盾構與掘進機施工——凍結施工盾構教研室主講：李昭暉THESHIELD＆TBMCONSTRUCTIONTECHINQUE地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology1施工準備2

凍結孔施工3冷凍站安裝目錄4冷凍站運轉地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology凍結法施工-施工流程施工準備積極凍結

開挖（凍結）封孔及注漿凍結鉆孔凍結安裝變形監(jiān)測清場及驗收凍結檢、監(jiān)測地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology1.用φ48鋼管在施工出入端頭井內搭建腳手架，作為連接隧道與地鐵車站底層平臺的便橋。2.在隧道內敷設一條動力電纜，用于凍結鉆孔施工及隧道內凍結系統安裝供電。3.利用隧道內清水和排污管道，用于凍結孔打鉆和凍結站運轉的供水和排污。4.在聯絡通道施工工作面兩端砌高約0.5m的泥漿擋墻，以免凍結孔鉆進時泥漿四溢影響隧道內環(huán)境整潔。5.用厚4~6cm的木板在聯絡通道處鋪設凍結施工場地，按不同位置的凍結孔鉆進要求，用φ48鋼管搭建凍結孔施工腳手架。施工準備一地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology是一種特殊鉆進方法。即一邊鉆進一邊壓入或旋轉下入套管;或套管超前壓入或旋轉下入,然后鉆具跟著鉆進。這種方法可以防止鉆進過程中的孔壁坍塌或流砂充塞鉆孔,適用于鉆進松散地層和流砂層。利用夯管錘(氣動夯錘)將管節(jié)夯入地層中的地下管道不開槽施工方法。凍結孔成孔方法2跟管鉆進法3夯管法在施工時，通過傳力頂鐵和導向軌道，用支承于后座上的液壓千斤頂將管壓入土層中頂管法凍結孔施工二常用的為鉆孔法，使用鉆機進行凍結孔施工工序為：定位→開孔→孔口管安裝→孔口裝置安裝→鉆孔→測量→封閉孔底部→打壓試驗。地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.1定位按照設計標出凍結孔開孔位置，其偏差應符合設計要求，并不宜大于100mm。凍結孔開孔間距誤差不得大于150mm。凍結孔孔口應避開隧道管片接縫、螺栓孔并宜避開鋼管片肋板、混凝土管片主筋。凍結孔施工二地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.2孔口管安裝

在隧道管片上施工凍結孔時，應采取二次開孔工藝，即先安裝孔口管和閥門后再開透隧道管片。

（1）在混凝土管片上安裝孔口管時，應先用取芯鉆鉆進深250mm～300mm（至少留50mm不打透管片）、直徑大于孔口管管徑2mm～4mm的鉆孔，魚鱗扣纏上麻絲或者棉布條，插入深度不宜小于200mm，并用不少于3根直徑不小于12mm的膨脹螺絲將孔口管與隧道管片固定牢靠，裝上DN125閘閥。凍結孔施工二地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology孔口管及密封裝置照片2.2孔口管安裝凍結孔施工二地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.2孔口管安裝開孔實際操作圖凍結孔施工二地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology（2）在鋼管片上，應采用焊接方法固定孔口管，焊縫高度不得小于孔口管管壁壁厚。當采用在鋼管片格腔上覆蓋鋼板的方法固定孔口管時，覆蓋用鋼板厚度不得小于10mm，鋼板焊接宜與管片內表面平齊，并應按設計要求填充鋼格腔。地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology

按凍結孔施工方位要求調整好鉆機位置，并固定好，將鉆頭裝入孔口裝置內，首先采用干式鉆進，當鉆進費勁不進尺時，從鉆機上進行注水鉆進，同時打開小閥門，觀察出水、出砂情況，利用閥門的開關控制出漿量，保證地面安全，不出現沉降。凍結孔施工二2.3凍結孔鉆進地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology凍結孔開孔及防噴裝置安裝示意圖地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology（1）采用先下后上的凍結孔施工順序。（2）如設計有透孔，先施工穿透聯絡通道兩端隧道的透孔，驗證隧道管片上預留洞門的相對位置、隧道線間距長度；當兩預留洞門相對位置偏差大于100mm時應修正凍結孔設計；2.3凍結孔鉆進地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology（3）凍結孔宜間隔施工，宜通過調整中間凍結孔的設計施工軌跡，減小凍結孔最大成孔間距，使凍結孔間距均勻；（4）用鉆進法施工凍結孔時，在黏土或淤泥等不透水地層中可采用清水鉆進；在流砂或粉土層中應采用泥漿鉆進，并根據地層情況調整泥漿成份、配比，防止鉆孔塌孔影響鉆進并引起地層沉降；地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.4凍結管安裝

