人工冻结技术在地铁施工中的应用
人工地层水平冻结法在上海地铁修复中的应用
人工地层水平冻结法在上海地铁修复中的应用
摘要:结合上海地铁四号线修复工程,采纳基于“一线总线”的冻结法温度监测系统进行现场实时监测,并依据监测数据,判别了冻结管是否漏盐水以及完好隧道段冻土壁的封水成效,得出了冻土壁温度场形成规律和积极冻结期终止时刻,并分析了各施工工序对冻结壁的温度阻碍。关键词:水平冻结,隧道修复,温度场
0 引言
上海地铁四号线修复江中暗挖段工程采纳水平冻结结合矿山法将原建在黄浦江下的完好隧道和基坑内施工的隧道进行暗挖贯穿。
工程位于黄浦江河床下,施工风险专门大,对冻结系统运行状况和冻土帷幕进展状况进行实时监测就显得尤为重要。在监测中要紧考虑几个问题:冻结管是否漏盐水;冻土帷幕的性能;完好隧道一侧封水成效如何;暗挖施工过程对冻土
壁温度有何阻碍。
水平冻结孔和测温孔布置:每组去回路在回路上布置1个测点,在每组干管去路和回路上各设置1个测点,盐水去回路共有59个测点。盐水传感器采纳封装在不锈钢螺钉中的DS1820ST传感器,测点布置在每组去回路的回路冻结管上。冻土帷幕温度监测采纳封装有DS1820ST传感器的测温电缆,在冻结区域中共布置了11个测温孔。采纳基于“一线总线”的冻结法温度监测系统[1],实现了信息化实时监测,把握冻结壁温度场的变化规律,将不可见、不可控转化为可见、可控,从而降低工程风险。
1 盐水冻结系统运行状况分析
盐水冻结系统于2007年2月13日开始运行,盐水温度快速下降。冻结4 d,干管去路温度降至-22.5℃,冻结14 d温度降到最低-30.1℃,以后积极冻结期干管温度去路平均坚持在-29.5℃左右。爱护冻结从冻结44 d后开始,爱护冻结期干管去路温度平均坚持在-28.0℃左右。积极冻结期平均温差为1.8℃,爱护冻结平均温差为1.0℃,说明冻结开始时热交换量大,以后逐步减少,进入爱护冻结后热交换达到稳固。
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术
发布时间：2023-02-01T03:27:42.754Z 来源：《工程管理前沿》2022年第18期作者：张松[导读] 目前，我国的地铁工程已经进入了加速阶段，许多线路正在施工，一些大的工程正在进行，
张松
中铁一局集团城市轨道交通工程有限公司江苏省无锡市 214000摘要：目前，我国的地铁工程已经进入了加速阶段，许多线路正在施工，一些大的工程正在进行，已经有30多个城市已经建成。跨线隧道施工是地铁隧道建设中的一个关键环节，也是一个危险累积期。合理的冻结方案对确保项目的安全运行至关重要，通过实际应用，证明了冻结法是一种有效、安全可靠的方法。传统的跨槽孔冻结技术在设计、施工方面较为成熟，但在特殊环境、承压含水层、特殊环境等条件下，仍然存在一些技术问题。因此，本文就地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术展开了详细的论述。
关键词：地铁隧道；联络通道；冻结法1.冻结法施工技术的原理
冻结技术在地层加固中得到了广泛的应用。以人工制冷技术为主，建立了低温管路系统。利用低温制冷剂的循环系统，将制冷能力持续传输至地表，从而将土壤含水量降至零点以下，从而实现冻结。在此基础上，通过冰的黏结作用，将土壤固化为不渗透的整体结构，从而提高土壤的强度、稳定性和不渗透性，从而在地下排水中起到防护的作用，并能有效地抵御岩土的压力，保证施工和支护的安全。按照制冷方式的不同，冷冻方式可以分为两种：循环制冷和直接制冷。循环制冷系统的核心理念是：以氨、氟利昂为制冷剂，以盐水为制冷剂。这种方法具有成本低廉、应用范围广等特点。低温液态氮及其他有关物质是直接制冷的制冷剂。利用水泵装置，将低温流体经冷却管道送入地层，冻结地层。鉴于循环制冷方式和直接制冷方式的特性，本工程选择了循环制冷方式。
地铁隧道冻结法施工融沉控制方案及实施
*
要: 人工冻结法开始逐步被应用于城市地下工程的开挖和支护以来 , 以其对各种地层
的适应性强, 对环境影响小等特点 , 较其他地基处理工法显示了较大的优势 , 但冻结引起的土 体冻胀融沉对环境产生了负面影响, 制约了冻结法在对环境要求高的地方的应用 。为了减缓 融沉对环境造成的影响 , 一般工程中采用注浆补偿的方法 , 在冻结后开始解冻时配合注浆来控 制冻土的融化沉降 。作者结合具体工程实例介绍了冻结法施工融沉控制方案及实施要点, 给 出了融沉注浆的施工工艺的原则和主要施工参数, 该工程实践对以后类似工程的实施具有一 定的指导和参考价值。 关键词: 地铁隧道 ; 冻结法施工; 注浆; 融沉控制 中图分类号: TU 472 . 9 文献标识码 : A 文章编号: 1673- 0836( 2010) 02- 0387- 04
