隧道冻结法技术大全

隧道冻结法技术大全

一、水平冻结施工技术

二、冻结法基坑围护型式及其应用

三、冻结法施工工法

四、地铁冷冻法施工工法

五、冻结法在地铁盾构隧道联络通道施工中的应用

六、冻结法凿井技术

一、水平冻结施工技术

1.水平冻结设计

1.1设计原则与关键技术

1.1.1设计原则

⑴在水平冻结加固后，保证在隧道掘进过程中围岩具有足够的稳定性，确保施工安全。

⑵保证施工过程中引起的地层沉降满足设计要求，以确保地面建筑物和地下管线的安全.

⑶满足环境保护及施工供水、供电能力要求。

⑷进行系统的施工监测，实现信息化施工。

1.1.2关键技术

⑴冻结孔施工

为了确保冻结孔的施工质量，先在钻孔工作面（钻孔桩和旋喷桩复合结构）用金钢石取芯钻开

孔，并埋设孔口管，正常钻进采用跟管钻，孔口安装密封装置，使泥浆在封闭系统中循环，并用特

制的精密水平孔陀螺仪测斜，以确保钻孔质量与施工安全。

⑵在积极冻结期内，根据监测信息控制冻土帷幕的温度，保证帷幕形成的强度和均匀性.

⑶冻胀融沉的控制

1.2冻结段划分及施工顺序

山于水平冻结段施工81.86m,且在缓和曲线上，根据水平孔钻进技术条件，隧道分两段冻结。

第段冻结长度为55m,第二段冻结长度为37m,两段冻土帷幕间的搭接长度为10m。在第段掘进

至45m时，现浇400mm厚的钢筋混凝土墙密闭开挖工作面，并回头将断面径向扩大1.3~1.4m,长4m

的隧道断血，作为第二段隧道冻结施工作业面。其冻结段划分见图2-13-2-1。

施工顺序为：明挖段工作井施工一第一段隧道冻结孔钻进f积极冻结f冻结维护及第一段隧道

掘进及初衬施工一扩大段施工f第一段隧道地基强制化冻、注浆和施工内衬一第二段隧道冻结孔钻

进f积极冻结一第二段隧道掘进和初衬施工一第二段隧道地基强制化冻、注浆和施工内衬一停止冻

结及进行其它冻结孔注浆一冻结设备拆除。

1.3冻土帷幕设计

1.3.1设计基础资料

取土的平均容重为19kN/m,变形模量为6MPa,泊松比0.395。取冻土（平均温度-1。。0的变形

模量150MPa,泊松比0.3,设计抗折强度为L8MPa（上海地区淤泥质粘土的极限抗折强度试验值为

2.8-3MPa）,单轴抗压强度5MPa。取地面超载为67kPa（约为土层承载力的2/3）。隧道覆土厚度按

11m考虑。

1.3.2冻土帷幕结构形式

冻土帷幕的断面形状与隧道开挖断面相似，其有效厚度为L4m,见图2-13-2-2。

1.3.3冻土帷幕的承载力计算

取出冻土帷幕及地层的一个截面，按线弹性平面应变问题计算冻土帷幕的应力、应变分布。取

模型的宽度为24m,高度为28m。

用有限元法进行冻土帷幕的受力与变形计算。经ANSYS计算，结果见表2-13-2-1。从表中可以

看出，冻土帷幕的承载能力是足够的。

图2-13-2-1

函

2

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1

3

—

2

—

2

冻土帷幕结构图

说明：

1、图栅弑懒冻结3。天时开孔位置的陈土惟制蝴献

2、冻土解痛趣根据上海地区类微层超施工期结果并

参考竖井糕壁计算方法确定.

3、本图靴姆米计（地）.

