地铁盾构联络通道冷冻法ppt课件
联络通道冷冻法施工技术ppt课件
时间为25天，达到设计厚度时间为40天。 • 7.积极冻结时间为40天，维护冻结时间为30天。
联络通道冷冻法施工技术
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3.3.2 需冷量和冷冻机选型:
• 冻结需冷量计算：Q=1.2·π·d·H·K，根据计算需冷 量，选用W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台套，设计 工况制冷量为8.75×104 Kcal/h，电机功率100KW。 另外备用W-YSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台。
3.1冻结帷幕设计
根据联络通道埋深及地层特性，按照冻土帷幕设计有 效厚度：通道和泵站为2m，冻结帷幕平均温度为-10℃， 相应的冻土强度的设计指标为：单轴抗压3.5Mpa，抗折 1.8Mpa，抗剪1.5Mpa，进行三维数值分析。(见冻结加 固范围示意图)
3.2冻结孔、测温孔、卸压孔的布置
冻结孔采用在隧道两侧打孔的施工方案，按上仰、近
• （1）冻结管选用Φ89×8mm,20#低碳钢无缝钢管, 丝扣连接,另加手工电弧焊焊接。单根长度1m～ 1.5m。
• （2）测温孔管选用Φ32×3.5mm,无缝钢管。
• （3）供液管选用Φ48mm钢管，采用焊接连接。
• （4）盐水干管和集配液圈选用Φ159×6mm无缝钢 管。
• （5）冷却水管选用Φ133×4.5mm无缝钢管。
水平、下俯三种角度布置。开孔间距为0.5m～1.0m，冻
结孔数63个，左线50个，右线13个。
布置8个测温孔，左右线各4个，深度1～3m，一般定
在终孔间距较大的位置。卸压孔布置4个，左右线各2个，
深度1～2m。（详见冻结孔布置平面图、立面图）。
联络通道冷冻法施工技术
联络通道冷冻法施工技术 PPT
地层冻结原理简图
冻结施工工艺
联络通道冻结加固及暗挖构筑工艺
施工准备
冻结孔施 工
冻结站安 装
冻结运转
冻结器系统
安装 检测系统安
装
隧道支撑 探孔试挖 拆钢管片 开挖、临时支 永久支护 护
冻结孔封堵 冷冻站系统拆
土层注浆充 填
二、隧道中线及联络通道控制点复核
• 因里程及管片拼装误差，联络通道的方位角并不是设计理论 上的0度，为了钻孔不发生偏差，在施工前需要对隧道中线 及联络通道控制点进行测量来重新定方位角和高程。如下图
3.3 制冷设计
3.3.1 冻结参数确定: 1.积极冻结期盐水温度为-28℃～-30℃。 2.维护冻结期温度为-25℃~-28℃。 3.冻结孔单孔盐水流量不小于3m3/h； 4.冻结帷幕设计平均温度为：-10℃(胶结面为-5 ℃)； 5.冻结帷幕设计厚度为：2m； 6.冻结孔终孔间距Lmax≤1200结法施工的城市很多，有上海、 南京、天津、武汉、杭州等，其联络通道结构大同小异。有些 地区在施工经验及专家意见下，对冻结孔布孔方式、数量和结 构方面作了很好的优化。
•现冻结法施工的联络通道采用“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，使旁通道及泵房外围土 体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。在冻土中采用矿 山法进行旁通道及泵房的开挖构筑施工，地层冻结和开挖构筑 施工均在区间隧道内进行。
3.2冻结孔、测温孔、卸压孔的布置
冻结孔采用在隧道两侧打孔的施工方案，按上仰、近水平、 下俯三种角度布置。开孔间距为0.5m～1.0m，冻结孔数63个， 左线50个，右线13个。
布置8个测温孔，左右线各4个，深度1～3m，一般定在终孔 间距较大的位置。卸压孔布置4个，左右线各2个，深度1～2m。 （详见冻结孔布置平面图、立面图）。
盾构接收：冻结加固及水中进洞接收演示课件
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3 盾构进洞破除槽壁及液氮环形管的安装
