冻结法施工在地铁中的应用
哈尔滨地铁2号线博工区间联络通道冷冻法施工技术
哈尔滨地铁2号线博工区间联络通道冷冻法施工技术(中国水利水电第四工程局有限公司轨道交通工程公司湖北武汉430000)内容提要文章介绍了哈尔滨地铁2号线博工区间联络通道冷冻法施工技术，包括该方法的冻结施工参数计算、工序划分及施工方法，分析总结了地铁联络通道冷冻法的关键技术，可为类似高寒地带工程施工提供参考。
1工程概况I.1区间概况哈尔滨地铁2号线博物馆站~工人文化宫站区间设置一处联络通道兼泵房，联络通道处线间距II.100m,拱顶覆土厚度约9.8m,底板埋深约17.6m,采用矿山法施工。
联络通道及泵站范围内有一根100给水管，埋深2.0m;—根燃气©219,埋深1.7m;排水<|>400,埋深2.4m;电力管，埋深1.3m。
1.2工程及水文地质状况博物馆站~工人文化宫站区间所处地貌为岗阜状平原，根据钻孔揭露和室内土工试验结果，该场地勘察深度内揭露的地层为第四纪地层。
表层由杂填土组成，上部地基主要由粉质黏土组成，下部主要由中粗砂厚薄不均黏性土组成。
根据勘探揭示的地层结构，勘探深度内场地地下水可分为上层滞水、孔隙承压水，该位置地下水位位于地下3.2m。
孔隙潜水初见水位埋深3.50~7.80m,地下水静止水位埋深为3.20~7.30m,标高115.33~117.58m(大连高程系)。
松花江阶地段孔隙承压转无压水初见水位埋深&80~11.50m,地下水静止水位埋深为8.5〜11.1m,标高11&54~119.84m (大连高程系)，抗浮设防水位123.5m。
1.3工程难点及控制原则(1)对周围环境控制要求较高隧道的抗变形能力较差，且联络通道地表存在道路及管线，变形控制要求高。
施工过程必须严格控制钻孔、开挖及冻胀、融沉对地层的扰动。
(2)结构施工环境较差通道结构承受的水压大，抗渗要求高。
结构施工环境差，空间狭小，通道拱顶混凝土不易振捣密实,要保证结构不渗漏水难度较大。
2冻结加固方案2.1施工工法根据类似工程施工经验，联络通道施工拟采用“隧道内水平冻结加固土体，隧道内暗挖构筑”的全隧道内施工方案，即:在隧道内采用冻结法加固地层,然后在冻土帷幕中采用矿山法进行通道的开挖构筑施工。
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,应用基坑支护案例
冻结法,应用基坑支护案例
咱来说说冻结法在基坑支护的案例。
就说有这么一个地铁站的建设项目，那基坑得挖得又大又深，周围还有好多已经存在的建筑啊，道路啥的，就像在一群精密摆放的瓷器中间掏个大坑一样，可不能把周围的东西给弄垮喽。
这时候冻结法就闪亮登场了。
施工团队就在基坑的四周，按照设计好的布局，开始打那些冻结管。
这些冻结管就像一个个小小的魔法棒一样。
然后呢，往里面注入冷冻液，这冷冻液就开始在地下发挥威力啦。
随着冷冻液的循环，基坑周围的土壤就像被施了魔法一样，慢慢地就被冻结得硬邦邦的。
就好像给基坑穿上了一层超级坚固的冰铠甲。
这层冰铠甲可厉害啦，它的强度能够支撑住周围的土压力，不让那些土向基坑里面塌落。
而且啊，这个冻结法形成的冰墙还有一个好处，它的密封性特别好。
在基坑施工过程中，要是有地下水想偷偷渗进来捣乱，这冰墙就像一个严严实实的守门员，把地下水都给挡在外面了。
在整个地铁站基坑的建设过程中，冻结法支护的这个基坑稳稳当当的。
工人们就在这个安全的大坑里，有条不紊地进行着各种施工工作，像是扎钢筋、浇筑混凝土之类的。
地铁站顺利建成了，而冻结法在这个过程中就像一个默默无闻但又超级给力的幕后英雄，保证了整个工程的安全和顺利进行。
联络通道冻结法施工方案2
联络通道冻结法（冷冻法）施工方案一、工程概况让我们来了解一下工程概况。
本次工程位于城市繁华地段，地下管线复杂，为了保证施工安全、顺利进行，我们决定采用联络通道冻结法施工。
1.工程地点：市路2.工程性质：地铁联络通道施工3.施工方法：联络通道冻结法二、施工原理及设备我要详细介绍一下联络通道冻结法的施工原理及设备。
1.施工原理：通过在联络通道周围布置冻结管，注入液态二氧化碳，使土壤中的水分结冰，形成冻结帷幕，从而隔离地下水，达到安全施工的目的。
2.施工设备：冻结管：用于注入液态二氧化碳，形成冻结帷幕。
冷却系统：用于将液态二氧化碳冷却至所需温度。
循环泵：用于循环液态二氧化碳，保持冻结帷幕的稳定性。
三、施工步骤及要点1.施工前期准备：主要包括现场调查、编制施工方案、办理相关手续等。
2.冻结管布设：根据设计要求，在联络通道周围布置冻结管，确保冻结帷幕的完整性。
3.注入液态二氧化碳：通过冷却系统将液态二氧化碳注入冻结管，形成冻结帷幕。
4.冻结帷幕监测：实时监测冻结帷幕的稳定性，发现问题及时调整。
5.施工过程中注意事项：确保冻结管布设的准确性，避免因冻结管位置不准确导致冻结帷幕不完整。
控制液态二氧化碳的注入速度，避免因注入速度过快导致冻结帷幕不稳定。
加强现场监测，发现异常情况立即采取措施，确保施工安全。
四、施工安全及环保措施1.安全措施：加强现场安全管理，严格执行安全规定。
配备专业的施工队伍，提高施工人员的安全意识。
定期进行安全培训，提高施工人员的安全技能。
2.环保措施：严格控制液态二氧化碳的排放，避免对环境造成污染。
采用先进的施工设备，降低噪音污染。
施工过程中，加强对周围环境的影响评估，确保施工对环境的影响降到最低。
五、施工进度及验收1.施工进度：根据工程要求，制定详细的施工计划，确保工程按时完成。
2.验收标准：按照国家相关标准，对冻结帷幕的稳定性、施工质量等进行验收。
