旁通道冻结法技术规程

'上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc上海市工程建设规范旁通道冻结法技术规范TechnicalcodeforcrosspassageFreezingmethodDG/TJ08-902-2006J10851-2006主编单位：上海申通轨道交通研究咨询有限公司批准部门：上海市建设和交通委员会施行日期：2006年10月1日2006年上海56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc1.总则1.0.1为了贯彻执行工程建设的方针，政策，推广应用在设计，施工中的各项行之有效的科研成果和经验，保证地铁建设工程冻结法施工质量，促进技术进步，做到经济合理，安全可靠，特指定本规程。1.0.2本规程适用于上海地铁建设中圆隧道旁通道应用盐水制冷系统的冻结法技术的工程勘察，地层冻结设计，冻结壁形成及其检测，冻结孔施工与冻结管质量，冷冻站制冷系统，掘砌及监控德望能够方面。在设计及施工时，应严格执行本规程的规定。1.0.3在旁通道地层冻结设计和掘砌施工中，应因地制宜，因时制宜，合理设计，精心施工，严格监控，。在地层冻结设计时，应综合考虑工程特征，周边环境和工程地质条件及水位地质条件，选择合理的冻结壁结构和冻结工艺。在旁通道掘砌施工中应做到地层冻结与掘砌的协调配合，确保施工安全。1.0.4采用冻结法施工的盾构进出洞加固，建筑基坑维护，隧道地基土加固和其他隧道旁通道施工等工程，可根据工程的特性和工程地质及水文地质条件，参考应用本规程。1.0.5采用冻结法施工的旁通道工程，除应符合本规程的规定外，还应符合国家和本市现行的有关标准，规范和规程。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc2术语2.0.1冻结法groundfreezingmethod在施工地下构筑物之前，用人工制冷的方法，将构筑物周围含水地层进行冻结，形成具有临时承载和隔水作用并满足工程施工安全需要的冻结壁，然后在冻结壁的保护下进行构筑物掘砌作业的一种施工工法。2.0.2盐水制冷系统brinerefrigerationsystem以氯化钙等盐溶液为冷媒剂的间接制冷系统。采用盐水制冷系统的冻结法施工技术简称盐水冻结。2.0.3表土层soillayer覆盖于基岩露头之上的第三纪，第四纪地层。冻结法一般用于含水表土层的加固。2.0.4冻土圆柱frozensoilcolumn冻结器与周围含水地层发生热交换并使周围含水地层冻结所形成的近似圆柱的冻土柱。2.0.5冻结壁frozensoilwall用制冷技术在构筑物周围地层所形成的具有一定厚度和强度的连续冻结岩土体，又称冻土帷幕或冻土墙。冻结壁由两两相交的冻土圆柱组成，相邻冻土圆柱的交界面称冻结壁界面。2.0.6冻结壁厚度frozensoilwallthickness冻结壁壁面上任一点与另一壁面之间的最短56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc距离。冻结壁厚度设计值在一般指在拟建构筑物开挖面外侧冻结壁所要达到的最小厚度。2.0.7冻结壁平均温度averagetemperatureoffrozensoilwall冻结壁任一截面温度分布的平均值。冻结壁平均温度设计值一般指拟建构筑物开挖面外围冻结壁界面处所要达到的平均温度。2.0.8冻结壁交圈时间frozensoilwallclosingtime从地层冻结开始至构筑物周围主要冻结器布置圈上所有相邻的冻结器多形成的冻土圆柱按设计要求完全相交所需要的时间。2.0.9冻结壁形成期formableperiodoffrozensoilwall从地层冻结开始至冻结壁形成达到设计要求所需的时间，也称积极冻结期。2.0.10冻结壁维护期maintainableperiodoffrozensoilwall冻结壁形成达到设计要求后，为了保证构筑物掘砌过程中的安全，继续向冻结器输送冷量，以维持冻结壁满足设计要求的一段期间。也称维护冻结期。2.0.11人工冻土artificialfrozenground用人工制冷技术使含水地层降温冻结所形成的冻土。2.0.12冻结站refrigerationplant在拟建构筑物附近集中安设制冷设备和设施的场所。冻结站主要有制冷剂（氟利昂等）循环系统，冷媒（盐水等）循环系统，冷却水循环系统及供电系统。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc2.0.13冻结孔freezehole按设计要求布置在构筑物周围用于安装冻结器的钻孔，有垂直孔，水平孔，倾斜孔之分。冻结孔有时也泛指冻结器。冻结孔一般沿围绕构筑物的环线布置，该环线称冻结孔布置圈。2.0.14冻结器freezingapparatus安设在冻结孔内，用以循环冷媒剂并与地层进行热交换的装置。冻结器由冻结管和置于冻结管内的供液管等组成，冻结管要求导热性好，不渗漏，一般采用无缝钢管。2.0.15泄压孔pressurereleasehole用来观测和释放土层水压力的孔（管）。可以通过观测冻结壁围护结构内泄压孔水压变化来判断冻结壁是否交圈，通过泄压孔泄水，排泥来缓减土层冻胀对周围环境的影响。2.0.16温度观测孔temperaturemeasurementhole布置在冻结壁及冻结降温区内，用于安装温度传感器监测不同时期地层温度分布情况的钻孔。测温数据用来计算冻结壁扩展速度，冻结壁厚度和冻结壁平均温度等冻结壁形成特性参数。2.0.17冻结孔间距aspacebetweentwoadjacentfreezeholes相邻两冻结孔之间的距离。冻结孔不同深度处的冻结孔间距一般也是不同的。