特殊情况下冻结法施工联络通道的封孔研究

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冻结法施工在地铁联络通道中的应用

冻结法施工在地铁联络通道中的应用作者：张磊来源：《科技信息·下旬刊》2018年第03期摘要：伴随着国家经济的不断发展，城市化进程的逐渐加快，城市地铁修建已成为城市发展不可或缺的基础设施建设。

地铁联络通道通常与排水泵、集水井设定在一起具有疏散乘客的作用，在地铁联络通道建设中，应用冻结法进行地铁施工十分受欢迎，基于此，文章对冻结法在地铁联络通道中的应用展开了详细分析。

关键词：冻结法；地铁联络通道；应用前言：地铁联络通道作为地铁修建中的最后一道工序，其技术难度相对较大，在水资源丰富的软土当中，挖掘联络通道还存在着一定的坍塌风险，因此在联络通道挖掘阶段，要对周遭的土体进行妥善的加固处理。

冻结法作为一种常见的土体加固方法，因其发展历史悠久，且技术不断成熟，防水性较好、对周遭的环境影响较小等优势，逐渐受到很多施工单位的青睐，也因此在国内的地铁施工中被广泛应用。

1冻结法施工技术优点（1）冻结帷幕隔水性较强，可以有效将施工土层与地下水进行隔绝，不需要进行基坑内排水，能够有效减少因排水状况不佳而导致的地基沉降不均匀进而对实际建筑物带来的影响。

（2）可以在合理的范围内对冻结管进行任意操作，在对土层进行加固时，土体冻结具有较强的适应性，且不会受到地层条件的影响，施工操作比较方便。

（3）能够适应施工中不同的地质水文环境，比如流沙、软土地层、高水压等环境，这一点和其他的施工方法相比更加经济。

（4）冻结法施工完成后，土层结构可以得到快速的恢复，有助于土层尽快恢复到原来的状态，对施工影响较小，且不会对日后的土层施工带来一定影响。

冻结法施工操作是一种绿色施工，无污染、无烟尘，比较适合当前的城市施工。

通常情况下，冻结法主要分为两种：直接冻结法、间接冻结法。

直接冻结法主要原理是依靠液氮汽化形成的低温对土体进行制冷，其主要优点为：冻结设备相对简单，冻结速度也比较快，适用于快速抢险与特殊位置冻结。

与此同时，经过汽化的液氮可以直接排放到大气当中，且不会对空气造成污染。

联络通道冻结孔施工

联络通道冻结孔施工冻结孔施工冻结孔就是冷冻循环盐水在土体内进行循环冷却土体的管道，是由钻机钻入土体内部的；测温孔就是用于监测土体内温度变化的探孔，深2.5m左右；卸压孔用于监测地压及降低冷冻帷幕内部压强的孔，深2～3m。

1 资源配置1、机械设备开孔器2套、400型电焊机1台、焊条、钻孔机一台、注浆机一台（一般与钻孔机配套）、金刚石钻头5～9个、手压泵、压力表。

2、材料89无缝钢管（带螺纹接头）、油棉绳、密封盒、大球阀、孔口管、单向阀、阀门、水泥、2mm钢板、直径12mm管子。

3、人员配置表5-7 钻孔人员配置表工种技术员机长电工电焊工杂工人数 1 2 2 2 12 备注可有领工担任两个工作班平时也可用作杂工平时也可用作杂工 2 冻结孔定位首先确定联络通道的中线，然后根据冻结设计，在管片上准确的定位开孔点，为了方便施工，可以在管片上将开孔点画出；3 冻结孔施工钻孔完整的工序为：开孔器安装→调整角度→一次开孔→安装大球阀→二次开孔→钻机定位→安装密封盒→钻孔→测斜及检验。

1、开孔 1）开孔器定位底架安装在管片上，但管片当为钢管片时，首先用速凝水泥将管片格栅填平，再安装底架。

安装底架先要在管片上打上膨胀螺栓，然后安装架子进行定位。

水平方向定位，可以通过前视点和后视点的连线确定方位；垂直方向定位，通过水平尺及卷尺进行测量定位。

最后拧紧定位螺栓，固定好底架。

2）调整角度开孔的角度直接关系到后续钻孔角度的控制，所以开孔角度的控制应该要仔细，在选择设备的时候最好能选择带有测量角度装置的开孔仪器，这将大大的提高施工速度并控制精度。

3）一次开孔把开孔器安装在底架上，选择?105的开孔管（钻杆选用?89），连接好电路及水路，打开开关，进行开孔；钻进时缓慢推进，注意一次开孔的深度不要超过250mm。

4）安装孔口管及大球阀当开孔器开孔深度在250mm（我们的管片厚300mm）时，取下开孔器，取出岩芯，把事先准备好的孔口管打入孔内。

联络通道冻结工程技术分析

摘要：联络通道要经过有效的土体加固方法，保证开挖安全，如果加固土体结果不好，容易出现水土流失，导致地面沉降、隧道变形，严重时导致塌方，出现事故，特别是如果联络通道底板下受承压含水层或微承压含水层影响，有更高的施工风险。