然而在折返线初期支护完毕后, 冷冻站停机, 外围冻结帷幕开始自然解冻将产生融沉, 会引起地 面及隧道沉降 , 危及到地面建筑物和管线的安全, 为此, 需要进行融沉的控制。
3 融沉控制总体方案
根据以往冻土解冻的 经验, 结 合本工程 的特 点 , 采用自然解冻措施, 在自然解冻的同时及时对 冻土进行跟踪注浆 , 见图 2所示。注浆的主要措施 是根据在自然解冻期间监测反馈的信息进行地层 跟踪注浆压密加固土体 , 具体方法为:
图 2 暗挖隧道注浆孔布置剖面图 F ig . 2 Sectional v iew of grouting ho les of m ined tunne l
城市地铁冻结法施工
中国矿业大学力学与建筑工程学院
2013~2014学年度第一学期
《大学生科研训练计划》课程报告
学号********
班级土木10班
姓名南浩
力学与建筑工程学院教学管理办公室
城市地铁冻结法运用
（中国矿业大学力学与建筑工程学院土木11-2班南浩）
摘要：冻结法是一种施工方法，最早用于俄国金矿开采，之后其使用趋于成熟，现在已广泛应用于地铁工程中。作为地铁地基加固的成熟工艺以被广泛运用、尤其是在城市地铁建设中不扰动周围建筑物更加凸显其优越性，文章参考冻结法在上海、南京、深圳宁波等地的使用，实现阐述冻结法施工的原理，分析了在地铁联络通道中的实际应用以及相关应急预案。
关键字：冻结法、地铁隧道、联络通道、施工、应急预案
1 引言
冻结法施工在我国已经有几十年历史了，是通过对底层进行人工制冷技术、以加强底层的牢固性和稳定性，随着城市的快速发展，地铁也广泛兴起。冻结法已成为软土中地铁旁通道施工的主要工法。在各大城市地铁建设中取得良好效果，下面将介绍冻结法施工的原理，以及其在诸多地铁中的应用情况和应急预案。
2 冻结法施工的原理
冻结技术源于天然冻结现象。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墙，以抵抗土压力，并隔绝地下水与开挖体之间的联系；然后在这封闭的连续冻土墙的保护下，进行开挖和做永久支护的一种地层特殊加固方法。进入地层内的冷媒通过进、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，而将地层中热量带走。由此使冻结管周围地层由近向远不断降温，逐渐使地层中的水变成冰，把原来松散或有空隙的地层通过冰胶结在一起，形成不透水的冻土柱。若干个这样的冻结管排列起来，通过冻结管内的冷媒不断循环，使这些冻结管周围土都冻成冻土柱。随着冻土柱半径不断扩展，相邻冻土柱就会相连,彼此通过冰紧密结合在一起，形成密封连续墙。
地铁隧道联络通道工程地层冻结法施工技术
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。
冻结法
冻结法在地铁中的应用
甄精莲1郑有才2段仲源3 贾瑞晨4
（1,3,4南华大学城市建设学院421001 , 2湖南地勘局409队425000）
摘要：通过对某地铁施工进行监测，分析冻结法隧道施工过程中土层温度、荷载与沉降的关系。
关键词：监测，冻结，沉降
Application of the ground freezing method in the subway
Zhen jinglian(Nanhua University city construction college 421001),
Zheng youcai(Geological perambulation office 409team of Hunan 425000) ,
Duan zhongyuan, Jia ruichen (Nanhua University city construction college 421001)
Abstract:Appling freezing method to construct the subway should investigate the relationship among temperature, load and Settlement by monitoring.