计算最大应力及安全系数

项目抗拉（抗折）抗压

计算值0.466Mpa1.32MPa1.41MPa

位置底拱内缘中部底拱外缘中部底拱与左侧墙交接处内缘

强度指标1.85.05.0

安全系数3.833.783.54

1.3.4冻结孔、测温孔、泄压孔布置与冻土帷幕形成预计

为了使冻土帷幕提前交圈，有利于提高冻土帷幕的均匀性，采用较小的冻结孔控制间距，根据

隧道断面，并保证在隧道扩大断面处在扩大断面后冻结帷幕有效厚度＞L4m。卷段冻结孔数量都为

28个，其中第一段冻结孔长55m,冻结孔开孔间距为879mm,开孔位置与开挖边界的距离为600mm,

第二段冻结孔长37m,冻结孔开孔间距为809mm,开孔位置与开挖边界的距离为300〜600mln,两段

冻结孔钻孔与隧道中心线的夹角都为1°,允许偏斜率为8%。，冻结孔沿隧道线路呈放射状钻进，成

孔最大间距都不大于L65m。每段测温孔设置二个，布置在终孔间距最大的相邻两冻结孔中间内侧

0.3m处，其深度分别为55nl和37m,孔内根据地层情况布置5〜8个测温点。卸压孔一个，布置在

冻结布置图内侧L5m靠近隧道中心线处，其孔深分别为45m和30m,孔口安装1”泄压阀和2MPa压

力表。其冻结孔、测温孔、泄压孔布置见图2-13-2-3、图273-2-4。

冻土帷幕扩展厚度根据上海地区类似地层冻结施工实测结果并参考竖井冻结壁计算方法确定。

设计冻土帷幕交圈时间为30d,积极冻结时间为35do开挖时的冻结壁有效厚度为1.4m。其冻土帷

幕形成预计见图273-2-2,图2T3-2-5给出了掘进到不同位置时,冻土帷幕的扩展边界。可以看

出，由于采用放射状布孔，掘进时冻土进入隧道开挖断面很少，这样，既有利于初衬喷射混凝土施

工，又可增加冻土帷幕有效厚度，保证扩大断面在扩大后其冻土帷幕厚度大于L4m。

L4冻结技术参数

图2-13-2-3

0,

__________________________单位：M

蠲：

1,冻部度就511.

2、冻翻间靛布置蒯长。

3、冻狗按放料钻进,蚓偏觞L。度.

4、开孑啦置误差不大于1。加：钻赫M许霆加骗；处瞰孔控制间距机.65m

5、采用还止拈头，糕管腌钻电

6、螭管用0108x8眦无翻管加工，黑纹连接，并用手工补熔每栽管林长1.5~2m.

7、麟孔魁安飘晦封装最

8、螭管艇为0.7~岫.

9、麻懦孔二个，布置在终孔飕最大的相邻两冻翻中间内蜗3唠，其深度为55m.

10.溟画一个，布置在冻结布懿神口嘘近隧道中心殿，其孔麻为45@,允许偏斜

翱1%.

11.相靴涯米计（曲）.

Q.

第二段冻结孔布为图

说明：

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说明：

冻结帷幕的扩展边界图1、图栅越不同冻结时间或触进尺的冻土推耕躺度.it

切赫35天开域电觥速度按W/烤鼠

2、冻土椎耕展速度翻上海地区类飒层螭施工实螭果并

实理I又#也仕腔日管七吐池亡

1.4.1冻土帷幕温度

有效冻土帷幕的平均温度不高于T0℃,开挖时冻土帷幕表面温度低于-3℃。

1.4.2冻结盐水温度

设计最低盐水温度为-26C〜-30℃,并要求冻结7d盐水温度达到-20C,维护冻结时不升高盐

水温度。

1.4.3冻结孔单孔盐水流量：7~10m7h»

1.4.4冻结管规格：6108X8mm无缝钢管。

1.4.5第•段隧道施工积极冻结时间35d,维护冻结工期80d。

第二段隧道施工积极冻结时间35d,维护冻结工期60d。

1.4.6冻结需冷量：取冻结管的散热系数为300kcalh'm2,冷量损耗为20%,第一段和第二段

的冻结管长度分别为1595m和1073m,得冻结需冷量分别为：

Q!=0.108X3.1416X1595X300X1.20=194455kcal/h

Q2=0.108X3.1416X1073X300X1.20=131061kcal/h

1.5主要冻结施工参数见表2-13-2-2.