我要感谢团队的支持与配合，让我们一起为这个项目努力，共创辉煌！1.冻结管布设精准度注意事项：冻结管的位置必须精确，稍有偏差就可能导致冻结帷幕不完整，影响施工安全。
地铁盾构区间联络通道冷冻法施工
地铁盾构区间联络通道冷冻法施工摘要：地铁盾构法隧道施工时，联络通道可能会因为施工地质和地域气候的原因，采取不一样的加固方法。
在高温气候地区，联络通道常用地面旋喷桩加固。
而在地质松软地区，联络通道常用冷冻法加固。
冷冻法施工技术比传统加固技术更具优势，现被我国地铁区间联络通道施工广泛采用。
本文就此举例分析了地铁盾构区间联络通道的冷冻法施工，探讨了冷冻法施工的要点，为冷冻法在我国北方地区的使用积累经验。
关键词：地铁盾构；区间联络通道；冷冻法施工1 导言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桩体施工，因而，冷冻法就成了地基加固的较好选择。
2 冷冻法施工技术冷冻法施工工艺流程：施工准备→管片壁后注浆→钻冻结管孔→冻结管安装→冻结系统安装→监测系统安装→“积极冻结”→“维持冻结”→联络通道和废水泵房开挖、衬砌→解冻→拆除冻结系统。
2.1施工准备冻结法施工前应根据地质情况制定冻结法施工方案，在报请监理审批后实施。
冻结法施工必须由专业施工队伍来完成。
因此，应该选择有专业资质、信誉好、有类似工程施工经验的队伍完成这项任务。
2.2管片壁后注浆为防止在管片上钻冻结孔时发生涌砂、涌水，钻孔之前先对管片壁后进行水泥—水玻璃双液注浆。
两种浆液的体积比为１∶１，其中水泥浆的水灰比为１∶１；水玻璃浆液为Ｂ３５～Ｂ４０水玻璃加同体积水的稀释液。
上、下行线需要进行管片壁后注浆的管片各１２环，分别是联络通道处的４环钢管片和前后各４环混凝土管片。
管片壁后注浆为半截面注浆（即只对联络通道所在一侧的土体进行注浆）。
每环管片设５个注浆孔，分别布置在：上行线管片的１２点、１．５点、３点、４．５点、６点的位置；下行线管片的１２点、１０．５点、９点、７．５点、６点的位置。
矿山法结合冻结法在地铁联络通道施工中的应用
津 滨轻轨 工程 建 设指 挥部
［ 摘
及 潇涵
要］ 本 文介 绍了矿 山法结合冷冻 法在 天津地铁 ９ 号线 中山门站 至东兴路站联络通道施 工 中的应用 ， 包括施 工工艺、 技 术措施 ， 重 联络通道 矿 山法 冻结 法 施工
点对冻结施工技术 、 矿 山 法施 工技 术 、 施 工 监 测 进 行 了论 述 。
［ 关键 词］ 地铁
１ ． 工程概况
盐 水循 环泵选 用 Ｉ Ｓ １ ２ ５ — １ ０ ０— ２ ０ ０ 型１ 台， 流量２ ０ ０ ｍ ３ ／ ｈ ， 电机 功 率 ３ Ｏ ＫＷ 。 １ ． １ 工程 简介 东兴路站联络通 道位于 Ｃ Ｋ ７ ＋ １ ０ ０ 处， 通道 长约 ５ ． ８ ｍ， 作为地铁运 营 冷却水 循环选用 Ｉ Ｓ １ ２ ５ — １ ０ ０ ～ ２ ０ ０ Ｃ 型１ 台， 流量 ２ ０ ０ ｍ ／ ｈ ， 电机功 率 中两车站之 间的联络 等用途 。工 程结构 由两个 与隧道相交 的喇叭 口、 ３ ０ Ｋ Ｗ。冷却塔选用 Ｎ Ｂ Ｌ － ５ ０ 型二 台， 补充新鲜 水 １ ５ ｍ ／ ｈ 。 通 道等结 构组成 。上 、 下行线 隧道 中心线 间距 １ ３ ｍ 。通道 为直墙 圆弧 ２ ． ２ ． ４ 管路选择 拱 结构 ， 联络通道暗挖 区标 高范围约为 ３ ． １ ｌ ｍ 。本工程主要包 括联络通 冻 结管选用 １ ０ ８ × ８ ｍ ｍ ， ２ ０ ＃ 低碳 钢无缝钢管 ， 丝扣连 接， 另加手 工 道、 开挖构 筑施工两 部分 内容 。设计地 层加 固体 积约为 ５ ７ ２ ｍ ， 挖 掘土 电弧焊焊接 。单 根长度 ｌ ｍ—１ ． ５ ｍ 。测温 孔管选 用 ３ ２ ×３ ａ ｒ ｍ无缝 钢 方 和浇注混凝土体积分别约 为 １ ６ ３ ． ９ ０ ８ ｍ ３ 和１ ０ ６ ｍ ￣ 。 管 。供液管 选用 １ ． ５ 钢管 ， 采用 焊接连接 。盐水 干管 和集配 液圈选 用 １ ． ２ 工程地质及水文条件 中１ ５ ９ × ６ ａ ｒ ｍ无缝钢管 。 冷却 水管选用 中１ ３ ３ × ４ ． ５ ａ ｒ ｍ 无 缝钢管。 根据地质剖面 图， 联 络通道上覆土层厚度 约为 ３ ． １ ｌ ｍ 。通 道上方地 ２ ． ２ ． ５ 冻结 管路 连接与保温 层在Ｃ Ｋ ７ ＋ ０ ５ ０ Ｃ Ｋ ７ ＋ ４ ４ ０ 区段 ， 洞 身主要 处于④ ４ 粉 质粘土 、 ④５ 粉 土 盐 水干管用 法兰盘 连接 ， 在盐 水管路 和冷却水 循环管路 上设置 阀 及⑤３ 粉土、 ⑤３ 粉质 粘土层 中 ； 基底 下岩 土为⑤２ 粉土 、 ⑤３ 褐 黄色粉 门和温度测点 、 压力表 等测试组件 。盐水管 路经试漏 、 清洗后用保 温板 质粘土 、 ⑤４ 粉 土。其 中 ， ④５ 及 ⑤２ 、 ⑤４ 为弱透 水层 ， 易 因地下 水的潜 或 棉絮保 温 ， 保温厚度为 ５ ０ ａ ｒ ｍ， 保温层 的外侧用塑料 薄膜包 扎。 蚀 作用 发生 流土及 管涌现 象 。由于该 区段 ４ ． ０～ １ ５ ｍ以上 地层 多呈流 冷 冻机组 的蒸发 器及低温 管路用棉 絮保温 ， 盐水箱 和盐水干管 用 塑～ 软 塑状态 ， 粉 质粘土及 粉土属 于 中 ～ 高 压缩性 土 ， 围岩稳定 性差 ， ５ ０ ｍ ｍ厚 的保温板 或棉絮保 温 。将 冻结帷幕加 固 区域 的混凝土墙 外侧 结构松散 ， 基底稳定性差 ， 洞 身易发生较大变形 。 