冷冻法地层加固施工工法
浅谈隧道“冷冻法”施工工艺
浅谈隧道“冷冻法”施工工艺【摘要】以隧道施工经验和岩体力学的理论为指导原则。
本文介绍了隧道进洞洞口采用“冷冻法”施工工艺，Φ25自进锚杆注水，使地层中的水结冰，将松散含水岩土变成冻土，增强了起强度和稳定性，隔断地下水，以便在冻结壁的保护下，进行工程掘进作业。
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。
充分利用了当地的气候条件，减少了对周围环境的污染。
【关键词】冷冻法；自进式锚杆；施工工艺承秦高速公路16标段，由河北燕峰路桥建设集团有限公司项目部承建，超梁沟隧道地处承德市平泉县党坝镇大石湖村与宽城县龙须门交界处，隧道左线桩号ZK62+952-ZK64+663.118，长1711.118米，右线桩号YK62+938-YK64+674.268，长1736.268米。
全线共长3447.386m。
本隧道属越岭分离式长隧道，由于隧道长、工期紧、施工难度大、地势陡峭，隧道出口与瀑河大桥连接，大桥为本线控制性工程，为避免施工相互干扰大，经专家、业主、监理、设计、施工多方论证，本隧道由原设计的双口掘进改为单口掘进方式。
一、地形地貌超梁沟隧道沿瀑河右岸而行。
沿线属中低山地貌；山脉标高500-750米，呈椭圆状，相对高差200-400米，自然横坡30°-50°。
沿线地形起伏较大，基岩大部分裸露，植被稀疏，有少量灌木。
1、地质构造根据地质测绘，物探等资料，隧址段覆盖层为零星分布于斜坡的残破积碎石土、下付基岩为震旦系中统雾迷山组白云质灰岩、灰质白云岩，局部有正长班岩脉。
2、气象条件隧址区属寒温带大陆季风性气候和温暖带半湿润大陆季风性气候。
四季分明，预热同季，季风显著，阳光充足，无霜期长。
隧址区年平均气温8.7°c，最热气温（7、8月）23.9°C，最低气温（一月）-8.9°C，极端最低气温-23°C，极端最高气温39°C，年平均降雨量662.5毫米，年平均风速1.7m/s。
盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法
盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法一、前言盾构技术作为一种地下工程施工方法，已经广泛应用于城市地铁、隧道等建设领域。
然而，在实际的施工过程中，盾构隧道刀盘在进洞过程中容易受到地质条件的限制，常常会遇到各种困难。
为了解决这些问题，盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法被提出并得到了广泛的应用。
二、工法特点盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法的主要特点如下：1. 施工工法简单，施工工艺成熟，易于操作。
2. 加固效果好，能够有效解决进洞困难问题。
3. 能够确保施工过程的质量，保证施工结果的稳定性和可靠性。
4. 对环境的影响较小，对周边结构的损害较少。
三、适应范围盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法适用于以下情况：1. 地质条件复杂，地层变化大，盾构刀盘难以穿越的地方。
2. 需要保证施工过程的安全性和稳定性的地方。
3. 需要保证施工结果的质量和可靠性的地方。
四、工艺原理盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法的工艺原理是通过冻结地层，增加地层的强度和稳定性，为盾构刀盘提供稳定的施工环境。
在实际工程中，首先需要对施工工法与实际工程之间的联系进行分析和解释。
然后，根据工程的实际情况，采取相应的技术措施，以确保施工工法的可行性和有效性。
具体的分析和解释如下：1. 施工工法与实际工程之间的联系：盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法适用于各种地质条件，能够有效地解决盾构刀盘进洞困难的问题。
通过冻结地层，增加地层的强度和稳定性，为盾构刀盘提供了一个稳定的施工环境。
这种施工工法在多个实际工程中得到了成功的应用。
2. 采取的技术措施：在施工过程中，需要采取以下技术措施：（1）选择合适的冻结剂和冷却设备，以确保冻结效果的达到要求。
（2）合理布置冷却管道，确保冷却剂能够均匀地冷却地层。
（3）选取合适的施工方式，确保施工工艺的顺利进行。
（4）根据实际情况，进行必要的调整和改进，以提高施工效率和质量。
五、施工工艺盾构进洞接收水平冻结法加固施工工法的施工过程主要包括以下几个阶段：1. 地质勘察和设计阶段：对工程地质条件进行详细的勘察，并根据勘察结果进行工程设计。