1. 破除洞门槽壁应具备下列条件 ■ 冻结壁达到设计的厚度、强度及封水效果。 ■ 盾构机推进到达距离冻结壁约1米左右停推。 ■ 盾构机接收基座（底座）安装完毕。 ■ 全部破除洞门槽壁（一般分两次破除）。
冻结加固及水中进洞施工工艺流程（Байду номын сангаас下页 流程图）
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施工前的准备工作
钻孔施工
冻结系统安装
积极冻结完成 盾构机推进到达冻结位置
施
工
洞门槽壁凿除 盾构机基座（底座）安装
工
艺
洞圈开槽安装环形液氮冻结管
洞圈止水装置安装
流
程
端头井泥、水回填
图
拔除盾构机顶进范围内的冻结管及双液浆封孔
工程监测
开机冻结
盾构机推进进站施工
■ (4) 冻结管起拔
■ 用两个10吨的千斤顶进行试拔，拔起0.5m左右时，便可停止循环热盐水 用压风将管内盐水排出。然后用吊车快速拔出冻结管。拔管注意冻结管与 挂钩要成一线，冻结管不能蹩劲，拔管时要常转动冻结管，冻结管不能硬 拔，如拔不动时，要继续循环热盐水解冻，直至拔起冻结管到设计长度。 见如下拔管示意图。
冻结站安装示意图
盐水泵
盐水箱
螺杆压缩机
清水泵
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冷却塔
闸阀
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2.8 积极冻结与维护冻结
■ 冷冻站设备安装完毕，进行调试和试运转后，进入积极冻 结期。根据实测温度数据判断冻土帷幕交圈并达到设计厚 度，然后再进行探孔检测，确认冻土帷幕与槽壁完全交结 后方可进行最后一层砼的完全破壁。
冷冻法在地铁盾构联络通道施工中的应用
冷冻法在地铁盾构联络通道施工中的应用设置于地铁区间隧道中间的联络通道，起到连接两条隧道、集、排水、防火及疏散等作用，有时根据工程设计需要同时设置集水井。
联络通道施工不仅要考虑自身结构及地面环境安全，同时要考虑盾构隧道的安全与稳定。
所以，城市地铁联络通道开挖前必须对其周围土体进行加固。
冻结法加固土体既有效地保证了通道安全施工；又保证了工程的质量和进度。
随着我国轨道交通的迅猛发展，冷冻法的施工工艺必然在地铁工程中得到越来越广泛的应用。
标签：地铁；联络通道；冷冻法；施工技术地铁盾构区间联络通道暗挖施工的地基加固工程中，经常使用的方法有搅拌桩、旋喷桩、压力注浆等。
但是，在富水的粉细砂地层中，由于很难控制水泥浆的流失，采用上述的施工方法往往达不到预期的加固效果；联络通道一般都处在繁华街道的路面以下，地面交通繁忙，无法占用路面进行钻孔和樁体施工，因而，冷冻法就成了地基加固的较好选择。
冷冻法是利用冷冻机将冷冻液进行降温，通过敷设的循环管路将其输送到需要冷冻的地层中，保持低温向外扩散，使土体冻结形成帷幕，起到加固土体的作用，在已加固的地层中采用矿山法开挖联络通道和废水泵房。
用冷冻法加固土体虽然有工程造价高、工期长、上覆土体可能发生冻胀和融沉问题、需要有较高资质的专业队伍施工、需要使用专用的施工设备等缺点，但是，冷冻法加固的土体具有强度高、封水性好、安全可靠、不占用路面等优点，因此，在其它加固方法不能使用时，冷冻法用在联络通道这种小体量工程中还是可取的。
1工程概况某地铁盾构联络通道采用冷冻法施工。
该联络通道拱部埋深15m，净宽2 5m，净高2.6m，废水泵房净尺寸为3.85m（深）X2.1m（宽）X4.5m（长）。
联络通道处管片采用开口衬砌环（钢管片+A型钢筋混凝土管片）。
盾构区间的联络通道全环喷C25早强混凝土；全环中8钢筋网，全断面单层，网格间距150×150mm；通道设计格栅钢架纵向联结主筋中22（HRB400），环向间距0.5m。
轨道交通盾构施工技术PPT课件
第四章 盾构过站（调头式过站）
第37页/共112页
第四章 盾构过站（调头式过站）