主要冻结施工参数表

参数

序号参数名称单位备注

第一段第二段

1冻结长度m5537两冻结段搭接10m

2冻土帷幕设计有效厚度m1.41.4

3冻土帷幕平均温度℃-10-10

4冻土帷幕交圈时间d3030

5积极冻结时间d3535

6冻结孔个数个2929包括1个补孔

7冻结孔开孔间距mm879809

参数

序号参数名称单位备注

第一段第二段

设计冻结孔外偏斜冻结孔与隧道中心

8O11

角线的夹角

冻结孔终孔控制间

9m1.651.65

距

10冻结孔允许偏斜%088

11设计最低盐水温度℃-26〜-30-26〜-30

12维护冻结盐水温度℃-20〜-30-20〜-30

13单孔盐水流量m3/h7~107~10

14冻结管规格mm108x8“108x8无缝钢管

15测温孔/卸压孔个数个2/12/1管材规格同冻结管

16测温孔/卸压孔深度m55/4537/30

包括两个冻结段的

17钻孔总长度m17501177冻结孔、测温孔、卸

压孔

18冻结站最大制冷量kcal/h240000不利工况条件

2.水平冻结施工

2.1冻结法施工各阶段施工作业内容

冻结法施工各阶段作业内容见表2-13-3-1。

冻结法施工各阶段作业内容表

准备期积极冻结期冻结维护期解冻期

钻孔

冻结开挖隧道

插入冻结管工程完成

管及冻土

测定精度初支封闭停止机械运转

冷冻帷幕

漏水试验停冻

液配形成地基加固注浆

冷冻液配置管内注浆充填

置浇注混凝土内衬

配管隔热

确定周围建筑施工

冷冻液

警戒值

循环

钻孔冷冻液温度、流量管理

监测

地温冻土壁温度测定及监视

仪器地表沉降、地面建筑

冻胀量地面冻胀、冻土壁变形及地下水

安装物监测

地下水位位测定及监视

测试

冻土层变形地表沉降、地面建筑物监测

精度检测

地表沉降

冷冻机安装

冷冻输电设备安装

开始运

设备供水设备安装冷冻机运转管理撤出基地

转

安装耐压漏水试验

设备组装调试

注：准备期可进行冻结管、输液管、监测设备和冷冻设备安装平行作业。

2.2确定冻结法施工差异警戒值

在冻结法施工准备阶段，为确保安全施工，控制地面建筑物倾斜或开裂，应对冻结法施工段范

围内的建筑物和管线的位置、使用年限进行实地细致的调查，并作出其强度、刚度和最大变形的评

价，以确定安全的差异施工警戒值，根据警戒值，调整冻结设计施工技术参数。

2.3冻结法施工工艺流程

冻结法施工工艺流程见图2T3-3T。

图2-13-3-1

施工准备

测量布孔

I

钻机就位—>钻孔、冻结管安装一钻孔测斜及纠偏

I

制冷站及管路安装供液管安装

I

--------->充1^22、化CaC12试运_______

I

设备检修保养—>正常运转------------->检测

!

形成冻结帷幕----------

!