用２ ０ ｍ ｍ厚 的保 温板铺 设 ， 保温范 围为冻结 区域 向外延 伸 １ ． ５ ｍ 。 该 区间地 下水潜水 位标高为 ３ １ ． ３ ０ —３ ２ ． ８ ９ ｍ ， 联 络通道施 工进入潜 ２ ． ２ ． ６ 冻结系统试运转与积极冻结 水层 ； 承压水头标 高为 ２ １ ． ３ ２ ～ ２ ５ ． ６ ０ ｍ， 水头埋深为 ｌ ５ ． １ ０ —１ ８ ． ２ ０ ｍ， 通道 设 备安 装完毕后 进行调试 和试运转 。在试运 转时 ， 要随时调 节压 施工未进入承压水 。 力、 温度等各状态 参数 ， 使机组在有 关工艺规程和设备要求 的技术参数 联络 通道施工 范围 内地 层多呈 流塑 一 软 塑状态 ， 粉质粘 土及粉 土 条件下运行 。冻结系统运转 正常后 进入积极冻结 。 属于 中 ～高压缩 性土 ， 围岩稳定性 差 ， 结构松散 ， 基底 稳定 性差 ， 洞身 易 此 阶段 为 冻结 帷幕 的形成 阶段 ， 积极 冻结 期盐水 温度 为一 ２ ８ ￣ Ｃ一 发生较 大变形。因此 ， 在该地层 内开挖构筑联 络通 道 ， 必须先对施工 影 ３ Ｏ ℃， 设计冻结 时间为 ３ ０ 天， 要求 冻结孔单孔 流量不小 于 ５ ｍ ＇ ／ ｈ ； 积极 响范 围内的土体 进行 稳妥 、 可靠的加 固处理 。 冻结 ７ 天盐水温 度降至一 １ ８ ￣ Ｃ以下 ， 积极冻结 ｌ ５ 天盐水 温度降 至一 ２ ４ ℃ ２ ． 施工方案及施工 方法 以下 ， 去 回路温差 不大 于 ２ ℃。如盐水 温度 和盐水 流量达 不到设 计要 ２ ． １ 施工方 案的选 择 求， 应延长积极冻结 时间。 ２ ． ２ ． ７ 维护冻结 根 据上述 施工 条件 ， 结合 上海 地铁联 络通 道施 工经 验 ， 经 充分 技 术、 经济 比较 ， 采用 了“ 隧道 内水 平冻结加 固土体 ， 隧道 内开挖构筑 ” 的 在积极 冻结过 程 中， 要 根据实 测温度 资料判断冻 结帷幕 是否交使联 络通道 外 和达到设计厚 度 ， 同时要监测冻 结帷幕与混凝土墙 的胶 结情况 ， 测温判 围土体冻结 ， 形成强度 高 、 封 闭性好 的冻土帷幕 ， 然后在 冻土帷幕 中采 断冻 结帷幕交 圈并达 到设计厚度 且与 隧道 完全胶 结后 ， 可进 入维护 冻 ２ ５ ℃ —． ２ ８ ￣ Ｃ， 冻结 直到盾构推 进顺利 完 用 矿山法进行通道及集水 井的开挖构筑施 工。用冻结法加 固地 层的突 结 阶段 。维 护冻结期温 度为一 出优 点是 ： 施工不 占用地 面 ， 冻结和开挖 引起 的地表沉降容易控 制在规 成 。 范 要求 之内 ， 冻土帷幕均匀性好且 与隧道管片结合严密 。 ２ ． ２ ． ８ 冷 冻管拔 出 ２ ． ２ 冻结法施工 （ １ ） 准备工作 由于该处联络通道 位于闹市 区地下 ， 且 所处地层 比较 复杂 ， 在地层 冷 冻管拔 出前做好相应 的准备 ， 备好盐水加 热箱 、 管钳 、 刀链 、 砂浆 冻 结施工 中必须采取 切实可 靠的技术措 施 ， 以确保联络 通道施 工和地 柱 、 木楔 、 液 氮等器具 。 同时停 止洞 门圈范围 内的冻结管冻结 ， 外部 冻 结管保 持冻结 。 面建 、 构筑物和交通安全 。 地层冻结加 固范围确定首先须满 足以下基本要求 ： 首先 ， 围护开挖 （ ２） 局部解冻 区， 确保开挖 和支 护施工能安全顺利地 进行 ， 主要是要保证 冻土帷幕有 利 用热盐水在冻结器里循环 ， 使 冻结管周围解冻 ３ ０ ～ ６ ０ ｍ ｍ 。 ａ 、 利用一 只 １ 足够 的强度 ， 也就 是实际 冻土帷幕 的有效厚 度要达到设 计厚度 ； 其次 ， ｒ ｎ ３ 的盐水 箱储存 盐水 ， 用４ ５ Ｋ Ｗ一 ９ ０ Ｋ Ｗ 的 电热 器加 还要便 于隧道开挖 和支护 ， 降低施 工费用 ， 缩 短施工 工期 。为此 ， 确定 热盐水。 ｂ 、 利用 ８ ｍ ／ ｈ 的水 泵循 环 热盐 水 ， 先用 ３ ０ ～ ４ ０ 的盐 水循 环 ５ 分 在一条隧道施工 冻结孔 ， 加 固通道周 围土层的冻结孔 沿通 道四周布置 ， 钟， 再用６ ０ ～ ８ ０ ℃的盐水循 环 １ ０ 分钟 ， 当回路盐 水温度达 到 ２ ５ — ３ ０ ￣ Ｃ 基本呈水平 ， 加 固泵站 土层的冻结孔成 向下倾斜状 。 时开始拔管 。 ２ ． ２ ． １ 冻结参数确定 积极 冻结 期盐 水温 度 为一 ２ ８ ２ ２—一 ３ ０ ℃， 维 护冻 结期 温度 为一 ２ ５ ℃ （ ３ ） 冷冻管拔 出 ２ ８ ℃。 ａ 、 先用 大管 钳夹住 冻结 管 ， 并 转动 ， 如 果不 能转动 ， 则继 续解 冻 。 外 围冻结孔终孔 间距 Ｌ ｍ ａ ｘ １ ０ ０ ０ ｍ ｍ， 冻土发展速 度 ２ ５ ｍ ｍ ／ ｄ ， 冻结 转动后用 ３ ｔ 的拉刀链拔冷冻管 。 交 圈时间为 ２ ０ 天， 达到设计厚 度时间为 ２ ８ 天 。洞圈内的冻结孔终孑 Ｌ 间 ｂ 、 冻结管拔 出以后采用砂浆柱 回填管孔 ， 并用双快水 泥封堵。 Ｃ 、 如遇冷冻管拔 断则应该用风镐将 管头凿 出， 然后再 拔 ， 拔 出以后 距Ｌ ｍ ａ ｘ ＜１ ￣ ６ ０ ０ ｍ ｍ， 冻 土发 展速度 ： ４ ０ ｍ ｍ ／ ｄ ， 冻结交圈时间为 ２ ０ 天， 达到 设计 厚度 时间 为２ ５ 天 。为确保 安全 ， 确定积 极冻结 时间 为 ４ ５ 天 。 冻 立 即用 双快水 泥进行 封堵 。 结孔布 置５ ３ 个， 冻结管总长度为 ６ ３ ５ ｍ。 ｄ 、 整个冷冻 管拔 出时 间应该控 制在 ２ ０ ｄ ， 时 以内 ， 防止冻 土融化 ， ２ ． ２ ． ２ 需冷量 和冷冻机选型 发生涌水涌砂 。 ｅ 、如在拔冷冻 管过程 中发生漏水情 况 ， 冻结需冷 量计算 ： Ｑ ＝ Ｉ ． ２ ・ 订・ ｄ ・ Ｈ・ Ｋ 立 即停止拔 管 ， 并在冷冻管 式 中： Ｈ ． 一冻 结总长度 ； 内通加 注液��
