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（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。

选用MKG-5型钻机，其主要技术性能参数为：输出扭矩： 2000 kN·m给进及起拔力： 50 kN钻孔最大直径： Φ127 mm最大行程： 480 mm选用BW-200/50泥浆泵一台，流量为200L/min 。

钻机和泥浆泵总功率为31kW 。

（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。

主冻结孔夯进深度根据图纸尺寸，辅助冻结孔深度不应小于设计值，不大于设计0.5m 。

冻结孔偏斜率应尽量控制在0.5％以内。

（4）冻结管夯进与冻结器安装①按冻结孔设计方位要求固定夯管机导轨，调整夯管方向。

②先打开钢管片上套管里侧的封堵钢板，然后安装孔口装置。

用开孔钻机，打掉或打穿钢管片外侧的封堵钢板。

立即关闭孔口阀门。

③压紧孔口密封装置，打开孔口阀门，开始夯管。

④为了保证夯管精度，开孔段是关键。

夯进前2m 时，要反复校核冻结管方向，调整夯管机位置，并用精密罗盘或经纬仪检测偏斜无问题后方可继续夯进。

⑤冻结管下入孔内前要先配管，保证冻结管同心度。

夯好冻结管后，测斜，然后复测冻结孔深度，并进行打压试漏。

冻结孔试漏压力控制在0.7～1.0MPa 之间，稳定30分钟压力无变化者为试压合格。

对于上仰的冻结孔，可以安装供图4-2-2 冻结孔夯管施工图液管后再打压，或者适当延长稳压时间。

⑥冻结管安装完毕后，截去露出隧道管片的孔口管，并用堵漏材料密封冻结管与孔口管的间隙。

测温孔施工方法与冻结管相同。

⑦在冻结管内下入供液管。

供液管底端连接0.2m长的支架。

然后安装去、回路羊角和冻结管端盖。

⑧冻结孔成孔后立即进行孔口注浆，然后拆卸孔口密封装置。

7.4.3 冻结站系统及检测系统安装调试（1）冻结制冷设备选型与管路设计①选用YSLGF-300型冷冻机组1套，当盐水温度为-29℃，冷却水温度32℃时，其最大制冷量约为93KW。

冷冻机组电机总功率为102.2 KW。

②选用IS150-125-400盐水循环泵2台（其中1台备用），流量187m3/h，扬程44m，电机功率37kw。

③选用IS125-100-250冷却水循环泵1台，流量100m3/h，扬程20m，电机总功率11kw；DBNL3-50型冷却塔2台，电机总功率4kw。

④设盐水箱一个，容积6m3。

⑤盐水干管和集配液管均选用6″焊管，集、配液管与羊角连接选用 1.5"高压胶管。

⑥冷却水管用5″焊管。

冷冻板用40㎜管加工。

⑦在冷冻机进出水管上安装温度传感器，在去、回路盐水管路上安装压力、温度传感器和控制阀门。

在盐水管出口安装流量计。

在盐水箱安装液面传感器。

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。

在盐水管路的高处安装放气阀。

在去路盐水干管上安装单向阀。

⑨盐水和清水管路耐压分别为0.7MPa和0.3MPa。

冻结施工冷却水用量为15 m3/h，最大总用电量约171kW。

⑩其它a.冷冻机油：选用N40冷冻机油。

b.制冷剂：选用R22制冷剂。

c.冷媒剂：用氯化钙溶液作为冷冻循环盐水。

盐水比重为1.260～1.265。

冻结站布置与冻结系统见图4-2-3。

图4-2-3 冻结站平面布置图（2）冻结站布置与设备安装冻结站设在联络通道附近隧道内。

用盾构施工的轨面搭建长约30m的冻结设备安装平台，上铺厚6cm、长2～3m的木板。

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。

设备安装按设备使用说明书的要求进行。

安装两台7.5kW的轴流风机，用于隧道通风。

（3）管路连接、保温与测试仪表安装盐水和冷却水管路用法兰连接，并用管架架设在施工平台上或隧道管片上。

盐水管路要离地面安装，避免浸水和高低起伏。

回路盐水干管上要做“∩字形弯起。

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。

集配液圈与冻结管的连接用高压胶管，联络通道四周的主冻结孔每两个一串联，其它冻结孔每三个一串联，串联尽量应间隔进行。

在对侧隧洞管片内侧冻结加固范围内敷设冷冻板，敷设方法为用膨胀螺栓和压板直接固定在管片上。

冷冻板与穿透冻结孔之间用胶管连接。

在上铺设5cm厚的聚苯乙烯泡沫塑胶保温板。

冷冻机组的蒸发器及低温管路保温用软质泡沫塑料。

盐水箱、盐水干管和冷冻板表面用50mm厚的聚苯乙烯泡沫板保温。

温度计、压力表和流量计安装要按有关规范进行。

（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，泵启动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。

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备要求的技术参数条件下运行。

7.4.4 积极冻结与维护冻结（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，必要时调整冻结系统运行参数。

冻结系统运转正常后进入积极冻结。

要求8天内盐水温度降至-20℃以下。

3#联络通道泵房的冷冻加固管路安装同联络通道一起进行，积极冷冻在联络通道开挖开始后开始。

（2）探孔与维护冻结实测冻土帷幕温度和厚度达到设计值后，打开泄压孔确认无泥水涌出，掘进过程中，根据暴露冻土帷幕的稳定性，可进入维护冻结，但盐水温度不宜高于-20℃。

（3）停止冻结和强制化冻融浇筑完混凝土内衬后即可停止冻结，可在冻结孔中循环热水，加快隧道底面的冻土融化，以配合地层注浆，改善补偿地层融沉的效果。

（4）冻结孔密封截去露出隧道管片的孔口管和冻结管，然后在孔口管管口焊接8mm厚的钢板。

7.4.5 冻结系统拆除在联络通道施工完成且砼达到设定强度时可在泄压后，向冻结管注入水泥浆，封堵管口，泄压孔和测温孔不再使用后同样不拆除管子，向管注入水泥浆封堵管口。

在联络通道冻结孔和泄压孔封堵后，拆除冻结系统。

7.5 联络通道结构施工经钻设探孔确认冻土帷幕交圈并达到设计厚度后即可进行通道的开挖构筑施工。

开挖构筑施工从左线盾构隧道向右线盾构隧道进行施工。

（1）联络通道开挖构筑施工流程积极冻结同时进行开挖构筑施工准备→探孔试挖打开钢管片→通道掘进及临时支护→防水层施工→钢筋混凝土结构施工→停止冻结→冻结孔封堵→壁后注浆。