地铁盾构联络通道冷冻法

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1、地铁盾构区间联络通道冻结法施工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：事故案例一、冻结法概论人工地层冻结技术最早于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

2、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。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、

3、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。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

4、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。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。地

5、层冻结原理简图地层冻结原理简图氨（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，将地层热量带出冷却水循环：将制冷系统的热量释放于大气中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隧道支撑探孔试挖拆钢管片开挖、临时支护冻结孔封堵冷冻站系统拆除土层注浆充填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永久支护二、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

6、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≥200m³/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。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

7、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法施工、采用冻结法加固。东金2#联络通道位置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。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、，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。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