冻结法在城市地铁施工中的应用
冻结法在城市地铁施工中的应用地铁是现代都市不可或缺的交通工具之一，它以其高速、大运量、准时、安全等优点，为市民提供了极大的便利。
然而，地铁施工的过程却是一项极为复杂和艰巨的任务，尤其是在城市中，需要面对各种地下管线、建筑物、道路等等复杂的地质和环境条件。
在这些条件下，冻结法应运而生，成为地铁施工中一种重要的技术手段。
冻结法，顾名思义，就是通过将地下水和其他液体冻结成冰，形成一层坚固的冰墙，以达到加固地基、防止地下水渗透、控制地面沉降等目的的一种技术。
冻结法在地铁施工中的应用，主要是用于隧道开挖、基坑支护、防止地下水涌入等方面。
1.效果显著。
冻结法可以迅速地将地下水和其他液体冻结成冰，形成一层坚固的冰墙，从而达到加固地基、防止地下水渗透、控制地面沉降等目的。
2.安全性高。
冻结法是一种非侵入性的施工方法，不会对周围的地下管线、建筑物等造成破坏，同时，冻结过程中，可以通过对冻结温度和速度的控制，有效地防止地面沉降等问题的发生。
3.适用范围广。
冻结法适用于各种地质和环境条件，无论是硬土、软土、砂土、岩石等地质，还是高地下水、建筑物密集、道路繁忙等地环境，都可以使用冻结法进行施工。
4.施工速度快。
冻结法的施工速度相对较快，可以在较短的时间内完成施工，从而加快了地铁建设的进度。
总的来说，冻结法在城市地铁施工中的应用，是一种安全、有效、快速的施工方法，虽然存在一些缺点和局限性，但是随着科技的发展和施工技术的提高，这些缺点和局限性将会逐渐得到解决。
因此，冻结法在地铁施工中的应用，将会越来越广泛。
冻结法在城市地铁施工中的应用地铁建设是一项复杂而艰巨的任务，尤其是在城市中，地质和环境条件的复杂性使得施工难度大大增加。
在这样的背景下，冻结法应运而生，成为地铁施工中一种重要的技术手段。
冻结法，简单来说，就是通过将地下水和其他液体冻结成冰，形成一层坚固的冰墙，以达到加固地基、防止地下水渗透、控制地面沉降等目的。
冻结法在地铁施工中的应用，效果显著。
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。
水平冻结法在地铁联络通道施工中的应用
工 艺 流 程
施 工工艺 流程 见 图 １ 。
冻 结 孑 施 工 Ｌ
在 开 孔 范 围 内先打 若 干小 探 孔 ，探 测地 层稳 定 情
况 ， 发 现 砂层 ， 即进 行 双 液注 浆 ， 若 立 以提 高 孔 口附近
土体 稳 定性 。 （） １ 冻结 孔 的定位 。待 开孔 条 件具 备 后 ， 依据 施 工 基 准点 ， 冻结 孔施 工 图进行 孔位放 线 并逐个 编 号。开 按
结法施 工 。
测温 管 选 用 ４ ８ｍｍ Ｘ３５ｍｍ 无缝钢 管 ； ３ ． 管前 端
焊 接 密封 ； 共布 置 ３个 ， 中冷 冻站侧 １个 ， 其 对侧 ２个 。 泄压 管 选 用 ４ ８ｍｍ Ｘ３５ｍｍ 无 缝钢 管 ； 前 端 ： ． ； ６ ３ 管 开 口， 进入 土 体 段 钻 孔 呈梅 花状 ； 布 置 ４个 ， 共 即冷 冻 站 侧 和对侧 各 ２个 。
关键 词 ： 铁联 络 通道 ； 地 水平 冻结 法 ； 极 冻结 ， 护冻 结 积 维
工 程 概 况
天 津市 区至滨 海 新 区快 速 轨道 交 通 工程 中山 门西
段 Ｓ ｏ标 盾构 区间位 于河 东 区十二 经路 与 十五 经路 之 Ｚ 间六 纬路 下 ，起 讫 里 程 为 ＤＫ ＋ ９ ． ４ ２ １４～Ｄ ５ ５ ６６， Ｋ ＋ ２ ．
孔 间距误 差 控制在 ±１ ｍｍ 内。 ５
图 １ 水 平 冻 结 法 施 工 工 艺 流 程
（ 冻 结孔 开孔 及 孔 口密封 装置 。首 先用钻 机在 管 ２）
天 建设 津 科技 ２ｌ・Ｏ 固 ＯＯ ． Ｎｊ
片上 开 出一个 稍 大 ￣ ７ （，３ ９ Ｌ４１ ０ｍｍ、 进约 ３ ｍ）用 ， 钻 ０ｃ ， 钢 楔 楔 断岩心 ， 出后 ， 入 加 工好 的孔 １管 ， Ｅ管 取 打 ： ３ 孔 ｌ
冻结法施工在地铁中的应用
根据现场条件，因地下水流速较大，为提高冻土发展速度，增强抵抗地下水流 速较大的能力，尽快形成冻结壁,采用布孔小间距，盐水大流量，冻结管大管径等措 施。因工期紧迫，积极冻结期最多安排一个月时间（30d），其中要用 20d 达到冷冻 相切，10d 冻结交圈形成冻结壁，根据积极冻结 22mm/d 的速度正常发展，则 20×22 ×2=880mm，因此冻结孔孔底间距定为 850mm，而冻结孔的全孔偏斜率规范要求为≦ 3‰，孔深 25m，因此冻结孔间距为 700mm。
冻结管采用Φ127×4.5mm 无缝钢管。
2.2.3 影响冻结壁的几个参数
1、盐水温度 盐水温度是影响冻结技术经济效益的主要参数之一。降低盐水温度对加快冻土 扩展和提高冻结强度、稳定性有一定的作用，但也相应地加大了冷冻站的制冷量， 增大了工程投资。本设计盐水温度为：积极冻结期间-24～-28℃；维护冻结期间-18～
4
钻机
XY-100
台
13
5
冷却塔
CDBN-150
台
2
冷却塔
CDBN-50
台
1
6
电焊机
BDL-500
台
2
7
打压泵
DC-400
台
1
2.3.5 冻结站安装