富水圆砾地层冻结加固施工工法
富水圆砾地层冻结加固施工工法富水圆砾地层冻结加固施工工法一、前言富水圆砾地层冻结加固施工工法是一种应用于富水圆砾地层的地下结构加固工法。
该工法通过冻结地下水和土壤，使其形成具有较高的强度和稳定性的冻结体，以提供地下结构施工过程中所需的支护和稳定。
二、工法特点1. 高强度加固：冻结体具有较高的强度和刚性，能够提供可靠的支撑和保护地下结构。
2. 适应范围广：适用于富水圆砾地层，如河床、水下地形复杂等情况。
3. 施工周期短：通过合理的冷却措施和冷却介质，可以缩短施工周期。
4. 施工成本较低：相比于其他加固方法，冻结加固的成本相对较低。
三、适应范围富水圆砾地层冻结加固施工工法适用于以下情况：1. 水下地形复杂，需要加固地下结构的情况。
2. 富水圆砾地层中存在大量地下水，并且需要进行挖掘或钻探作业时。
3. 需要快速加固地下结构并保证施工安全和质量的情况下。
四、工艺原理该工法的理论基础是冻结原理，通过降低地下水和土壤的温度，使其冻结形成冻结体。
冷却介质通过特定的管道和设备进行循环，通过热交换来降低温度，实现冻结效果。
在实际工程中，施工工法与实际工程之间的联系主要体现在选择合适的冷却介质、确定冷源方式、控制冷源温度和时间等方面。
在施工过程中，还需要采取技术措施，如在地下水位高的情况下，采用水平阻挡墙等防渗措施，以保证冻结效果。
五、施工工艺1. 预处理：清理施工区域，并进行地下水位和土壤温度的测定。
2. 建设控制孔：根据设计要求，在施工区域建设控制孔，用于放置冷却介质管和温度控制设备。
3. 建设冷源：根据工程要求选择合适的冷却介质，通过冷却设备将冷却介质送入控制孔中。
4. 控制施工过程：通过监测温度和压力等指标，控制冷源温度和施工阶段。
5. 冷却阶段：根据施工计划和要求，控制冻结体的形成过程，确保冻结效果达到要求。
六、劳动组织在施工过程中，需要有专业的工程师和技术人员进行施工指导和监督，施工队伍需要具备相应的技术和经验。
土体冻结法施工工艺顺序
序号
施工步骤
主要内容及要求
1
施工准备
确定施工方案，准备施工设备、材料，包括冻结管、冷冻机组、盐水泵等。安装并调试设备，确保其正常运行。
2
开孔与钻孔
在设计位置进行开孔，开孔间距误差控制在±20mm内。利用冻结管作为钻杆进行钻孔，控制钻进深度，确保钻孔垂直度，偏斜过大则进行纠偏。
3
5
冻结过程监测与控制
启动冷冻机组，开始冻结过程。定期监测冻结管去回路温度、盐水流量、冷却循环水进出水温度等参数。根据监测结果调整制冷系统参数，确保冻土墙厚度和强度达到设计要求。
6
开挖与支护
冻结完成后，根据冻土墙强度进行开挖。开挖时采用分区、分段方式进行，确保施工安全。开挖过程中及时安装临时支护结构（如钢支架、喷射混凝土等），防止土体坍塌。
冻结管安装与试漏
选择合适的冻结管（如φ63×4mm无缝钢管），采用丝扣联接加焊接，确保密封性。安装完成后进行水压试漏，初压力0.8MPa，观察30分钟，降压≤0.05MPa，再延长15分钟压力不装冷冻站设备，包括冷冻机组、盐水泵、冷却水塔等。按1.5倍制冷系数选配制冷设备，并安装足够的备用制冷机组。设备安装完毕后进行调试和试运转，确保各系统正常运行。
7
永久支护与结构施工
开挖完成后，进行永久支护结构（如钢筋混凝土结构）的施工。安装防水层、绑扎钢筋、浇筑混凝土等，确保结构强度和稳定性。
8
解冻与后续处理
地下构筑物施工完成后，对冻结的地层进行解冻。解冻方式可根据实际情况选择自然解冻或人工解冻。解冻过程中需密切监测地层变形情况，确保施工安全。
冻结法施工工法
冻结法施工工法冻结法施工工法是一种在土壤或地下水中适用的特殊工法，通过使用低温冻结土壤，以达到固结土壤、提高土壤强度的目的。
该工法被广泛应用于地铁隧道、地下工程以及水利工程等领域。
一、工法原理及步骤冻结法施工工法的原理是通过将导热性能较好的冷媒注入到土层中进行冷冻，降低土壤温度，使土壤中的水分形成冰，进而形成冻结固结的效果。
以下是冻结法施工工法的基本步骤：1. 前期准备工作：包括确定施工区域、进行地质勘探、设计冻结井孔等。
根据具体工程的要求，确定冻结井孔的深度和间距，并进行相应的测量放线工作。
2. 预冷：在施工区域进行预冷，通过降低区域温度，使土壤开始结冰。
预冷可以使用喷淋水或者其他降温设备。
3. 钻井：根据设计要求，在施工区域进行钻井，并安装冻结井孔。
冻结井孔的数量和位置应严格按照设计要求进行设置。
4. 注冷液：将冷媒通过冻结井孔注入土体中，并控制注入速度和密度。
冷媒冷却土壤中的水分，使其凝结为冰。
在注入过程中，需要利用监测设备进行实时监控，确保施工的效果和质量。