为避免风险的出现和不影响城市交通，要从联络通道施工工艺开始，现在冷冻法工艺被普遍应用，下面就冷冻法施工工艺谈一些个人体会。

关键词：联络通道；冻结技术；施工情况中图分类号：u231 文献标识码：a1. 工程概况昆明市轨道交通3号线延长线普石区间联络通道处左、右线盾构隧道里程为zdk4+156.6653（ydk4+158.0000）。

两隧道中心间距19.180m，左线隧道中心标高为1874.680m，右线隧道中心标高1873.991m，联络通道所处位置地面标高约为1891.510m，联络通道位于春雨路下方，联络通道上方管线较多，主要有自来水管、雨水管、污水管、通信信号等相关管线。

联络通道处已使用地面旋喷+超前小导管加固地层，现使用水平冻结法，矿山暗挖法施工。

依据联络通道的特征和所处地层的特点，使用冷冻法加固土体，之后用矿山暗挖法实施开挖构筑施工，联合以前地铁联络通道施工的经验，使用“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。

就是：在隧道内运用水平孔与局部倾斜孔冻结加固地层，冻结联络通道外围土体，产生强度高、封闭性好的冻结帷幕。

在冻土中使用矿山法开挖、喷锚支护，初期支护与二次衬砌之间设全封闭防水隔离层，二次衬砌采用型钢拱架+满堂支架联合支撑、组合钢模立模，泵送商品混凝土整体衬砌。

2. 冻结法概述2.1 冻结法意义冻结技术是使用人工工艺冷却的，从地层中把冰冷的水结冰，产生的冻土是天然岩土，使其强度和稳定性增加，隔离地下水和地下工程关系，地下工程掘砌施工的特殊施工技术方便在冻结壁的保护下实施。

其实质是运用人工制冷临时改变以岩土特性的地层固结。

冻结壁是临时的支护结构，产生永久支护后，停止冻结，解冻冻结壁。

联络通道冻结法施工简介

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中煤特殊凿井（集团）有限责任公司上海分公司
联络通道冻结法施工简介
1
冻结法介绍
2
联络通道冻结法施工简介
3
工程施工实例
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目录
冻结法介绍
人工地层冻结法冻结法定义：用人工制冷的方法，将待开挖地下空间周围的土体中的水冻结为冰并与土体胶结在一起，形成一个按设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用以抵抗土体压力、隔绝地下水，并在冻土墙的保护下，进行地下工程的施工。

开挖构筑施工介绍 Your company slogan
联络通道冻结法施工简介
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联络通道冻结法施工简介
冻土帷幕设计方法是采用常规结构力学方法进行结构计算（如有必要利用有限元分析进行验算）。将应力结果和冻土的强度相比较,得出安全系数,结果列于下表 :
厚度(m) 应力类型应力值(Mpa) 安全系数k 压 1.6 拉压 1.8 拉压 2.0 拉
0.867
0.479
0.706
开孔、安装密封装置
测斜
钻机安装找正
纠偏
正常钻进
复测、检漏
单孔完成
钻孔结束
钻孔施工工艺流程 Your company slogan
联络通道冻结法mpany slogan
联络通道冻结法施工简介
冻结准备
冻结站基础施工
冻结站安装
设备试压

用冻结法修建地铁联络通道施工力学研究

第24卷第18期岩石力学与工程学报 V ol.24 No.182005年9月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Sept .，2005收稿日期：2004–06–01；修回日期：2004–07–19作者简介：张志强(1968–)，男，1990年毕业于重庆大学采矿系采矿工程专业，现任教授，主要从事隧道工程和岩土工程方面的教学与研究工作。

E-mail ：clarkzzq@ 。

用冻结法修建地铁联络通道施工力学研究张志强，何川(西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031)摘要：采用三维有限元方法，模拟研究了冻结法施工条件下修建盾构隧道与联络通道组成复杂空间结构的施工力学行为。

研究结果表明：因联络通道施工，将引起交叉部管片在整体上由“轴心受压向偏心受压”转变以及沿交叉部管片上下截面“整体受拉”的严重不利受力状况；与联络通道施工前相比较，交叉部管片呈现出沿纵向内力大幅度显著增长的受力特征(最大弯矩增长了9倍之多)。

