土层冻结加固及支护施工技术要求
冷冻法地层加固施工工法
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。
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。
地层冻结加固方法
地层冻结加固方法在广州地铁海公区间施工中的应用中铁二局集团有限公司第五公司何泽刚摘要：地层冻结是软土地基加固方法的一种，本文就广州地铁二号线海公区间使用地层冻结加固方法的情况，介绍冻结法在海公区间的使用过程以及冻结法的设计、施工等方面的情况。
以供类似工程的设计、施工参考。
前言冻结技术源于天然冻结现象，人类首次成功地使用人工制冷加固土壤，是在1862年英国威尔士的建筑基础施工中。
1880年德国工程师F.H.Poetch首先提出了人工冻结法原理，并于1883年在德国阿尔巴里煤矿成功采用冻结法建造井筒。
从此，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、市政及其它岩土工程建设中，成为岩土工程，尤其是地下工程施工等重要方法之一。
冻结法加固层的原理，是利用人工制冷的方法，将低温冷媒送入地层中，把要开挖体周围的地层冻结成封闭的连续冻土墙，以抵抗地压，并隔绝地下水和开挖体之间的联系，然后在封闭的连续冻土墙的保护下，进行开挖和永久支护的一种特殊地层加固方法。
1、冻结加固方案的确定1.1、项目及工程地质概况广州地铁二号线海公区间左线隧道ZDK12+696～+740段位于广东贸易中心大楼正门口广场内，且在ZDK12+735处左线线路中线(平面)距广东贸易中心大厦东南角3.0m，隧道边墙侵入桩基0.999m，隧道顶面距桩底为3.94m，该段隧道与广东贸易中心大楼的相互关系详见《ZDK12+696～+740段区间隧道与广东贸易中心大楼相互关系图》。
而广东贸易中心大楼为50年代末期修建的高层建筑，其桩基础为无钢筋笼的锤击灌注摩擦桩，桩底位于中粗砂层内。
ZDK12+696～+740段穿越的地层为强～中风化粉砂质泥岩，按隧道围岩划分为Ⅲ类，但隧道拱顶距透水砂层仅3.8m，透水砂层和隧道拱顶之间为不透水的粉质粘土层，该层在隧道开挖后初期支护前极易被地下水击穿形成隧道内涌水涌泥，从而引起地表沉陷。
而本段范围内地下水位在原地面以下约1.5m，地下水主要为地表水，在透水层中极易开成水力联系，该段范围内的地质情况详见《ZDK12+696～+740段地质纵剖面图》。
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。
冻结法加固在盾构隧道施工中应用讲解
冻结法加固应用于盾构隧道施工浙江大成建设集团有限公司章履远由于搅拌桩、注浆、高压旋喷等土体加固方法存在土体加固不均，可能存在局部薄弱带而不能封堵具有压力的地下水。
而采用冻结土形成的冻结帷幕，其冻土墙均匀性好、强度高（大于3MPa ）。
尤其是冻结体与井壁能做到无缝对接，可保证滴水不漏。
因此，大直径的泥水平衡盾构大多采用冻结法加固技术。
大直径泥水平衡盾构使用最多的是日本，其进出洞土体加固大多采用冻结法。
1995 年，上海延安东路南线隧道，11.22m 泥水盾构，当时始发井采用水泥土搅拌桩加固，盾构出洞始发，因覆土浅产生冒浆而不能建立泥水平衡，影响了3 个月工期后，最后改用冻洁法加固土体取得成功（国内第一次）。
从2001 年以来，上海的泥水平衡越江隧道，如大连路隧道、复兴东路隧道、翔殷路隧道、上中路隧道等都采用了冻结法加固取得成功。
因此，掌握冻结法施工技术对隧道工作者来说，也是必不可少的工作。
然而，冻结法施工最大缺点是施工成本高，冻融隆沉大，应该懂得采取相应技术措施。
下面就来谈一谈冻结法的施工和用冻结法施工的成功案例。
一、冻结法施工技术1、概况：冻结法是利用人工制冷技术使地层中的水冻结，把天然岩土变成冻土，从而增加岩土的强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁保护下进行隧道、竖井、地下联络通道和其他地下工程的开挖与施工的一种特殊施工技术。