Key words: Monitoring, Freezing , Settlement
1 引言人工制冷技术的发展，推动了工程冻结法的发展。1862年在英国南威尔士建筑施工中首次使用冻结法加固土壤；我国首次于1955年在开滦林西风井采用冻结法凿井并获得成功。此后，我国冻结法主要应用于不稳定含水地层里的凿井工程。随着我国地下工程的增多，冻结工法逐渐由矿井建设工程向岩土工程领域推广应用，如市政工程、隧道及地铁工程等。
人工冻结法在杭州地铁的区域适用性分析
（３）冻 结 施 工 中 需 要 对 施 工 过 程 进 行 监 控 ， 主要 分 为 以下 方面 ：① 工 程 监测 ：做 好 工 程检 测 ， 能够 直观 的 了解 到地 铁 内部 的变 形量 及 变形 规 律 ，对 地铁 施 工提 供 指导 性 作用 。工程 监测 的 内容包 括 ：监 测 隧道 变 形 、 地 表 沉 降 、冻 土压 力 、通 道 收敛 变 形 等 ；② 工程 监 测 的 目的是 根据 量 测结 果 ，能 够 直观 的了解 到 隧道 变 形规 律 及 变 形 量 ，工程 检 测 内容 包 括 ：冻 结 耐压 度 、冻 结 管偏 斜 率 、冻 结 管钻 进 深度 、供液 管 铺 设长 度 等 ；③ 冻结 系 统 监 测 冻 结 帷 幕 监 测 内容 为 ： 开 挖 后 冻 结 壁 暴 露 时 间 内 冻 结 壁表 面 位 移 ；冻结 壁 温度 场 ；开 挖 后冻 结 壁 表面 温 度 ；冻 结壁 与 隧道胶 结 。
（２）冻 结 法 施 工 分 为 四个 工 序 ：① 冻 结 工 作 站 的 安装 ： 安装 工 作包 括 蒸 发 器 、冷凝 器 、压 缩 机 、低 温 盐 水 循环 系 统设 备 、节 流 阀等 构成 ；②进 行冻 结 管 的施 工 ： 为 了确 保不 同的冻 结 孔 能够 连 接成 一 个 系统 ，将 冻 结 期 设 置 在 冻结 孔 内部 ，在地 层 中钻冻 结 孔 ，与 冻结 站 建立 连 接 ；⑧ 地 层 冻结 ：为 了提 升 整体 冻 结 效果 ， 需要 将冻 结期 放 置在 冻 结孔 内 ；④ 地 下 工程 的 施工 ： 在把 土 层冻 结 以后 ，该土 层就 具有 足够 的 强度来 进 行开挖 掘进 。
盾构隧道冻结法与钢套筒联合接收施工技术
盾构隧道冻结法与钢套筒联合接收施工
技术
摘要：针对S市富水软弱地层特点，设计采用冻结法加固洞门区域土体，并采用钢套筒进行盾构接收，设计提出了相关工艺参数以及施工方法。冻结法与钢套筒法联合接收施工技术的成功应用能有效抑制漏水漏砂、有效控制地层变形，能为S市周边地区或者相似地质特点的盾构隧道施工提高参考。
1人工冻结法简介
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。
2冻结法在地铁施工中的应用
2.1地铁区间隧道盾构进出
工作井的土体加固隧道盾构进出工作井时将面临较大的水压和土压变化,可能出现土体坍塌和涌水。若用冻结技术加固,则可靠快捷。
2.2盾构隧道的地下或海底对接土体的加固
城市地铁和越江隧道往往由于条件限制,无法从地面开凿工作井,此时,两对头掘进的盾构隧道,其对接区采用冻结技术加固,不仅可使土体强度提高,还可起到阻水作用。日本大阪东南部的排水隧道,直径6.5m,长8.5km,分5个工区掘进,采用地下或海下对接,由于不开凿地面立井,成功应用冻结技术加固,保证了工程顺利完成,并降低成本13%。
2.3地铁泵房、旁通道和急转弯部位的冻结加固
根据现代城市地铁安全设计的要求,间距1km左右时,需在并排区间隧道间设立泵站,此外,地铁工程还有一些旁通道和急转弯部位。在这些区域采用盾构法施工往往较困难,而且很不经济。日本、美国、英国等国在这些部位常采用冻结法对周围土体加固,然后用矿山法掘进。在上海地铁1号线思南路旁通道施工前虽然采用了旋喷法加固,但是施工时仍然发生了3次涌砂现象,后来采用冻结技术加固,效果很好;宁海西路下行泵站中采用冻结加固,经加固后的土体满足强度和抗渗要求。
冻结法在地铁联络通道施工中的温度场分析