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第四章 盾构过站（调头式过站）
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第四章 盾构过站（调头式过站）
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第四章 盾构过站（调头式过站）
第41页/共112页
第五章 盾构到达
（盾构机到达施工方案.doc）
3、手扳葫芦托动小车沿轨道 移动，主机与小车一起过站。
第四章 盾构过站（分体式过站）
• 纵移运输轨道
第25页/共112页
第四章 盾构过站（分体式过站）
后配套过站
在盾体过站后，在车站底板上铺设后配套台车走行轨道，该轨道与隧 道内台车走行轨道对正连接在一起。后配套台车通过电瓶机车将其牵引就 位。
盾构机检修
整体式过站可以减少对盾构机的拆装次数，减少转场环节，还可以大大加 快施工速度、缩短施工的工期，提高地铁隧道施工的效率，而且还可以节省吊装 运输盾构机等设备所需的大笔费用，从而降低了施工成本。
1、整体过站的准备工作
掌握整个车站的构筑物情况，并确定整体过站的线形，过站线形的选择 要满足盾构机及后配套整体过站的要求，一般情况下过站线形呈“S”形布置。
2、“u”型导槽的施工
导槽的中心线与盾构机的中心线在水平投影上要相符，导槽的圆弧度要 与盾构机外壳的圆弧度相符，导槽施作的示意图如下图8所示：
第27页/共112页
第四章 盾构过站（整体式过站）
整体式过站
预埋导向轨
盾构机 导槽
预埋支撑轨
钢精混凝土结构
整体过站导槽施作示意图
第28页/共112页
第四章 盾构过站（整体式过站）
联络通道冷冻法施工工艺工法(后附图片)
联络通道冷冻法施工工艺工法1前言1.1工艺工法概况人类首次成功地使用人工制冷临时加固土体是在1862年英国威尔士的建筑基础施工中，在我国煤炭建设中的应用也有整整40年的历史了。
而在其它岩土工程中的应用则刚刚起步。
1994年在上海地铁1#线旁通道施工采用了冷冻加固施工，利用人工制冷技术,使地层中的水变冰,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,以便在冻结壁的保护下进行施工的一种特殊施工方法。
目前这项地层加固特殊技术被广泛地应用到世界许多国家的隧道、地铁、基坑、矿井、市政及其他岩土工程建设中，成为岩土工程尤其是地下工程施工的重要方法之一，在我国已经广泛应用于矿井深井加固、地铁联络通道及盾构进出洞端头加固、深基坑冻结帷幕墙等施工领域，应用前景十分广阔。
1.2工艺原理通过热量交换原理，将冷媒输送至冷冻管道，通过管道内的循环将土体中的热量带出，使土体中水分温度不断降低结冰，范围不断扩大，使施工区域外围土体冻结，形成强度高，封闭性好的冻结帷幕。
冷冻法加固地层的原理,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帷幕，以抵抗外侧水土压力，并隔绝地下水与开挖面之间的联系，然后在这封闭的连续冻土帷幕的保护下，进行开挖和做永久支护的一种地层特殊加固方法。
制冷是由三大循环系统来完成的，分别为氟里昂循环系统、冷媒循环系统和冷却水循环系统。
进入地层的冷媒通过进、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，将地热通过冻结孔由低温冷媒传循环系统传给氟里昂循环系统，再由氟里昂循环系统传给冷却水循环系统，最后由冷却水循环系统排入大气。
随着低温冷媒在地层中的不断循环，地层中的水逐渐结冰，形成以冻结管为中心的冻土圆柱，冻土圆柱不断扩展，最后相邻的冻结圆柱连为一体并形成具有一定厚度和强度的冻土帷幕。
2工艺工法特点2.1封水性有自由水(一般情况下含水率应大于10%,否则要采取增加土层湿度的辅助工法)就能冻结成冻土,形成冻土壁。
地铁冻结法设计与施工管理PPT课件
➢ 变形
➢
[水平、竖直位移] < [冻结帷幕的允许变形]
冻结孔布置设计
➢ 原则：
