机组的蒸发器及低温管路用棉絮保温，盐水箱和盐水干管用50mm厚的保温板或棉絮保温。．
旁通道两侧管片保温：由于混凝土和钢管片相对于土层要容易散热得多，为加强冻土墙与管片胶结，旁通道两侧管片内表面采取保温措施，以减少冷量损失。冻结孔施工侧即左线，首先将钢管片格栅内用素砼填充密实，然后采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。
右线隧道，冻结管的端部区域范围内布置冷冻板，同样将钢管片格栅内用素砼填充密实，然后采用PEF板保温板对冻结帷幕发展区域管片进行隔热保温。左、右线钢管片格栅内填满素混凝土（除欲拉开的管片外）然后再用PEF板保温板进行保温。
7.6溶解氯化钙和机组充氟加油
盐水（氯化钙溶液）比重为1.26，先在盐水箱内充满清水，溶解氯化钙，再送入盐水干管内，直至盐水系统充满为止，溶解氯化钙时要除去杂质。
机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。首先进行制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。
7.7积极冻结与维护冻结
7.7.1冻结系统试运转与积极冻结
设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数，使机组在有关工艺规程和设备要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中，定时检测盐水温度、测温孔温度和冻土帷幕扩展情况，必要时调整冻结系统