图 1 土中水冻结过程曲线 1.3 冻结温度场分布规律 人工冻结土体的过程实质上是冻结管内冷盐水与管外土层的 热交换过程， 通过管内低温盐水的不断循环带走土层热量， 以降低 周围土体温度达到冻结的目的。冻结管开始冻结， 冻结管周围形成 土柱， 从平面上看， 温度场的等温线为以冻结管轴心为中心的一系 列同心圆， 在冻土圆柱半径内的区域则是冻结区。随着冻结壁继续 发展， 冻土圆柱半径逐渐增大， 同时等温线之间的距离也逐渐增大， 相邻的各个冻结管的冻土圆柱开始连接， 也就是零度等温线开始相 冻土柱在交圈之前的扩展速度很快， 但是零度等温 遇， 称其为交圈。 线的弧度在交圈之后就慢慢变缓， 因此冻土壁的发展速度也开始变 慢。冻结圆柱都冻结在一起， 形成整体性好、 防水性强、 强度高的冻 结帷幕 （图 2 ） 。 （转下页 ）
石材台面在验收合格后进行纸板满铺保护 ,纸板接缝处用胶带粘贴 固定。 c.其他工程施工完成进行地面石材的施工,地面石材施工过程 中严禁上人,确认强度符合要求利用专用塑料薄膜进行保护,严禁在 未达到强度的地面上堆放其他材料(图 6)。d.项目移交时,由保护单 位进行覆盖材料的清理,清理之后再次进行验收工作,验收合格之后 进行移交,移交之后又相关部分再次进行覆盖保护,覆盖保护直到房 屋交于业主之后结束。 3 结论 3.1 成品保护是影响项目的质量、成本、工期等方面的重要因 素,并且成本保护工作对于精装修工程尤为重要,所以精装修工程尤 为重视成品保护工作,保护所有已完工工序的成品质量,防止交叉作 业对于完成工序的成品破坏,防止出现返工事件,保证项目的工期 、 成本和质量。 图 6 对石材地面拼缝的保护处理 3.2 精装修工程的成品保护工作需要重视进行材料的存储 , 存 储要有专门的人员进行管理 ,材料的存储要分类堆放,保证材料不被 c.项目进行移交过程中,瓷砖阳角保护材料由瓷砖阳角保护单位进 破坏 。 行拆除并再次验收,确认合格之后移交。 3.3 精装修工程需要重视门窗工程 、 吊顶工程 、 栏杆工程 、 瓷砖 2.6 墙面工程 工程 、 墙面工程 、 地面工程等施工工序的成品保护工作 , 一定按照施 a.墙面阳角部分也需要进行成品保护 , 墙面工程完成后由业主 方、 精装修施工单位和监理三方进行验收 , 验收合格之后用木方或 工工序进行施工,并且注意施工前进行材料检查,施工后立即进行成 者硬纸板保护地面以上 1.8m 范围的墙体所有阳角部分。b.墙体施 品保护, 张贴成品保护提示标语, 注意同一个时间段的交叉作业情 工完成后,其他材料搬运过程中,只能放在地上,不能靠在墙上。c.墙 况,防止其他施工工序破坏当前施工成品。 参考文献 面石材施工完成后,如果有其他施工环节进行交叉作业,用专用的保 [1] 张刚 . 商品住宅批量精装修关键过程管理研究 [D].北京： 长安大学, d.墙面开孔开关 护膜贴于墙面石材上进行保护,防止墙面石材磨坏。 2016. 底座安装完成后,由专业人员进行验收,验收合格采用专用的塑料护 [2]雷静.ZW 房地产公司精装修住宅项目材料采购全程管理研究[D]. 套进行保护(图 5)。 西南建筑科技大学 ,2014. 2.7 地面工程 作者简介 : 郭远东 (1981-),男,汉,吉林省长春市,吉林省新发建设 a. 所有石材地面 (包括门槛石 )应采用覆盖塑料薄膜 、 彩条布或 胶垫进行保护,另有特别说明的按特别要求进行保护;窗台板及其它 开发中心,工程师,本科,施工技术。
地铁项目加固工程中冻结法施工关键技术的运用
地铁项目加固工程中冻结法施工关键技术的运用
发布时间：2021-08-27T15:16:31.920Z 来源：《城镇建设》2021年4月10期作者：闫超
[导读] 为满足城市化建设要求，对地下空间的合理利用成为现今社会关注的重点。
闫超
上海中惯建设工程有限公司上海 201800
摘要：为满足城市化建设要求，对地下空间的合理利用成为现今社会关注的重点。冻结穿越工程作为地下空间开发的重要项目，其施工质量将直接影响地下空间的稳定性，并关乎地上结构质量。所以合理应用冻结施工技术成为目前业内研究的重点。本文就结合地铁项目加固工程，对冻结施工技术的应用展开详细的分析和说明。
关键词：地铁项目加固；冻结法；施工技术
