地铁盾构联络通道冷冻法ppt课件

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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；
1988年，凤台淮河大桥主桥墩基础工程； 1993年，上海地铁一号线1个泵站和3个隧道联络通道； 1998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； 2000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； 2005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。
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
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
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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。
• 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
冷媒剂循环：在冻结 管内循环，将地层热 量带出
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
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3.4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4Mpa，抗折1.8Mpa，抗剪 1.5Mpa，进行三维数值分析。
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年在英国应用 ，
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。
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பைடு நூலகம்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。
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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。
•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。
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。
此后德国、比利时、美国、法国、奥地利、荷兰、
前苏联、瑞典和日本等相继应用了冻结法。
• 冻结法最初应用最多的领域是矿山工程 ,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 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。
• 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
冻结孔封堵 冷冻站系统拆除
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。