其实质是人工制冷技术临时性改变岩土的状态以固结地层。
冻结法施工技术在矿井建设、地基基础工程、水利工程、河底隧道、地下铁道和其他地下工程中，当遇到不稳定地层或含水量丰富地层、裂隙岩层等，只要是地下水含盐量不大，且流速慢（6m/d ）都可以采用冻结法固结地层，完成地下工程施工。
英国人和德国人早在1862 年、1883 年利用冻结技术完成建筑基础、煤矿深井施工。
1886 年、1906 年瑞典和法国用冻结法施工人行隧道，穿越河底地铁工程。
前苏联、日本也在20 世纪70 年代用冻结法施工地铁隧道，排水管等。
冬季冻土施工措施
冬季冻土施工措施引言冻土是指在冬季地表土层中，由于地温低于零度而形成的冻结层，对于工程建设来说，冻土的存在会给施工带来一定的困难和影响。
本文将介绍冬季冻土施工的一些措施和技术，以帮助工程师和施工人员有效应对冻土问题。
冬季冻土特点冻土的存在对工程建设有不可忽视的影响。
主要特点如下：1.冻土的稳定性较差：冻土地层由于冰的存在，其稳定性会受到较大的影响，容易出现坍塌和斜坡滑动等问题。
2.冻胀和融胀：冻土在冻结和解冻过程中会发生体积变化，造成土体的胀缩。
3.强度变化：冻土的强度会随着温度的变化而变化，冻结时强度会增加，解冻时强度会减小。
施工措施为了克服冬季冻土对施工带来的困难，需要采取一些措施来适应并应对冻土问题。
下面是一些常用的施工措施：1. 加热和保温在冻土层下方铺设加热设备，通过加热来防止冻土的形成或加速解冻过程。
常用的加热设备包括加热管、蒸汽发生器等。
同时，在地表铺设保温材料，减少地温的下降速率，降低土层冻结的深度。
2. 增加土体的排水性能冻土地层的排水性能较差，容易造成积水和地基不稳定。
因此，可以采取增加土体的排水性能的措施，如改善土的孔隙结构、加设排水管道等，以提高土壤的排水能力。
3. 根据冻结解冻规律进行施工根据冻结解冻规律，合理安排施工进度和施工工艺。
例如，在冬季施工时，可以选择在白天阳光充足的时候进行施工，利用太阳辐射来促进土壤的解冻。
4. 合理设计和选择工程结构在冻土地区进行工程建设时，需要合理设计和选择结构，以适应冻土的特点。
例如，在地基处理时，可以采用桩基来增加地基的稳定性；在土方支护时，可以选择冻结法来加固土体等。
5. 加强监测和管理在冻土地区进行施工时，需要加强监测和管理工作，及时发现和解决冻土问题。
例如，对土壤温度、含水量等进行定期监测，掌握冻土的变化情况；加强施工现场的管理，及时清理积水、保证施工材料的质量等。
结论冬季冻土施工是一个具有挑战性的工程任务，但通过采取合适的措施和技术手段，可以有效应对和克服冻土带来的困难和影响。
(冷冻法施工)解析
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。
最新冻结法施工工法
冻结法施工工法目录一、前言二、特点三、使用范围四、工艺原理五、工艺流程六、施工操作要点七、机具设备八、质量标准九、劳动力组织十、安全环境保护十一、效益分析十二、工程实例冻结法施工工法一、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。
中铁四局集团在上海地铁M8线Ⅲ标段黄兴路站～延吉中路站区间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。
暗挖隧道内常用的支护与加固措施
暗挖隧道内常用的支护与加固措施1. 概述暗挖隧道是一项重要的工程项目，它在地下进行，具有一定的风险和挑战。
为了保证隧道的安全性和稳定性，需要采取适当的支护与加固措施。
本文将详细探讨暗挖隧道内常用的支护与加固措施。
2. 地下水的防治在暗挖隧道施工过程中，地下水是一个重要的影响因素。
若地下水流量较大，会对隧道的施工和使用带来很大的困难。
因此，需要采取措施防治地下水。