地铁工程项目是目前城市化建设中较为重要的组成部分，是城市交通行业进一步发展的关键。地铁工程项目多以地下施工为主，对稳固性要求较高，所以在施工作业中需注重冻结穿越的质量把控，合理规划冻结孔位置、设计强度、厚度、冻结时间及推进冻结板块的长度等，根据这些参数数据科学规划施工方案，以推动施工作业的安全进行。
1.人工冻结技术的原理
冻结法最初应用于金矿开采，起源于俄国，后凭借显著的优势流传到德国，开始应用于煤矿矿井建设。随着冻结法使用越来越普遍，逐渐成为地下工程施工中不可或缺的地基加固技术。现阶段，冻结法已经被广泛运用于地铁施工中，且实践应用越来越完善与成熟。人工冻结技术又称之为人工制冷技术，是指使地表层液体在持续低温状态下快速凝固，形成固体，增强地基的强度、稳固性与抗水渗性，在提升地基可靠性的基础上，达到隔绝地基与地下渗水的目的。可以说，人工冻结技术的应用，是地下工程施工有序开展的必要条件。
地铁建设中浅覆土冻结法加固冻胀控制技术
TRANSPORTATION BUILDING |政筑交通
摘要：选取上海市某个地铁出入口工程为对象，在地面交通承载大、地下设计管线多、周围环境复杂等背景下，对于管棚冻 结开展地基预加固面临的冻胀问题，提出冻胀控制方案和技术，促使冻胀控制效果处于理想的状态。
关键词：地铁建设：冻结法；冻胀控制
|地铁建设中浅覆土冻结法加固冻胀控制技术
■文/吴玮
在城市建设过程中，地下工程的应用在一定程度 上加速了城市化发展进程，地下工程中轨道交通建设 能解决城市化进程中面临的诸多问题。尤其是繁华的 城市中心，出于疏散大量的人流需要以及提升城市中 心及其周边区域的通达能力，必须在人流密集的道路 交叉口修建大量隧道，而这种情况下会发生多条隧道 立体交叉问题。
为避开己经修建完成的地铁隧道，新建隧道通常 会建设在己有隧道下方，与其他建筑物相互产生影响，这种条件下需要设法控制新建隧道与己有建筑物的安 全性。如果地铁隧道施工中发生较大地曲变形，会进 一步影响地表建筑物及其地下管线安全性。若在施工 阶段发生较大的沉降或者变形，处理不恰当不仅会影 响临近管线安全及地铁正常运行，还会引起大面积塌 方的情况，引起不可估计的损失。对上覆较薄的土层 进行施工时，要对上覆土层实施加固处理。人工冻结 法由于具有较强的适应性、污染性小等优势，获得了 广泛的使用。但人工冻结过程中极易出现冻胀融沉问 题，特别是在地下工程建设阶段，上覆土层越薄，施 工中面临的风险更大。
1.工程概况
杭州市某一地铁出入口通道长度为II.975m，净
宽度、高度依
总结人工冻结法原理和特点
总结人工冻结法原理和特点
冻结法是一种使用人工制冷的方法，将待开挖的地下空间周围的土地中的水冻结为冰，并且与土体胶结在一起，形成一个按照设计轮廓的冻土墙或密闭的冻土体，用于抵抗土压力，隔绝地下水并在冻土墙的保护下，进行地下工程施工的一种岩土特殊施工方法。作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术，在国际上，被广泛应用于城市建设和煤矿建设中。我国采用冻结法施工技术至今已有四十多年的历史，早先一般应用于竖井工程，后来冻结法工艺被广泛应用于我国特大城市的城市地铁工程施工中，由于如今超级高层建筑和地下工程的不断增多，冻结法施工在深基坑支护中也开始了广泛的应用。
1、使用人工冻结法进行地下工程施工的基本原理和特点
人工冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水变成冰，然后把岩土变成冻土，使其增加强度还有稳定性，隔绝地下水与地下工程之间的联系，从而方便在冻结壁的保护下进行地下工程的施工的技术。冻结壁是一种临时支护的结构，永久支护形成后，停止冻结，冻结壁就会融化。岩土工程的冻结还有制冷技术通常情况下，都是利用物质由液态变为气态，就是液体气化过程中吸收热的现象来完成的。
使用冻结法进行地下工程施工适用于各类地层，特别是在，城市地下管线密布施工条件困难地段的施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明使用冻结法进行地下工程施工有以下特点：