冻结帷幕维护及隧道开挖<

I

隧底解冻及地基注浆加固

I

混凝土内衬

I

停冻、冻结管注浆

I

制冷站及管路拆除

I

回填注浆

冻结法施工工艺流程图

2.4冻结法施工工序及施工方法

2.4.1冻结孔施工

2.4.1.1冻结管、测温管、卸压管和供液管规格

冻结管选用8108X8mm低碳无缝钢管，单根管材长度为1.5〜2m,采用螺纹连接并手工补焊,

测温管和水文管管材同冻结管。

供液管“62X6mm用增强聚乙烯塑料管或15,钢管。

2.4.1.2打钻设备选型

选用MKG-5s型钻机2台。

选用BW-250/50泥浆泵2台，流量为2501/min。钻机和泥浆泵总功率为41kwo

采用冻结孔钻进专用组合钻具跟管钻进。钻孔测斜采用特制的TYT型高精度水平钻孔陀螺测

斜仪，钻孔浅部用经纬仪灯光测斜校准。

2.4.1.3冻结孔质量要求

根据施工基准点，按冻结孔施工图布置冻结孔。孔位偏差不应大于lOOmmo冻结孔孔径110晒。

冻结孔钻进深度误差为-0.2〜+0.3m。

钻孔偏斜率控制在0.8%。以内。成孔最大间距不大于1.65m。

2.4.1.4钻机平台搭建

钻机平台采用满堂脚手架管搭建，脚手架管平面间距为0.6mX0.6m。平价满铺60mm厚松木板,

钻机底盘下垫200mmX200mm方木。根据冻结孔位置，分层加高钻机平台。

2.4.1.5冻结孔开孔

冻结孔用中160mm金刚石取芯钻开孔。每个钻孔安装孔口管，孔口管用*159X8mm无缝钢管加

工。钻进时，孔口管安装孔口密封装置。

2.4.1.6冻结孔钻进与冻结器安装

(D按冻结孔设计方位要求固定钻机。随钻进放入冻结管。冻结管下到设计深度后密封头部。

(2)为了保证钻孔精度，开孔段钻进是关键。钻进前10〜20m时，要反复校核钻杆方向，调整

钻机位置，并用经纬仪或陀螺仪检测偏斜无问题后方可继续钻进。

(3)冻结管下入孔内前要先配管，保证冻结管同心度。下好冻结管后，用测斜仪进行测斜•，然

后复测冻结孔深度。冻结管长度和偏斜合格后密封冻结管头部，并进行打压试漏。冻结孔试漏压力

控制在0.7-1.OMPa之间，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。

(4)冻结管安装完毕后，用堵漏材料密封冻结管与孔口管的间隙。

(5)在冻结管内卜入供液管。供液管用管箍连接，供液管底端焊接0.2m高的支架。然后安装去、

回路羊角和冻结管端盖。

(6)测温孔施工方法与冻结管相同。

2.4.2冻结制冷系统安装

2.4.2.1冻结制冷设备选型与管路设计

(1)选用YSKF600型冷冻机组1套,YSKF300型冷冻机组各2套(其中1套备用)。当盐水温度在

-30r,冷却水温度为28℃时，冻结站的制冷量约为240000kcal/h,冷冻机组电机总功率为305kw。

(2)选用8Sh-13(A)盐水循环泵2台(其中1台备用)，流量270m7h,扬程36m,电机功率45kw；

选用IS200-150-250冷却水循环泵1台，流量400m：'/h,扬程20m,电机总功率37kw；。

(3)选用DBN3-200型冷却塔2台，电机总功率Hkw。

(4)设盐水箱一个，容积6n

(5)盐水干管和集配液管均选用d)219X8mm无缝钢管，盐水干管长度为380%集、配液管与羊

角连接选用L5”高压胶管。

(6)冷却水管用5"焊管,在冷冻机进出水管上安装温度计。

(7)在去、回路盐水管路上安装压力表、温度传感器和控制阀门。在盐水管出口安装流量计。

(8)在配液圈与冻结器之间安装阀门二个，以便控制冻结器盐水流量。

(9)在盐水管路的高处安装放气阀。

(10)盐水和清水管路耐压分别为0.7MPa和0.3MPao

(11)每个冻结站的冷却水用量为30m7h,最大总用电量约398kw„

(12)其它

①冷冻机油：选用N40冷冻机油。

②制冷剂：选用R22制冷剂。

③冷媒剂：用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。盐水比重为1.265。

2.4.2.2冻结站布置与设备安装

站内设备主要包括配电柜、冷冻机组、盐水箱、盐水泵、清水泵、冷却塔及清水池等。冻结站