2.1 降低地下水位通过排水井、抽水设备等，将地下水位降低到一定程度，以方便隧道的施工和使用。
2.2 加固地下水墙在隧道周围的土壤中注入固化剂，形成坚固的地下水墙，有效隔离地下水和隧道。
2.3 锚固加固通过锚杆等方式，将基坑周边的土体稳定固定，防止地下水渗透。
3. 土体支护与加固在暗挖隧道的施工过程中，土体的支护与加固是至关重要的。
合理的土体支护与加固措施能够保证隧道的稳定性和安全性。
3.1 土体喷射支护通过喷射混凝土或其他合适的材料，形成土体的支护结构。
这种支护方式具有施工速度快、适应性强等优点。
3.2 钢支撑加固使用钢材构建支撑结构，以增强土体的稳定性。
常见的钢支撑形式包括钢架、钢板桩等。
3.3 土体冻结加固通过注入冷却液体或冷却气体，使土体形成冻结固体，从而增强土体的稳定性。
3.4 土体锚固加固使用锚杆等方式，将土体与岩体、混凝土结构等进行固定，以增强土体的稳定性。
4. 隧道衬砌结构隧道衬砌结构是保证隧道稳定性和安全性的重要部分。
常用的隧道衬砌结构包括混凝土衬砌和钢衬砌。
4.1 混凝土衬砌采用搅拌站现场浇筑的方式进行施工，形成坚固的混凝土结构，保证隧道的稳定性。
4.2 钢衬砌使用钢板、钢管等材料构建衬砌结构，具有施工方便、适应性强等优点。
5. 软土地区的支护与加固对于暗挖隧道施工中遇到的软土地区，需要采取额外的支护与加固措施。
5.1 增加土体的稳定性通过加固土体的方式，增强土体的稳定性。
常用的加固方式包括土体钻孔、土钉等。
5.2 使用预制桩在软土地区，使用预制桩进行支撑，以增加土体的稳定性。
冻结管工程施工
冻结管工程施工是一种先进的地下工程支护技术，广泛应用于隧道、基坑、矿井等地下工程的施工中。
本文将从冻结管工程施工的定义、原理、工艺、应用等方面进行详细介绍。
一、冻结管工程施工定义冻结管工程施工是指利用冻结技术，通过在地下工程周围布置冻结管，对土体进行冻结，使其形成一定厚度的冻结壁，从而达到加固地下工程周围土体、防止地下水渗透、保证施工安全的目的。
二、冻结管工程施工原理冻结管工程施工的主要原理是通过冻结管将低温盐水注入地下土层，使土体中的水分冻结成冰，从而使土体产生体积膨胀，提高土体的强度和稳定性。
同时，冻结过程中产生的冰晶压力也对周围土体产生加固作用。
随着冻结的进行，冻结壁逐渐形成，其厚度可根据工程需要进行调整。
三、冻结管工程施工工艺1. 冻结管布置：根据工程设计要求，合理布置冻结管，确保冻结效果。
冻结管的布置方式有单排、双排、环形等多种，可根据工程具体情况选择。
2. 冻结管安装：采用专业设备将冻结管打入地下，确保冻结管的垂直度和深度。
冻结管的材质、直径和长度应根据地质条件和工程需求选择。
3. 冻结系统搭建：包括冻结泵房、冻结管道、冻结器等设备的安装和调试。
冻结泵房是冻结系统的核心部分，负责提供低温盐水。
4. 冻结施工：启动冻结泵，将低温盐水注入冻结管，使土体冻结。
冻结过程中，需监测冻结壁的厚度、温度等参数，以确保冻结效果。
5. 冻土挖除：待冻结壁达到设计厚度后，可进行冻土挖除，继续进行地下工程施工。
挖除过程中，要注意保护冻结壁的稳定性，防止冻土融化。
四、冻结管工程施工应用冻结管工程施工广泛应用于隧道、基坑、矿井等地下工程中。
其主要应用场景有以下几种：1. 隧道施工：在隧道开挖过程中，冻结管工程施工可有效防止隧道周围土体变形、坍塌，保证施工安全。
2. 基坑施工：在基坑开挖过程中，冻结管工程施工可有效加固基坑周围土体，防止地下水渗透，确保基坑稳定。
3. 矿井施工：在矿井建设过程中，冻结管工程施工可有效防止矿井涌水、坍塌等事故，提高矿井安全水平。
冷冻法施工地质预加固重大风险管控与应对
冷冻法施工地质预加固重大风险管控与应对不良地质结构的暗挖施工中，地质土体的稳定性得不到保障，例如砂层、淤泥层等地层环境中进行隧道开挖施工仅靠超前地质预报，短进尺，强支护、普通的注浆加固等措施不能有效控制拱顶土体，极易引发坍塌、冒顶，地面及周边建筑物的沉降，造成毁灭性的破坏。
