地铁盾构联络通道冷冻法ppt课件
冻结法联络通道施工工法
7、冻结法联络通道施工工法7.1 施工顺序在第一台盾构机掘进贯通后立即开始联络通道施工，采用冻结法进行地层加固，然后采用矿山法在区间隧道内直接进行联络通道的开挖、初期支护、防水和衬砌施工。
由于盾构隧道内施工空间狭小，机械设备运输、转场困难，选择从最先贯通的隧道内向另外一侧隧道侧施工。
由于冻结加固和后续结构施工工序之间工艺要求衔接紧密，合理的安排各个联络通道的开工时间，是实现联络通道安全、快速施工的关键。
7.2施工流程①施工准备→②冻结孔施工和冻结管路安装→③积极冷冻，隧道管片加固保暖→④水平钻孔检验冻结效果→⑤打开钢管片→⑥联络通道开挖并实施临时支护，全过程维护冷冻→⑦防水层施工联络通道内衬结构施工→⑧冻结孔封孔、地层跟踪注浆、撤离。
7.3冻结加固方案施工7.3.1 冻结帷幕7.3.2 冻结孔布置及制冷（1）冻结孔的布置冻结孔开孔间距：冻结孔取0.8～1.0m。
冻结孔偏斜控制，原则上不允许内偏，为减少冻土挖掘量，应控制终孔径向外的偏角在0.5～1.0°范围。
终孔间距最大控制在1.4m之内。
根据施工工艺确定，冻结管选用φ89×8mm低碳钢无缝钢管。
联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量见表。
联络通道冻结施工冻结孔布置形式及数量一栏表（2）制冷①冻结参数确定设计盐水温度为-28℃～-30℃。
冻结壁厚度：3.0m。
冻结孔单孔流量不小于4m3/h。
冻结孔终孔间距Lmax≤1400mm，冻结帷幕交圈时间为35天，达到设计厚度时间为45天。
积极冻结时间为50天，维护冻结时间为60天。
为保证缩短冻结时间，保证整体冻结效果，在另一侧盾构隧道的联络通道冻结相应位置处在管片内部设置保温层。
测温孔和泄压孔分别为8个和4个，具体位置视现场情况而定。
测温孔一般定在终孔间距较大的位置。
②需冷量和冷冻机选型冻结需冷量计算：Q=1.2·π·d·H·K式中:H—冻结总长度；d—冻结管直径：φ89×8mm；K—冻结管散热系数：1.2；将上述参数代入公式得：Q=1.2·π·d·H·K =61989Kcal/h选用YSLGF300型螺杆机组2台套，设计工况制冷量为87500 Kcal/h，电机功率95KW。
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解读(39页)
温 度降至 -20℃以下；冻结 15 天盐水温度降至 -24℃以下；开挖时盐水温度降至 -28℃~ -30℃，去、回路盐水温差不大于2℃。如盐水温度和盐水流量达不到设 计 求要 ，应延长积极冻结时间。 ? (8)开挖区冻结孔布置圈冻结壁与地连墙交界处温度不高于－5℃，其他部位 冻结 壁平均温度为－10℃及以下。 ? (9)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。 ? (10)在洞门凿除及盾构到达前冰冻土体应有良好的自立性，并确保在凿除洞 门过 程中正面冰冻土体不产生渗水现象。 ? (11)洞门分层凿除时间过长时要在凿除面上敷设保温层，保温层采用阻燃 (或难燃 ) 的软质塑料泡沫软板，厚度 40mm ，导热系数不大于 0.04W/Mk 。
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2.6冻结孔施 工
? 垂直冻结孔施工，选用 XY-2 型钻机 2 台行进 施工，冻结管连接采用管箍焊接方式。 钻孔使用灯光测斜，冻结孔终孔偏斜控 制在1% 。
单个洞门冻结施工主要技术参数
序号 1 2
参数名称 冻结深度 m 17.8 冻结壁设计厚度 m 1.5
单位
数量
3
冻结壁平均温度 ℃ -10
? 垂直冻结孔冻结管选用Φ127× 4.5mm20# 低碳钢无缝管 ；
? 测温孔布置 ? 共布置测温孔 3个，深度和冻结孔相同，采用φ50×3mm
无 缝钢管。详见下图。
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垂直冻结孔平面布置 图
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盾构进洞垂直冻结孔剖面布置 图
冻结区
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盾构接收冻结加固及水中进洞接收课件
盾构接收需在保证安全的前提下，快 速、高效地完成接收作业，同时需采 取有效的土体加固措施，确保洞口土 体的稳定性。
盾构接收的重要性
保证隧道施工安全
盾构接收是隧道施工的关键环节 ，接收工作的顺利进行能够有效 避免隧道塌方等事故的发生，保 证施工安全。
提高施工效率
优质的盾构接收能够缩短工期， 降低施工成本，提高施工效率。
垂直冻结
在需加固地层的一侧或两 侧设置垂直冻结孔，使地 层垂直方向上冻结，适用 于深层土层的加固。
斜向冻结
在需加固地层的斜向设置 冻结孔，使地层斜向冻结 ，适用于特殊形状或结构 的加固。
冻结加固材料
低温盐水
作为冷冻剂，循环通过冻 结管，将地层中的热量带 走，形成冻结加固。
水泥浆
在冻结过程中或冻结后， 可向地层中注入水泥浆， 提高冻土层的整体性和强 度。
通过止水措施，如注浆、化学浆液等，将施工区域与周围水体 隔离，防止渗漏和涌水。
对地基进行注浆、搅拌桩等加固措施，提高地基承载力和稳定 性。
水中进洞接收方法
冻结加固施工
安装制冷设备、铺设制冷剂管 道、控制制冷剂流量等。
地基加固施工