相邻冻结孔孔口之间的距离称冻结孔开孔间距。实际施工完成的冻结孔间距称冻结孔成孔间距。2.0.18测斜deviationalmeasurement56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc检查冻结孔，温度检测孔，水位观测孔在不同深度上的偏斜值和偏斜方位的工作。测斜应在钻进施工中进行，并于成孔后再进行最终测量。2.0.19掘进步距（段长）drivagestepsize掘砌施工过程中，每个开挖与支护循环作业的掘进长度。2.0.20冻土压力frozengroundpressure冻结壁作用于支护上的法向压力的统称，亦称冻结压力。冻结压力为临时荷载。2.0.21旁通道bypass地铁隧道旁用于联络两条地铁隧道或安设隧道泵站的短隧道和硐室。旁通道一般有水平通道，集水井和水平通道与地铁隧道连接的喇叭口三部分组成。3基础资料3.1勘察资料3.1.1周围地面环境及地下管线资料。主要应包括周边地面及地下的建筑物结构，设备，管线特征及其与拟建旁通道的位置关系，建筑物，设备和管线等特殊保护要求等。3.1.256 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc勘察孔地质柱状图及相关描述。应包括勘察孔位置，深度，勘察孔主要施工工艺及主要施工过程，勘察孔全深范围内的土层分布图，土层名称，层顶标高，层厚，取样点位置，土体性状，包含物及物理特征等。勘察孔深度应不小于旁通道结构埋深的2.3倍。3.1.3含水层及地下水活动特征。应包括含水层埋深，厚度，渗透系数，地下水水位及其变化幅度，以及含水层与地表水体的水力联系等。当旁通道附近含水层地下水活动频繁，地下水流速有可能超过5m/d时，还应提供该含水层的地下水流向，流速等资料。3.1.4土层的常规物理力学特征指标。主要包括土层的密度，含水量，塑性指标，颗粒组成，内摩擦角和粘结力，膨胀量和承载力等。3.2冻土试验资料3.2.1土层的热物理特性指标。主要应包括原始地温，结冰温度，导热系数，比热和冻胀率等。3.2.2冻土的物理力学特性指标。主要包括抗压强度，剪切强度，抗折强度，蠕变参数和融沉率等。3.3其他资料3.3.1旁通道结构施工图。3.3.2其他与旁通道冻结法设计，施工有关资料。如：拟建旁通道附近隧道施工的有关情况，隧道内及端头井56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc附近的交通及场地条件，地区气象资料等。4地层冻结设计4.1一般规定4.1.1地层冻结加固应在设计的时间内保证土方开挖和结构施工的安全，并使周围环境和建筑物不受损害。4.1.2冻结壁宜作为临时承载结构。当要求承载时间较长时，宜设立初期支护形成复合承载体系。4.1.3地层冻结设计应包括以下内容。1.冻结壁结构方案比较与选择。2.冻结壁的承载力和变形验算（1类冻结壁除外）。3.冻结孔布置图。4.冻结壁形成验算。5.冻结制冷系统设计。6.对冻结壁的监测与保护要求。7.可能对周围环境和建筑物产生影响的分析。8.对周围环境和建筑物的影响监测与保护要求。4.1.4在地层冻结区域内有以下情况时，设计中应进行深入分析并采取针对性措施：1.地下水流速大于5m/d，有集中水流或地下水水位有明显（≥56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc2m/d）波动；2.土层结冰温度低于－2ºC或有地下热源可能影响土体冻结；3.土层含水量低可能影响土体冻结强度；4.用其他施工方法扰动过的地层；5.有其他可能影响地层冻结或地层冻结可能严重影响周围环境的情况。4.1.5当冻结壁表面直接与大气接触，或通过导热物体与大气产生热交换时，应在冻结壁或导热物体表面采取保温措施。4.1.6在冻结壁形成期间，冻结壁内或冻结壁外200m区域内的透水砂层中不宜采取降水措施。必须降水施工时，冻结设计应充分考虑降水产生的不利影响。4.1.7冻结壁的荷载计算1.冻结壁的荷载应包括下列各项。（1）土压力（2）水压力（3）土方开挖影响范围以内地面建筑物荷载，地面超载及其他临时荷载。2.土压力和水压力对砂性土宜按水土分算的原则计算：对粘性土宜按水土合算的原则计算，也可按经验公式计算。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc3.垂直土压力按计算点以上覆土重量及地面建筑物荷载，地面超载计算；侧向土压力按主动土压力计算，可采用郎肯土压力理论计算；基底土反力可按主动土压力计算，也可按静力平衡计算。4.侧向土压力计算的经验公式为Ps=KPt公式中Ps―――为侧向土压力，kpaPt―――为计算点的垂直土压力，kpaK―――为侧压系数，一般取K=0.74.2冻结壁设计4.2.1冻结壁结构形式选择1.冻结壁按其功能与要求分为三类，间表4.2.1。应根据冻结壁功能要求分类选择不同形式和安全性能的冻结壁结构。表4.2.1冻结壁功能分类表类别功能与要求说明Ⅰ仅用于止水而无承载要求如岩石裂隙和混凝土界面缝隙止水Ⅱ仅用于承载而无止水要求如不透水粘性土层的加固Ⅲ既要求承载又要求止水如含水砂土层的加固与止水2.冻结壁结构形式选择原则（1）冻结壁宜按受压结构设计。（2）在含水砂性土层中应采用密封的冻结壁结构形式。（3）冻结壁的几何形状宜与拟建地下结构的轮廓接近，并易于冻结孔布置56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc（4）冻结壁结构形式选择应有利于控制土层冻胀与融沉对周围环境的影响（5）对冻结壁有严格变形控制要求时，可采用“冻实”的冻结壁形式3.旁通道的通道部分可采用直墙圆拱冻结壁，集水井可采取满堂加固或采用“V”字形冻结壁。