联络通道

5、维护冷冻
5. 1冷冻天数： 冷冻天数为自冷冻开挖直至联络通道二衬结构施工完毕后，方可 停止冷冻，拆除冻结站，注意这里冻结期间的45天。 5. 2冻结期间注意事项： （1）、冻结区严禁积水； （2）、冷却水进出水温差宜为3~5℃ ； （3）、盐水去、回温差：积极冻结期宜为1~4 ℃ ；开挖期间不宜大于 2℃；
下，构筑地下工程的一种方法。
一、联络通道冻结法施工内容
1、施工准备 2、冻结孔施工 3、冻结站总体布置 4、积极冻结 5、维护冻结
1、施工准备
施工准备内容
1、人员进场后针对施工过程中的施工技术交底、安全
技术交底内业等资料整理，相关作业管理人员培训； 2、水、电进场至施工作业面；
3、施工工作平台工字钢加工、搭设；
二、矿山法施工内容
1、预应力支架安装
2、应急安全防护门安装
3、冷冻开挖验收 4、施工前材料等准备 5、拉钢管片
6、通道矿山法施工
7、防腐、钻孔补强等收尾
8、充填注浆、融沉注浆
1、预应力支架安装
1. 1安装时间要求： 在正式冻结开机后15天之内将预应力支架安装完成。 1. 2安装数量、部位： 1个联络通道数量：左、右联络通道开口两侧各2榀，合计4榀，两 榀支架间距2.4m，在联络通பைடு நூலகம்两端沿隧道方向对称布置； 1.3预应力支架： （1）、采用通用隧道多边形型钢加工的支架； （2）、 每榀支撑有8个支点，由5个OLD50螺旋千斤顶提供预应力， 每个点须能承受最大500KN的径向荷载； （3）、施工时应及时将松驰各个千斤顶拧紧； （4）、超过支架最大可承担荷载后需采用其它方法对隧道管片进行 加强。 1. 3预应力支架安装目的： 在冻结开挖期间，冻土冻胀使隧道变形，预应力支架的安装，对 冻土冻胀起到反作用力，减少管片变形，对联络通道洞口的安全，起 到特殊的保护作用。
3 . 3冻结壁管片保温： 在冻结壁附近隧道管片内侧架设保温层，架设范围至设计冻结壁 边外2m，保温层采用泡沫保温材料，导热系数不大于0.04w/mk。 3 . 4化盐水（溶解氯化钙和机组充氟加油）： 盐水（氯化钙溶液）比重为1.25~1.27之间，将系统管道内充满清水 ，盐水箱充至一半清水，在盐水箱内（加过滤装置）溶解氯化钙，开 启盐水泵，边循环边化氯化钙，直至盐水浓度达到设计要求。 对制冷系统的检漏和氮气冲洗，在确保系统无渗漏后，再抽真空 ，充氟加油。
联络通道简介
联络通道结构型式
联络通道为直墙圆拱型结构。联络通道设计净宽为2.5米，净高为 2.75米。联络通道采用二次支护方式，初期支护采用250mm厚C25喷射 混凝土，二次衬砌采用厚度400mmC35模筑防水混凝土，抗渗等级为P10 。初期支护与二衬之间设EVA防水层。联络通道结构图如下图所示。
(5) 经济上较合理。
5、冻结岩土体的方法：从土体中吸热。 6、冻结的作用：含水、松散土体冻结后抗压强度明显提高。 7、冻结法处理对象：岩土体中的水在冻结过程中将发生明显
体积变化
8、冻土的形成 为构造高承载力和密封防水的冻土体，在土中相应位置 布置和施工冻结孔——安设冻结管，通过冻结管中循环的低 温冷媒剂将土体中的热量带出，使地层降温并使土中水结为
联络通道站房布置
3.4.2 冻结器安装 冻结管经检验合格后下放供液管和去回路羊角，供液管采用Φ48 聚乙稀管 ，冻结管端盖和去回路羊角均由经验丰富焊工焊接，要求 连接牢固、严密不得渗漏。 冻结器采用串联方式与集配液圈连接，联络通道顶部及两侧采 用3~4个冻结孔一串联，底部为4~5个冻结孔一串联，含冷板共20组。 冻结器与集配液圈之间以及各组冻结管之间均采用耐压不低于1Mpa 软管连接。在冻结器与集配液圈之间的连接管路上安装了控制阀门 和温度测点。
打孔施工图