因此，对交叉部管片设计，不仅要求检算其横向内力满足技术规范，还应加强对其纵向结构强度的专门设计，以确保交叉部管片安全。

关键词：隧道工程；联络通道；交叉结构；冻结法；三维有限元分析中图分类号：U 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2005)18–3211–07STUDY ON CONSTRUCTION OF CROSS CONNECTION OF SHIELD TUNNEL AND CONNECTING AISLE BY FREEZING METHODZHANG Zhi-qiang ，HE Chuan(School of Civil Engineering ，Southwest Jiaotong University ，Chengdu 610031，China )Abstract ：The mechanical behaviour of the complicated construction of cross connection of shield tunnel and connecting aisle by freezing method in Nanjing metro No.1 line is studied by using three-dimensional finite element numerical simulation method. The research demonstrates the occurrence of the two serious disadvantageous distributions of internal forces with eccentric compression in the major part section and the whole tension in upper and lower sections of removal connection segment in the shield tunnel intersection due to connect aisle construction. Compared with the case without connecting aisle ，the longitudinal internal forces in the shield tunnel intersection are obviously increased in amplitude. In particular ，the maximum longitudinal bending moment is increased by 9 times. On the basis of analysis above ，this paper puts emphasis on the importance of the longitudinal design of segment in tunnel intersection in order to guarantee the safety of segment lining during construction by freezing method.Key words ：tunneling engineering ；connecting aisle ；cross connection structure ；freezing method ；3D finite element analysis1 引言南京地铁南北线一期工程，西起奥体中心，北至迈皋桥，线路贯穿南京市南北中轴线，全长21.7 km 。

特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法(2)

特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法一、前言地铁盾构施工是一项复杂而困难的工程，特别是在特殊地质条件下的区间联络通道施工更是具有挑战性。

为了确保施工的安全和稳定，特殊条件下的地铁盾构区间联络通道冻结施工工法应运而生。

该工法通过冻结地层以防止地下水的渗透，并采用特殊的施工工艺和技术措施来进行施工，保证工程的顺利进行。

二、工法特点 1. 冻结施工：采用液态氮等低温冷却介质，将地层冻结形成冻土墙，避免水压力破坏和地层塌陷。

2. 施工速度快：相比传统的盾构施工，冻结施工可以大幅缩短施工周期，提高施工效率。

3. 易于控制：冻结施工过程中的温度、冻结深度等参数可以进行精确控制，使施工过程稳定可控。

4. 环境友好：冻结介质可回收利用，对环境没有污染，符合环保要求。

三、适应范围该工法适用于地质条件特殊、地下水位较高、砂层易涌水等情况下的地铁盾构施工，特别是在区间联络通道施工中效果显著。

四、工艺原理冻结施工工法通过将液态氮注入地下，冷却地层，使地层中的水分达到冻结状态，形成冻土墙。

这样可以防止地下水的渗透，确保地面和盾构隧道的稳定。

同时，施工过程中采取各种技术措施，如注浆、加固等，以加强施工工程的安全性和稳定性。

五、施工工艺1. 地层调查：通过地质勘探和水文地质调查，了解地下水位、地质条件和水文特点，为冻结施工提供依据。

2. 设计方案：根据实际情况确定冻结施工的参数和工艺，包括冻结介质的选择、施工温度、冻结深度等。

3. 施工准备：准备所需的材料和设备，如液态氮储存设备、管道系统、注浆设备等。

4. 冻结施工：将液态氮注入地下，冷却地层，形成冻土墙。

根据设计参数进行冻结时间的控制。

5. 注浆加固：在冻结区域进行注浆加固，以增加地下结构的稳定性。

6. 盾构施工：在冻结区域内进行盾构施工，注意与冻结区域的密切配合。

六、劳动组织冻结施工需要专业的施工团队，组织人员合理分工，协调工作。

冻结法在联络通道(旁通道)施工中应用

图2 冻土帷幕受力简图
5 冻结帷幕计算
表中的安全系数K是由冻土强度与其相应的冻土结构相关位置的应力比值。由于联络通道断面的土层以粉砂土为主，故冻土强度以冻土平均温度为-10℃时的粉土强度为准，σ压=4.0Mpa, σ拉=2.0Mpa,σ剪=1.7Mpa。从数据可见，各截面的压应力安全系数K >2.19，拉应力安全系数K >1.94，剪应力安全系数K >3.64，安全储备较大。

谢谢！
1 冻胀和融沉； 2 对土体加固为临时性质，不能长期起作用。
2 冻结原理
盐水循环------盐水吸收地层热量，在盐水箱内将热量传递给蒸发器中的液氨；
氨循环------液氨变为饱和蒸气氨，再被氨压缩机压缩成过热蒸气进入冷凝器冷却，高压液氨从冷凝器经贮氨器，经节流阀流入蒸发器液氨在蒸发器中气化吸收周围盐水的热量；
迄今为止，各国冻结井最大深度分别为：英国930m，美国915m，波兰 8 6 0 m，加拿大 6 3 4 m，比利时 6 3 8 m，前苏联 6 2 0 m，德国531m，法国550m，中国702m。
1 冻结法概述
冻结法的优点:
1 安全可靠性好,可有效的隔绝地下水； 2 适应面广。适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂水文
1862年，英国首次在南威尔士的建筑基坑中使用了冻结法； 1880年，德国工程师F．H．Poetch在国际上首次提出并获得人工
冻结法专利； 1962年，日本从开始在岩土工程中应用人工地层冻结技术，随后
20年中约施工了250个冻结工程； 20世纪70～80年代，前苏联应用冻结法施工城市地铁、矿井和其
它工业建筑的大型工程达200余项。
1 冻结法概述