1.1、冻结法进行地下工程施工可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其他任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术。
1.2、冻结法进行地下工程施工时，冻土帷幕的形状和强度，可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度一般可达五到十兆帕，能够有效的提高工效。
地铁施工旁通道冻结法施工工艺
地铁施工旁通道冻结法施工工艺
一前言
作为一种成熟的施工方法，冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设和煤矿建设中，已有100多年的历史，我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史，主要用于煤矿井筒开挖施工，其中冻结最大深度达435m，冻结表土层最大厚度达375m.自1992年起，冻结法工艺被广泛应用于上海、北京、深圳、南京等城市地铁工程施工中。公司在上海地铁隧道旁通道工程施工中，采用了冻结法加固的施工方法，通过对施工工艺的归纳总结，以及参考有关施工技术资料，形成本工法。
二、特点
冻结法适用于各类地层尤其适合在城市地下管线密布施工条件困难地段的
施工，经过多年来国内外施工的实践经验证明冻结法施工有以下特点：
1、可有效隔绝地下水，其抗渗透性能是其它任何方法不能相比的，对于含水量大于10%的任何含水、松散，不稳定地层均可采用冻结法施工技术；
2、冻土帷幕的形状和强度可视施工现场条件，地质条件灵活布置和调整，冻土强度可达5-10Mpa，能有效提高工效；
3、冻结法是一种环保型工法，对周围环境无污染，无异物进入土壤，噪音小，冻结结束后，冻土墙融化，不影响建筑物周围地下结构；
4、冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业，能有效缩短施工工期。
三、使用范围
冻结法适用于各类地层，主要用于煤矿井筒开挖施工。目前在地铁盾构隧道掘进施工、双线区间隧道旁通道和泵房井施工、顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等方面也得到了广泛的应用。
四、工艺原理
冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水，以便在冻结壁的保护下，进行地下工程掘砌作业。它是土层的物理加固方法，是一种临时加固技术，当工程需要时冻土可具有岩石般的强度，如不需要加固强度时，又可采取强制解冻技术使其融化。
冻结法在地铁隧道联络通道中应用
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 地质如软土,含水不稳定土层,流砂,高水压及高地压地层条 件下冻结技术有效,可行; 3 灵活性好.可以人为地控制冻结体的形状和扩展范围,必要时 可以绕过地下障碍物进行冻结; 4 可控性较好.冻结加固土体均匀,完整; 5 污染性小. "绿色"施工方法,符合环境岩土工程发展趋势; 6 经济上合理.
上海市M8线成山路站～杨思站区间隧道,采用盾 构法施工,衬砌采用预制钢筋混凝土管片,通缝拼装. 管片内径:5500mm;管片外径:6200mm;管片厚度: 350mm;管片宽度:1200mm;管片混凝土强度C55;隧 道底板埋深约14.9～21.6m,底板标高约为-10.2～-16.4m. 联络通道所在位置较浅,联络通道施工涉及土层主要为 淤泥质粘土和粉土,且有微承压水,工程风险较大,确 定采用"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部分倾 斜孔冻结加固地层,使联络通道及集水井外围土体冻结, 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.
6
冻结孔布置
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,下俯三种角度布置.冻结孔数55个.冻结孔的 布置详见下图.