3.4冻结施工 3.4.1冻结站安装 在冻结孔施工的同时进行冻结站 安装，盐水干管采用Φ159×6无缝钢 管，清水管道为Φ127×4.5无缝钢管 ，配置了两台TBS470-510型螺杆机组 ，各配置两台清水泵和盐水泵（各备 用一台），盐水泵型号ISW150-315， 功率30KW。清水泵型号IRG125-125 ，功率15KW。冷冻机、盐水泵、清 水泵各备用一台，系统设置为并联， 设备达到随时使用随时开启的状态。 在盐水循环系统最高部位安装排气阀 ，盐水箱安设盐水液面可视透明管， 并安装标尺，随时观测盐水液面标高 ；盐水箱内部设有液面低位警报；盐 水去回路设有温度及压力监测设备。
联络通道结构图
工程内 容
联络通道施工主要包括以下两大部分
冻结法施工概述及原理
1、冻结法概述
2、力学与热性质
3、盐水冻结系统
1、冻结法概述
1、人工地层冻结法定义：
用人工制冷的方法，将待开挖地下空间周围的土体中 的水冻结为冰并与土体胶结在一起，形成一个按设计轮廓 的冻土墙或密闭的冻土体，用以抵抗土体压力、隔绝地下
2.3钻孔： （1）、按设计冻结孔长度计算需要钻杆数量（钻具规格: Φ89 ×8mm ，每根钻杆1.5m）； （2）、选用1台MD-80型钻机钻孔，按设计要求调整好钻机位置，并固 定好，将钻头装入孔口装置内，采用干式钻进； （3）、将1根钻杆钻进后，再连接下一根钻杆，钻杆之间的缝隙需焊 接密实，直至钻进至设计长度; 2.4：注浆： 在钻孔结束后，通过旁通球阀对孔口管与钻杆之间的空隙进行注 浆回填，填充密实。 2.5：测斜 在完成冻结管总数的1/3，2/3以及全部钻孔结束时分三次对冻结管 进行测斜，冻结孔最大允许偏差15mm（冻结孔成孔轨迹与设计轨迹之 间的距离）。 2.6：打压试验: 目的：检验冻结管密封性，看是否存在漏水情况。 方法：封闭好孔口，用手压泵打水到孔内，至压力达到0.8Mpa时 ，停止打压，关好阀门，观测压力的变化，30分钟允许降0.05 Mpa后， 稳压15分钟无变化者为试压合格。
预应力支架结构安装图
左、右线预应力支架结构立面图
左、右线预应力支架结构平面图
2、应急安全防护门
2. 1应急防护门作用 ： 在通道开挖过程中突发涌砂冒水无法堵住情况下，采取关闭防护 门方式密闭联络通道，再通过门上加压气平衡水土压力防止通道坍塌 。 2. 2防护门安装： 在冷冻期间，开挖节点验收前5天，安装完成防护门，并由总承包 单位牵头联合专业分包单位、监理单位、土建部项目工程师、旁通道 督查组对安全防护门的密封性进行试压验收，确保密封性完好。 2.3防护门气密性试验要求： （1）、防护门耐压设计值为0.356MPa，打压试验值不得超过0.356 ； （2）、 防护门安装后，冻结验收前5天进行气密性试验 ，要求在不 停空压机试验气压保持0.274MPa为合格。
3、环境友好的施工方法 冻结只是临时创造冻土良好的承载、密封性能，为构筑
新的地下空间服务，施工完成后，根据需要可拔除冻结管，
冻土将解冻融化，土将逐渐恢复到未冻结状态。
在冻结法施工中，没有象喷射混凝土时的混凝土、板桩
施工时的钢板或注浆时的浆液材料那些附加物质进入地层。
冻结法不污染环境，是“绿色”施工方法
盐水配液圈
冻结站
制冷机、盐水箱
总去、总回盐水循环管路
冻结孔盐水循环管路
冷水循环管路
冷凝器 冷却水 节流阀 冷却水循环
冷媒剂循环
制冷循环
蒸发器
压缩 机
冻结管
盐水泵
盐水
制冷剂
冻结地层
冷冻理论图
4、积极冷冻
4. 1冷冻天数： 冷冻设计天数为40天，根据苏州旁通道施工技术指南再加5天，冻 结天数控制为45天。 4. 2冻结期间注意事项： （1）、冻结区严禁积水； （2）、冷却水进出水温差宜为3~5℃ ； （3）、盐水去回温差：积极冻结期宜为1~4 ℃ ；开挖期间不宜大于2 ℃；
4、配件加工施工作业； 5、冷却塔、冷冻机等设备进场。
冻结孔主要技术指标
冻 结 孔 特 征 一 览 表
其它钻孔特征一览表
2、冻结孔施工
冻结孔施工 1）.冻结孔放样
右线冻结孔放样
联络通道立体图
2、冻结孔施工