5. 冻结维持：在冷却液注入完成后，需要维持一定的冷却时间，以保证土壤完全冻结。
同时，需要对温度进行监控，确保土壤的冷冻效果。
6. 结冰固化：待土壤冷冻完全固化后，可以进行下一步的施工工作。
在这个阶段，冰固体将充当支撑结构的作用，可以避免土壤下陷或发生坍塌。
7. 结束施工：当施工工作完成后，需要进行冰体融化处理。
根据具体情况，可以使用加热水或者其他加热设备加快融冰过程。
融冰后，土体恢复正常状态，可以进行后续的工程施工。
二、冻结法施工工法的优点1. 提高土体强度：冻结法施工工法可以将土壤中的水分冻结成冰，使原本松散的土体变得坚实。
这有助于提高土壤的强度和稳定性，保证施工过程中的安全性。
2. 控制水位与土层状况：通过冻结法施工工法，可以有效地控制水位，避免地下水渗透到施工区域。
这对于地铁隧道、水利工程等需要在地下进行施工的项目尤为重要。
3. 提高施工效率：与传统的地下施工工法相比，冻结法施工工法能够提高施工效率。
城市地铁隧道联络通道冻结法地层加固施工技术总结_secret
冻结法在地铁盾构隧道联络通道施工技术总结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于区间隧道中部，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φ5.5m，上、下行线隧道中心线距离15.46m。
联络通道结构见图1。
图1 联络通道结构示意图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粉砂夹砂质粉土，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，极适于本工程。
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3.3.1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-10℃，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k≤1×0-8cm/sec。
3.3.2 冻结孔、测温孔与卸压孔的布置3.3.2.1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。
富水圆砾地层冻结加固施工工法(2)
富水圆砾地层冻结加固施工工法富水圆砾地层冻结加固施工工法一、前言地基工程施工过程中，地层冻结加固技术在土木工程施工中发挥着重要作用。
富水圆砾地层冻结加固施工工法是其中一种常见且有效的加固方式。
本文将从工法特点、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等方面进行详细介绍。
二、工法特点富水圆砾地层冻结加固施工工法具有以下几个特点：1. 适用范围广：适用于需加固的富水圆砾地层，包括江河水底地下工程、路堤防护工程、基础坑深基础工程等。
2. 加固效果好：冻结加固后，地层的强度和稳定性得到提高，能够有效抵抗不同方向的力和振动，增加地基的承载力和稳定性。
3. 施工周期短：相较于传统的地基加固方式，富水圆砾地层冻结加固施工工法施工周期较短，能够节省施工时间。
三、适应范围富水圆砾地层冻结加固施工工法适用于以下地层：1. 地面土质较好，无泥浆等软土层存在，且具有一定的圆砾含量和含水量。
2. 地下水位较高，单纯挡水工法难以满足需求。
3. 工程要求较高，需要加固地基的承载能力和稳定性。
四、工艺原理富水圆砾地层冻结加固施工工法基于以下工艺原理：1. 地层冻结原理：通过向地下注入冷却剂，控制温度和时间，使地下土体的含水量迅速减少并形成冻结体，提高地层的强度和稳定性。
2. 圆砾填充原理：通过圆砾填充冻结体周围的空隙，提高整个固结体的均匀性和稳定性。
五、施工工艺富水圆砾地层冻结加固施工工法包含以下施工阶段：1. 前期准备：确定施工范围、制定施工方案、调集所需材料、设备、人员。
2. 地下水调节：通过开挖井眼等方式，降低地下水位，为施工创造条件。
3. 注入冷却剂：利用冷冻管或冷凝机组注入冷却剂，冷却地层内土体。
4. 圆砾填充：在冻结体周围填充圆砾，形成加固体。
5. 控制冻结时间：根据施工要求和地层状况，控制冻结时间，使地层达到所需强度和稳定性。
6. 冻结体封堵处理：冻结体达到要求后，对冻结孔和周边地层进行封堵处理，确保加固效果。
冷冻法端头加固盾构水土环境中到达施工工法