冻结站自 2003 年 1 月 2 日开始安装，经过 7d 安装完毕，至 1 月 8 日冻结站供 配电系统正常，盐水池内氯化钙全部溶解，三大循环系统已基本形成，并经打压试 漏合格，达到运转条件。
为准确掌握冻结的实际情况，对全部冻结器进行纵向温度检测，发现在 10m 水 平各冻结孔纵向温度明显偏高，其反映的情况与测温情况完全相符，在该深度段冷 量散失严重，冻结温度比其他深度高出约 10℃。
地铁项目联络通道冷冻法施工论述
地铁项目联络通道冷冻法施工论述摘要：本文主要对地铁项目中采用冷冻法施工的运用和发展，对冷冻法施工的设计、施工工艺及设备的论述关键词：地铁工程冷冻法0 引言冻结法是一种特殊的施工方法,是在修建地下时,使用人工制冷手段暂时加固地层并阻绝地下水的进入含水地层时所采用的方法。
本文介绍地铁联络通采用冻结法施工,取得相关技术参数及经验。
1 工程概况此地铁项目区间设置两个联络通道，其中1#联络通道及泵站中心处隧道中心线间距13.000m，联络通道所在位置的轨面高程左约+54.018m（右线为+54.017m），2#联络通道处隧道中心线间距13.750m，联络通道所在位置的轨面高程左约+56.334m（右线为+56.392m）。
2施工准备2.1技术准备在正式施工前必须做好充分的准备工作，施工现场先进行自检，合格后报监理单位审批通过后方可正式开工。
1.结合国家现行规范、标准，理解业主对工程的要求。
2.根据现场提供的基准坐标、高程资料及设计图纸，进行现场中心轴线的测量放样和复核。
3.根据设计要求和施工现场情况编制施工方案和进度计划。
4.制定各种技术措施，组织进行“三级”技术交底。
2.2现场准备1、现场供、排水系统①从盾构施工用水接驳口接一路供水路至联络通道位置，供钻孔和冻结施工用，水管规格2寸，供水能力不小于10m3/h。
②现场排水经沉淀后排出到指定的地方，严禁将泥浆排放在市政排水系统内。
2.临时供电系统①现场的供电能力不小于350kw。
供电系统可以采用10KV高压电直接供到联络通道位置。
②施工配电按照三级配电，两级保护布置。
由现场配电室接电缆敷设到地面总配电箱总配电箱至各分配电箱，再由各分配电箱至各开关箱和用电设备。
③沿墙敷设的电缆可靠固定。
电缆穿过施工道路时，采用埋地或架空铺设。
3.施工工艺技术3.1冻结加固设计3.1.1设计要求1.冻结施工严格按照设计要求执行。
2.设计的主要内容：冻结帷幕、冻结孔、测温孔、管片保温、盐水温度、积极冻结时间，隧道钢支架、应急门及冻胀与融沉控制等。
地铁旁通道冻结法施工工法(改)
地铁旁通道冻结法施工工法一、前言旁通道（又称联络通道）是地铁隧道施工中技术难度大、工序较复杂的施工环节之一，作为旁通道施工安全的核心土体加固，一旦处理不当，会致使地面沉陷、房屋坍塌、隧道失去使用功能。
2004年，上海地铁4号线就发生过类似的事故。
因此在认真作好地质与环境调查的基础上采取合理的土体加固方案十分必要。
2004年，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,通过对施工过程的归纳总结，以及参考有关施工技术资料,形成本工法。
二、工法特点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；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，冻土强度最大可达10MPa，安全性好；3、无异物进入土壤，噪音小，不影响建筑物周围地下结构。
三、适用范围适用于含水量大于10%的任何含水、松散、不稳定地层；可用于盾构隧道掘进、旁通道和泵站施工，顶管进出洞施工、地下工程堵漏抢救施工等。
四、工艺原理地铁旁通道冻结法是利用现代制冷技术，通过在需加固土层内敷设冻结管，冻结管内采用循环盐水，在冷冻机的作用下使地层中的水结冰，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，进行旁通道的掘砌作业。
是一种临时加固技术，可根据工程需要调节冻土强度，并可采取自然或强制解冻技术使其融化。
五、工艺流程冻结法施工工艺流程图六、施工操作要点施工前，应根据工程地质、水文、构筑物、现场施工条件情况进行冻结帷幕、冻结孔布置、制冷及其他冻结参数设计。
由于地面条件受限制，目前城市地铁旁通道的冻结孔主要是采用水平布置。
1、冻结孔施工施工中,对每个施工工序加强管理。
控制冻结孔施工、冻结管安装、冻结站安装、冻结管试漏、冻结过程检测的质量。
1.1开孔间距误差控制在±20mm内。
在打钻设备就位前，用经纬仪精确确定开孔孔位，以提高定位精度。
冻结法施工
冻结法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冻结法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。
冻结法施工在南京地铁张府园车站的应用：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。
我国冻结法施工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1.5m左右。
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。
固、城市地铁泵房、旁通道和急转弯部分、建筑基根据管线及房屋调查结果显示，在张府园车站坑加固、地下工程涌水、坍塌事故的抢险修复、地南端头井的东侧沿中山南路方向15m范围内有下隧道交叉处土体加固、桥墩基础施工等。