2.1孔口管定位及安装（一次开孔）： （1）、冻结孔开孔位置定位，误差不大于10mm； （2）、用开 孔器按设计角度开孔，开孔直径130mm,当开到深度 250mm时停止取芯钻进，安装孔口管; 孔口管安装方法： 1）.将孔口管处凿平，安好四个Φ12mm膨胀螺栓； 2）.在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝或棉丝等密封物，将孔口管砸进 去，膨胀螺栓和孔口管之间用等直径钢筋焊接； 3）.装上DN125甲阀，然后将甲阀打开，用开孔器从甲阀内二次开孔 ，开孔直径为108mm； 4）.一直将砼管片开穿，出现涌砂就及时关闭甲门； 2.2孔口管置安装：
热物理参数因素很多，温度、含水量、孔隙率、矿物含量、未冻水
含量等。确定土热物理参数比较复杂。
冻结粉砂
抗压强度
σ (MPa)
抗拉强度
θ (℃)
3、盐水冻结系统
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：与冻结管相连，将地层热量带出； 冷却水循环：将冷媒剂携带的热量释放于大气中； 联络通道冻结最基本，最简单概括：水的冰点是 0 ℃，盐水 的冰点是 -40 ℃，通过盐水在冻结管中的循环，将地层中的 水降至0℃以下（设计开挖节点验收前，盐水总去、总回温度 降至-28 ℃以下），令其冻结管周围地层水结冰（≥-10℃） ，形成冻结帷幕，提高冻土的抗压强度。从而在冻土的保护
4、方法具备的优点 (1) 安全性好，可有效的隔绝地下水；
(2) 适应面广，适用于任何含一定水量的松散岩土层，在复
杂水文地质如软土、含水不稳定土层、流砂、高水压及高地 压地层条 必要时 件下冻结技术有效、可行； 可以绕过地下障碍物进行冻结；
(3) 灵活性好，可以人为地控制冻结体的形状和扩展范围，
(4) 可控性较好，冻结加固土体均匀、完整；
孔号 C1 C2 距最近冻结孔距离 （mm） 1000 750 降到0℃日期 2015年5月27日 2015年5月22日 降到0℃天数 （天） 27 22 26 27 27 26 发展速度 （mm/d） 37.04 34.09 34.62 34.26 34.26 34.62 备注 左线 左线
C4
C5 C6 C7
应急安全防护门图
3、冷冻开挖验收
以竹~南区间联络通道测温数据为例，进行冻结开挖验收数据分析 主要为2个控制指标： 1、冻结壁冻结厚度设计为2m； 2、冻结帷幕平均温度，设计为﹥-10℃； 3. 1测温孔分析： 测温孔共设9个，右线布置6个，左线布置3个。测 温孔C1-C9内设有4个测温点，测温孔于2015年5月1日正式开始记录温 度。测温孔冻结发展速度分析见下表。 竹~南区间联络通道测温孔冻结发展速度一览表（发展最慢数）
水，并在冻土墙的保护下，进行地下工程的施工。
2、冻结土体性质的改变 若将含水地层（松散土层和裂隙岩层）在结冰温度下冷却，
岩石裂隙或土孔隙中的水转换成冰，岩土的性质将发生决 定性的变化。这一变化具有双重意义：
材料：（1）土体中水分冻结，提高一定范围内岩土的强度 （ 2 ）减低一定范围岩土体渗透性——创造新工程材 料 结构：在普通结构内部构建了新的工程结构。
3、冻结站总体布置
3 . 1冻结站总体布置：
3 . 2管路连接、保温与测试仪表： （1）、盐水管路和冷却水循环管路上要设置伸缩接头、阀门和测温仪 、压力表、流量计等元件； （2）、盐水管路经试漏、清洗后用泡沫保温材料进行保温，保温厚度 为50mm，保温层的外面用塑料薄膜包扎; （3）、集配液管与董洁管的连接用高压胶管，每组冻结管的进出口各 装阀门一个，以便控制流量； （4）、四周冻结管每4个串成一组，其他冻结管每5、66串联成一组， 分别接入集配液管，同时在每组冻结器接口处挂编号，便于应对突发 事故。
冰。
在冻结初期，冻土仅在紧靠冻结管周围形成冻土柱；随 冻结过程的继续，冻土柱渐渐扩大并相互连接，在预计的冻 结时间后，冻土体达到设计厚度——形成冻土。
2、力学与热性质
抗压强度：是冻土的主要力学性质
随温度减低，冻土抗压强度提高；
抗拉强度相对抗压强度较低，且随温度减低不再增加。 热物理参数：导温系数、热容、导热系数以及相变潜热等影响冻土
900
925 925 900
2015年5月26日
2015年5月27日 2015年5月27日 2015年5月26日