4.开挖后冻结壁应设初期支护或内支撑，但冻结壁承载力设计仍按承受全部荷载计算。4.2.2冻结设计基础参数确定1.冻结壁平均度温冻结壁平均温度应根据冻结壁承受荷载大小（或开挖深度），冻胀融沉可能对环境造成的影响及工艺合理性确定，在一般情况下可按表4.2.2－1选取。冻结壁承受荷载大，安全要求高的工程宜取较低的冻结壁平均温度。表4.2.2－1冻结壁平均温度设计参考值开挖深度Hjm<1212～30>30冻结壁平均温度Tp°C－6～－8－8～－10≤－102.盐水温度与盐水流量56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc（1）盐水温度与盐水流量应满足在设计的时间内使冻结壁厚度和平均温度达到设计值的要求。（2）最低盐水温度确定应根据设计冻结壁平均温度，地层环境及气候条件确定，在一般情况下可按表4.2.2－2选取。设计冻结壁平均温度低，地温高，气温低时宜取较低的盐水温度。冻结壁平均温度Tp°C－6～－8－8～－10≤－10最低盐水温度Ty°C－26～－28－28～－30－30～－32（3）按下列要求控制盐水温度：积极冻结7天盐水降至－18°C以下，积极冻结15天盐水温度降至－24°C以下（设计最低盐水温度高于－24°C时取设计最低盐水温度），开挖过程中盐水温度降至设计最低盐水温度以下。施工初期支护后可进行维护冻结，但维护冻结盐水温度不宜高于－22°C，并确保冻结壁与隧道管片得交界面不化冻。（4）开挖过程中，在保证冻结壁平均温度和厚度达到设计要求且实测判定冻结壁安全的情况下，可适当提高盐水温度，但不宜高于－25°C。（5）开挖时，去、回路盐水温差不宜高于2°C。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc（6）冻结孔单孔盐水流量应根据冻结管散热要求、去、回路盐水温差和冻结管直径确定。冻结管内盐水流动状态宜处于层流与紊流之间。并联的冻结孔单孔盐水流量之和不得小于按式4.3.5－1计算的盐水循环总流量。一般情况下冻结孔单孔盐水流量可按表4.2.2－3选取，冻结管直径大时取较大的盐水流量。表4.2.2－3单孔盐水流量设计参考值冻结孔串联长度Lk,m≤4040~80>80单孔盐水流量Qykm³/h3.0~5.05.0~8.0≥8.03.冻结管（1）冻结管应选用导热和低温性能好的材质，宜采用低碳钢无缝钢管。（2）冻结管外径可选用Φ89～127mm，不宜小于Φ73mm，管壁厚度不宜小于5mm。4.2.3冻结壁厚度设计与强度检验1.Ⅱ类和Ⅲ类冻结壁应按承载力要求设计冻结壁厚度。2.冻结壁内力宜采用通用力学计算方法计算。冻结壁的力学计算模型可按均质线弹性体简化，其力学特性参数宜取设计冻结壁平均温度下的冻土力学特性指标。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc3.开挖后应及时施工初期支护，冻结壁的空帮时间不宜大于24小时。4.按下列公式进行冻结壁的强度检验，一般情况下可具体只进行抗压、抗折和抗剪检验。Kδ≤R(4.2.3)式中δ―――为冻结壁应力，MPa;R----为冻土的强度指标，MPaK----为安全系数，Ⅲ类冻结壁强度检验安全系数按表4.2.3选取，Ⅱ类冻结壁强度检验安全系数取Ⅲ类冻结壁的0.9倍。表4.2.3Ⅲ类冻结壁强度检验安全系数项目抗压抗折抗剪安全系数2.03.02.02.有特殊要求时验算冻结壁的变形。3.旁通道喇叭口处的冻结壁设计厚度不应小于0.8m，其他部位的冻结壁设计厚度不应小于1.4m。4.在冻结壁与隧道管片的交接面强度未经计算检验时，冻结壁与隧道管片的交接面宽度不得小于喇叭口处的冻结壁设计厚度，且冻结壁界面上的最低温度不得高于设计平均温度。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc4.2.4冻结孔布置1.冻结孔布置参数包括冻结孔成孔控制间距、冻结孔开孔间距、冻结孔孔位、冻结孔深度和冻结孔偏斜精度要求等。冻结壁形成参数包括冻结壁交圈时间、预计冻结壁扩展厚度和冻结壁平均温度等。2.冻结孔成孔控制间距应按设计冻结厚度、冻结壁平均温度、盐水温度和冻结工期要求等确定，布置单排冻结孔时冻结孔成孔控制间距可按表4.2.4－1选取，但不宜大于冻结壁设计厚度。多排冻结孔密集布置时，内部冻结孔成孔控制间距可取边孔的1.2倍。表4.2.4－1单排冻结孔成孔控制间距设计参考值冻结孔类型水平或倾斜冻结孔竖直冻结孔冻结孔深度H(m)≤1010～3030～60≤4040～100冻结孔成孔控制间距Smax,mm1100～13001300～16001600～20001200～14001400～18003.冻结孔偏斜精度要求可按表4.2.4－2选定。表4.2.4－2冻结孔偏斜精度要求冻结孔类型水平或倾斜冻结孔竖直冻结孔冻结孔深度H(m)≤1010～3030～60≤4040～100冻结孔最大偏斜Rp,mm150150～350350～600150～250250～40056 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc3.冻结孔开孔间距不宜大于冻结孔成孔控制间距与冻结孔最大偏斜之差。4.当布置单排冻结孔在规定冻结工期内达不到设计冻结壁厚度和平均温度时，应布置多排冻结孔冻结。5.冻结孔宜均匀布置并避开地层中的障碍物。在隧道管片上布置冻结孔时，开孔位置应避开管片接缝、螺栓口，并且宜避开钢筋混凝土管片主筋和钢管片肋板。6.冻结孔深度可按下式确定Lks=Lsj+L0+L1（4.2.4－1）式中Lks――――为冻结孔深度，mLsj――――为从冻结孔孔口到冻结壁设计边界的距离，mL0――――为不能循环盐水的冻结管端部长度，mL1――――为冻结管端部冻结削弱影响深度，m碰到对侧隧道管片而不能循环盐水的冻结管端部长度不得大于150mm.7.