南京地380V的电缆一根，直径约900mm的下水管一根，铁南北线一期工程TA7标张府园车站端头井洞门南侧沿建邺路方向15m范围内有380V的电缆一补充加固时北京中煤矿山工程有限公司采用冻结法根，直径约1200mm以及150mm的上水管一根。
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。
富水地层地铁联络通道冻结法施工工法
富水地层地铁联络通道冻结法施工工法富水地层地铁联络通道冻结法施工工法一、前言：富水地层是指地下水含量较高的地层，施工时会遇到大量的地下水流入，给地铁工程施工带来了困难和风险。
为了解决这一问题，富水地层地铁联络通道冻结法施工工法应运而生。
本文将介绍这一施工工法的特点、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、经济技术分析及工程实例。
二、工法特点：富水地层地铁联络通道冻结法施工工法的特点包括：通过在地下进行冻结处理，将地下水迅速冻结成墙体，形成临时支护结构，从而实现在富水地层中进行工程施工的目的。
该工法具有冻结速度快、施工周期短、质量可控、适用范围广等特点。
三、适应范围：富水地层地铁联络通道冻结法施工工法适用于各种类型的富水地层，如河涌沉积层、湖泊沉积层、低渗透砂层等。
它可以用于地铁联络通道等地下工程的施工，以解决富水地层施工的困难。
四、工艺原理：富水地层地铁联络通道冻结法施工工法的理论依据是冻结处理地下水，形成临时支护墙，从而阻挡地下水对开挖土体的影响。
具体工艺包括冷却水循环、大流量冷却水循环、降水井施工等。
冷却水循环的原理是通过在施工区域周围安装冷却水管道，将冷却水循环输送，通过水温的降低，使地下水温度下降，从而形成冰层，实现临时支护的效果。
大流量冷却水循环的原理是通过增大冷却水的流量，加快地下水的冷却速度，形成可靠的支护墙体。
降水井施工的原理是在施工区域的周围挖掘降水井，并通过泵站将地下水抽到地表，从而降低施工区域的地下水位，保证施工的安全性和稳定性。
五、施工工艺：富水地层地铁联络通道冻结法施工工法包括以下几个施工阶段：1. 地面准备：清理施工现场，确定灌浆孔和降水井的位置，进行土地平整等准备工作。
2. 灌浆孔施工：在施工区域周围钻孔安装灌浆管道，以便注入冷却水和灌浆材料。
3. 冷却水循环施工：通过灌浆孔输送冷却水，形成冰墙，实现临时支护效果。
4. 降水井施工：在施工区域的周围挖掘降水井，并通过泵站将地下水抽到地表，保证施工区域的地下水位降低。
冻结法在地下施工中的运用
冻结法在地下施工中的运用随着城市化进程的不断加速，地下空间的开发已经成为城市规划的一个重要方面。
然而，地下空间开发所涉及的施工技术和管理难度极大，需要运用多种复杂的技术手段来实现。
其中，冻结法作为一种重要的技术手段，被广泛应用于地下管道、隧道和地铁等建设领域中。
本文将从冻结法的原理、运用案例及优缺点等方面进行探讨。
一、冻结法的原理冻结法是一种通过对土壤进行冻结，使其达到一定硬度，从而达到控制土体变形的目的。
一般来说，冻结法分为两个步骤：首先要在地下工程周围的土体中注入一定的冷却介质，如液氮或气氮来冷却土体；然后再注入一定的硬化介质，如水泥浆等，来增加土体的强度和硬度。
通过这些步骤，冻结法可以有效控制土体变形，从而确保地下工程的安全性。
二、冻结法在地下施工中的运用案例1. 地铁隧道建设在地铁的建设过程中，冻结法被广泛应用于隧道的施工。
比如在北京地铁23号线的建设过程中，冻结法被运用于隧道施工中。
通过对周围土体进行冷却和加固，成功地控制了隧道周围土体的变形和稳定，在施工过程中保证了地铁客运安全性。
2. 燃气管道铺设在燃气管道的铺设过程中，冻结法也是常见的施工技术。
比如在广州某燃气公司的项目中，采用了冻结法铺设燃气管道。
通过对管道周围土体的冷却和硬化，确保了管道施工过程中的安全和稳定。
三、冻结法在地下施工中的优缺点1. 优点冻结法可以有效控制土体变形，确保地下工程的安全性。
同时，冻结法还可以控制地下水位，减少水位的影响对施工的影响。
2. 缺点冻结法在施工过程中较为耗能和耗时，需要大量的冷却介质和硬化介质。
同时，冻结法在一些土体条件较差的地区并不适用。
总体而言，冻结法在地下施工中的运用具有极大的优势和灵活性，但也需要按照实际情况进行选择。
在今后的地下施工中，冻结法将继续发挥重要的作用。
冷冻法在沈阳地铁联络通道施工的应用
一
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匝 堕 ． 蕊 圈 型 Ｈ厂 溪
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置。
表 １主要冻 结参数表 单位 数量 ２ ３（ ＿ 喇叭 口处两侧 １８，集 ＿ｍ
水井底 部 ２ ２ ） ． ｍ
备注
ｌ 冻结帷 幕设计厚度 ２ 冻结帷 幕平均温度 ３ 冻结帷 幕交圈 时间 ｑ 积极冻 结时间 ５ 冻 结 孔 最 大 允 许 间 距
序号 参数名称
４ ２冻 结 孔 施 工 ． １冻 结 孔 施 工 顺 序 ）