基于冻结法的轨道交通联络通道施工技术研究

基于冻结法的轨道交通联络通道施工技术研究发布时间：2021-04-14T02:40:26.104Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：冯彦朋[导读] 随着社会经济的快速发展、科学水平的不断提高，中国作为人口大国，正面临着因人口基数增长过快而导致空间相对缩小的问题。

中煤特殊凿井有限责任公司 231000摘要：随着社会的发展，我国的现代化建设的发展也有了创新。

地铁联络通道施工是一项风险较高的工程，在国内，面对各个城市复杂多样的地质条件及地面环境，常常需要选择合适的加固方法对地层进行加固后再开挖。

联络通道地层加固常采用降水、深层搅拌桩、高压旋喷桩、注浆、冻结等方法，其中冻结法因其适应性强、安全性高、不受地面交通影响等优点而被广泛应用。

然而，由于采用冻结法加固的地层大多较为恶劣、地下水发达，若施工控制不当，可能会造成较大问题。

目前，每年在国内均会发生几起与冻结法相关的安全生产事故。

因此，明确该技术施工控制要点对于创设地铁安全作业环境具有积极意义。

关键词：冻结法；轨道交通；联络通道；冻结孔；施工技术引言随着社会经济的快速发展、科学水平的不断提高，中国作为人口大国，正面临着因人口基数增长过快而导致空间相对缩小的问题。

人口不断增长会导致城市拥堵，进而影响到人类的日常生活。

在这样的背景下，为了缓解城市交通拥堵问题，开发地下空间是目前切实可行的方法。

其中，城市地铁建设可以解决这一系列问题。

近年来，地铁建设发展迅猛，伴随着这种态势，也产生了许多施工方法。

如明挖法、暗挖法、管棚法、注浆加固沉井法、土体冻结法以及顶管法或小型盾构法。

这些施工方法根据施工地质情况的差异有不同的适用条件。

但是，在地质条件和水文条件都十分复杂的情况时，土体强度便达不到施工要求，地铁工程的建设便会尤为艰难，为了增强土体的强度及稳定性，冻结法的引入便显得至关重要。

1冻结法施工对土体力学性质的影响在采用冻结法对土层进行冻结后，由于其原有结构发生破坏，物理力学性质便会跟着发生改变，这也是研究人员关注的焦点。

浅谈冻结法在地铁联络通道施工中的应用

2019.29科学技术创新浅谈冻结法在地铁联络通道施工中的应用智学民（中国电力建设集团水电一局，吉林长春130000）《地铁设计规范》中联络通道是指连接同一线路区间上下行的两个行车隧道的通道或门洞，在列车于区间遇火灾等灾害、事故停运时，供乘客由事故隧道向无事故隧道安全疏散使用。

通道规模不大，但技术难度大、工序复杂，地层加固处理不当易造成地面沉陷、房屋坍塌甚至隧道失去使用功能。

通道施工以地层加固为主。

“隧道内钻进，（近）水平孔冻结加固土体”适用于含一定水量的松散土层，复杂水文地质如软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地压条件下仍有效可行。

冻结法重点是控制冻结孔钻进、地层冻胀和融沉。

1联络通道及冻结加固范围联络通道由与隧道钢管片相连的喇叭口、水平通道或泵站构成，长约14m 。

水平通道为直墙圆弧拱结构，开挖轮廓高约5m ，宽约4m ；冻结加固范围为结构外2m 。

2施工顺序施工准备→冻结孔施工（同时冻结站安装:冻结制冷系统、盐水系统和监测系统）→管路连接、冻结系统调试→积极冻结→维护冻结→冻结管割除、结构充填注浆→自然解冻、融沉注浆。

3冻结要求与孔位布置《福建省城市轨道交通工程联络通道冻结法技术规程》中冻结壁是指用制冷技术在构筑物周围地层所形成的具有一定厚度和强度的连续冻结岩土体。

又称冻结帷幕或冻土墙。

3.1冻结要求。

3.1.1冻结壁厚度：喇叭口1.7m ，通道2m ；确保冻结壁与管片完全胶结。

冻结孔布置圈上，冻结壁与管片交接面温度小于－5℃，其它部位冻结壁－10℃。

积极冻结时间大于45天。

3.1.2低碳无缝钢管；冷冻排管、泄压孔滤水管Φ45×3mm ，冻结管、对穿孔管Φ89×8mm ，每米冷冻排管、冻结管散热量≥100kcal/h 。

橡塑保温层厚度5cm ，导热系数≤0.04W/MK 。

3.1.3地层及环境有重大变化时，及时调整冻结壁厚度、温度及冻结时间。

3.2孔位布置。

冻结孔冻结站侧55个，对侧26个；测温孔冻结站侧2个，对侧6个，深2～5.5m ；泄压孔左、右线各2个，深2m ；对穿孔4个。

浅谈联络通道冻结施工风险及应对措施

浅谈联络通道冻结施工风险及应对措施发表时间：2015-09-25T11:16:26.137Z 来源：《基层建设》2015年6期供稿作者：龙国俊[导读] 中铁六局集团有限公司盾构分公司以北京地铁6号线二期玉郝区间1#联络通道为例，区间盾构隧道中心距离13.342m，内径5.4m。

