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冻结法联络通道施工技术

是一种在地下工程建设中广泛应用且十分关键的技术，尤其在城市轨道交通建设等领域，对于联络通道的施工安全和质量保障有着重要意义。以下为你详细阐述冻结法联络通道施工技术的各个方面。

冻结法联络通道施工技术概述

在城市地下工程建设中，联络通道起着连接两条隧道、实现应急疏散、通风等重要功能。当联络通道施工面临复杂地质条件，如高含水量、强透水性的地层时，传统施工方法往往难以保证施工安全和质量。冻结法作为一种有效的地层加固方法应运而生。

冻结法施工的基本原理是利用人工制冷技术，将低温冷媒通入地层中的冻结管，使地层中的水结冰，形成具有一定强度和封水性的冻土帷幕，从而隔绝地下水，提高地层稳定性，为联络通道的开挖和衬砌施工创造良好的条件。

冻结方案设计

地质勘察与分析

在进行冻结方案设计前，需要对施工区域的地质条件进行详细勘察。通过钻探、原位测试等手段，获取地层的岩性、土层分布、含水量、渗透系数等参数。这些参数对于确定冻结范围、冻结壁厚度和强度设计至关重要。例如，在含水量高、渗透系数大的地层中，需要更大的冷量输入和更厚的冻结壁来保证施工安全。

冻结壁设计

冻结壁的设计是冻结方案的核心内容。根据地质条件和施工要求，确定冻结壁的厚度、平均温度和强度指标。冻结壁厚度的计算通常考虑地层的水土压力、开挖尺寸和施工安全系数等因素。一般来说，联络通道冻结壁的厚度在1.22.0m之间。平均温度的确定要保证冻结壁具有足够的强度和封水性，通常控制在10℃至20℃之间。强度指标则根据地层条件和结构受力情况进行计算，以确保冻结壁在施工过程中能够承受各种荷载。

冻结孔布置

冻结孔的布置直接影响冻结效果。根据冻结壁的形状和尺寸，合理确定冻结孔的数量、间距和深度。冻结孔一般呈环状布置在联络通道开挖轮廓线外侧，孔间距通常在0.81.2m之间。为了保证冻结孔的施工精度，采用导向钻进技术，使冻结孔的偏斜度控制在规定范围内。同时，在冻结孔施工过程中，要进行实时监测，确保冻结孔的位置和角度符合设计要求。

制冷系统设计

制冷系统是冻结法施工的关键设备。根据冻结壁的热负荷计算，选择合适的制冷机组和冷媒。常用的制冷机组有螺杆式制冷机和活塞式制冷机，冷媒一般采用氯化钙盐水。制冷系统的设计要保证能够提供足够的冷量，使冻结管内的盐水温度达到设计要求。同时，要设置完善的监测和控制系统，实时监测盐水温度、压力等参数，确保制冷系统的稳定运行。

冻结施工过程

冻结孔施工

冻结孔施工是冻结法施工的第一步。采用专用的钻机按照设计要求进行钻孔。在钻孔过程中，要严格控制钻孔的垂直度和深度，避免出现偏斜和塌孔等问题。钻孔完成后，进行洗孔和下管作业。将冻结管下入钻孔中，并进行密封和固定，确保盐水能够在冻结管内循环。

冻结站安装与调试

在冻结孔施工完成后，进行冻结站的安装和调试。将制冷机组、盐水箱、循环泵等设备安装就位，并连接好管道和电气系统。对制冷系统进行调试，检查盐水的循环情况、温度和压力是否正常。同时，对监测系统进行调试，确保能够实时监测冻结壁的温度、位移等参数。

积极冻结阶段

积极冻结阶段是指从开始制冷到冻结壁达到设计要求的过程。在这个阶段，制冷系统持续运行，向地层输入冷量，使地层逐渐冻结。随着冻结时间的增加，冻结壁的厚度和强度不断增大。在积极冻结过程中，要密切监测冻结壁的温度变化和盐水流量、温度等参数，根据监测结果及时调整制冷系统的运行参数，确保冻结壁的形成符合设计要求。同时，要注意防止冻结管发生断裂、泄漏等事故，保证施工安全。

维护冻结阶段

当冻结壁达到设计要求后，进入维护冻结阶段。在这个阶段，制冷系统的运行参数适当降低，以维持冻结壁的温度和强度。维护冻结的时间根据施工进度和地层条件确定，一般在联络通道开挖和衬砌施工期间持续进行。在维护冻结过程中，仍然要进行实时监测，及时发现并处理冻结壁出现的异常情况。

联络通道开挖与衬砌施工

开挖前准备

在开挖联络通道前，要对冻结壁的强度和封水性进行检查和评估。通过钻孔取芯、声波检测等手段，验证冻结壁的实际强度和厚度是否符合设计要求。同时，要准备好开挖所需的设备和材料，如挖掘机、装载机、钢拱架、喷射混凝土等。对施工人员进行技术交底，明确施工工艺和安全注意事项。

开挖施工

联络通道的开挖采用分步开挖的方法，一般按照上台阶、下台阶的顺序进行。在开挖过程中，要严格控制开挖进尺，每次开挖进尺不宜过大，一般控制在0.51.0m之间。同时，要及时进行初期支护，采用钢拱架和喷射混凝土对开挖面进行支护，防止地层坍塌。在开挖过程中，要密切监测冻结壁的变形和温度变化，如发现异常情况，要及时采取措施进行处理。

衬砌施工

衬砌施工是联络通道施工的关键环节，直接影响联络通道的结构安全和防水性能。衬砌采用现浇钢筋混凝土