冷冻法端头加固盾构水土环境中到达施工工法中铁二局股份有限公司城通公司1.前言目前，地铁建设的土压平衡软土盾构隧道进洞中有较多种方案可供选择，主要是采取土体改良方式满足洞门凿除的条件，再辅以井点降水、止水帷幕等其他措施防止盾构机在进洞过程中出现漏水漏砂，同时在洞门圈周边以弧形钢板、喷射混凝土、充气气囊等方式进行封堵洞门圈与盾壳和管片之间的间隙，实现盾构进洞。
常规盾构进洞方案，主要思路为采用适合的洞门区域加固方式，保证洞门凿除的安全需要和盾构进洞过程中周边间隙封堵的有效性。
杭州地铁1号线富春路站站至秋涛路站区间富春路站段头井周边环境复杂，且受承压水影响，传统盾构进洞方法无法满足加固范围需要，采取端头井垂直冷冻加固+端头井水土回填方式进洞取得了较好的技术、社会及经济效应。
2.工法特点2.1 施工安全性高，采用冻结法保证洞门凿除时不产生水土流失，在洞门凿除后利用工作井内回填水土使洞门内外介质一致，控制了盾构进洞安全风险。
2.2 针对受承压水影响地层，较好的平衡了洞门内外水压。
2.3在全砂性地层冷冻加固均匀性优于普通水泥加固方式。
3.适用范围本工法适用于易出现涌水涌砂风险高的软土地层的盾构进洞。
4.工艺原理冷冻法水土进洞包含3个方面，一是垂直冷冻加固、二是水土回填、三是盾构进洞。
图4-1 盾构水土进洞示意图垂直冷冻加固+水土回填即：在工作井外利用冻结孔冻结加固地层，使盾构机外围及开洞口范围内土体冻结，形成强度高、封闭性好的冻结帷幕。
利用冻结帷幕的自稳性进行洞门凿除，之后端头井内水土回填，使连续墙内外水土平衡，盾构土中进洞。
进洞完成后于连续墙及内衬墙范围内的管片上通过双液注浆机反复压注水泥浆封堵管片与连续墙、内衬墙之间的流水通道，使管片和端头井结构行成整体，注浆完成后进行端头井内水土挖除、盾构外运。
5.施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程施工准备→平台搭设→测量定位→冷冻法施工→洞门复测及盾构姿态优化→接收基座施工→洞门探孔检查→洞门凿除→水土回填→提升冻结管→盾构进洞→水土挖除→洞门封堵→盾构解体。
冷冻法施工方案
冷冻法施工方案一、项目背景本项目位于我国北方某城市，由于地质条件复杂，地下管线众多，传统的施工方法难以顺利进行。
为了确保工程质量和进度，我们决定采用冷冻法施工。
二、冷冻法原理冷冻法施工，顾名思义，就是利用低温将土壤冻结，从而形成稳定的冻土层，达到加固地基、减少地面沉降的目的。
具体原理如下：1.通过制冷设备将制冷剂输送到土壤中，使土壤温度降低，水分结冰；2.冻结后的土壤体积膨胀，形成冻土层；3.冻土层具有较高的强度和稳定性，可以承受较大的荷载；4.施工过程中，利用冻土层的稳定性进行挖掘、降水等作业。
三、施工步骤1.施工前期准备（1）了解工程地质情况，确定冷冻法的适用性；（2）选择合适的制冷设备和技术参数；（3）编制施工方案，明确施工流程和质量要求；（4）办理相关手续，确保施工合法合规。
2.施工过程（1）布置制冷设备，将制冷剂输送到土壤中；（2）监测土壤温度和冻结情况，调整制冷参数；（3）待冻土层形成后，进行挖掘、降水等作业；（4）施工过程中，加强监测，确保冻土层的稳定性；（5）施工完成后，及时拆除制冷设备，恢复场地。
3.施工后期处理（1）对冻土层进行解冻，恢复土壤原状；（2）对施工场地进行清理，恢复环境；四、质量控制1.施工过程中，严格执行施工方案，确保施工质量；2.加强监测，及时发现并处理问题；3.对施工人员进行培训，提高施工技能和安全意识；4.定期对制冷设备进行维护，确保设备正常运行；5.严格按照验收标准，对施工成果进行验收。
五、安全与环保1.施工过程中，严格遵守安全生产法规，确保人员安全；2.采用环保型制冷剂，减少对环境的影响；3.施工场地设置警示标志，防止非施工人员进入；4.施工结束后，及时清理现场，减少对环境的影响。
1.冷冻法施工适用于地质条件复杂、地下管线众多的工程；2.严格施工方案，确保施工质量；3.加强监测，及时发现并处理问题；4.提高施工人员技能和安全意识；5.注重环保，减少对环境的影响。
冻结法土体加固施工方案_secret
xx站xx路站区间联络通道及泵站施工1.1.1概述1.1.1.1 工程概况xx站xx路站区间联络通道及泵站位于两站区间隧道之间，该联络通道及泵站所在里程为K4+050，所在地面标高为7.17m，底板底埋深19.4m，左、右隧道中心距离为12m，该工程地面为xx河河堤。
工程结构由两个与隧道相交的喇叭口、通道及泵站等组成。
其结构为隧道管片相接的喇叭口和直墙圆弧拱结构的通道两个部分组成。
xx站xx路站区间联络通道及泵站工程采用联络通道及泵站合建模式。
它既保证左、右线隧道间的联络作用和必要时乘客安全疏散的功能，又起到地铁运营中两车站之间集排水作用，工程结构由两个与隧道相交的喇叭口、通道及泵站等组成。