凍結管下入地層深度不得小于設計深度，不宜大于設計深度0.5m。凍結管管口露出孔口管不宜小于100mm。凍結管材質和規(guī)格確定應符合設計要求，不得采用焊接鋼管。當采用跟管鉆進時，凍結管管壁厚度不宜小于8mm；采用夯管時，凍結管管壁厚度不宜小于6mm。

凍結管接頭可采用螺紋連接或內管箍連接。凍結管套管絲扣連接地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.4凍結管安裝下好凍結管后，采用經緯儀燈光測斜法檢測，然后復測凍結孔深度，并進行打壓試漏。凍結孔試漏壓力控制在0.8～1.0MPa，穩(wěn)定30分鐘壓力無變化或前30分鐘壓降＜0.05MPa，后15分鐘不降為試壓合格。卸壓管壓力測試實際圖地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷凍孔串聯圖凍結器freezingapparatus安設在凍結孔內，用以循環(huán)冷媒劑并與地層進行熱交換的裝置。凍結器由凍結管和置于凍結管內的供液管等組成。2.5供液管安裝地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology2.5供液管安裝在凍結管內下入供液管。供液管可采用聚乙烯增強塑料管或鋼管。凍結管φ89mm的配套供液管的管徑與壁厚可按下表選用。供液管品種外徑（mm）壁厚（mm）焊接鋼管≥383～4聚乙烯增強塑料管≥40≥4

供液管下入凍結管時連接應牢固、嚴密，并應下放到凍結管管底。供液管管端應留有斷面面積不小于供液管斷面面積的回水通道。地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology凍結器宜采用串、并聯方式分組與配、集液管連接，每組串聯凍結器長度宜適中并基本一致，以保證各凍結器鹽水流量均勻并滿足設計要求。凍結器與配、集液管之間宜用軟管連接，軟管在工況溫度下耐壓不應低于1.0MPa。管路連接應便于安裝流量計監(jiān)測單孔鹽水流量，每組凍結器的進出口各裝閥門和溫度測點，以便控制單孔流量。冷凍孔串聯圖2.5供液管安裝地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology將凍結站設置在隧道內或地鐵車站中板上，站內設備主要包括冷凍機、鹽水箱、鹽水泵清水泵、冷卻塔及配電控制柜等。設備安裝按設備使用說明書的要求進行。冷凍站安裝三冷凍站實際圖地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷凍站平面布置圖地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷凍機組的蒸發(fā)器及低溫管路用棉絮保溫，鹽水箱和鹽水干管用50mm厚的保溫板或棉絮保溫。聯絡通道兩側管片保溫：由于混凝土和鋼管片相對于土層要容易散熱得多，為加強凍土墻與管片膠結，聯絡通道兩側管片內表面采取保溫措施，以減少冷量損失。凍結孔施工側，首先將鋼管片格柵內用素砼填充密實，然后采用PEF板保溫板對凍結帷幕發(fā)展區(qū)域管片進行隔熱保溫。另外一側隧道凍結管的端部區(qū)域范圍內布置冷凍板，同樣將鋼管片格柵內用素砼填充密實，然后采用PEF板保溫板進行隔熱保溫。最后在PEF板保溫板上噴射50mm厚聚氨酯進行隔熱保溫。PEF保溫板安裝圖地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology冷凍孔串聯實際圖集配液圈凍結效果圖地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology設備安裝完畢后進行調試和試運轉。在試運轉時，要隨時調節(jié)壓力、溫度等各狀態(tài)參數，使機組在有關工藝規(guī)程和設備要求的技術參數條件下運行。在凍結過程中，定時檢測鹽水水位、鹽水溫度、測溫孔溫度和凍土帷幕擴展情況，必要時調整凍結系統運行參數。凍結系統運轉正常后進入積極凍結。冷凍站運轉四冷凍站實際圖凍土帷幕地下與隧道工程技術專業(yè)教學資源庫Undergroundandtunnelengineeringtechnology凍結系統試運轉與積極凍結:積極凍結期鹽水溫度為-28℃～-30℃，要