布置主要设备布置见图2-13-3-2。设备安装按设备使用说明书的要求进行。

2.4.2.3管路连接、保温与测试仪表安装

盐水和冷却水管路用管架直接铺在地面上，法兰连接。去、回路盐水干管用管架固定在工作井

井壁上。温度计、压力表和流量计安装按设计进行。盐水管路经试漏、清洗后用聚苯乙烯泡沫塑料

保温，保温层厚度为50mm,保温层的外面用塑料薄膜包扎。

冷冻机组的蒸发器及低温管路用50mm厚的软质泡沫塑料保温,盐水箱和盐水干管用50mm厚的

聚苯乙烯泡沫塑料板保温。

2.4.2.4溶解氯化钙和机组充氟加油

先在盐水箱内注入约1/4的清水，然后开泵循环并逐步加入固体氯化钙，直至盐水浓度达到设

计要求。溶解氯化钙时要除去杂质。盐水箱内的盐水不能灌得太满，以免高于盐水箱口的冻结管盐

水回流时溢出盐水箱。

机组充氟和冷冻机加油按照设备使用说明书的要求进行。首先进行制冷系统的检漏和氮气冲

洗，在确保系统无渗漏后，再充氟加油。

2.4.3枳极冻结与维护冻结

2.4.3.1冻结系统试运转与积极冻结

设备安装完毕后进行调试和试运转。在试运转时，要随时调节压力、温度等各状态参数，使机

组在有关工艺规程和设计要求的技术参数条件下运行。在冻结过程中，定时检测盐水温度、盐水流

量和冻土帷幕扩展情况，

图2T3-3-2

1

s

T

00l

必要时调整冻结系统运行参数。冻结系统运转正常后进入枳极冻结。要求一周内盐水温度降至-20℃

以下。

2.4.3.2试挖与维护冻结

根据水文孔观测确定冻土帷幕已经交圈，并根据实测温度判断冻土帷幕达到设计厚度后，再用

取芯钻打入冻土帷幕内部未冻土中2m以上，确认冻土帷幕内无动水。然后，可以分区打开工作井井

壁。开挖至土层内后，实测冻土帷幕的厚度、表面温度和变形，如已达到设计要求，则可进入正常

施工，否则应停止掘进，加强冻结，并分析原因，采取相应措施。

隧道正式掘进后进入维护冻结期。原则上，掘进期间的维护冻结盐水温度与盐水流量与积极冻

结相同，如施工中根据实测分析，确实证明冻土帷幕扩展速度比预计的要快，冻土帷幕有足够的承

载力与稳定性，已满足设计要求，可以适当提高盐水温度，但最高不能高于开始做内衬后，

在确保外衬安全的情况下，可以提高盐水温度，甚至提前停止冻结。

2.4.4隧道开挖及支护

当冻土层有效厚度及强度达到要求，冻结施工进入维护冻结期后按弧形导坑分部开挖法进行施

工，其施工示意图见图2-13-3-3,工艺流程图见图2-13-3-4,开挖时，首先选用人工开挖未冻结的

土层，再利用风镐掘进冻土。注意：冻结帷幕暴露面温度不得高于-5C,且暴露时间控制在24h内，

同时，在喷射混凝土中掺加复合早强剂。

2.4.5隧道衬砌

2.4.5.1保证衬砌厚度及钢筋搭接长度。

2.4.5.2严格控制测量，防止隧道欠挖，钢筋绑扎时，专人负责，环向、纵向钢筋搭接长度分

别为钢筋直径的35~25倍。

2.4,5.3保证混凝土设计强度

为保证衬砌强度不低于C30的要求，施工前应作混凝土配合比试验,通过试验确定最佳配合比,

并严格加以控制，使之达到设计要求。

图2-13-3-3

I

Q

注；I、冻结法支护2、上台阶开挖皿、拱部初期支

护4、下台阶开挖V、底部注浆加固，下部初期支护

VI、铺设防水板，浇筑仰拱皿、模筑二次混凝土恤、冻

结管充填注浆

冻结段隧道施工顺序示意图

图2-13-3-4

冻结法支护

上台阶开挖

I

拱部初期支护

下台阶开挖

底部注浆加固，下部初期支护

铺设防水板，浇筑仰拱

模筑二次混凝土

冻结管充填注浆

冻结段隧道施工流程图

2.4.5.4保证立模质量

衬砌采用自制的简易钢模板台车施工，立模时严格控制模板外形尺寸不能侵入衬砌内轮廓线,

并向外不超过50mm,由跟班测量人员负责，并堵

好堵头板，以保证模板接缝外不漏浆液。

2.4.5.5保证混凝土施工质量

为加快混凝土硬化和防止局部冻坏，混凝土内加入水泥重量2.5%~4%的J851早强防冻减水剂

和水泥重量39r蜴的MRT早强防冻剂，这两种材料具有改善混凝土的和易性和密实性，增强混凝土

的抗渗性能及耐冻性，并在施工时加强混凝土振捣，杜绝蜂窝麻面。

2.4.5.6加强混凝土施工的连续性。

2.4.5.7加强对混凝土养护，以防止冻土对混凝土有冻害.