其结构为隧道管片相接的喇叭口、直墙圆弧拱结构的通道及中部矩形集水井三个部分组成。
衬砌都采用二次衬砌方式，所有临时支护层厚度均为200mm；通道墙和集水井的结构层为450mm厚的现浇钢筋混凝土，支护层和结构层之间安装PVC防水层。
1.1.1.2 工程地质及水文地质条件根据地质资料，xx站xx路站区间联络通道及泵站处所在地层主要为：③7粘质粉土、④3淤泥质粉质粘土、⑥2淤泥质粉质粘土组成。
沿线浅部地下水属潜水类型，主要赋存于上部填土层及粉土、砂土层中，补给来源主要为大气降水及地表水，其静止水位一般在深1～4m，并随季节性变化。
1.1.2施工方案的选择1.1.2.1 冻结法土体加固、矿山法开挖构筑方案xx站xx路站区间联络通道及泵站位于建设河河堤下，无地面施工条件，结合其他地铁联络通道施工的经验，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，使联络通道及集水井外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。
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。
联络通道及泵站结构施工完成后，为确保业主工期要求，减小地面沉降，采取强制解冻冻土方案。
冻结法地层加固在隧道施工中的应用
认知冻结法 施工简介
安全控制要点
监测内容： 盐水系统:盐水干管流量、干管压力、干管进出路盐水温度、盐水液位监测、单组盐水流量、单组盐水 回水温度； 清水系统：管路流量、管路压力、进出冷冻机温度； 设备参数：冷冻机电压、电流、油温、吸气压力、排气压力等参数进行监测； 测温孔：测点温度监测； 水文孔：水位监测；
内力计算
•冻结壁内力宜采用通 用结构力学计算方法 计算。冻结壁的力学 计算模型可按均质线 弹性体简化，其力学 特性参数宜取冻结壁 平均温度下的冻土力 学特性试验值。
强度检验
•冻结壁内力和变形计 算可考虑设置有内支 撑的工况，但必须对 内支撑的结构形式、 承载力及其施工时序 等有明确的设计。设 内支撑时，冻结壁的 空帮时间不宜大于24 小时。
施工案例
3.3 冻结壁交圈判断
认知冻结法 施工简介
安全控制要点
常规方法为： ①根据水文孔水位判断冻结壁是否交圈。 ②根据测温孔不同冻结时间所检测的水平温度推算冻土的扩展速度和冻结壁厚度。
常规方法无法反映整个冻结壁的状况，当冻结效果不明显，冻结壁形成缓慢时还需 采取以下方法。
施工案例
对于浅埋于 砂层及卵石 地层中的隧 道，应尽量 查明地下水 流速和流向。
3
安全控制要点
认知冻结法
3.1 内业准备情况（各节点准备工作）
施工简介 安全控制要点
施工案例
设计方案 专家论证
冻结专项 施工方案 专家论证
隧道开挖 方案专家
论证
冻结效果 专家验收
应急物资 准备及安 全技术交
底
认知冻结法 施工简介
安全控制要点 施工案例
3.2 冻结施工安全控制
1）原因： 开孔或施工期间遇到承压
探析地铁盾构隧道海底复合地层冷冻法加固施工技术
台及施工便桥基础设计为钢结构，作业平台标高高出潮水位约 2m。
2.2 冷冻套管安装 采用全站仪测量点位，安装Φ325mm直径的定位钢管， 采用水平尺测定定位钢管的垂直度，并复核其安装的位置，通 过焊接与平台连接，定位偏差小于10mm。再安装Φ219mm套 管，深入至粉细砂层，即进入海底下8m，安装完成后复核套管 平面位置和作业平台位置，复核要求后，采用振动锤钻进，钻 进到设计深度后焊接在平台上，并固定牢固。 2.3 孔位钻进施工 钻机使用Φ171mm的钻头，钻进过程中要随时校核钻杆的 垂直度，根据数据反馈情况，及时调整钻机大臂位置，钻孔位置 偏差应小于100mm。钻孔作业平台临海边缘用设置钢质围挡并与 平台焊接牢固，钻进过程中以作业平台为泥浆循环箱，泥浆系统 设置在岸上，通过泥浆泵循环泥浆。 冷冻管连接采用丝扣相连接，辅以手工焊接，保证管节 同心度和管节间焊接强度。冷冻管放置到位后要复测冷冻孔深 度，并进行压力试验，试验不合格的冷冻管必须返工处理达到 试验要求后方可使用。 2.4 冷冻孔测斜检测 钻进完成后安装测斜管，采用灯光法测斜，冷冻孔最大 允许偏斜值小于200mm。施工过程中要严格控制冷冻孔的垂直 度，若偏差超限，则重新钻孔，直至孔位符合要求[2]。若测斜 无法满足要求，可进行补孔处理，施工方式同上。 2.5 安装冷冻管 冷冻管采用Ф127×5mm的无缝钢管，提前按照设计长度
参考文献 [1] 胡亮.铁路隧道防水工艺及材料耐久性检测技术[J].四川建材,2021,
47(3):59-60.
[2] 韩翼.铁路隧道防水施工技术的方法与应用[J].四川水泥,2021,(2): 208-209.