而通过冷冻法预加固的方法是利用人工制冷技术将隧道所在地层地质的淤泥和含水砂层等天然岩土变成环形或帽形冻土，形成整体，增强其强度和稳定性，隔离地下水和地下工程的联系，使工程人在冷冻壁的保护下进行工程开挖掘进施工，确保施工安全。
一、工程概况广州地铁八号线土建1标华林寺站位于荔湾区，车站设置在康王路与长寿西路交叉路口，沿康王路南北方向布置。
华林寺站为明暗结合四层车站，中间明挖，南北两端站台左、右线均为矿山法暗挖。
隧道拱顶埋深厚度约22.5m，标准断面面积87平米，采用CD法施工。
南端暗挖站台左线长38.3m、右线长38.7m；北端暗挖站台右线长52.2m。
暗挖站台隧道位于康王路双向六车道正下方，隧道两侧主要建（构）筑物为华林国际B馆、华林国际C馆、华林国际D馆、荔湾广场。
隧道正上方市政管线较多，涉及给水、排水、燃气、电力、通信等。
根据地质详勘，由上至下地层依次为杂填土、淤泥质粉细砂层、中粗砂层、粉质黏土层、泥质粉砂岩全风化带、泥质粉砂岩强风化带、泥质粉砂岩中风化带，洞身穿越地层主要为强、中风化泥质粉砂岩，局部软弱砂层侵入隧道开挖范围1.6～2.4m。
为确保施工安全，暗挖站台通道拱顶采用冷冻法进行预加固，冻结壁与中下部岩层形成有效的封闭支护体系。
南端左线隧道拟加固区域从华林寺站至活塞风井，长度约38.3m；南端右线隧道拟加固区域从华林寺站至1#横通道，长度约38.4m；北端右线隧道拟加固区域从华林寺站至与华陈区间交界面外扩3m，长度约55.2m。
加固断面形式详见图1-1～图1-2。
图1-1 南端暗挖站台隧道左、右线冻结加固断面示意图图1-2 北端暗挖站台隧道右线冻结加固断面示意图二、冻结施工总结南端、北端暗挖站台隧道冻结加固工程三条隧道均处于积极冻结阶段和维护冻结阶段。
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。
冻结法施工技术
冻结法施工技术冻结法施工技术，即是利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕，用人工冻土帷幕结构体来抵抗水土压力，以保证人工开挖工作顺利进行。
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。
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冻结法施工对周围环境无污染，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。
人工冻结法在南京地铁张府园车站的应用摘要：南京地铁一期工程张府园车站南隧道盾构法施工时，洞门两侧出现大量流砂，附近区域的沉降量较大，为了确保地下管线和地面交通的正常使用和安全运行，在南京首次实施了地下工程的人工冻结法施工。
本文论述了冻结法在该工程中的冻结设计、施工工艺及对周围环境影响等问题和实际取得的效果。
关键词：冻结法,地铁,盾构引言我国冻结法现已成为成熟的凿井施工技术，但在城市岩土工程中的应用还不多。
冻结技术可在地面城市地下工程中的应用范围包括：盾构隧道盾构进墙、深层搅拌桩以及压密注浆对土体进行加固，在凿除洞门钢筋混凝土时发现洞门中心处东、西两侧有流砂涌入，迅速采用双液注浆堵水，过了两天又在有大量流砂涌入，对周围环境产生较大的影响，其中端头井东侧的沉降量增大，东部20 平方米区域下陷1.5 m 左右(图1)。
在这种情况下施工单位及时出洞土体加固、盾构隧道地下或海底对接时土体加采取措施，以保证施工以及周围环境的安全。
冻土和膨胀土地基施工要求
冻土和膨胀土地基施工要求冻土和膨胀土地基施工是在特殊地质条件下进行的土地基施工工程。
冻土是指地下土层在零度或以下温度下被冻结形成的一种土层。
膨胀土是指具有较高含水率时会发生体积膨胀现象的一种土层。
在进行冻土和膨胀土地基施工时，需要遵循一些特定的要求。
首先，对于冻土地基施工，需要注意以下几点要求：1.施工前的勘察：必须在施工前进行详细的地质勘察，了解冻土层的性质、深度和稳定性等情况，为施工设计提供可靠的数据。