2.4.6隧道地基强制解冻和停止冻结

施工完初衬后，在隧道下方的6个冻结孔中循环热水，使隧道地基的冻土帷幕解冻。然后进行

隧道地基注浆处理。水加热的电热管总功率为100kWo注完浆后，浇筑混凝土内衬，完工后即可停

止冻结0停冻后截去孔口管，然后在孔口管内抽出盐水后注浆充填。

2.4.7制冷站和供冷管路拆除

拆除制冷站和供冷管路的时机及要求为：

1.衬砌施工完后，停止冻结并拆除制冷站，注意：停止冻结后仍需加强观测。

2.解冻过程中应经常观测隧道发生的变化，发现问题及时处理。

2.4.8回填注浆

在进行混凝土浇注时，埋设注浆管，再根据监变形资料确定注浆量，进行跟踪注浆，以控制和

消除冻土的融沉，注浆工作一直持续到监测工作结束。

2.4.9扩大断面施工技术措施

1.现浇400mm厚的钢筋碎墙密闭开挖工作面

2.检测冻结帷幕的冻结厚度，使之大于1.4加

3.短进尺分块刷大隧道断面,并及时施作加强支护。

4.施工过程中加强监测，做好信息化施工。

3.冻结法施工监控量测

为了确保水平孔冻结暗挖隧道安全优质、按时完成，且保证周围建筑物及地下管线安全，须对

冻结系统、地面、地层和支护结构进行必要的监测，使监测的信息资料得以及时反馈，及时调整施

工技术参数，指导施工，以便调整施工工艺并采取措施。

3.1监测内容

3.1.1水平钻孔施工监测内容

3.1.1.1钻孔长度

3.1.L2铺设冻结管长度

3.1.1.3冻结管偏斜

3.1.1.4冻结器密封性能

3.1.1.5供液管铺设长度

3.1.2冻结系统监测内容

3.1.2.1冻结器进出口盐水温度

3.1.2.2冷却循环水进出水温度

3.1.2.3冷冻机排出口温度

3.1.2.4盐水泵工作压力

3.1.2.5冷冻机排出口压力

3.1.2.6制冷系统冷凝压力

3.1.2.7制冷系统气化压力

3.1.3冻结壁监测内容

3.1.3.1冻结壁内测温孔温度

3.1.3.2冻结壁断面水文泄压孔压力变化及温度变化

3.1.3.3开挖后冻结壁隧道围岩的变形位移

3.1.3.4开挖后冻结壁的温度

3.1.4支护结构及地表、地面建筑、地下管线、构筑物变化的监测

3.2监测方法、手段及说明

3.2.1水平冻结孔偏斜的监测使用水准仪、经纬仪，结合灯光进行。冻结器密封性能的监测采

用管内注水，电动试压泵加压的方法试漏，试漏程序及指标符合水平孔冻结器设计要求，每孔测量

一次。

3.2.2温度监测

盐水系统和冻结壁温度监测，使用标定的MS-100型电脑自动测温仪测量。制冷系统和冷却水

循环系统以及冻结壁周边围岩温度使用点温仪并结合精密水银温度计测量，监测频率每天广3次，

必要时每2h•次。

3.2.3压力监测

制冷系统和盐水系统的工作压力安装通过压力表量测，制冷高压系统选用0'2.5Mpa压力表，

中低压系统选用6Mpa压力表，监测频率每2小时一次。

3.2.4位移监测

地面各测点的位移监测使用水准仪、经纬仪、塔尺和钢尺，隧道内位移量测使用收敛仪、钢尺、

水准仪、经纬仪。

位移监测频率：

地面为每天1〜2次，必要时，随时跟踪监测

开挖工作面：每一开挖循环一次，必要时加强监测频率。

4.冻胀及融沉预防措施

土层冻胀主要是土层中水结冰膨胀引起，影响因素除含水量的多少外，还与冻土压力大小、