满足冻结壁形成需要； 双侧布孔、透孔位置选择 终孔间距：设计冻结壁范围内。
➢ 布置参数
冻结孔位、开孔间距、终孔间距、孔深、偏斜精 度等。
旁通道冻结孔布置示意
双侧布孔为主
单侧布孔为主
长距离旁通道双侧布孔
内圈孔
北京
100% 80% 10%
20% 90%
--
-- 配合注浆
说明：其它方法，如顶管法、管棚注浆法等。
冻结法对软土地层具有优越性。
三、旁通道冻结法设计—基础资料
❖ 设计理念
结构安全、使用功能、环境影响
❖ 设计依据标准—旁通道冻结法技术规程 ❖ 设计基础资料：
➢ 工程水文地质资料 ➢ 冻土试验资料 ➢ 结构施工图以及其它资料
D4（m） 集水井
≤10
1.1
1.4
1.4
1.4
11～15
1.3
1.6
1.6
1.6
16～20
1.5
1.8
1.8
1.8
21～25
1.6～1.9 1.9～2.2 1.9～2.2 1.9～2.2
≥25
≥2.0
≥2.3
≥2.3
≥2.3
✓厚度数据经验取值后；结构力学、数值计算复核。
冻结壁设计- FEM计算力学模型
2 1986年 瑞士苏黎士 Milchbuck公路隧道有130m 水 最大冻胀105mm
长区段穿越密集建筑群区
平 最大沉降70mm
3 1987年 奥地利维也 地铁隧道穿越电信大厦,电信大 水 最大冻胀13mm,最
地铁盾构联络通道冷冻法ppt课件
Ø2005年至今，上海、南京、广州、深圳、杭州，苏州ห้องสมุดไป่ตู้无 锡、常州、宁波、武汉、天津、哈尔滨、沈阳等陆续将冻结
法作为联络通道和盾构进出洞加固的重要施工方法。
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•现在地铁施工联络通道采用冻结法施工的城市很多， 其联络通道结构大同小异。有些地区在施工经验及 专家意见下，对冻结孔布孔方式、数量和结构方面 作了很好的优化。
的应用和研究，同时利用国内外工程应用实例，
证明了冻结技术在地铁建设中的可靠性和有效性。
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我国情况
1955年，我国首次在开滦林西风井使用盐水冻结法凿井 并获得成功；至今已经冻结近1100个井筒。
上世纪80年代，东北海拉尔水泥厂的上料仓基坑； Ø1988年，凤台淮河大桥主桥墩基础工程； Ø1993年，上海地铁一号线1个泵站和3个隧道联络通道； Ø1998年，北京地铁大北窑(现一号线国贸站）南侧隧道水 平冻结施工，长45m； Ø2000年以后,上海大量越江隧道（大连路、复兴路、翔殷路、 军工路、上中路、长江隧道等）和地铁工程使用冻结法；
• 当在冻结构筑物附近 600m 范围内有大抽水量（600m³/h） 的水源井时，或 抽水量≥200 m³/h 的连续抽水，或有地 下古河道，必须实测构筑物穿过的含水层的地下水流向、 流速并提供实测报告。
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三、冻结方案设计
3.1工程概况
东方马城站～金银湖站2#联络通道工程
Ⅱ号联络通道的开挖长度为8.905m(包括左右线两侧开口 环的厚度），宽度为3.9m,高度为4.05m.在距左右线各1.61m 的位置各安装一道防火门，防火门的高度为2.1m，宽度为 1.6m。Ⅱ号联络通道下穿
1、承压水主要赋存于8-1粉质粘土夹粉土、粉砂及12层砂 层中，12层为中透水层，8-1层为弱透水层、层间水具弱承压 性，孔隙承压水赋存环境相对比较封闭，主要接受侧向补给与 排泄，地下水位季节性变化较不明显，水量较为丰富。承压水 位埋深约9.00m(标高13.00m）施工前应复核承压水位，并在 施工期间观测承压水位变化。
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。
地铁盾构隧道设计ppt课件
– 钢管片 – 钢筋混凝土管片
——管片结构
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三.地铁盾构结构设计