2.土壤冻结控制：冻土施工中需要控制土壤的冻结过程，避免冻结速度过快或过慢对工程造成不良影响。
通常采用加热、保温、降温等方法来控制冻结过程。
3.冻结时间和温度：根据冻土层的特点，合理确定冻结时间和温度。
一般情况下，冻土的冻结时间应持续足够长，以确保土壤完全冻结。
4.施工技术：在冻土中进行施工时，需要采用适当的施工技术和方法。
比如，可以选择冻结桩、冻结墙、冻结注浆等方法来增加土壤的强度和稳定性。
其次，对于膨胀土地基施工，需要注意以下要求：1.土壤改良：对于膨胀土地基，需要采取相应的土壤改良措施，提高土壤的强度和稳定性。
常见的改良方法有加固、加硬、玩耍或使用化学添加剂等。
2.排水处理：膨胀土地基通常具有较高的含水率，因此需要进行有效的排水处理。
可以采用排水沟、排水井、灌溉等方法来保证基础的稳定。
3.监测和控制：在膨胀土地基施工过程中，需要进行实时监测和控制。
通过监测土壤的含水率、膨胀程度等指标，及时调整施工措施，以确保工程安全。
4.施工技术：对于膨胀土地基，需要选择合适的施工技术和方法。
比如，可以采用预压法、预支护法等来减少土壤膨胀带来的影响。
综上所述，冻土和膨胀土地基施工有其特殊性和复杂性，需要严格按照规定要求进行施工。
通过合理勘察、科学设计、适当的施工技术和有效的监测控制，可以确保冻土和膨胀土地基施工工程的质量和安全。
地铁隧道联络通道施工中的冷冻法加固土体技术和施工管理
地铁隧道联络通道施工中的冷冻法加固土体技术和施工管理发布时间：2021-09-26T03:08:47.005Z 来源：《建筑实践》2021年5月（上）第13期作者：李章敏[导读] 冷冻法施工技术主要是由欧洲发展而来，李章敏广东华隧建设集团股份有限公司广东省广州市 510000摘要：冷冻法施工技术主要是由欧洲发展而来，在早期的技术发展中被广泛地应用于各种矿井的施工中，其中所应用的原理是首先采用一台冷冻机对冷冻液进行降温，然后再经过一个循环式的管路将它们向外运输至需要冷冻的部位，同时也需要确保它们的温度，使得它们的温度不断向外扩散时达到冷冻的目的。
近几年，随着专业科技人员的不断深入探索与研究，该技术在我国的地铁隧道联络通道的施工中，取得了较好的进展与成效。
关键词：地铁隧道；联络通道；冷冻法加固土体技术；施工管理引言随着当前我国社会主义经济的迅猛发展，各个交通运输行业也正在处于欣欣向荣的局面，各个城市的轨道交通建设正在逐步得到完善。
如果想保证隧道的施工质量，必须提高其施工技术。
基于此，本文主要是针对地铁隧道联络通道施工过程中采用冷冻方式进行加固土体的技术问题进行了研究。
一、冷冻法施工技术（一）通道开挖与构筑在通道工程开挖前一定要先做好水密性的实验，看其有是否存在安全隐患，同时将安全门的位置作为一个紧急防护通道[1]。
现场还需要配备液氮及应急沙包等基础设施，并且准备好发电机组，从而保证施工能够正常顺利地展开。
根据该项目的实际情况和工程的特点，地铁隧道联络通道的开挖采用分区分层的方法。
在开挖的整个过程中，利用短段短砌技术，每开挖0.3～0.5m，都是需要暂时进行围墙砌筑支护，将金属棚和冻土之间的隔离线分别辅以一根木质的背板作为支护。
在1、2、3这三个主体区间全部开挖好之后，首先要在一个金属框架上均匀地喷射C20素混凝土150mm，中间层为防水层，内层为c30钢筋混凝土，双层的钢筋混凝土需要有一个长度400mm的支护。
冻结法最终版
2、冻土墙墙体嵌固深度的确定
2、冻土墙墙体嵌固深度的确定
2、冻土墙墙体嵌固深度的确定
②按抗隆起稳定确定嵌固深度 抗隆起稳定采用极限承载力法来计算， 该方法是将围护结构的底平面作为极限承载 力的基准面，其滑动线如图9-3-3所示。参 照普朗德尔极限承载力公式及抗隆起安全因 素可以反算嵌固深度，要求抗隆起安全系数 KL=1.10～1.20
作用在冻土墙上的主要荷载
2、冻土墙墙体嵌固深度的确定
