联络通道冷冻法施工技术PPT课件
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3.3.4 管路选择: • （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。 3.3.5 用电负荷: • 总用电负荷约200kw/h。 3.3.6 其它: • 1.冷冻机油选用N46冷冻机油。 • 2.制冷剂选用氟立昂F-22。 • 3.冷媒剂选用氯化钙溶液。
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）。
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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≤1200mm，冻结帷幕交
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地层冻结原理简图
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冻结施工工艺
6
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
冻结孔封堵 冷冻站系统拆除
土层注浆充填
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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
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四、冻结孔施工
4.1 施工准备 4.2 冻结孔定位与管片开孔 4.3 冻结孔施工顺序 4.4 钻孔偏斜和终孔控制 4.5 冻结孔钻进与冻结管设置
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4.1 施工准备:
• 1.用φ48钢管在施工出入端头井内搭建脚手架，作 为连接隧道与地铁车站底层平台的便桥。
• 2.在隧道内敷设一条120mm2动力电缆，用于冻结 钻孔施工及隧道内冻结系统安装供电。
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4.2 冻结孔定位与管片开孔:
按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，孔位布置首 先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，应避开管 片接缝、螺栓、主筋、止水条和钢管片肋板，误差一般 不应大于100mm，其中包括4个穿透孔。 • 1.在正式开孔前，利用隧道管片上的补浆孔钻Ф38mm 小孔径探孔，检查地层稳定性。
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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， 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。
圈时间为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。
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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WYSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台。 3.3.3 冻结系统辅助设备: • 盐水循环泵选用IS125-100～200型1台，流 量200m3/h，电机功率30KW。 • 冷却水循环选用IS125-100～200C型1台， 流量200m3/h，电机功率30KW。冷却塔选 用NBL-50型二台，补充新鲜水15m3/h。
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冻结加固范围示意图
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冻结孔布置原则
• 根据所处地层及深度来确定冻结帷幕厚度，以满 足荷载的需要。冻结孔的布置要满足设计时间内 达到设计冻结帷幕的要求，使土层内形成一个封 闭的板块。
• 冻结孔放位时应避开管片主筋、螺栓、止水条， 避免对管片结构及防水的破坏。
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冻结孔剖面布置图
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冻结孔平面布置图
• 3.利用隧道内清水和排污管道，用于冻结孔打钻和 冻结站运转的供水和排污。
• 4.在联络通道施工工作面两端砌高约0.5m的泥浆挡 墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内环境整 洁。
• 5.用厚4~6cm的木板在联络通道处铺设冻结施工场 地，按不同位置的冻结孔钻进要求，用φ48钢管搭 建冻结孔施工脚手架。
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南京地铁二号线茶莫区间联络通道结构图 9
来自百度文库
三、冻结方案设计
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)
联络通道冷冻法施工技术
2009年5月23日
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联络通道冻结法施工
一：冻结法概论 二：隧道中线及联络通道控制点复核 三：冻结方案设计 四：冻结孔施工 五：冷冻站安装 六：积极冻结与维护冻结 七：开挖与构筑施工 八：融沉控制 九：监测监控 十：风险源及对策
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一、冻结法概论
• 人工地层冻结技术的发展地层人工冻结技术最早 于 1862年在英国应用 ,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2个工程 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。
3.3.4 管路选择: • （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。 3.3.5 用电负荷: • 总用电负荷约200kw/h。 3.3.6 其它: • 1.冷冻机油选用N46冷冻机油。 • 2.制冷剂选用氟立昂F-22。 • 3.冷媒剂选用氯化钙溶液。
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）。
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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≤1200mm，冻结帷幕交
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地层冻结原理简图
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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
冻结孔封堵 冷冻站系统拆除
土层注浆充填
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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
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四、冻结孔施工
4.1 施工准备 4.2 冻结孔定位与管片开孔 4.3 冻结孔施工顺序 4.4 钻孔偏斜和终孔控制 4.5 冻结孔钻进与冻结管设置
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4.1 施工准备:
• 1.用φ48钢管在施工出入端头井内搭建脚手架，作 为连接隧道与地铁车站底层平台的便桥。
• 2.在隧道内敷设一条120mm2动力电缆，用于冻结 钻孔施工及隧道内冻结系统安装供电。
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4.2 冻结孔定位与管片开孔:
按冻结孔施工图进行冻结孔孔位放线，孔位布置首 先要依据管片配筋图和钢管片加强筋的位置，应避开管 片接缝、螺栓、主筋、止水条和钢管片肋板，误差一般 不应大于100mm，其中包括4个穿透孔。 • 1.在正式开孔前，利用隧道管片上的补浆孔钻Ф38mm 小孔径探孔，检查地层稳定性。
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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， 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。
圈时间为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。
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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WYSLGF300Ⅱ型螺杆机组一台。 3.3.3 冻结系统辅助设备: • 盐水循环泵选用IS125-100～200型1台，流 量200m3/h，电机功率30KW。 • 冷却水循环选用IS125-100～200C型1台， 流量200m3/h，电机功率30KW。冷却塔选 用NBL-50型二台，补充新鲜水15m3/h。
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冻结加固范围示意图
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冻结孔布置原则
• 根据所处地层及深度来确定冻结帷幕厚度，以满 足荷载的需要。冻结孔的布置要满足设计时间内 达到设计冻结帷幕的要求，使土层内形成一个封 闭的板块。
• 冻结孔放位时应避开管片主筋、螺栓、止水条， 避免对管片结构及防水的破坏。
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冻结孔剖面布置图
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冻结孔平面布置图
• 3.利用隧道内清水和排污管道，用于冻结孔打钻和 冻结站运转的供水和排污。
• 4.在联络通道施工工作面两端砌高约0.5m的泥浆挡 墙，以免冻结孔钻进时泥浆四溢影响隧道内环境整 洁。
• 5.用厚4~6cm的木板在联络通道处铺设冻结施工场 地，按不同位置的冻结孔钻进要求，用φ48钢管搭 建冻结孔施工脚手架。
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南京地铁二号线茶莫区间联络通道结构图 9
来自百度文库
三、冻结方案设计
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)
联络通道冷冻法施工技术
2009年5月23日
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联络通道冻结法施工
一：冻结法概论 二：隧道中线及联络通道控制点复核 三：冻结方案设计 四：冻结孔施工 五：冷冻站安装 六：积极冻结与维护冻结 七：开挖与构筑施工 八：融沉控制 九：监测监控 十：风险源及对策
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一、冻结法概论
• 人工地层冻结技术的发展地层人工冻结技术最早 于 1862年在英国应用 ,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2个工程 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。