冻结速度快慢、冻结温度高低、冻土中水量补给状况等因素有关。

冻土的融沉是相对冻胀产生的，因为冻土融化后，土中水分因自重作用淅出，融土在围岩压力

及颗粒自重作用下，压缩体积引起融沉。

拟采取以F措施控制冻胀和融沉：

4.1加强冻结壁温度、厚度监测，及时调节冻结盐水温度和冻结时间。

4.2在开挖断面内外，视地层情况通过泄压孔减少冻胀压力，控制冻胀影响范围和方向。

4.3降低盐水温度，加大盐水流量，以利加快冻结壁发展速度，减少冻土的水分位移，即减少

冻胀。

4.4在隧道开挖过程中，预埋注浆孔，在冻结壁融化时，视融沉发展情况，及时跟踪压密注浆

控制融沉。

4.5在地面和开挖隧道断面内设测点，跟踪监测地面及冻结壁周边围岩的位移情况，及时分析,

及时处理，视情况可分别采用液氮冻结法补强、泄压、注浆措施控制位移、冻胀、融沉等情况。

5.冻结法施工进度、水电供应、设备及劳动力安排

5.1施工进度安排

冻结施工工序及工期进度安排详见六章施工进度计划网络图2-6-4-2。两个冻结施工段的冻结

孔施工工期为30d、31d,集、配液管路安装试运转工期均为5d,积极冻结工期均为35d、36d,维

护冻结期（包括掘进与初衬施工、局部强制化冻、隧道地基注浆和浇筑内衬），分别为100d和81d

拆除冻结设备15d,考虑冻结施工及工作井施工累计总工期404d。

5.2冻结法劳动力组织

为了确保水平孔冻结施工安全、顺利按期完成，成立两个作业队，钻孔队、冻结队。人数分别

为钻孔队21人、冻结队18人；施工作业队每天三班循环作业。

5.3水、电供应计划

水电用量见表2T3-6T。冻结钻孔施工和冻结站安装期间用电约为122kw,用水约ln?/h。积

极冻结时最大用电量约为398kw。冻结运转期间新鲜冷却水补给量约15m7h。

5.4冻结法施工设备

冻结法施工设备见表2-1表6-2。

水电用量供应表

表2-13-6-1

每台设备

序号设备名称型号单位合计备注

耗量台数

—*打钻、安装用电量kw122

钻机MKG-5kw30260

泥浆泵BW-250/50kw11222

电焊机kw20240

二冻结用电量kw398

冷冻机YSKF220kw2031203

冷冻机YSKF2I6kw1021102

盐水泵8sh-13(A)kw45145

清水泵IS200-150-250kw37137

冷却塔DBN3-200kw5.5211

四冻结用水量m3/h20新水补给

主要冻结施工设备供应明细表

单

序

数主要工作预计何

号

设备名称位规格型号备注

量性能指数时进场

一打钻

1钻机2台MKG-5S

2泥浆泵2台BW250/501台备用

4水平测斜仪2台特缶U

5电焊机3台BS-400

6泥浆测定仪1台

7试压泵1台

8套丝机1台

二冻结

1冷冻机组1套YSLGF600

冷冻机组2套YSLGF3001台备用

2冷却塔2台DBNL3-200

3盐水泵2台8sh-13(A)1台备用

4清水泵1台IS200-150-2501台备用

5测温仪13套自制

6电磁流量计2台4)200mm

7抽氟机1台

8电热管12组10kw

9热水循环泵1台100m3/h

6.施工平面布置

冻结法施工段施工平面布置见施工平血布置图2-5-3-1,考虑明挖段只能为冻结法施工提供