（1）按临时支护作用考虑 冻土墙的嵌固深度与基坑抗隆起稳定、 挡墙抗滑动稳定、墙体整体稳定、管涌等因 素有关。墙体嵌固深度主要取决于土的强度 与墙体的稳定性，而不是变形的大小，即嵌 固深度满足墙体稳定最小值要求的条件下， 与变形量关系不大。因此，确定冻土墙嵌固 深度时应通过稳定性验算取最不利条件下所 需的嵌固深度。
前言
01
人工地层冻结法技术概述
目录
02
冻结法加固地层的原理
03
冻结法技术设计计算
04
冻结法施工几个技术问题
一、人工地层冻结法概述
1
什么是人工 地层冻结法 ？
2
冻结法有哪些 优缺点 ？
3
适用范围及发 展状况如何 ？
人工地层冻结法的定义
75%
冻结法是利用人工制冷技术， 将待开挖的土体中的水冻结为冰并 与土体胶结在一起，形成满足一定 要求的冻土体，用以抵抗土压力， 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 的保护下进行隧道、立井和地下工 程的开挖与衬砌的一种特殊岩土施 工方法。
常用冻结壁的形式
2、加固地层的具体方法
通过冻结管同周围地层发生热 交换而形成冻土柱。控制冻结管与 地层产生热交换的长度，就可控制 冻土柱的长度，若干管子排列在一 起，控制冻土墙的高度或范围。
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土层冻结加固及支护施工技术要求1、冻结孔1.1冻结孔施工前必须对要破除的管片位置及高程进行测量，确保定位准确。
冻结孔开孔位置误差不大于100㎜，应避开管片接缝、螺栓、主筋和钢管片肋板。
1.2冻结孔最大允许偏斜（冻结孔成孔轨与设计轨迹之间的距离）为150㎜。
1.3冻结孔成孔控制最大允许间距为1300㎜。
1.4冻结管用Ф89×8㎜低碳钢无缝钢管。
冻结管耐压不低于1.0MPa,并且不低于冻结工作面盐水压力的1.5倍。
1.5冻结管接头抗拉强度不低于母管的75%。
1.6施工冻结孔时的土体流失量不得大于冻结孔体积，否则应及时进行注浆控制地层沉降。
1.7施工时首先打透孔复核两隧道预留口位置。
如两隧道预留口相对位置误差大于100㎜，则应按保证冻结壁设计厚度的原则对冻结孔布置进行调整。
1.8两侧隧道沿通道外围冻结壁敷设5排冷冻排管，排管间距为500㎜；冷冻排管采用Ф45×3无缝钢管或采用槽钢焊接加工。
排管敷设应密贴隧道管片。
1.9共设4个透孔用于冷冻排管及对侧冻结管供冷，透孔采用Ф89×8㎜低碳钢无缝钢管。
1.10本联络通道所处土层为含水率高，冻结孔施工时具有较大风险，冻结孔施工时需使用防喷装置。
2、冻结帷幕2.1参照上海地区冻土物理力学性质试验，冻土强度的设计指标取为：单轴抗压不小于3.6MPa,弯折抗拉不小于1.8MPa,抗剪不小于1.6MPa（－10℃）。
为保证冻土平均温度达到设计时计算值，冻土验收时平均温度应不高于－10℃。
2.2积极冻结时，在冻结区附近200m范围内不得采取降水措施。
在冻结区内土层中不得有集中水流。
2.3在冻结壁附近隧道管片内侧敷设保温层，敷设范围至设计冻结壁边界外2m。
保温层采用阻燃（或难燃）的软质塑料泡沫软板，厚度不小于40㎜，导热系数不大于0.04w/mk。
2.4设计积极冻结时间为40-45天。
要求冻结孔单孔流量不小于5m³/h；积极冻结7天盐水温度降至－18℃以下；积极冻结15天盐水温度降至－24℃以下。
开挖时去、回路盐水温差不大于2℃，盐水温度降至－28℃以下。
如盐水温度和盐水流量达不到设计要求，应适当延长积极冻结时间。
2.5开挖区外围冻结孔布置圈上冻结壁与隧道管片交界面处平均温度不高于－5℃。
其它部位设计冻结壁平均温度小于等于－10℃。
2.6当施工中地层及环境条件与原设计依据资料有重大变化时，应及时与设计院联系修改冻结帷幕设计。
3、隧道支撑于防护门3.1共设8榀隧道，分别安装在联络通道预留洞口两侧的第一条和第二条隧道管片环缝处，在冻结壁交圈前安装。
3.2 安装好隧道支撑后顶实千斤顶，且各个千斤顶的顶力要基本均匀。
千斤顶以顶实即可，且每个千斤顶的顶力不得大于100kN。