龙国俊中铁六局集团有限公司盾构分公司北京 100036摘要：结合北京地铁6号线二期玉郝区间联络通道工程实例，总结联络通道冻结法施工过程中存在的风险，并从冻结施工的钻孔施工、积极冻结施工、冻土开挖施工三个阶段提出了相应的防范措施。

关键词：联络通道；钻孔；冻结；应对措施一、联络通道的施工风险分析及应对措施以北京地铁6号线二期玉郝区间1#联络通道为例，区间盾构隧道中心距离13.342m，内径5.4m，管片厚度0.3m，联络通道中心标高-1.2m，地下水位标高3.65m[1]。

该联络通道位于北运河与京哈铁路夹角的三角区域，地下水丰富且流速大，地面沉降要求高。

通过综合考虑地层特点和工程特征，采用人工冻结法[2]加固地层、矿山暗挖法施工，以确保施工安全和减轻对周围水文地质环境的影响。

通过查阅资料及对以往的工程事故综合分析联络通道施工风险，从钻孔、冻结、开挖三个阶段分析施工风险，并提出相应应对措施。

（一）、钻孔阶段1、风险分析：1）钻孔施工时孔口处出现孔口管脱落，涌水涌砂现象。

2）冻结管接缝不太密实，在冻结过程中，接缝处盐水泄漏，使盐水进入地层影响冻结效果，冻结帷幕无法形成，导致冻结失败。

3）冻结孔施工深度及施工偏差过大，引起冻结帷幕发展薄弱。

2、应对措施：1）采用冻结孔开孔分为两次开孔，冻结孔开孔采用Φ121mm金刚石取芯钻。

每个钻孔安装孔口管，孔口管头部加工250mm长的鱼鳞扣，安装时在鱼鳞扣外面缠绕麻丝。

钻进时，在孔口管尾端连接孔口密封装置。

安装孔口管时管片要留100mm以上的保护层，并安装球阀及压紧密封装置。

若在施工过程中出现涌水涌砂，出水出砂量较少的情况下，及时的更换新盘根并压紧。

人工冻结法开挖地铁联络通道过程中特殊管片受力的研究的开题报告

人工冻结法开挖地铁联络通道过程中特殊管片受力的研究的开题报告一、选题背景地铁作为城市快速交通工具，不断得到城市化进程的推动和持续发展，对于提升城市交通效率、优化交通体系和改善城市环境具有至关重要的作用。

在地铁建设中，地铁联络通道是地铁站之间的交通枢纽，其建设质量和安全性直接关系到地铁系统的运行和乘客的出行安全。

然而，地铁联络通道的建设一直面临着一系列技术难题。

其中，冻结法开挖过程中特殊管片受力是一个重要问题，需要进行深入研究。

二、研究意义通过对冻结法开挖地铁联络通道过程中特殊管片受力的研究，可以提高地铁联络通道的设计和施工技术。

更好地保障地铁系统的运行安全，为乘客提供更舒适、安全的出行环境，维护城市交通稳定和有序发展。

三、研究内容1.特殊管片的分类和结构特点的分析研究。

2.冻结法开挖过程中特殊管片受力分析。

3.冻结法开挖过程中应力状态分析及其对特殊管片的影响。

4.冻结法开挖地铁联络通道的适应性研究。

四、预期成果1.系统分析不同类型特殊管片的结构特点和适用范围。

2.深入研究冻结法开挖过程中特殊管片的受力状态，预测出合理的应力分布范围。

3.设计出合适的冻结法开挖地铁联络通道的施工技术，指导工程实施。

4.提出针对特殊管片的优化设计方案，为城市地铁的建设提供技术支持。

五、研究方法采用理论研究和实验验证相结合的方法，结合文献资料和实际建设经验进行分析，探索不同情况下特殊管片应受的力、变形与位移，研究其应力状态及变形曲线。

六、研究难点1.特殊管片的分类和结构特点及受力情况分析。

2.冻结法开挖过程中特殊管片受力状态分析及其对特殊管片的影响分析。

3.冻结法开挖地铁联络通道的适应性分析。

七、论文结构安排第一章：绪论1.选题背景与意义2.研究内容3.预期成果4.研究方法5.研究难点第二章：特殊管片的分类和结构特点分析1.特殊管片分类2.特殊管片结构特点分析第三章：冻结法开挖过程中特殊管片受力分析1.冻结法开挖过程2.特殊管片应受的力、变形及位移情况分析3.应力状态及变形曲线4.其他因素对特殊管片受力的影响第四章：冻结法开挖地铁联络通道的适应性研究1.冻结法开挖地铁联络通道工艺优势2.冻结法开挖地铁联络通道存在的问题3.改进方案及其实施效果第五章：总结与展望1.论文工作总结2.存在的问题及展望参考文献。