进行注浆、搅拌桩等加固措施 。
施工准备
进行现场勘察、制定施工方案 、准备施工设备等。
冻结加固效果
冻结加固是盾构接收的重要环节，但有时会出现冻结效果不佳、加 固不均匀等问题，需要加强监测和调控，确保施工安全和质量。
进洞接收难度
盾构进洞时需要克服洞口土压力和水压力等作用力，保证隧道结构的 稳定性和安全性。
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成功完成盾构接收，保证了桥梁基础的稳 定性和安全性，有效防止了河水渗漏。
案例三：某隧道盾构接收工程
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）
第38页/共112页
第四章 盾构过站（调头式过站）
第39页/共112页
第四章 盾构过站（调头式过站）
第40页/共112页
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
盾构接收冻结加固及水中进洞接收课件
05 盾构接收的未来发展与挑战
盾构接收技术的发展趋势
智能化
随着人工智能和自动化技 术的发展，盾构接收技术 将更加智能化，实现自动 化监测、控制和决策。
精细化
未来盾构接收技术将更加 注重细节和精度，以提高 工程质量、减少施工误差 。
绿色化
环保意识的提高将促使盾 构接收技术向更加绿色、 低碳的方向发展，减少施 工对环境的影响。
度。
进洞施工
在冻土墙的保护下，进 行盾构机进洞施工。
水中进洞接收技术的优缺点分析
优点
有效提高土体的强度和稳定性，防止盾构机进洞时发生坍塌和水涌现象 。
可用于各种复杂的水文地质条件，特别是在软土、砂土等不良地质条件 下效果显著。
水中进洞接收技术的优缺点分析
• 施工速度快，对周围环境影响小。
水中进洞接收技术的优缺点分析
盾构接收冻结加固及水中进洞接收 课件
• 盾构接收概述 • 冻结加固技术 • 水中进洞接收技术 • 盾构接收案例研究 • 盾构接收的未来发展与挑战
01 盾构接收概述
盾构接收的定义与特点
盾构接收定义
盾构接收是指盾构机在掘进到达预设的接收工作井时，完成 盾构隧道与接收工作井之间的对接，实现隧道贯通的过程。
缺点
需要特殊的冻结设备和制冷剂，设备投资较大。
冻结过程中需要消耗大量的能源，且对环境有一定影响 。
需要对冻土墙进行监测和维护，增加了施工难度和成本 。
04 盾构接收案例研究
案例一：某地铁盾构接收工程
总结词：成功应用
详细描述：该地铁盾构接收工程采用了冻结加固技术，成功实现了盾构机的安全 接收。通过合理的方案设计和施工组织，有效控制了盾构接收过程中的风险，保 证了工程的顺利进行。
地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法(2)
地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法一、前言随着城市建设的不断发展壮大，地铁成为了现代城市交通运输的重要组成部分。
地铁的建设离不开隧道施工，而盾构法是地铁隧道施工中被广泛采用的方法之一。
然而，部分地区的土层条件复杂，存在着水沙流失、地裂缝等问题，给盾构施工带来了很大的困难。
为应对这些问题，地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法应运而生。
二、工法特点地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法是利用低温冻结土层，在冷冻作用下保证施工安全进行的一种方法。
其主要特点包括：1. 在地铁隧道盾构施工过程中，通过在洞口周围地层注入冷却剂，使地下土层迅速冷却并形成冻结带，形成有效的施工隔离带，提高盾构施工安全性；2. 冰冻法施工不仅能限制地下水的渗流，从而避免地下水撤托引起的地表下沉和地裂缝，还能稳定周围土层，减少沉降；3. 通过低温冻结技术扩大施工面积，提高施工效率，减少工期；4. 适用于高风险地层和复杂地质条件下的盾构隧道施工。
三、适应范围地铁盾构隧道冰冻法进洞施工工法适用于以下情况：1. 土层含水量较高，地下水位较深的区域；2. 土层中存在裂隙、沉降等问题；3. 施工地层较软且容易流失、塌陷的地区；4. 施工地层存在高风险岩溶、高风险断层等问题。
四、工艺原理1. 连续冷冻技术：通过在盾构施工前进行连续冷冻处理，将盾构进洞面的土层冻结成一定厚度的冻结带，形成临时的施工隔离带，确保盾构施工的安全进行。
2. 导管排列技术：在进洞面外设置多个导冷管，将低温冷却剂注入土层中，实现对土层的冷冻处理。
3. 温度监测技术：通过设置温度传感器，实时监测冻结带厚度和温度变化，以确保冷冻效果。
五、施工工艺1. 前期准备：确定施工地点和施工方案，组织施工人员和设备。
2. 冻结设计：根据地质情况制定冷冻设计方案，确定冷冻带的厚度和温度要求。
3. 冻结施工：按照冷冻设计方案，将低温冷却剂注入土层中，形成冻结带。
4. 盾构进洞：在土层冻结达到要求后，开始盾构进洞施工。
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。
精品课件
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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。
精品课件