3.3冻结期间根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力，收敛大的部位要求千金顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力。
控制隧道收敛达到报警值10㎜时，千斤顶顶力达到设计最大值500kN。
3.4如千斤顶顶力达到设计最大值后隧道仍继续收敛，则应采取其它措施加强隧道支撑。
3.5防护门由门框、门组成，在联络通道开挖前安装完成。
3.6在开挖侧隧道预留洞口上安装应急防护门。
并配备风量不小于6m³/min的空压机为防护门供气。
3.7防护门开关应便于人工操作，紧固螺栓、风管及连接件、扳手等配件及操作工具应准备到位。
3.8防护门耐压设计值为0.32MPa，打压试验值不得超过0.32MPa。
安装好防护门后应进行水密性试验，先用水泵在防护门内注满水，再用空压机加压，要求在不停止空压机时，压力能保持0.25MPa为合格。
3.9挖通水平通道完成初期支护后可拆除防护门。
4、开挖与初期支护4.1联络通道开挖时应具备下列条件：4.1.1检验冻结壁厚度和平均温度均达到设计值。
对发现冻结异常处应补打探孔进行测温检验。
4.1.2按设计安装隧道支撑和防护门。
4.1.3在两隧道钢管片上冻结壁内侧设泄压孔或打探孔，泄压孔和打探孔，无水、泥流出。
4.1.4冻结设备运转正常并有备用。
4.1.5开挖、支护、结构施工所需人员、材料、设备准备就绪，相关安全技术措施及开挖报告已履行审批手续。
4.2 设计开挖步距为600㎜，特殊情况下最大不超过800㎜。
开挖完后立即进行初衬型钢施工，初衬型钢之家和冻土帷幕间采用厚度5㎝厚的木背板进行隔绝冻土和喷射混凝土，以便完成喷射混凝土水化。
4.3开挖断面超挖不大于30㎜，开挖中心线偏差不大于20㎜。
4.4侧面冻结壁暴露时间不大于24小时，并要求冻结壁暴露面收敛不大于20㎜。
4.5初期支护钢支撑垂直度偏差不大于20㎜，标高偏差不大于20㎜，水平高差不大于20㎜。
4.6每天要定时监测初期支护收敛变形和支护层后冻土温度，发现支护变形或冻土融化应分析原因，及时采取加强措施。
4.7钢支护支撑间距偏差不大于30㎜，支撑间拉杆焊接牢固。
初期支护轴线偏差不大于20㎜。
4.8初期支护木背板厚度误差不大于5㎜，背板间隙不大于8㎜，背板搭接钢支撑长度不小于35㎜。
4.9木背板后用素水泥砂浆层充填密实，不留空洞。
4.10喷射混凝土强度等级为C25，厚度同临时型钢支撑断面高度；喷射混凝土施工按《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）要求进行。
4.11施工完联络通道衬砌后应监测通道的不均匀沉降，发现问题及时联系设计单位，采取注浆等措施处理。
4.12初衬混凝土可在开挖完成后一次性喷射施工，开挖时加强初衬及型钢收敛变形监测，如收敛达到10㎜应立即停止开挖，施工喷射混凝土，并在后续开挖中奖型钢支架适当进行加密，型钢支架施工后立即喷射混凝土。
4.13钢筋网：Ф8@200×200，全环单层设置。
钢筋网应与钢架联接牢固。
其喷混凝土保护层厚度不小于40㎜，应随受喷面的起伏铺设。
4.14在联络通道二衬和洞口环梁施工完成并达到60%设计强度后，方可进行废水泵房的开挖作业，废水泵房开挖前应在联络通道边墙下部临时支撑，在废水泵房二衬施工完成后方可拆除。
5、冻结、停止冻结、融沉补偿注浆5.1冻结5.1.1在开挖期间不得擅自停止或减少冻结孔供冷。
如确因施工需要停止个别冻结孔供冷时，应分析对冻结壁整体稳定性的影响，并制定相应技术措施，确保开挖和结构施工安全。
5.2维护冻结5.2.1本工程维护冻结期间要求同积极冻结。
5.3停止冻结5.3.1联络通道及泵站主体结构施工结束后即可停止冻结。
5.4充填注浆5.4.1停止冻结后3-7天内进行衬砌壁厚充填注浆。
注浆时要求完成冻结封孔且衬砌混凝土强度达到设计强度的60%以上。