• 衬砌环形式
– 普通环
• 左转弯环+直线环+右转弯环
– 通用环
• 一种楔形环管片的不同角度 的旋转拟合线路
——管片结构
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三.地铁盾构结构设计
• 管片拼装形式
– 通缝拼装
• 拼装难度小，衬砌空间刚度稍差。
– 错缝拼装
——盾构缺点
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一.盾构简介
——盾构组成
刀盘
前盾
盾体
后配套设备
中盾
尾盾
配套台车、管片运输设备、出土 设备、注浆系统、监控系统等。
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二.盾构机选型
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二.盾构机选型
• 盾构机的选型及设计
– 工程在前期准备时最重要的工作
• 盾构机选型考虑因素
– 地层土质条件 – 断面大小 – 线路周边环境 – 排土方式
– 因隧道衬砌属工厂预制，质量有保证； – 穿越地面建筑群和地下管线密集的区域时，周围受施工影响小； – 对于地质复杂、含水量大、围岩软弱的地层可确保施工安全； – 在费用和技术难度上不受覆土深度影响。
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一.盾构简介
• 盾构施工缺点
– 一次性投入大，施工设备费用较高； – 覆土较浅时，地表沉降较难控制； – 用于施作小曲率半径(R＜20D)隧道时掘进较困难。
一.盾构简介 二.盾构机选型 三.地铁盾构结构设计 四.附属结构设计 五.盾构隧道防水设计 六.地铁盾构设计重难点
1
一.盾构简介
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一.盾构简介
• 盾构法施工的概念
– 使用盾构机，一边保持开挖面及围岩稳定，一边进行隧道掘进、出渣，并在盾尾内 拼装管片形成衬砌，及时实施注浆，尽可能不扰动围岩条件下修建隧道的方法。
地铁盾构隧道冻结法联络通道施工技术
筋和钢管片肋板。
第二部分：钻孔施工
冻结管
第二部分 钻孔施工
2.冻结管选择
水平钻孔冻结管基本采用￠89*8低碳钢无缝钢管，跟管钻进时冻
结管连接宜采用螺纹接头并用焊接补强、密封接头缝，接头强度不宜小
于母管强度60％。
孔口管要 车鱼鳞扣
第二部分 钻孔施工
3.冻结管钻进
•
首先施工透孔以复核对侧隧
道预留口位置的偏差及钻孔施工
涨压的天数。 ③ 平均温度采用成冰公式计算得出。
第三部分 冻结施工
5.联络通道开挖前应达到的技术条件
项目
冻结帷幕厚度 冻结帷幕平均温度 盐水温度 盐水去、回路温差 卸压孔压力 开挖人员、设备和材料 应急物资 探孔 安全门 隧道内预应力支架 应急演练 远程监控 关键节点验收
数值
2.0m ≤-10℃ ≤-28℃ 2.0℃以内 增涨0.15～0.3MPa 全部充分准备到位 充分准备到位 无压力泥水流出 安装验收合格 安装验收合格 组织开挖应急演练 视频监控器和电话通讯正常 通过冻结效果和开挖条件验收
注浆密封 注浆密封
孔口管
密封装置
钻头 单向阀
高压水
注浆口
球阀
钻杆
第二部分 钻孔施工
4.钻孔质量技术要求
① 冻结孔钻进深度应不小于设计深度。钻头碰到隧道管片的，不参与 制冷循环的长度不大于150mm。
② 钻孔的偏斜应控制在150mm以内。
冻结孔类型
水平或倾斜冻结孔
冻结孔深度H(m)
≤10
10～30
30～60
质量，如大于100mm应按保证冻结
壁设计的厚度的原则对冻结孔布
置进行调整。
•
为防止钻孔时水砂涌出，钻
地铁盾构联络通道冷冻法共86页文档
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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Hale Waihona Puke
