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

编 号 1#联络通道 冻土壁厚度（m） ≥2.2 冷冻孔布设情况 冷冻孔数量（个） 60 110 60 布置形式 在一侧隧道布置 在一侧隧道布置 在一侧隧道布置 泄压孔 8 8 8 2#联络通道 ≥2.2、泵房≥2.8 3#联络通道 ≥2.0 （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。

③冻结系统辅助设备

盐水循环泵选用200S42A型2台，流量200m3/h。

冷却水循环选用IS125-100～250J型2台，流量200m3/h，电机功率30KW。 冷却塔选用NBL-50型2台，补充新鲜水15m3/h。 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，单根长度1m或1.5m。

（2）测温孔管选用Φ40×4mm，20#低碳钢无缝钢管。 （3）供液管选用Φ48×3mm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。

⑤用电负荷

总用电负荷约200KW/h。 ⑥其它

冷冻机油选用N46冷冻机油。 制冷剂选用氟立昂R-22。 冷媒剂选用氯化钙溶液。

测温孔和泄压孔是监测冻土帷幕形成过程和形成状况的必要检查手段，为保证监测孔全面反映冻结状况，布设的冻土帷幕监测孔必须具有代表性：

（1）在冻土帷幕的上、下、左、右四个方向各布置一个测温孔，深度1～5m；

（2）在对面隧道的冻土帷幕处同样布置4个测温孔；

（3）在拟开挖未冻结区域的上、下各布置一个泄压孔，深度分别为1.0m～3.0m；

（4）在对面隧道未冻区域上下各布置一个泄压孔。 7.4 冻结加固施工 7.4.1 冻结施工流程 冻结施工流程如图

冻结孔钻进 施工准备 施工机房、基础 冻结器安装 冻结站安装 盐水系统安装、保温 充R22、化Cacl2、试运转 积极冻结 设备保养 探 孔 监测

维护冻开挖封孔、注浆 撤 场 图4-2-1 冻结施工流程图

7.4.2 冻结孔钻进

冻结孔施工工艺以夯管法施工为主，以坑道钻进工艺为辅。夯管用于冻结孔施工，钻进法用于透孔施工和注浆辅助施工。

（1）冻结管、测温管和供液管规格

冻结管选用的φ89×8mm低碳无缝钢管，单根管材长度以1.5～2m为宜，采用对焊连接。测温管管材同冻结管。供液管采用40㎜焊接钢管。

（2）钻机和夯管设备

选用H190型夯管机1台，6m3/min空压机1台，电机总功率为37kW。夯管施工的工艺示意图见图。