先施工透孑， Ｌ 根据 穿 透孔 的偏 差 ， 一 步 调 整 有 关 的 钻进 参 数 。 后根 进 然 据 联 络 通 道 施 工 的 孔位 ， 用 由 上 向 下 的 顺 序 进 行 施 工 ， 样 可 防止 因 下 采 这 层 冻 结 孔 的 施 工 引 起 上 部地 层 扰 动 ， 小 钻 孔 施 工 时 的 事 故 发生 率 。 减 ２ 冻 结 孔 开 孔 及 孔 口密 封装 置 ） 开 孔 选 用 ｊ ２０型 金 刚 石 钻 机 ，配 １ ０ｍ金 剐 石 取 芯 钻 头 进 行 钻 －０ ３ｍ 孔 ， 度 约 ２ ０ｍ 控 制 不得 钻 穿管 片 。用 钢 楔 楔 断岩 心 ， 出后 ， 入 加 工 深 ２ｍ ， 取 打 好 的孔 口管 ， 用 至 少 有 ３个 固 定 点 固 定 在 管 片 上 ， 后 安 装 孔 口密 封 装 并 然
中４×３ ５ ５ 结排 管长度 ４ １ 冻结 需冷量 ５
８ ．２ ８０ ６ １ ｃｌ＇ ． ０ ０ｋａ／ ６ ２７ ｈ 工况 条件
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。
通常情况下，人工冻结技术以氨类物质作为主材料。
整个制冷系统主要由氨循环系统、盐水循环系统及冷却水循环系统三部分组成[1]。
制冷系统应用的主要目的是采用人工干预的措施，对岩土性质进行改良，增强地基基础的可靠性，以便在坚固护壁的支撑下，保障钻井等工序的有序开展。
2.人工冻结技术的优点与传统施工技术相比，人工冻结技术最显著的优势是具有良好的抗渗能力。
这也是人工冻结技术被拓展应用到各类工程建设中的主要原因。
随着现代化城市建设进程的加快，地下工程的建设速度越来越快。
在地下工程施工中，地下环境的复杂性与地质结构的安全性一直是施工重难点内容。
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冻土有三部分组成：骨架、冰和未冻水。 骨架：矿物颗粒是冻土多相和多成分体系的主体，颗粒大小和形状直接影响冻 土的性质，矿物成分对冻土的形成过程（冰的形成速度、膨胀等）和性质都有很大 的影响。 冰：水结冰时体积约增大 9.07%，密度减小 8.31%。 未冻水：土壤冻结是随时间而变化的复杂热过程，土中孔隙水是逐渐冻结的。 实际上冻土中在任何负温下总有一部分水保持未冻状态与冻土共存，在一定范围内 土壤处于由融土经塑性过渡到坚硬冻土的中间状态，而不同土壤的过渡状态温度是 不同的，即冻土中的未冻水含量取决于冷却温度、压力及矿物颗粒或有机物的性质， 而冷却温度是影响未冻水含量的主要因素。负温值的微小变化都会引起冻土内未冻 水含量的变化。
根据本工程的勘察资料，本段区间地层在勘探揭示深度范围内上覆第四系全新 统人工堆积层（Q4ml）、海冲积层（Q4m+al）及第四系残积层（Qel），下伏震旦系（Z）花 岗片麻岩。
该区域地下水主要补给来源为大气降水及河水。雨季河水补给地下水，旱季地 下水补给河水，地下水与河水水力联系较为紧密。该区域地下含水层含水丰富，补 给条件充足，特别是在 14m 以上的强渗透层，其渗透流速最大可达到 15m/d ，通过 渗透流速反算的渗透系数达 150m/d。竖井以东 YSK2+013～YSK2+056 段拱部开挖轮廓 线以内局部位于砾砂层和卵石层中，该种地质属强透水层，结构松散，自承力极差， 为Ⅵ级围岩，极易产生突水、涌砂、坍塌冒顶等现象。上部又有铁路桥通过，为确 保现状铁路桥安全，经专家论证，决定对该区段采用冻结帷幕止水方案。
冻结管采用Φ127×4.5mm 无缝钢管。
2.2.3 影响冻结壁的几个参数
1、盐水温度 盐水温度是影响冻结技术经济效益的主要参数之一。降低盐水温度对加快冻土 扩展和提高冻结强度、稳定性有一定的作用，但也相应地加大了冷冻站的制冷量， 增大了工程投资。本设计盐水温度为：积极冻结期间-24～-28℃；维护冻结期间-18～
4 采取措施
由上可知，该段地层降温慢的原因是地下水流速太大，造成地下热交换大，致 使冻结管冷量散失严重。针对此原因制定如下措施：
①加强冻结站管理，提高制冷效率，积极降温。调整冻结管的冷量，各个突破， 首先将北面的 E 边冻结，使帷幕范围内成静水状态，加快冻结速度。
②在水流上方（E 边冻结壁外侧）设置降水井，目的是减少地下水流速度，降 低冻结帷幕内、外水位差，达到冻结帷幕范围水位基本平衡，促使冻土加快发展。
②冻结施工前，该地层已进行了高压旋喷加固，把地层的原始状况已破坏. ③现状铁路高架桥桩基托换的人工挖孔桩开挖时，由于强透水层没有很有效措 施堵水，施工时只有大量抽水，致使卵石层中原有的充填物被水带走，形成空洞， 使地层透水性增大，加上自北向南水力坡度大，从而形成地下暗河，地下水流速极 剧增大。 ④造成该冻结区段 8～12m 温度偏高的原因，首先说明在该区段地下热交换很大， 致使冻结管冷量散失严重。地下水流速太大是造成该地层降温缓慢的主要原因。1# 水文孔和 1#参考井水位相距 24m，而水位相差 2.01m，水力坡度达到 8%，从而使地 下水流速大大增加。估算地下水流速达到 40～60m/d，造成该区段地下热交换大，致 使冻结管冷量散失严重，冻结速度慢。
2.2.2 冻结孔间距的确定
根据现场条件，因地下水流速较大，为提高冻土发展速度，增强抵抗地下水流 速较大的能力，尽快形成冻结壁,采用布孔小间距，盐水大流量，冻结管大管径等措 施。因工期紧迫，积极冻结期最多安排一个月时间（30d），其中要用 20d 达到冷冻 相切，10d 冻结交圈形成冻结壁，根据积极冻结 22mm/d 的速度正常发展，则 20×22 ×2=880mm，因此冻结孔孔底间距定为 850mm，而冻结孔的全孔偏斜率规范要求为≦ 3‰，孔深 25m，因此冻结孔间距为 700mm。
为准确掌握冻结的实际情况，对全部冻结器进行纵向温度检测，发现在 10m 水 平各冻结孔纵向温度明显偏高，其反映的情况与测温情况完全相符，在该深度段冷 量散失严重，冻结温度比其他深度高出约 10℃。