(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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• 冻结壁：用人工制冷的方法在构筑物周围 土层（或岩层）所形成的具有一定厚度和 强度的连续封闭的冻结岩土体，又称冻土 帷幕或冻土墙。
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地层冻结原理简图
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地层冻结原理简图
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氨（氟利昂）－盐水冻结系统
制冷技术（制冷系统、冷媒剂循环、冷却水循环） 制冷循环一般包括四个过程：压缩—冷凝—降压—蒸发
2、基岩裂隙水主要赋存于下部基岩中，主要接受其上部 含水层中地下水的下渗及侧向渗流补给。基岩裂隙水与承压水 呈连通关系。
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3.3冻结设计
地层冻结设计应包括以下内容： 1 冻结壁结构方案比较与选择； 2 冻结壁的承载力和变形验算（I 类冻结壁除外）； 3 冻结孔布置设计； 4 冻结壁形成验算； 5 冻结制冷系统设计； 6 对冻结壁的监测与保护要求； 7 可能对周围环境和建（构）筑物产生影响的分析； 8 对周围环境和建（构）筑物的影响监测与保护要求。
冷媒剂循环：在冻结 管内循环，将地层热 量带出
冷却水循环：将制冷 系统的热量释放于大 气中
冷却水 节流阀
冷凝器 冷却水循环
冻结管
冷媒剂循环
蒸发器
压缩
机
盐水泵
盐水 制冷剂
冻结地层 制冷循环
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冻结施工工艺
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联络通道冻结加固及暗挖构筑工艺
施工准备
冻结孔施工 冻结站安装
冻结器系统安装 检测系统安装
金银湖、侧穿银桥桥桩。
Ⅱ号联络通道以已贯通的盾 构隧道为作业面采用矿山
东金2#联络 通道位置
法施工、采用冻结法加固。
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3.2水文地质情况
东方马城站～金银湖站区间2#联络通道轨面深度约为 20.6m，结构所处地层主要为10-2黏土、10-2a粉质黏土、11黏 土、11b粉质黏土中。
拟建场地地下水主要为孔隙承压水及基岩裂隙水。
冻结运转
隧道支撑
探孔试挖
拆钢管片
开挖、临时支护
永久支护
冻结孔封堵
冷冻站系统拆除
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土层注浆充填
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二、勘探要求
• 编写旁通道冻结法施工组织设计时，必须有该旁通道的检 查孔地质报告。
• 地层中的含水层自然和人为抽水后形成的地下水流速，当 超过一定限度 （5m/d）时，将影响地层正常冻结。
• 对冻结构筑物附近的水源井应进行调查，收集水源井的用 途、数量、方位、距离、深度，抽水层位及深度，抽水时 间，日抽水量以及抽水影响半径等资料。
前四项为设计人员确定，在设计图纸中给与明确，后四 项由施工单位自行计算确定，并编制专项施工方案，经专家 论证后报监理单位、建设单位审批。
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冻结壁交圈时间可按下式估算
的应用和研究，同时利用国内外工程应用实例，
证明了冻结技术在地铁建设中的可靠性和有效性。