浅析冻结法地铁联络通道工程开挖与构筑施工要点

浅析冻结法地铁联络通道工程开挖与构筑施工要点发布时间：2021-04-14T02:39:11.530Z 来源：《中国科技人才》2021年第6期作者：王超[导读] 水通：将水管接送至施工场地，水量为10m3/h；排水，从联络通道到地铁车站区间利用排水管路，水泵设在联络通道口附近，形成排水系统。

中煤特殊凿井有限责任公司 231000摘要：目前，随着经济的发展，我国的地铁工程施工建设的发展也有了进步。

地铁联络通道项目的可选施工方法较丰富，常见的有明挖法、土层冻结法、顶管法等，各自均具有独特的应用优势，需遵循因地制宜的原则，根据实际情况作出选择。

土层冻结法具有防水性能好、对周边环境破坏小等优点，其与矿山暗挖法配合使用，能更好地运用于软弱土层和含砂层地质环境中。

本文主要是浅析联络通道在冻结后，开挖构筑施工的技术要点。

1 .开挖准备工作1.1四通（1）水通：将水管接送至施工场地，水量为10m3/h；排水，从联络通道到地铁车站区间利用排水管路，水泵设在联络通道口附近，形成排水系统。

（2）电通：从冻结施工用电处取电，不低于200KW供电量。

（3）路通：道路能允许16～25t卡车进出施工场地。

在已建工作井内安装载重1t的货运提升机，供井上，井下垂直运输用。

工作井与联络通道之间采用手推车或翻斗车做水平运输用。

（4）信息通：井上、井下通讯联系使用内部专用电话。

1.2隧道内工作平台搭设按联络通道出口尺寸及施工需要，工作平台由上下两层平台和一斜坡道构成。

（1）在联络通道开口处的隧道支撑架底梁上表面搭设中间工作平台，主要作为通道材料运输手推车换向之用，面积约为2m×3.5m=7m2。

（2）在联络通道运输侧，搭设斜坡道与中间平台相连接，斜坡道高端宽约3m，坡长约18m，坡度以方便手推车运输为原则可以适当调整。

（3）在中间平台的另一侧搭设材料设备平台，为节省材料，平台面可低于中间平台0.3m，面积8m×4.5m=36m2。

地铁联络通道冻结加固技术研究

地铁联络通道冻结加固技术研究摘要：联络通道是地铁施工中最重要、最困难的环节之一。

位于上下隧道通常与集水井和排水泵一起设置，建造难度大。

尤其是遇到软土层时，坍塌和透水的风险更大。

做好施工现场的土地加固处理是十分必要的。

近年来，冻结施工技术逐渐发展，是一种有效的加固方法。

关键词：地铁；联络通道；冻结加固技术前言人工冻结技术在地铁联络通道加固中得到越来越多的应用。

联络通道工程是地铁隧道中的一个重要组成部分，兼顾区间隧道的安全疏散和排水功能，同时联络通道施工也具有较高的安全风险。

目前国内主要地铁区间的联络通道多采用地层加固方法；如上海、杭州、南京、天津等多地均有较多应用，且安全可靠，具有无法取代的优越性。

1冻结法的应用1.1冻结法的由来人工冻结技术是在冻土帷幕的保护下进行岩土地下工程施工的一种特殊的施工方法，由德国工程师波茨舒获得技术专利，之后传播于许多国家发展使用，我国1955年首次使用冻结技术于煤矿井的施工中。

近二十年来，冻结法工艺被广泛应用于我国城市地铁工程施工中，我国也已经是世界上该工法使用最广泛的国家之一。

1.2基本原理冻结法施工是一种可靠的地基处理方式，在高强、隔水的冻结壁保护下得以进行开挖与支护。

其原理是输送低温盐水到施工土层中，通过热量交换循环使地下土层得以冻结支护。

冻结法能够适应比较复杂的工程水文地质条件，其形成的冻土壁形状不受加固场地的限制，冻结管布置也具有任意性；地下土层进行冻结后，其强度明显提高，形成的冻结壁不仅强度较高，更能起到对土层的支护作用以及可以隔绝地下水。

而进行冻结后的土层具有较高的复原性以及较小的扰动，不会对以后的施工产生影响。

1.3冻结法的施工工艺（1）冻结法现场施工时，先经历积极冻结阶段，该阶段冻结系统正常运行直至冻结帷幕达到设计要求；其次经历维护冻结阶段，该阶段持续供冷，以保证联络通道施工正常进行；最后为解冻恢复阶段，该阶段为在联络通道主体结构施工完成后，拔除冻结管，地层解冻恢复原始状态。