应在冻结孔未穿透管片的隧道管片内表面敷设冷冻排管，以补强冻结壁与隧道管片的交界面。冷冻排管的敷设范围不应小于冻结壁设计厚度，冷冻排管的内径不应小于30mm，管间距不应大于0.5m。8.当只需要加固地层深部土体时，可采用浅部冻结管保温或下双供液管的方法进行局部冻结。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc4.2.5冻结壁形成预计1.冻结壁扩展厚度可按下式计算Eyj=Vdpt式中Eyj―――为预计冻结壁厚度，m；Vdp-----------为冻结壁平均扩展速度，m/dt―――为冻结时间，d.冻结壁平均扩展速度可按表4.2.4－3选取或采用通用计算方法计算。表4.2.4－3单排孔冻结壁（或冻土圆柱）扩展速度设计参考值冻结时间t（d）2030405060冻结壁平均扩展速度vdp(mm/d)3428242220如为密集布孔，内部冻结孔之间的冻结壁扩展速度可比上表给出的设计参考值增加5％～20％。2.冻结壁交圈时间可按下式估算tjp=smax/vdp式中tjp――――为预计冻结壁交圈时间，dSmax―――为冻结孔成孔控制间距，m;Vdp―――为冻结壁平均扩展速度，m/d。3.冻结壁形成期应不小于预计冻结壁厚度和平均温度达到设计要求的时间。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc2.冻结壁交圈后的温度分布可简化为定常温度场计算。冻结壁扩展过程和平均温度可采用通用数值方法或通用经验公式计算。4.2.6隧道管片保温1.在冻结壁附近隧道管片内侧应敷设保温层。保温层敷设范围不得小于设计冻结壁边界外2m。2.隧道管片保温层应采用导热系数和吸水率小，阻燃性好的保温材料。导热系数应不大于0.04W/mh,吸水率应不大于2％。可采用聚氨脂、橡塑、聚苯乙烯和聚乙烯软质泡沫等保温材料。保温层厚度不应小于30mm，在一般情况下可取30～50mm。3.宜采用现场喷涂施工的聚氨脂发泡保温层。采用保温板材时，应采用专用胶水将保温板密贴在隧道管片上，板材之间搭接宽度不得小于150mm。4.3制冷系统设计4.3.1制冷能力计算1.冻结管吸热能力按式4.3.1－1计算Qg=qA（4.3.1－1）式中Qg―――为冻结管吸热能力，kJ/hq―――为冻结管吸热系数，可取1047～1172kJ/m²h56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.docA―――为冻结管总表面积，m²。2.冻结站所需制冷能力按式4.3.1－2计算Qz=mQg(4.3.1-2)式中Qz―――为计算制冷能力，kJ/hm―――为冷量损失系数，可取m=1.1～1.2。4.3.2冷冻机1.制冷剂循环系统的冷凝温度高于冷却水循环系统得出水温度3～5ºC。2.制冷剂循环系统的蒸发温度低于设计最低盐水温度5～7ºC。3.由计算制冷能力、制冷剂循环系统的冷凝温度、蒸发温度确定冷冻机的型号与数量。选定冷冻机的总制冷能力不得小于计算制冷能力，并应考虑足够的备用。4.3.3盐水1.地层冻结用盐水（冷媒剂）可采用氯化钙水溶液。2.氯化钙水溶液的凝固点应低于设计盐水温度8～10ºC，比重不宜高于1.27。3.盐水中可掺加氢氧化钠或重铬酸纳以减轻盐水对金属的腐蚀。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc4.氯化钙水溶液应充满循环系统中所有的容器和管路。氯化钙用量按下式计算确定。G=1.2g(V1+V2+V3)/ρ(4.3.3)G―――氯化钙用量，kgg―――为单位盐水体积固体氯化钙含量，kg/m³；ρ―――为固体氯化钙纯度，一般无水氯化钙取96％，警惕氯化钙取70％；V1――――为冻结器内盐水体积，m³V2―――为干管及集、配集液圈内盐水体积，m³；V3―――为蒸发器和盐水箱内盐水体积，m³。4.3.4盐水管路1.按盐水流速计算供液管、干管和配集液管管径。盐水在冻结器环形空间的流速宜为0.1～0.3m/s，在供液管中的流速宜为0.6～1.5m/s，在干管及配集液管中的流速宜为1.5～2.0m/s。2.盐水干管及配集液管可选用普通低碳钢无缝钢管或焊接钢管，管壁厚度不宜小于4.5mm。供液管可选用钢管或聚乙烯增强塑料管，供液管接头必须有足够强度以防断裂。3.在盐水干管中可安装软接头以减小温度应力和制冷设备运转引起的震动。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc4.3.5盐水泵1.盐水循环总流量应按下式计算W=Qr/Δt×γ×c（4.3.5－1）式中W―――为盐水泵循环计算总流量，m³；Qr－―――为计算制冷能力，kJ/h;Δt―――为去回路盐水温差，℃，一般取Δt＝1～2℃。γ―――为盐水密度，kg/m³c―――为盐水比热，kJ/kg℃.2.盐水泵扬程应按下式计算Hc=1.15(h1+h2+h3+h4)+h5+h6+h7（4.3.5－2）式中Hc―――为盐水泵计算扬程，m;h1―――为盐水干管和集配液圈中的压力损失，m；h2―――为供液管中的压头损失，m；h3―――为冻结器环形空间的压头损失，m；h4―――为盐水管路中弯头、三通、阀门等局部阻力，取值为（h1+h2+h3）的20％，m；h5―――为盐水泵的压头损失，3～5m；h6―――为封闭式循环系统中回路盐水管高出盐水泵的高度，一般取1.5m；h7―――为蒸发器内的盐水压头损失，m.