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我国情况
1955年，我国首次在开滦林西风井使用盐水冻结法凿井 并获得成功；至今已经冻结近1100个井筒。
上世纪80年代，东北海拉尔水泥厂的上料仓基坑； Ø1988年，凤台淮河大桥主桥墩基础工程； Ø1993年，上海地铁一号线1个泵站和3个隧道联络通道； Ø1998年，北京地铁大北窑(现一号线国贸站）南侧隧道水 平冻结施工，长45m； Ø2000年以后,上海大量越江隧道（大连路、复兴路、翔殷路、 军工路、上中路、长江隧道等）和地铁工程使用冻结法；
地铁盾构区间 联络通道冻结法施工
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联络通道冻结法施工
一：冻结法概论 二：勘探要求 三：冻结方案设计 四：冻结孔施工
五：冻结站安装
六：积极冻结与维护冻结
七：开挖与构筑施工
八：融沉注浆
九：监测监控
十：应急预案
十一：风险源及对策
十二：事故案例
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一、冻结法概论
•
人工地层冻结技术最早于 1862年在英国应
1、承压水主要赋存于8-1粉质粘土夹粉土、粉砂及12层砂 层中，12层为中透水层，8-1层为弱透水层、层间水具弱承压 性，孔隙承压水赋存环境相对比较封闭，主要接受侧向补给与 排泄，地下水位季节性变化较不明显，水量较为丰富。承压水 位埋深约9.00m(标高13.00m）施工前应复核承压水位，并在 施工期间观测承压水位变化。
Ø2005年至今，上海、南京、广州、深圳、杭州，苏州、无 锡、常州、宁波、武汉、天津、哈尔滨、沈阳等陆续将冻结
法作为联络通道和盾构进出洞加固的重要施工方法。
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•现在地铁施工联络通道采用冻结法施工的城市很多， 其联络通道结构大同小异。有些地区在施工经验及 专家意见下，对冻结孔布孔方式、数量和结构方面 作了很好的优化。
• 当在冻结构筑物附近 600m 范围内有大抽水量（600m³/h） 的水源井时，或 抽水量≥200 m³/h 的连续抽水，或有地 下古河道，必须实测构筑物穿过的含水层的地下水流向、 流速并提供实测报告。
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三、冻结方案设计
3.1工程概况
东方马城站～金银湖站2#联络通道工程
Ⅱ号联络通道的开挖长度为8.905m(包括左右线两侧开口 环的厚度），宽度为3.9m,高度为4.05m.在距左右线各1.61m 的位置各安装一道防火门，防火门的高度为2.1m，宽度为 1.6m。Ⅱ号联络通道下穿
•现冻结法施工的联络通道采用“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，使旁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 进行旁通道及泵房的开挖构筑施工，地层冻结和开 挖构筑施工均在区间隧道内进行。
用 ，此后德国、比利时、美国、法国、奥地利、
荷兰、前苏联、瑞典山工程 ,但在
其他工程领域起步也较早。 1886年瑞典在一个长
24ｍ的人行隧道施工中成功应用。此后作为一项
成熟技术国外已广泛应用于地铁建设中，国内早
在上世纪90年代开始在地铁建设中进行了该技术
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• 主要参考规范：旁通道冻结法技术规程
• 冻结法施工：在构筑物（旁通道）掘砌之 前，用人工制冷的方法，将构筑物周围含 水松散不稳定的冲积层、岩层进行冻结， 形成封闭的符合工程施工安全要求的起到 临时保护作用的冻结壁（俗称冻土帷幕或 冻土墙），然后在冻结壁的保护下进行构 筑物掘砌工作的一种施工方法。