冻结法在地铁盾构隧道联络通道施工中的应用

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。

地铁车站区间联络通道冻结法施工技术研究

地铁车站区间联络通道冻结法施工技术研究摘要：随着国内外城市轨道交通的快速发展，推动地铁车站区间联络通道施工技术的创新发展。

受地铁车站区间联络通道施工条件、地质特征和地下水等各种因素的影响，为确保其最终的施工效果，要加强对冻结法施工技术的合理应用。

本文从冻结法施工技术的特点出发，对其应用方法进行深入研究，以供参考。

关键词：地铁车站；联络通道；冻结法施工技术引言冻结法施工技术是借助人工制冷技术，使地质土层中的水分凝结成冰，将原本相对松散不稳定的含水地层转变为稳定性和强度较高的硬土，同时具有隔绝地下水的作用，进而确保地下工程崛进作业开展的有序性和安全性。

这种施工技术在当前地铁车站区间联络通道中具有良好的应用效果，可以有效提升其安全性。

1.冻结法施工技术的特点在城市地铁车站区间联络通道中，冻结法施工技术具有良好的应用效果，可以根据土壤结构设计相应的施工方案，通过对土壤结构的冷冻固定，发挥其隔绝地下水、改善地质条件、减少环境污染、避免通道塌陷等优势，因此逐渐形成规模化应用。

在冻结法施工技术开展期间，在冻结区附近200m区域内的透水砂层中不得采取降水措施，并且在冻结区内土层中不得有集中水流，减小地下水流动性，增加封锁效果，显著提升冻土的抗拉强度、抗剪结构强度、抗压结构强度等力学性能，避免其出现漏水等问题[1]。

同时，基于该施工技术的优越性，不仅可以强化土壤结构的均匀性，确保其结构完整性，还能处理地下富水层岩石断裂和地质结构不稳定的问题，在工程建设完成后，其地质结构层会随着温度的恢复出现自然融化现象，加强地面沉降监测，及时进行填充注浆、融沉注浆。

在整个过程中，不会产生环境污染等其他施工问题，减少施工环境和现场条件等因素的影响，加快地下工程的施工效率。

1.冻结法施工技术在地铁车站区间联络通道中的应用方法1.冻结孔施工冻结孔施工作为冻结法施工技术流程中的第一个关键环节，在其开展前，要明确其施工风险，在钻孔环节未处理好孔位出现涌砂和涌水问题，就会导致联络通道附近水土流失严重，进而对土层结构造成严重影响，导致地面以及隧道产生不均匀沉降。

冷冻法在联络通道施工中的应用研究

冷冻法在联络通道施工中的应用研究摘要：随着城市轨道交通工程建设的发展，盾构隧道日渐趋于向深埋发展，隧道所处地层也趋于复杂化，联络通道施工难度也日渐增大，周边环境越发复杂，对施工要求更高；80年代，冷冻法逐渐由矿山工程向城市各类工程推广应用，尤其是2000年以来，冷冻法在全国各城市地铁联络通道施工中大规模应用。

联络通道冷冻法施工作为近些年来引用较多的施工方法，其优点明显，缺点可控，是复杂软弱地层比较好的施工选择。

本文主要介绍了冷冻法的施工原理、应用和工法的优劣，结合项目介绍了地铁联络通道冷冻法施工的施工顺序、施工风险和采取的主要技术措施。

关键词：冷冻法；联络通道；冻结管；溶沉1冷冻法施工原理人工地层冻结制冷技术通常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，有两种类型：①盐水冻结系统间接制冷：通过冷媒剂(盐水)吸收岩土热量；②液氮冻结系统直接制冷：制冷剂气化吸收岩土热量。

冻结技术是利用人工制冷技术，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。

冻结壁是一种临时支护结构，永久结构形成后，停止冻结，冻结壁融化。

整个制冷系统由氨循环系统、盐水循环系统和冷却水循环系统3大循环构成。

2冷冻法工程特点、重难点分析2.1.施工特点冷冻法施工主要依靠交圈后冻结帷幕对地下水进行隔离，确保后续开挖及结构施工期间作业安全，因此要求对冷冻孔定位、冻结管施工长度、角度、密封效果及冻结站设定等精度要求高，要做好过程中精细化管理。

2.2 施工重难点（1）冻结施工最主要的是冻结帷幕需严格按照设计要求实施，因此如何确保冻结帷幕形成及交圈是工程重点；（2）因采用冷冻法的联络通道位于砂层、黏土层等相对不稳定的地层，如何控制钻孔施工中土体流失、确保钻孔施工质量是施工重难点；（3）冻结施工中，土体的冻胀是不可避免的，在冻胀过程中必然产生一定的冻胀力，会对隧道及周围环境产生影响，造成管片变形等，因此如何确保成型管片变形及地表沉降是重难点。