冷冻法加固法
首先，工期时间太长、资源耗费很大，成本过高。
其次如遇到砂层则容易引起孔口附近土体不稳，导致冷冻灌注不到位，冷冻效果不理想，而砂层却恰恰是经常会遇到的地质环境。
再次冷冻范围不易控制，容易造成资源浪费和冷冻效果的不均匀
此外，冷冻过程中会造成土体膨胀从而导致地面抬升，而解冻时则土体下沉且持续时间很长，因此极易导致土体不稳
除此之外，解冻后土体沉降易造成井筒或隧道护壁承压变大或不均匀、施工缝较多等，容易造成渗水以及其他形式的渗漏。
需要特别注意的是，冷冻管在集水井范围内时，开挖集水井时需要暂停冷冻，由于冻土的蠕变性较好，冻土帷幕破坏钱会出现比较大的蠕变过程，冻土的安全性会比较差。
冷冻法施工工艺
冷冻法施工工艺最早出现在欧洲，在矿井施工中广泛使用，，适用于涌水、流沙淤泥等松散含水复杂地层条件的施工，其工艺就是利用冷冻机对冷冻液进行降温，并通过循环管路输送到需要冷冻的区域，并保持温度，使温度向外扩散产生冻结效果。
其冷冻原理和电冰箱差不多，先用氟利昂降低盐水温度，冷盐水通过一根根打入土层的管道进入土层，不断循环，把土层中的热量带出来，土层慢慢降温，最后被冻得硬邦邦的，就跟一根冰棍一样，这时就可以凿洞开挖了。
采用冷冻法施工工艺进行施工的队伍对以上易出现的问题尤其需要提起注意，尽量减少浪费和不必要的事故。
如果选择采用冷冻法，那就需要注意一下几个问题：
(1)必须确保冻结时间，在开挖实施中，必须保证冷冻设备正常运转。
(2)施工监测点位布设及监测频率根据施工进程调整，并且随时反馈用以指导施工。
冷冻法加固土体通道施工工法(2)
冷冻法加固土体通道施工工法冷冻法加固土体通道施工工法一、前言随着城市发展的迅速，土地资源的日益紧缺，地下通道的建设显得越来越重要。
然而，由于地质条件的多变性和地下通道施工的复杂性，传统的施工方法在某些情况下难以满足工程质量和安全要求。
冷冻法加固土体通道施工工法是一种新颖而有效的解决方案，它通过冷冻土体，增强土体的强度和稳定性，为地下通道的施工提供了可靠的支撑。
二、工法特点冷冻法加固土体通道施工工法具有以下特点：1. 高强度：通过冷冻土体，可以大幅度提高土体的强度和稳定性，保证施工过程的安全性。
2. 环保节能：与传统的土木结构加固相比，冷冻法不需要大量的混凝土和钢材，减少了资源的消耗和环境的破坏。
3. 施工速度快：冷冻法加固土体通道的施工速度快，大大节约了施工时间和成本。
4. 应用广泛：冷冻法适用于各种土质条件和地下通道类型，具有很强的适应能力。
三、适应范围冷冻法加固土体通道施工工法适用于以下场合：1. 复杂地质条件：例如软弱粘土、饱和黏土等，传统的加固方法很难满足要求。
2. 高水位地区：冷冻法可以增强土体的抗水性能，适用于高水位地区的地下通道施工。
3. 高荷载要求：冷冻法可以提高土体的承载能力，适用于需要承受高荷载的地下通道施工。
四、工艺原理冷冻法加固土体通道施工工法的基本原理是利用低温冷却土体，使土体中的水分凝结成冰，形成冻结土体。
冰具有较高的强度和稳定性，在施工过程中起到了对土体的固化和加固作用。
具体的工艺原理包括以下几个方面：1. 冷却介质的选择：选择适当的冷却介质，通常采用液氮或液氧，具有较低的温度和冷却效果好。
2. 冷却管网的布置：布置冷却管网，将冷却介质输送至需要加固的土体区域，使土体温度迅速降低。
3. 冷冻时间控制：根据冷冻区域的尺寸和土体的特性，合理控制冷冻时间，使土体中的水分凝结成冰。
4. 加固效果监测：通过监测冰的形成和冻结区域的温度变化，评估加固效果，并根据需要调整冷冻参数。
盾构液氮冻结加固开仓施工工法(2)
盾构液氮冻结加固开仓施工工法盾构液氮冻结加固开仓施工工法一、前言盾构液氮冻结加固开仓施工工法是一种新型的地下开挖技术，通过利用液氮对地下环境进行冻结加固，以提高施工安全性和效率。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施以及经济技术分析，并通过一个工程实例来进一步说明该工法的应用。
二、工法特点盾构液氮冻结加固开仓施工工法主要有以下特点：1. 冻结加固效果好：通过液氮冻结地下土层，形成坚固的冻结土体，提高地下开挖的稳定性和安全性。
2. 施工速度快：冻结加固后，开挖工期大大缩短，施工效率明显提高。
3. 适应性强：适用于不同地质条件下的开挖工程，包括隧道、地下室、地铁等。
4. 环保节能：液氮在地下环境中不会产生污染，施工过程无噪音和振动，符合环保要求。
三、适应范围盾构液氮冻结加固开仓施工工法适用于以下工程：1. 地铁隧道施工：应对复杂地质环境下的地铁隧道施工，保证施工安全和效率。
2. 城市地下室建设：在城市地下室建设中，利用该工法加固开挖施工，保证地下室的稳定性和安全性。