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。
浅析城市地下工程冻结法施工技术及其应用
浅析城市地下工程冻结法施工技术及其应用
摘要：在城市地下工程中，受环境因素的影响，其施工的难度大，需要采用合理的施工技术，保证施工的顺利性。针对这样现象，将冻结法施工技术应用在地下工程中，能够为施工提供更多的便利，基于合理的流程、落实注意事项，就能够提高施工的质量、效率。通过本文的分析，其目的就是在掌握冻结法施工技术的基础上，优化地下工程的施工流程，以期为相关人员提供参考。
关键词：地下工程；冻结法；施工技术
前言：城市地下工程中，采用冻结法施工技术，就是利用人工制冷的技术方式，对待施工区域中，不稳定的含水层、岩层等区域，进行人工冻结，使其成为具有封闭性质的冻结墙壁。通过这样的方式，能够在很大程度上隔绝地下水，增强地下岩层的强度、稳定性，从而避免地下水对工程产生不良影响。简言之，将冻结法施工技术应用在地下工程中，能够推动城市地下工程建设的发展。
1.城市地下工程冻结法施工技术的原理
在城市的地下工程项目之中，由于天然土体自身的特征，其稳定性、强度、隔水效果等方面，实际存在很多的不足，会影响地下工程项目的效果、质量与效率。针对这样的现象，将冻结法施工技术应用在地下工程之中，能够在很大程度上解决上述问题，为工程的顺利实施，提供基本保障。就冻结法施工技术的原理而言，就是在地下工程周边的土层上钻孔，然后利用人工制冷技术，在岩土的空隙中完成对岩层的制冷、冻结工作。通过这样的方式，能够使岩层中的自由水，转变为结晶水，同时与其中的土体颗粒进行胶结，形成密闭的结构。最终，将地下水进行隔绝，并提高了地下岩层的稳定性。
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中国矿业大学力学与建筑工程学院
2012~2013学年度第一学期
《岩土工程冻结法》课程报告
学号02090630
班级土木09-8班
姓名世伟
力学与建筑工程学院教学管理办公室
人工冻结技术在地铁施工中的应用
（中国矿业大学力学与建筑工程学院土木09-8班世伟）
摘要:本文介绍了冻结法的基本原理、施工方法、在工程中的主要应用以及重点是结合冻结法自身的特殊性, 应用冻结法对地铁施工中特殊地段事故的处理，以及冻结法在地铁工程应用中的冻结孔钻孔时水土喷涌、隧道管片损坏、冻土帷幕失效以及冻胀融沉等各种事故的原因进行了分析,为事故的防和治理提供了方向，也对冻结法的发展趋势做了展望。
关键词:冻结法；地铁施工；盾构隧道；事故
目前在城市进行市政岩土工程及地下空间开发中遇到许多传统岩土工程方
法难以解决的问题；对于城市建设，由于高层建筑的增多，而且多数地下工程往往处于房屋和生命线工程的密集地区，致使有很多情况需要在人工支护条件下进行基础开挖，为了保证基坑周围的建筑物、道路等的安全，需要大力研究新型的深基坑支护技术。人工冻土墙围护结构以其对复杂的水文条件和地质条件的适应性强，冻结施工方法灵活、形式多样，冻结墙均匀完整，可靠性高、强度高、设备简单、技术经济效果较好，其成本与其他施工法处于相同的数量级、良好的隔水性以及对环境的无污染性等优点，近几年在地下工程中倍受重视，特别是冻结施工技术在市政工程和城市地下工程尤其是在松软含水地层施工中具有不可
替代性，并且在特殊情况的工程抢险中也得到较多的应用。但是冻结法在施工中也会经常出现一些工程事故，如果不注意防，这些事故会影响整个工程的施工，后果往往会很严重。
1 人工冻结法简介
1.1 冻结法的基本原理
人工冻结法(Artificial Ground Freezing)源于人工制冷技术的发展，逐渐用于工程形成了工程冻结技术。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, 永久支护形成后, 停止冻结, 冻结壁融化。岩土工程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。其制冷系统多以氨作为制冷工质, 为了使氨由液态变为气态, 再由气态变为液态, 如此循环进行,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三大循环构成。
1.2 冻结法的施工方法
人工冻结法的施工流程如下：1)工作站安装：冻结工作站主要由压缩机、冷凝器、节流阀、中间冷却器、盐水循环系统设备等组成。2)冻结管埋设备：在冻