联络通道冻结施工管理措施的探讨

联络通道冻结施工管理措施的探讨引言：地铁作为现代化的城市轨道交通，承担着越来越重要的客流运输任务。

由于地铁隧道两个车站间距较大，其中人员和设备高度密集，一旦发生灾害，救援和疏散十分困难，因此联络通道成了地铁隧道修建时的必须修建的工程。

联络通道由于工程量、断面较小，往往容易引起设计和施工的忽视，但是实际上联络通道施工存在很大的风险。

另一方面地铁隧道建设区域多数位于城区，地面既有或在建的建筑（構）物多、浅部又埋设诸多地下管线，尤其是城市繁华地段，情况更为复杂，一旦因开挖造成地面沉降而影响环境，后果不堪设想，所以我们采用冻结法施工，能有效避免以上问题，以保障工程质量。

1.冻结质量管理措施1.1.适用于冻结法施工的地质水文条件冻结法是利用人工制冷技术，在富水软弱地层的暗挖施工时固结地层。

当土体含水量大于2.5%、地下水含盐量不大于3%、地下水流速不大于40m/d时，均可适用于常规冻结法；当土层含水量大于10%和地下水流速不大于7-9m/d时，冻结效果最佳。

1.2.冻结孔成孔质量保证措施设立专门的测量放线小组，测量仪器及工具事先检查、定期校正。

测量后准确定位开透孔，先施工联络通道两侧隧道的透孔，验证隧道管片上预留洞门的相对位置。

根据实际开透孔误差调整冻结孔施工方位，以减小冻结孔的最大偏斜值并在隧道两帮布点，采用拉线方式校验、控制冻结孔方向。

间隔施工冻结孔，必要时调整中间冻结孔的施工轨迹，减小冻结孔最大成孔间距，使冻结孔间隔均匀。

在施工第一个冻结孔时，检查地质、水文情况，根据施工情况优化冻结孔施工工艺参数。

根据孔的深度先配管确认冻结管连接顺直后再用于施工。

在开始钻进或下入冻结管时，应反复检查钻杆或冻结管的方位与倾角，确保孔口段冻结管方位满足设计要求。

对于深度较大的冻结孔，开孔段预设0.5～1°的上仰角。

冻结孔成孔后采用经纬仪灯光测斜，测斜前，应检查实际开孔位置与后视点是否一致。

1.3.冻结过程质量保证措施1）冻结器由冻结管、供液管路和去回路羊角组成。

冻结法在地铁联络通道施工过程中的风险控制研究

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冻结法在地铁联络通道摘
在地铁联络通道施工过程中
2
在地铁联络通道的钻孔施工过程中
在对地铁联络通道开挖时还可能会存在冻结管断裂等在地铁联络通道钻孔时可能会出现管片损伤等情况
地铁联络通道施工过程中
在冻土的形成过程中
3
在地铁联络通道的钻孔施工过程中
出现管片损坏等问题的主要原因
冻结方案设计的合理性与冻土物理力学性质
土的粒度成分就可能导致其出现冻胀和融沉问题
4
面对地铁联络通道的孔口涌水和涌砂等问题
分析研究与探讨
204
2020.03
2020.03
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自动保压”。

参考文献（上接第202页）
随着技术水平的提高提高混凝土的耐久性除上述几点之外混凝土的耐久性是个涉及诸多因素的复杂问题[1]GB 50476—2008.混凝土结构耐久性设计规范[S ].
（上接第203页）
针对管片损伤事故对冻结方案设计风险进行有效控制首先就需要对水分的迁移冻胀进行合理控制地铁联络通道的冻结法施工属于高风险工作作者简介分析研究与探讨
205。

基于冻结法的轨道交通联络通道冻结孔施工技术研究

工程施工技术Construction Technology基于冻结法的轨道交通联络通道冻结孔施工技术研究Study on the Construction Technology of Freezing Hole in Contact Channel ofRail Transit Based on Freezing Method郭红斌(中铁七局集团西安铁路工程有限公司，西安710000)GUO Hong-bin(China Group Xi'an Railway Engineering Co. Ltd. ofChina Railway Seventh Group, Xi'an 710000, China)【扌商要】以工程实例为基础，研究基于冻结法的轨道交通联络通道冻结孔施工技术，阐述了冻结孔施工工序，并提出相应的质量、安全保证措施，可为相关工程的施工提供参考[Abstract ] Based on engineering examples, this paper analyzes and studies the construction technology of f reezing hole in contact chanmel ofrail transit based on freezing method, expounds the construction procedure of freezing hole, and puts forward corresponding quality and safety assurance measures, which can provide reference for the construction of r elated projects.I 关键词】冻结孔;施工;技术;措施[Keywords ] freezing hole; construction; technology; measures 【中图分类号JU23r.3【文献标志码】A [D01]10.13616/ki.gcjsysj.2020.09.270【文章编号]1007-9467 (2020) 09-0157-021工程概况宁天城际轨道交通一期工程凤凰山公园方外广场站区间位于侵蚀堆积岗地地貌单元，线路自延安路与秦苑路交叉口的凤凰山公园站沿延安路路中布置，至方州路与延安路交叉口的方州广场站。