3. 其他地下开挖工程：如矿山开采、水利隧道建设等，都可以采用该工法进行施工。
四、工艺原理盾构液氮冻结加固开仓施工工法的工艺原理是利用液氮对地下环境进行冻结加固。
具体工艺包括以下几个方面：1. 导气孔系统：设置导气孔系统，利用管网将液氮导入地下土层，形成冻结区域。
2. 冻结管控制系统：通过管网控制冻结管的液氮注入和排气，保持冻结温度和时间的稳定。
3. 接触冷却系统：通过液氮对地下土层进行接触冷却，形成坚固的冻结土体，提高施工安全性。
五、施工工艺盾构液氮冻结加固开仓施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 地质勘测和设计：根据工程要求进行地质勘测，确定施工方案和设计参数。
2. 导气孔施工：在施工现场开展导气孔的施工，包括导气孔的钻孔和安装。
3. 冻结管控制：通过设置管网，控制冻结管的液氮注入和排气，维持冻结温度和时间的稳定。
盾构进出洞施工冰冻法地基加固施工工艺
盾构进出洞施工冰冻法地基加固施工工艺摘要：冰冻法地基加固是通过临时改变土层特性使之变成具有一定强度与隔水作用的冻土，在冻土帷幕的保护下进行盾构进出洞施工的工艺。
主要由冷却水循环系统（设备降温）和盐水循环系统（交换地热）组成。
其冰冻的基本原理是：在地面上打设一定数目的冻结孔并下放冻结管，利用冷冻机组将一定配比的盐水溶液降温，然后通过盐水泵将低温盐水送入冻结管内，流动的低温盐水将地热带出地面，再经过冷冻机组进入冻结管内，如此不断循环进行热交换便会形成以冻结管为中心的冻土圆柱，冻土圆柱不断扩展直至与相邻冻结圆柱搭接，最终受冻土体就成为具有一定强度和厚度的冻土墙或冻土帷幕，达到土体加固的目的。
引言：青草沙工程长江原水过江管工作井2#盾构出洞施工中，出洞段隧道轴线距地面33m，况且地处长兴岛，地下水较为丰富，经勘测承压水头较高，若采用常规地基加固方法流砂现象发生的概率较大。
最终综合多方因素决定出洞段地基加固采用冰冻法地基加固，冻土墙的设计厚度为4.40m，冻结深度为24.50~42.50m，宽度为14.4m，积极冻结45天后，最终顺利出洞。
本文将介绍青草沙工程原水过江管工作井2#盾构西线出洞施工冰冻法地基加固的施工流程（具体的设计参数不做详细介绍）。
关键词：设备冻结孔施工测温孔施工一、设备准备（1）钻孔设备XY-4型钻机2台；经纬仪；φ160mm金刚钻机；BW-200/50型泥浆泵2台。
2、冷冻与冷却设备YSLGF231M1型低温盐水机组2套，TBSJ050.1型低温盐水机组2套，IS125-100-200盐水循环泵2台，盐水箱一个（容积3.4m3），R22冷冻剂，氯化钙；IS150-125-315冷却水循环泵2台（1台备用），DBNL3-100型冷却塔2台。
（2）管路设备盐水干管和集、配液管均选用φ219×7mm钢管，集、配液管与羊角连接选用耐压不小于1MPa的2寸夹布胶管。
二、冻结孔与测温孔的施工一般情况下第一排冻结孔距外井壁的距离为300~400mm，但是本工程中由于受500mm厚导墙的影响，将第一排冻结孔的距离定为800mm，并保持1%的倾斜度，这样在洞圈范围内第一排冻结孔距井壁的距离为340~500mm，基本满足常规要求。
(冷冻法施工)讲述
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。
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⑹冻结施工在正常运转期间，一般每班只需要6~8名操作人员，节约了大量劳动力。
⑺占用施工场地小。冷冻施工仅需地面提供冷却塔和冷冻机组占用地及加固体本身用地。
⑶适应性广。适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复杂工程、水文地质如软土、含水不稳定层、流砂、高水压及高地压、埋深大等地层条件下冻结技术有效、可行。
⑷冻结工程施工最大的污染是钻孔时的少量的泥浆排出，冻结过程不向地层注入任何有害物质，冻结工程完毕后，地层自然融化恢复原有状况，不会在地层留下有碍于其它工程施工的地下பைடு நூலகம்碍物，是一种“绿色”施工方法。
盾构始发冻结加固形式
2.
⑴加固效果好，封水效果明显。冻结法利用低温盐水循环带走地层的热量，通过降低地层温度形成冻土帷幕。冻结加固使土体中的大部分水分结冰，冻结体强度通常能达到5~10MPa强度，可以减小加固体体积；结构体强度均匀而且其阻水效果是其他方法无法比拟的。
⑵冻土在达到设计温度时，冻土的抗压强度、抗剪强度和抗拉强度等力学特性有明显的提高。
⑽外围冻结孔终孔间距Lmax≤1000mm。
⑾冻结需冷量：冻结管散热系数取250 kcal/h•m2，冷量损耗取20%。计算冻结需冷量。
5.2.2.