4.3X6.9m的临时工作场地，因此把冻结站设在工作井附近地面。冻结站占地面积为：水池占地为

9mX5m,冷冻机房为12.5mX7.5m。其冻结法施工场地占地面积见及2T3-7T。

冻结法施工场地占地面积表

名称规格尺寸单位数量备注

施工用地250

其中：冷冻机房12.5X7.5mm294

冷却水池10X5mm250

材料材堆放加工场地10X8mm280打钻期间使用

材料及配件库m212

7.冻结施工质量的检验与控制方法

按程序施工和对整个施工过程进行监测、预报和控制是现代地下工程施工

质量管理的两个重要组成部分。通过对施工过程各工序环节进行实时监测、

预报与控制，可使冻结施工更可靠和经济合理。

7.1冻结孔施工质量检验与控制

冻结孔施工是本工程的关键工序。冻结孔施工按图2T3-8T所示的示占

孔质量控制程序”进行。其质量要求和检验、控制方法见表2T3-8T及表

2-13-8-2o

施工准备

测量定孔位

I

钻机安装

开孑L

钻机移位找正

调制泥浆-----►正常钻进-----►测斜

।----------------------纠偏——।

y

下管

成孔侧斜测深

I

试漏

单孔完成

钻孔质量控制程序图

冻结孔施工质量的检验与控制方法

序号检测内容设计要求检验与控制方法

偏离设计孔位不大于

以给定施工基准，用钢卷尺测量放孔

1冻结孔孔位lOcmo在特殊情况下不能

位。成孔后对孔位进行复核。

正常开孔时用孔间距控制

钻进时丈量钻杆长度。成孔后下测杆

2冻结孔深-0.2〜+0.3m

复测孔深。

用陀螺仪测斜，浅部用经纬仪灯光测

斜校准。用罗盘找正钻杆并随钻随复

3冻结孔偏斜不大于8%0核。测斜后绘制钻孔投影图。施工完

全部冻结孔后绘制冻土帷幕形成预计

图。深冻结孔开孔时钻杆需稍上仰。

按冻结孔测斜资料计算成孔间距。为

了控制冻结孔最大孔间距，应先隔一

冻结孔成孔相邻两孔间距不大于

4个冻结孔钻进，然后根据这两孔的偏

间距1.65m

斜情况，适当调整中间冻结孔的钻进

偏斜。

5冻结管规格规格与钢号与设出故检查出厂合格证和检验报告。

施工时对每截冻结管材进行丈量、编

6冻结管长度不小于设计冻结深度

号。成孔后下测杆复测孔深。

在0.7〜L2MPa压力下稳

7冻结管耐压手压泵注水打压。

压30min

8供液管规格规格与设计一致检查出厂合格证和检验报告。

供液管下到冻结管管底。下供液管时

9供液管长度不小于冻结管长0.2m

用钢卷尺丈量供液管长度。

冻结系统安装质量标准与检验方法

表2-13-8-2

一

序

号检测项目设计要求试验、检验方法

装冷冻机装机容量Nkcal/h检查设备铭牌和说明书

备

能（盐水）

1盐水泵流量2197m7h检查设备铭牌和说明书

力冷却水泵总流量>300m7h检查设备铭牌和说明书

供电能力398kw由甲方提供

底座找平水平仪找平用水平仪找平

中心度误差W巾0.075mm,

冷主机联轴器找正用千分表量测

2轴线偏斜W0.03°

冻

管路连接按设备要求按产品说明书连接、调试

机

电气连接按设备要求按产品说明书接线、调试

安高压和低压系统试漏压力

装试漏分别为1.8MPa和1.2MPa,用抽氟机打压

稳压时间为18h

5.332kPa保持24h回升W

真空试验用抽