其中，h1+h2+h3＝(λL/d)×(ω²/2g),λ=0.3164/Re¼(紊流)，λ=64/Re(层流)，Re＝ω·d·γ/(µ·g)56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc式中d―――为盐水管的直径，m；L―――为盐水管的长度，m；g―――为重力加速度，9.81m/s2ω―――为盐水流速，m/s；γ―――为盐水流动阻力系数；R2为雷诺数；µ―――为盐水动力粘度系数，Pa·s。2.盐水泵电动机功率按下式确定N=1.25·W·Hc·γ/(102×3600×η1·η2)(4.3.2-3)式中η1―――为盐水泵的效率，取0.75；η2－――为电动机的效率，取0.85。3.按盐水循环计算总流量、盐水泵扬程和电机功率选择水泵型号和台数，配备盐水泵在计算扬程下的总流量不得小于计算流量，并应设足够的备用泵。4.3.6冷却水1.冻结站冷却水总循环量按下式计算W0=W1+W2（4.3.6－1）式中W0―――为冷却水计算总循环量，m3/h；W1―――为冷凝器冷却水用量，m3/h；W2―――为冷冻机冷却水用量，m3/h；其中采用壳管式冷凝器的冷却水用水为W1=Q2/(1000·Δt)56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc式中Q2―――为冻结站总制冷能力，kJ/h；Δt―――为冷凝器进出水温差，℃，取Δt＝3～5℃。采用蒸发式冷凝器时的冷却水用量和冷冻机的冷却水用量由厂家提供。2.补充水量W3=W0(t2-t1)/(t2-t0)(4.3.6-3)式中W3―――为补充水量，m3/h；t2―――为冷凝器出水温度，℃；t1―――为冷凝器进水温度，℃；t0―――为补充水温度，℃；应安装冷却塔以减少补充水量。3.冷却水宜采用生活用水，水温宜低于28℃。4.冷却水循环泵按冷却水计算总循环量选择冷却水循环泵型号和台数，水泵扬程以12～20m左右为宜。冷却水循环泵应有足够备用。4.3.7低温容器及管路保温1.必须保温的低温容器和管路有：制冷剂循环系统的中压，低压容器和管路、盐水箱、盐水干管和配集液管等。2.保温层敷设应使其外表面温度比环境露点温度高2℃左右，不产生凝结水，使冷量损失在允许范围内。3.保温层宜采用聚苯乙烯等泡沫塑料制品，导热系数宜小于0.17kJ/m·h·℃。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc4.所有低温容器、管路的保温层均应铺设防潮层。5.保温层设计除符合以上标准外还应适应符合《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB50264。5.冻结孔与冻结器5.1冻结孔5.1.1冻结孔的开孔位置、偏斜值、成孔间距及深度应符合设计要求。5.1.2应根据隧道的允许空间搭设冻结孔施工平台，平台应牢固平整，并符合有关技术规程的规定。冻结孔施工平台搭设应有利于冻结孔成孔设备移位和固定。5.1.3冻结孔成孔方法可选用跟管钻进法、夯管法和顶管法等施工方法。在地层沉降控制要求高的地层中应用钻进法时，宜实施干钻钻进。5.1.4在隧道管片上施工冻结孔时，必须先安装带法兰和旁通的孔口管。孔口管宜采用低碳钢无缝钢管，孔口管内径宜大于冻结管外径10～20mm，管壁厚度宜为5～7mm。安装在混凝土管片上孔口管管端应加工长度不小于200mm的鱼鳞扣。5.1.5在钢管片上应采用焊接方法固定孔口管，焊缝高度不得小于孔口管管壁厚度。在混凝土管片上，应先用取芯钻机钻进深220～56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc300mm、直径大于孔口管管径约2～4mm的钻孔，然后插入缠上麻丝的孔口管，并用不少于3个膨胀螺栓与隧道管片固定。孔口管插入钻孔深度不得小于200mm，与钻孔配合要紧密，不渗漏，必要时可用压浆法在孔口管与钻孔之间充填水泥――水玻璃浆液、固定孔口管用膨胀螺栓直径不得小于12mm，膨胀螺栓与孔口管之间用等直径钢筋焊接。5.1.6冻结孔开孔位置误差不得大于冻结孔允许最大偏差斜值，并不宜大于100mm。冻结孔开孔间距误差不得大于150mm。孔口必须避开隧道管片接缝，并宜避开混凝土管片主筋和钢管片肋板。5.1.7用经纬仪和罗盘确定开孔倾角和方位角。罗盘和经纬仪在开工前和施工过程中必须进行检验校核，确保其精确。5.1.8应在孔口管上安装阀门和孔口密封装置后再用钻机钻透隧道管片（二次开孔）。5.1.9跟管钻进或夯（顶）进冻结管时，孔口密封装置与冻结管之间不得漏水漏泥。如采用湿钻钻进，循环液应从孔口管上的旁通排出，并应控制排出土体体积不大于冻结孔体积。5.1.10用钻进法施工冻结孔时，在粘土或淤泥等不透水地层中可采用清水钻进；在流砂或粉土层中应采用泥浆钻进，并根据地层情况调整泥浆成分、配比、防止钻孔塌孔引起地层沉降。5.1.11在施工冻结孔时，如排出土体体积大于冻结孔体积，应立即用水泥浆或水泥――水玻璃双液进行注浆补偿。5.1.12冻结孔施工过程中应及时测斜。对于深度小于20m的冻结孔可采用经纬仪灯光测斜，对于深度大于20m56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc的冻结孔，应采用水平陀螺测斜仪等方法测斜；对于深度小于20m的冻结孔，可在成孔后再进行测斜，对于深度大于20m的冻结孔，在施工时应每隔10～15m测斜一次。5.1.13施工冻结孔时可采用以下偏斜措施。1.根据实际开孔误差调整冻结孔施工方位，以减小冻结孔的最大偏斜值。2.间隔施工冻结孔，必要时通过调整中间冻结孔的施工轨迹，减小冻结孔最大成孔间距，使冻结孔间隔均匀。3.准确定出开孔孔位、方向，并在隧道两帮布点，采用拉线方法校验，控制冻结孔方向。4.先施工穿透旁通道两端隧道的透孔，验证隧道管片上预留洞门的相对位置。