结孔设置冻结器，将不同冻结孔的冻结器连成一个系统，并与冻结站连接。3)积极冻结：冻结壁首先从每个冻结管向外扩展，在每个冻结管周围形成冻结圆柱，当各冻结管的冻结圆柱交圈时，随着冻结时间的延长，地层的平均温度逐渐降低，冻土墙的强度也逐渐增大。4)维护冻结：补充冷量损失，维持地层的温度稳定。
5)解冻：当地层开挖和永久结构施工完成后，就可以解冻，拔除冻结管。
1.3 冻结法在工程中的主要应用
分析国外应用现状，人工冻结技术在土木工程中的应用主要有以下几个方面：
1特殊地层凿井
2地铁工程土层加固
3隧道工程土体加固
4桥梁桩基工程
5特殊地段工程事故处理
2 冻结法在地铁施工中的应用
2. 1 地铁区间隧道盾构进出工作井的土体加固
隧道盾构进出工作井时将面临较大的水压和土压变化, 可能出现土体坍塌和涌水。若用冻结技术加固, 则可靠快捷。例如, 日本东京环7 线2 号调节水仓隧道, 采用盾构施工, 圆形工作井深60 m, 出口冻结加固面直径达28. 1 m, 用冻结加固结束后, 直径为13. 94 m 的大型泥水加压平衡盾构顺利出洞。
2. 2 盾构隧道的地下或海底对接土体的加固
城市地铁和越江隧道往往由于条件限制, 无法从地面开凿工作井, 此时, 两对头掘进的盾构隧道,其对接区采用冻结技术加固, 不仅可使土体强度提高, 还可起到阻水作用。日本大阪东南部的排水隧道, 直径6. 5m , 长8. 5 km , 分5 个工区掘进, 采用地下或海下对接, 由于不开凿地面立井, 成功应用冻结技术加固, 保证了工程顺利完成, 并降低成本13%。
2.3 盾构隧道涌水和塌陷事故的修复冻结
意大利A gri Sau ro 盾构隧道在掘进了2. 63 km时, 从盾构后方的顶部衬砌中涌入泥砂达6 000 m3,在采用注浆等方法抢险失败后, 采用液氮对衬砌破坏的18 m 区段实行冻结, 抢险成功。
2. 4 地铁泵房、旁通道和急转弯部位的冻结加固
根据现代城市地铁安全设计的要求, 间距1 km左右时, 需在并排区间隧道间设立泵站, 此外, 地铁工程还有一些旁通道和急转弯部位。在这些区域采用盾构法施工往往较困难, 而且很不经济。日本、美国、英国等国在这些部位常采用冻结法对周围土体加固, 然后用矿山法掘进。在地铁1 号线思南路旁通道施工前虽然采用了旋喷法加固, 但是施工时仍然发生了3 次涌砂现象, 后来采用冻结技术加固,效果很好; 西路下行泵站中采用冻结加固, 经加
固后的土体满足强度和抗渗要求。
3 冻结法在地铁施工中特殊地段工程事故的处理案例
海公隧道工程建设中，工程施工过程中引起贸易大前出现大面积塌陷，使得工程停止，严重影响到交通商贸、地下管线和设备安全，更危及大厦建筑基础，虽对塌陷地区进行注浆加固，但地层仍不稳定，继续施工风险依然存在，施工工期无法得到保证。经专家反复讨论论证，确定采用冻结法对地层进行加固，经过精确的计算和良好的施工，最终取得成功。
地铁四号线董家渡段发生事故，已建隧道局部发生坍塌，为修复隧道先在坍塌两端进行垂直局部冻结，在冻结壁的保护下清空完隧道泥水并施上混凝土塞子，待塌陷采用水平冻结支护进行修复后隧道与原隧道对接。地铁四号线修复江中段暗挖工程的成功再一次佐证了人工地层冻结法可形成承压、封水冻土壁的独特优势,为冻结法在其他城市地下工程中的应用具有重要的参考价值。温度是计算冻土壁强度、厚度和平均温度的首要依据。通过合理布置温度监测点,采用基于“一线总线”的温度监测系统,可以对冻土壁温度实现实时监测,从而实现信息化施工。通过温度数值和盐水箱水位分析可实时掌握冻结系统的运行状况和冻土壁的特征,可确保冻结法施工安全。
4 冻结法在地铁施工中的常见事故及原因
冻结法具有自身的特殊性，如钻孔工序的必要性、冻土性质和冻土帷幕性状的变化性、土体冻胀融沉的自然性。由于这些特性的存在，冻结法在冻结孔钻孔、冻结、开挖以及冻土解冻过程中都可能发生事故。因此，冻结法是一种风险很大的工法，稍有不慎便可酿成大祸。
4.1 冻结孔钻孔事故
在从地下空问向结构外围土体进行冻结孔钻孔施工时发生的孔口密封失效事故，可引起喷水、喷砂，严重时因地层损失过大导致地下结构变形破坏，造成地面建筑、地下构筑物和管线的破坏，甚至工程淹没的灾害，在冻结孔进入承压水地层时尤其危险。其主要原因是土层随钻孔循环浆液流失或者是孔口密封装置失效。
4.2 管片损坏事故