5.4.2衬砌壁后充填注浆采用1﹕0.8-1单液水泥浆，注浆压力不大于静水压力。
5.4.3充填注浆结束后根据地层监测情况进行冻结壁融沉补偿注浆。
融沉补偿注浆应遵循多次少量均匀的原则。
5.5解冻5.5.1冻结壁采用自然解冻方式进行解冻。
5.5.2当地面及联络通道结构沉降稳定后可视为解冻结束。
5.6融沉补偿注浆5.6.1解冻应根据地层监测情况进行冻结壁融沉补偿注浆。
融沉补偿注浆应遵循多次少量均匀的原则。
5.6.2融沉补偿注浆通过预埋的注浆管和隧道内的管片注浆管进行。
5.6.3融沉补偿注浆应配合强制解冻进行，注浆顺序和强制解冻顺序一致。
5.6.4融沉补偿注浆浆液以水泥-水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅。
水泥-水玻璃双液浆配比为：水泥浆和水玻璃溶液体积比为：1﹕1，其中水泥浆水灰比为1﹕1，水玻璃溶液采用B35-B40水玻璃和加1-2倍体积的水稀释。
注浆压力不大于0.5MPa。
注浆范围为整个冻结区域。
5.6.5当一天内联络通道沉降大于0.5mm，或联络通道累计沉降大于1.0mm时，应进行融沉补偿注浆；当联络通道隆起2.0mm时应暂停注浆。
5.6.6当连续半个月地面日沉降量保持在0.5mm以内，累计沉降量小于1mm，可以结束融沉注浆。
6、冻结孔封孔6.1冻结孔封孔6.1.1强制解冻结束后应割除隧道管片上的孔口管和冻结管，隧道管片上割除孔口管深度要求进入管片不得小于60mm。
6.1.2混凝土管片上割除孔口管或冻结管后留下的孔口应立即用速凝堵漏剂封堵，并预埋注浆管进行注浆堵漏。
6.1.3所有冻结孔应用压缩空气吹干管内盐水，用强度不低于M10的水泥砂浆压实充填封孔，充填长度应不小于管口以内1.5m，孔口采用厚度10mm的钢板焊接密封。
7、施工监测7.1冻结孔监测7.1.1冻结孔开孔位置监测、成孔偏斜监测、冻结孔耐压试验监测、冻结孔长度及供液管下放长度监测。
7.2冻结系统监测7.2.1冻结器去、回路盐水温度、流量监测，冷却水循环进出温度监测；冷却机吸、排气温度监测，制冷系统冷凝压力、汽化压力监测，盐水泵工作压力监测。
7.3冻结壁温度场监测7.3.1不同时间冻结壁的发展速度及冻结壁不同位置的平均温度监测，冻结孔间距较大处温度监测，隧道管片与冻结壁交界面温度监测，开挖面暴露冻结壁监测，强制解冻冻结壁温度监测。
7.4冻胀力及冻结壁变形监测7.4.1卸压孔水压力监测，开挖面冻结壁收敛变形监测。
7.5融沉注浆形变监测7.5.1自然解冻或强制解冻及融沉补偿注浆过程中隧道、联络通道变形监测。
7.6在施工期间应监测隧道管片变形、地面及周围管线、建构筑物变形；监测范围为：联络通道两侧隧道管片各20m，联络通道正上方地面投影外侧20m以内。
隧道管片变形、地面及周围管线、建构筑物变形监测应会同监测单位编制专业监测设计，并经有关方面批准后实施。
7.7在两条隧道内均应设置测温孔监测冻结壁厚度、冻结壁平均温度和冻结壁与隧道管片界面温度，测温孔（点）应布置在冻结孔间较大的界面上或预计冻结薄弱处。
7.8在测定冻结壁与隧道管片界面温度时，应在界面内外侧各布置1个测温点，通过差值方法确定界面处温度。
8、施工工艺流程施工冻结孔→冻结系统安装→开机积极冻结→安装隧道内支撑、安装防护门→达到设计要求，开探孔探明冻结效果→拉开钢管片，试挖→冻土开挖，架设临时支护结构→施工通道位置二次衬砌→泵房位置土体开挖→施工泵房衬砌结构→冻结孔封孔→停止冻结→充填注浆→冻土解冻，融沉注浆9、施工风险控制及应急预案9.1针对施工中存在的风险点，施工前须由施工单位编制详细应急预案，由相关单位审核批准，并严格遵守执行。
10管线保护联络通道冻结加固土体上方存在DN400雨污合流管，在冻结孔施工前需对土层进行预注浆，改良土体冻胀融沉性能，以减少冻胀融沉，注浆材料为单液水泥浆；冻结和开挖期间需加强地面及管线沉降变形监测，管线变形超过±10mm时须应采取注浆等措施，以防止管路破坏，融沉期间应及时进行充填注浆和融沉补偿注浆，直到地层稳定为止。