当两预留洞门相对位置偏差大于100mm时应修正冻结孔设计方位。5.在施工第一个冻结孔时，检查地质，水文情况，根据施工情况优化冻结孔施工工艺参数。6.确保冻结管加工质量，先配管确认冻结管连接顺直后再用于施工。7.在开始钻进或下入冻结管时，应反复检查钻杆或冻结管的方位与倾角，确保孔口段冻结管方位满足设计要求。8.对于深度较大的冻结孔，开孔段预设0.5～1°的上仰角。9.其他防偏、纠偏专用技术。5.1.1456 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc可采取在冻结孔成孔间距超限的两冻结孔中间增加布置冻结孔的方法使冻结孔成孔间距满足设计要求。5.1.15冻结孔成孔后根据测斜数据绘制喇叭口、集水井等关键部位的冻结孔成孔偏斜图。5.1.16应在全部冻结孔验收合格后拆除钻机。5.2冻结管5.2.1冻结管材质和规格确定应符合4.2.2条的规定不得采用焊接钢管。当采用跟管钻进时，冻结管管壁厚度不宜小于8mm，采用夯管时，冻结管管壁厚度不宜小于6mm。管壁厚度不宜大于10mm。5.2.2冻结管接头可采用螺纹连接和加内衬管对焊连接。冻结管接头强度不宜小于母管强度60％。跟管钻进时冻结管连接宜采用螺纹接头并用焊接补强、密封接头缝，夯管时冻结管宜采用带衬管的对焊接头。5.2.3当需要拔管或预计冻结壁变形大，有可能引起冻结管断裂时，冻结管接头强度应不小于母管强度的80％，并宜采用加内衬管的对焊连接接头。5.2.4冻结管材及接头内衬管的材质应一致，管端要留坡口，选用焊条应与管材材质相匹配，焊缝要饱满且与管壁齐平。冻结管焊接后，焊缝应冷却5～10min后下入地层。5.2.5冻结管管材及连接要顺直，不得有明显弯曲。5.2.656 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc冻结管下入地层深度不得小于设计深度，每节冻结管材应有长度及顺序编号记录。冻结管管口露出孔口管不应小于100mm。5.2.7严禁冻结管内有任何杂物。5.2.8冻结管下入地层后必须进行试压。试验压力应为冻结工作面盐水压力的1.5～2倍，经试压30min压力下降不超过0.05MPa,再延续15min压力保持不便为合格。5.2.11冻结管周围不得漏水漏泥，否则应采用注浆方法封堵。5.2.12漏管处理1.试压不合格的冻结管必须进行处理达到密封要求后方可使用。无法处理时应补孔。2.对于向下倾斜的冻结管漏管，可以在漏管中下入小直径冻结管，并在小直径冻结管外侧充满清水或泥浆。小直径冻结管的内径不应小于48mm，下小直径冻结管的冻结孔不得相邻，下小直径冻结管的冻结孔数不得多于冻结孔总数的5％。小直径冻结管的下放深度和耐压必须符合设计要求。3.水平或向上倾斜的冻结管漏管不得采用下小直径冻结管的方法处理。5.3供液管5.3.1供液管可采用聚乙烯增强塑料管或钢管。供液管的管径与壁厚可按表5.3采用，供液管内和供液管与冻结管间隙的盐水流动速度宜满足4.3.4条1款的要求。表5.3供液管的管径与壁厚56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc供液管品种外径（mm）壁厚（mm）焊接钢管≥383~4聚乙烯增强塑料管≥40≥55.3.2供液管下入冻结管时连接应牢固、严密，并应下放到冻结管管底。供液管管端应留有断面不小于供液管断面积的回水通道。5.4质量验收5.4.1应按设计和有关标准、规范要求对冻结孔实际开孔孔位、冻结管下入地层深度、冻结管和供液管的材质、规格、接头方式、冻结管耐压和冻结孔成孔间距等进行验收。冻结管和供液管的材质、规格、接头方式，冻结管和供液管深度，冻结管耐压，以及冻结孔成孔间距经验收合格后，方可使用。6.冻结站6.1冻结站位置6.1.156 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc冻结站位置可选择在地铁车站地面广场、车站地下平台或冻结工作面附近的隧道内。6.1.2冻结站厂房防火应符合《建筑设计防火规范》GBJ16的规定。6.1.3冻结站应通风良好，采用冷却塔散热时，冷却站要加强通风排热，必要时可安装轴流风机强制通风。6.1.4冻结站设在地面时，制冷系统的高压部分应避免阳光直晒。6.2冻结站安装6.2.1冻结站制冷设备、盐水泵、冷却水泵及管路系统的安装，执行《制冷设备、空气分离器安装工程施工及验收通用规范》（GB50231）及《工业金属管道工程施工及验收规范》（GB50235）中的有关规定。配电系统安装及调试执行《电气装置安装工程盘柜及二次线施工验收规范》（GBJ50171）规定。6.2.2冻结站采用的设备、压力容器及管道阀门必须清洗干净并经压力试验合格。浮球阀、液面指示器、安全阀等安装前应进项灵敏性试验。6.2.3在冷却水源水质不符合冷凝器等设备的使用要求时，应安设冷却水水质处理装置，提高冷却效率。6.2.4冻结站盐水系统的管路应采用低碳无缝钢管，弯头、法兰盘采用耐低温的碳素钢制作。6.2.5冻结器宜采用串、并联方式分组与配、集液圈连接56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc，每组串联冻结器长度宜适中并基本一致，以保证各冻结器盐水流量均匀并满足设计要求。冻结器与配、集液圈之间宜用软管连接，软管在工况温度下耐压不应低于1MPa。在冻结器与配、集液圈之间的连接管路上应安装控制阀门和温度测点，管路连接应便于安装流量计检测单孔盐水流量。6.2.6盐水循环系统最高部位处应设置排气阀，盐水箱应安设盐水液面可视自动报警系统，干管上及位于配液管首尾冻结器的供液或回液管上，应设置流量计。6.2.7管路上的测温孔插座位置、尺寸及角度应符合有关规定和设计要求。