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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； 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。
精品课件
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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
地铁隧道内施工冷冻法联络 通道融沉注浆施工工法(2)
地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法一、前言随着城市地铁建设的不断发展，越来越多的地铁线路需要穿越复杂的地质条件和地下管线，施工难度和风险也随之增加。
为了解决在地铁隧道内施工中遇到的困难，出现了地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法。
本文将对该工法进行详细介绍。
二、工法特点地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法具有以下特点：1. 高效快速：采用冷冻法可以快速冻结周围土壤，提供良好的施工条件，大大缩短了施工周期。
2. 安全可靠：通过冷冻法冻结土壤，可以防止地面沉降和隧道结构损坏，确保施工过程的安全与稳定。
3. 环保节能：冷冻法不会产生大量废弃物和污染物，对环境影响较小，同时也能节约能源。
4. 适应性强：冷冻法在各种地质条件下均可应用，适用于不同类型的地铁隧道施工。
三、适应范围地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法适用于以下情况：1. 地铁隧道穿越软黏土、含水层等地质条件复杂的区域。
2. 地铁隧道穿越已有地下管线、建筑物等需要保护的区域。
3. 需要对地铁隧道内进行连续施工的情况。
四、工艺原理地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法的工艺原理是通过冷冻法冻结周围土壤，形成冷冻墙，防止地面沉降和隧道结构破坏。
具体包括以下几个步骤：1.冷冻孔钻进：使用冷冻孔钻进地下，选择合适的位置，打孔并注入冷冻液体。
2. 冷冻液循环：通过冷却系统将冷冻液体循环注入孔洞中，冷冻土壤形成冷冻墙。
3. 联络通道融沉：在冷冻墙内，使用融沉装置将隧道结构逐步向下沉降到设计位置。
4. 注浆加固：通过注浆设备将注浆材料注入隧道结构和冷冻墙之间的空隙，增加结构的稳定性和承载力。
五、施工工艺地铁隧道内施工冷冻法联络通道融沉注浆施工工法的施工工艺包括以下环节：1. 设计和准备：确定隧道的设计方案和施工计划，并准备所需的机具设备、材料和人员。
2. 冷冻孔钻进：使用冷冻孔钻进地下，确定孔洞的位置和数量，并进行冷冻液体的注入。
(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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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
10
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
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。
16
17
18
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。
4
•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。
3
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。
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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。
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。
地铁盾构区间 联络通道冻结法施工
1
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
Hale Waihona Puke 九：监测监控十：应急预案
十一：风险源及对策
十二：事故案例
2
一、冻结法概论
•
人工地层冻结技术最早于 1862年在英国应用 ，
• 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。
6
地层冻结原理简图
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地层冻结原理简图
8
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
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。
• 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
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。