通过冻结孔纵向温度分析，该暗河主要通道位于 E25～E30 孔和 A18～A22 孔之 间，宽度约 4m。
冻结法施工在地铁施工中的应用
1 工程概况
**地铁一期工程 4A 标段区间起讫里程为 YSK（ZSK）2+001.7～+260，线路走向 由东向西，位于现状道路下，先后穿越铁路桥、现状立交桥、现状河流，全长 258.3m， 地下各种管道、管线众多。除 1 号竖井（SK2+056～SK2+070）明挖施工外，其余为 暗挖施工，暗挖隧道设计为单洞双层。
结速度及荷载作用速度、作用时间有关。本设计冻结壁极限抗压强度为 10MPa。
2.3 冻结施工
本段冻结帷幕有三面的冻结壁闭合到 1 号竖井的钻孔围护桩，形成一封闭的止 水墙。详见图 2。
图 2 冻结止水帷幕平面布置图
冻结帷幕止水工程采用一次冻全深的方案，冻结深度为 25m。 本段冻结帷幕的钻孔总工程量为 4047m。 ①冻结孔数为 149 个，布置测温孔 12 个，深度 25m； ②布置水文孔 2 个（深度暂定 11m，在 4～6m，8～10m 处设置花管）。
2 冷冻施工技术
2.1 冷冻法原理
2.1.1 冻土的形成过程
冻土的形成过程,实际上是土层中地下水结冰后将固体颗粒胶结成整体的物理 力学性质发生质变的过程,也是消耗冷量最多的过程,如图 1 所示, 地层中水的冻结 过程可以划分为五个阶段:
温度(℃)
t
8
6
4
2
2
4
6
8τ
时间(d)
-2
-4
-6
-8
图 1 冻土中水冻过程曲线图
2.3.1 冻结孔施工
冻结孔施工总长度为 4047m，施工总孔数 163 个，采用 13 台 XY-150 型钻机施 工。
1、孔深：为保证工程质量，每孔必须保证设计深度；
3
2、钻孔偏斜率：全孔偏斜应控制在 3‰之内；相邻两个钻孔终孔最大孔间距不 超过 850mm，如有超出则在两孔中间补一孔。目前国内采用的测斜有经纬仪灯光测斜 法和陀螺仪测斜法两种。本标段采用经纬仪灯光测斜法对冻结孔进行测斜。
6
③在冻结区薄弱段增打灌浆孔，从地面灌注水泥水玻璃双液浆，充填大量抽水 留下的地层孔隙，减小地下水流速。
④在 E 线冻结段最薄弱处（地下暗河入口处）增打加强冻结孔，使外界热水在 通过冻结壁时，首先得到降温，以利于冻土墙的快速形成。
⑤为掌握冻土发展情况，在 E 线增打水文孔和测温孔。
2.3.6 冻结站运转
冻结站于 2003 年 1 月 8 日开机试运转，1 月 10 日正式运转，冻结运转至 4 月 27 日结束，历时 108d。运转期间各冷冻机组运转正常，各冻结器畅通无阻，盐水温 度降温正常。盐水降温情况见图 3。
2.3.7 积极冻结和维护冻结
为提高抵御地下水流速较大的能力，除采取以上措施外，输送低温盐水也是加 快冻土发展的一项主要措施，本设计盐水温度积极冻结期间采用-24～ -28℃，维护 冻结期盐水温度采用-18～-20℃。
1——冷却段：向土层供冷初期,土体逐渐降温以达到冰点；
1
2——过冷段：土体降温至 0℃以下时，自由水尚不结冰，呈现过冷现象； 3——突变段：水过冷后一旦结晶，就立即放出结冰潜热，出现升温现象； 4——冻结段：温度上升接近 0℃时稳定下来，土体中的水便产生结冰（t4）过 程，将矿物颗粒胶结成整体，形成冻土； 5——冻土继续冷却段：随着温度的降低，冻土的强度逐渐加大。
5
温度(℃)
盐水温度 去路
图3 冻结站盐水降温曲线
盐水温度 回路
0
0
-5
-5
-10
-10
-15
-15
-20
-20
-25
-25
-30
-30
-35
-35
1-10 1-17 1-24 1-31 2-7 2-14 2-21 2-28 3-7 3-14 3-21
日期(d)
3.2 原因分析
①根据地质资料，该冻结段地处现状河道，砾砂层下部分布一层卵石层，卵石 最大直径达 500mm，该层中地下水具有较高的流速，经采用同位素示踪法测得该段的 最大地下水流速达到 15m/d，这是地下水漫流时的测算结果，当部分地下水流速相对 小的地方冻结住后，地下水仅从暗河处流，这必将增大该处地下水的流速，从水文 孔的水位资料分析，地下水流速达到 40～60m/d。
gbr—每立方米盐水中氯化钙含量； v—盐水总体积； p—氯化钙含水系数 计算结果 G=33t。
2.3.3 管沟防护
1、为减少盐水在管路中流动时的冷量的损失，用保温材料把钢管封包住； 2、在管路两侧用砖各砌一道高 1.4m 的矮墙，墙顶用薄板覆盖，再用保温材料 满铺。
2.3.4 设备选型与配组
冻结帷幕止水工程选用螺杆制冷压缩机组 YSKF2-20 型 3 台，YSKF2-16 压缩机组 1 台，总装机容量 1700000Kcal/h。地层需冷量 51.50000Kcal/h，实际制冷量为 766000Kcal/h，实际制冷量大于地层需冷量，主要施工设备见表 1。
该设备具有如下优点： ①厂房占地面积小； ②安装方便，安装工程量小； ③制冷能力调节灵ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ； ④新型设备，制冷效率高。
主要施工设备表达式
表1
序号 1
名称 冷冻机
规格 YSKF2-20
单位 台
数量 3
备注
4
冷冻机
YSKF2-16
台
1
2
盐水泵
10SH-9
台
2
备用 1 台
3
循环水泵
10SH-10
台
2
备用 1 台
3、钻孔试漏：经测斜合格的冻结孔在使用前必须对每孔进行打压试漏，试验压 力为 2.5Mpa,稳压 30min,压力不变为合格。