冻结孔科学合理布置是方案取得良好冻结效果的基础，工作极为重要，本方案的冻结孔布置如下图。
整个冻结区域共布置冻结孔3排，共计53个。
A、B、C三排冻结孔，A排20孔（包括角部增加的2个孔），B排17孔，C排16孔。以地面+63.85m计算，A、B、C排孔深度21.3m，由0.0m～8.7m为保温段，不冻结。实际钻孔是在端头井结构外侧的高台上（高度约3米），因此实际钻孔深度比设计值深3米。
冷冻法地层加固施工工法
中铁四局集团机械工程分公司
1.
十九世纪六十年代，冻结法首先应用于英国南威尔士的建筑基础工程。1883年，德国工程师波茨舒（P.H.Potsch）在阿尔巴里的煤矿采用冻结法成功施工了103m深的井筒，并获得了冻结技术专利，引起全世界的关注。世界各国都广泛地应用冻结技术，促进了冻结技术的发展。冻结法在我国起步较晚，但发展速度却很快。我国自1955年开滦矿区首先应用冻结法凿井以来，冻结法已发展成为我国工程领域通过不稳定冲积层和裂隙含水层的主要施工方法。冻结法施工是利用人工制冷技术，使地层中的水结成冰，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，以便在冻结帷幕的保护下进行开挖施工的一种特殊施工方法。随着冻结技术在在国内的使用和发展，冻结法在国内有着广泛的应用，但目前，冻结法用于市政工程，其工艺质量控制技术还处于起步阶段，在施工中技术难度大。冻结法具有灵活性好、强度高、均匀性和隔水性好、对周围环境影响小等优点，为保证冻结法的安全可靠，经过施工实践，总结提高，积累经验，形成此工法。
3.
本工法适用于软弱含水土层的地铁施工盾构始发及到达洞门地层加固施工，洞门加固、联络通道以及类似地层的加固。
4.
冻结法包括三大循环：1.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；2.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；3.冷却水循环，冷却水在冷却水泵，冷凝器和管路中循环，将地热和压缩机产生的热量传递给大气。通过三大循环实现地层的降温，把土体变成冻土。
冻结孔及测温孔布置图
5.2.4.
5.2.4.1.
⑴设备安装
设备基础放样→施工设备基础（或锚固地脚螺栓）→设备就位、调平、固定→敷设电缆→安装电控系统→冷冻机试漏→冷冻机充氟、加油→冷却水池注水→化盐水→制冷系统试运转→盐水箱和冷冻机低温容器及管路保温。
盾构始发地层加固需要解决的技术问题，一是要保证打开地连墙时前方土体不坍塌，防止漏水。二是始发时，地层加固要为盾构始发后调整姿态创造条件，以防止盾构上仰、覆土失稳、地表隆沉等问题发生。根据设计提供盾构始发加固图采取下图所示的始发冻结加固形式。根据功能要求，冻结加固区分为两个部分，一是与地连墙紧贴的前冻土墙（封头冻土墙），其作用是保证打开始发口地连墙后前方土体不坍塌，不漏水；二是平衡段，由冻土拱和前冻土墙（平衡段冻土墙）组成，其作用是防止盾构始发后盾构机头上仰、覆土失稳和地表隆沉。
⑸冻结管规格：Φ108×5mm低碳钢无缝钢管，采用内衬管对焊连接。
⑹测温管规格：需要拔除的测温管同冻结管；不需要拔除的测温管采用Φ48×3.5mm焊接钢管，采用直接对焊连接。
⑺供液管选用1.5″钢管，采用焊接连接。
⑻盐水干管和集配液圈选用Φ159×6mm无缝钢管。
⑼冷却水管选用Φ133×4.5mm无缝钢管。
冻结法加固洞门地层施工工艺流程图
5.2.
5.2.1.
⑴设计积极冻结期最低盐水温度为-28～-30℃，并要求冻结7天达到-20℃，打开洞门时盐水温度达到最低值。
⑵维护冻结期温度为-25℃~-28℃；
⑶封头冻土墙平均温度不高于-10℃。打开出洞口时冻土墙与工作井地连墙交界面附近温度低于-5℃。
⑷冻结孔采用串并联方式，单孔盐水流量不小于5m3/h。
5.
5.1.
为形成冻结壁，首先在预加固空间周围打一定数量的冻结孔，孔内安装冻结器。冻结站制出的低温盐水（-25℃~-35℃），经去路盐水干管，配液圈到供液管底部，沿冻结管和供液管之间的环形空间上升到回液管（正循环，反之如果盐水从环型空间到冻结管底部则为反循环），经集液圈，回路盐水干管至蒸发器（盐水箱），形成盐水循环。低温盐水在冻结器中流动，吸收周围地层之热量形成冻结圆柱，冻结圆柱逐渐扩大并连接成封闭的冻结壁，直至达到其设计厚度和强度为止。
5.2.3.
为达到对土体的有效监测，在冻结区域共布置测温孔6个。地面测温孔深度与附近冻结孔深度一致，每个地面测温孔在冻结壁内布置3个温度测点，位置分别为冻结壁中部和离冻结壁上、下边界0.5m处，洞口测温孔深度为进入冻土1m，应避开冻结孔位置。须拔除测温管采用冻结管材，其余测温管ф42×3mm焊管，对焊连接。