6.2.8冷冻站制冷剂循环系统、盐水干管、配集液管的密封性试验，按下列规定进行。1.盐水管路系统必须进行压力试验，试验压力不得小于冻结工作面盐水压力的1.5倍。并持续15min压力不下降为合格。2.冷冻站机充制冷剂前，制冷系统各部位必须进行试漏检验，并应符合表6.2.8的规定或设备说明书的要求。部位高压系统低压系统试压表压力（MPa）14.6～1.81.2表6.2.8试漏压力6.2.956 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc冻结站管路密封性试验合格后，对制冷系统的低压、中压容器、管路及盐水箱、盐水干管、配集液管等必须按设计要求铺设保温层和防潮层，并对制冷系统按统一规定的颜色刷漆。6.3冷冻站运转6.3.1冷冻站正式运转前。应对冷却水、冷媒剂及制冷剂系统进行试运转，各系统应达到设计要求。1.冷却水系统：补充水量、水温及水质应达到设计要求，循环水系统运转正常。2.盐水系统：盐水浓度及总流量应达到设计要求，循环系统正常运转，空气放净，无杂物堵塞。3.冷却水、盐水系统试运转后可充制冷剂。在正式充制冷剂前应进行试充，系统压力应控制在0.2～0.3MPa，用专用仪器检漏，合格后才能正式充制冷剂。制冷剂充量应达到设计要求。6.3.2冷冻站正式运转应具备的条件。1.在充制冷剂过程中，制冷剂、盐水、冷却水系统应运转正常，盐水温度逐渐下降。2.配电系统应能连续正常供电。3.冷冻站内灭火器材、防毒面具、防雷装置、电器接地等安全设施应齐全。4.冷冻机易损件、仪表和冷冻机油均应有足够备用。6.3.3冷冻站正常运转应符合下列条件。1.56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc制冷剂、盐水、冷却水循环系统温度、流量、压力应正常，经过3～7天盐水温度应逐渐下降并达到设计要求，各冻结器回液温度正常、基本一致，头部、胶管结霜均匀。2.制冷剂冷凝压力和蒸发压力应与冷却水温度、盐水温度相对应。3.冷媒温度比制冷剂蒸发温度应高5～7℃，冷凝温度应高于冷却水温度3～5℃。4.冷却水进出水温差宜为3～5℃。5.盐水去回路温差；积极冻结期宜为1～4℃；开挖期间不宜大于2℃。6.3.4冷冻站应有运转日志，包括下列内容。1.冷冻机及起辅助设备中的温度、压力、流量、液位、电流、电压等的纪录，运转日志，每次制冷剂充量及冷冻润滑油加油量的记录。2.冷媒泵班运载日志，冷媒泵压力、流量、冷媒箱水位及温度的班记录。3.配集液管冷媒温度，冻结器头部冷媒温度，以及冻结器头部胶管结霜情况的班记录。4.补充水及循环水水泵班运转日志，补充水的流量及水温，冷凝器进、出水温度及流量的班记录。6.4停冻6.4.156 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc在开挖期间不得停止或减少冻结孔供冷。如因施工需要停止个别冻结孔供冷时，应分析对冻结壁整体稳定性的影响，并制订相应技术措施，确保开挖与旁通道结构施工安全。6.4.2入在积极冻结期间发生短暂停冻，应按停冻时间的2倍相应延长积极冻结时间。6.4.3旁通道主体结构施工结束后可停止冻结，拆除制冷设备和管路。7.冻结壁检测与判断7.1测温孔布置7.1.1在与旁通道相接的隧道内均应设置测温孔监测冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结壁与隧道管片界面温度和开挖区附近地层冻结情况。7.1.2测温孔宜布置在冻结孔间距较大的冻结壁界面上或预计冻结薄弱处。7.1.3检测冻结壁厚度的测温孔不得少于2个，在冻结壁内、外设计边界上均应布置测温孔，测温孔深度应不小于2m。检测冻结壁平均温度的测温孔不宜少于4个，在冻结壁内。外设计边界和冻结壁中部均应布置测温孔。在冻结壁的上、下设计边界上均应布置1个以上测温孔，深度应不小于2m56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc。在集水井中部应布置1个以上测温孔，深度应与附近的冻结孔深度一致。检测冻结壁与隧道管片界面温度的测温孔深度应进入地层不小于0.1m。7.1.4测温孔内应安装测温管，测温管宜采用具有良好导热性的钢管，且不得渗漏。测温管规格以能安装测点为宜。7.2测温孔检测7.2.1测点布置应遵循以下原则。1.测点的布置应满足判断冻结壁形成质量的要求。2.在冻结壁最薄弱的部位应有测点。3.在测定冻结壁与隧道管片界面温度时，应在界面里外两侧各布置1个测温点，通过插值方法确定界面处温度。4.测点布置应能满足冻结、开挖构筑及融沉注浆施工的其他要求。7.2.2温度测量精度应达到±0.5℃，测温元件和仪器应经过标定。7.2.3测温管内安装测温电缆和测温元件后，管口应进行密封和保护，防止测温元件及电缆被移位，损坏。7.2.4在开始冻结前应测量原始地温。从开始冻结至试挖，所有测点温度应每隔12～24h观测一次以上，在开挖和结构施工期间，所有测点每隔4～12h观测一次以上；停冻后至冻结壁全部融化期间宜每隔1～3d测量一次，监测点可以适当减少。冻结壁全部化冻后可停止温度监测。7.2.5在冻结壁解冻期间，可在旁通道内布置测温孔检测冻结壁温度回升和解冻情况。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc7.2.6所有温度检测应有原始记录，并有观测者签字。并应根据温度检测结果定期分析冻结壁的形成情况，评价冻结壁形成的质量与安全性。7.3泄压孔及其他检测工作7.3.1在与旁通道相接的隧道管片上均必须布置2个以上泄压孔。7.3.2泄压孔应布置在开挖区非冻土内，泄压孔应贯通开挖区内的透水层，并宜深入地层0.3m以上。7.3.3泄压孔孔径不宜小于38mm。泄压孔孔口应按安装压力表和用于泄水的旁通道和控制阀门。压力表的精度应达到±0.02MPa以上。7.3.4在冻结站运转前，必须检测地层初始水压，并与泄压孔附近地水文勘察资料比较，发现异常必须查明原因并及时进行处理，确保泄压孔畅通。7.3.5冻结站运转前期，应每隔12～24h观测一次地层水压。水压开始上涨后，应每隔6～12h测量一次以上。所有观测应有原始记录，并有当事人签字。7.3.6泄压孔水压上涨超过初始压力0.2MPa时应放水泄压，如泄压孔中有水成线流持续流出，应立即关闭阀门，继续观测。7.3.7对冻结器供冷发生异常或冻结效果难以确定的部位应打探孔检测冻结壁温度或检测开挖区内土体的稳定情况。7.3.8在开挖过程中，应检测开挖面四周的冻结壁温度、冻土进入开挖面厚度和冻结壁的收敛情况，检测频率宜为每个掘砌循环一次。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc7.4质量验收7.4.1泄压孔水压应升高至超过初始水压0.1MPa以上，打开泄压孔无水持续流出（少量滴水除外），泄压孔压力上涨超过7天。7.4.2如泄压孔水压无升高，应查明有冻结壁不交圈之外的原因，并且要求打开泄压孔后24h以上无水流出，积极冻结时间不少于设计要求。7.4.3根据测温孔实测温度计算的冻结壁厚度、冻结壁平均温度和冻结壁与隧道管片界面温度均应满足设计要求。8.冻结工程收尾工作8.1冷冻站拆除8.1.1冷冻站拆除时，宜回收盐水，严禁任意排放污染环境。8.1.2拆除设备。管路应有技术措施，设备、容器应清洗、防腐后入库。8.2冻结管充填8.2.1停冻后应尽快割除隧道管片上的孔口管和冻结管，防止孔口管和冻结管周围冻结壁解冻漏水。混凝土隧道管片上割除孔口管或冻结管深度应进入管片不小于60mm。8.2.256 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc应对遗弃在地层中的冻结管进行充填。充填时要排除冻结管内盐水。8.2.3充填冻结管材料应采用M10以上水泥砂浆或C15以上混凝土，充填冻结管长度应不小于管口以内1.5m。8.2.4混凝土管片上割除孔口管或冻结管后留下的孔口用速凝堵漏剂封堵，并预埋注浆管进行注浆堵漏。8.2.5钢管片上的孔口应焊接厚度不小于12mm钢板，然后按设计用混凝土填满钢管片格仓。8.2.6冻结管充填和封孔应有原始记录。8.3技术档案8.3.1整理下列设计施工资料，建立技术档案：1.地质检查孔地质报告；2.地层冻结设计、施工及冷冻站运转资料；3.构筑物结构设计图、开挖构筑物施工有关资料；4.冻结管充填和封孔资料。9.开挖与构筑9.1隧道支撑和防护门9.1.1在旁通道开挖时，应按旁通道结构设计要求安装隧道支撑。在旁通道结构设计无明确规定时，可以按以下要求设计和安装隧道支撑。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc1.隧道内每个旁通道预留口设2榀隧道支撑，分别安装在洞口两侧的第一条隧道管片环缝处。2.每榀隧道支撑设7～8个支撑点均匀地支撑隧道管片上，每个支撑点能提供最大到500KN的支撑力。3.支撑上半部的4～5个支撑点上安装最大顶力500KN的千斤顶以调整支撑力。4.隧道支撑框架用型钢制作，应满足有关钢结构设计规范要求。5.隧道支撑安装偏离隧道管片环缝处截面不宜大于20mm。6.安装好隧道支撑后顶实千斤顶，但每个千斤顶的顶力不得大于100KN，且每个千斤顶的顶力要求基本均匀。7.根据实测隧道收敛变形调整各个千斤顶的顶力，收敛大的部位要求千斤顶力大，不收敛的部位千斤顶不加力。隧道收敛达到报警值10mm时千斤顶顶力达到设计最大值500KN.8.如千斤顶顶力达到设计最大值后隧道仍继续收敛，则应采取其他措施加强隧道支撑。9.1.2在施工范围内有透水的砂性土层时，应在开挖侧通道预留洞口上安装应急防护门。防护门设计、安装与使用应符合以下要求。1.防护门应能灵活开关，关闭后应能承受安装位置的地下水压，有效阻止旁通道内水、土流出，开启后不得影响正常的开挖和结构施工。2.56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc在防护门上应安设压风管、排风管、注浆管及控制阀门，并配备风量不小于6m3/min的空压机为防护门内供气。3.防护门可安装在旁通道预留洞口隧道钢管片上。防护门结构设计和安装应符合相关规范的规定。4.安装好防护门后应进行气密性试验，要求在不停空压机时试验气压能保持在设计值。5.防护门开关应便于人工操作，紧固螺栓、风管及连接件、扳手等配件及操作工具应准备到位。6.当旁通道开挖时发生透水、冒砂事故，应立即关闭防护门，并向防护门内压气，使防护门内气压维持在设计压力。7.通道挖通并施工初期支护后即可拆除防护门。9.1.3在集水井位置有透水的砂性土层时，应设集水井井口防护门（或盖板）。开挖集水井时如发生透水冒砂事故，立即关上防护门，并向集水井内压气或注入聚氨酯等注浆充填材料。防护门应能承受所在深度的地下水压。9.2开挖准备及试挖9.2.1试开挖前应具备下列资料。1.地层检查孔报告及地层剖面图。2.56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc冻结壁形成检测分析报告，内容应包括：冻结孔和测温孔的施工资料，冻结站运行情况，干管盐水温度变化，冻结器盐水流量，测温孔温度变化，泄压孔水压变化及泄水情况，实测冻结壁厚度、平均温度和冻结壁与隧道管片交界面温度，以及根据测温结果绘制的重要部位的冻结壁剖面图等施工记录、图表与分析结论。3.旁通道结构施工图。4.经审批的施工组织设计、安全技术措施及应急预案。9.2.2试挖前应完成以下施工准备工作。1.按设计要求安装隧道支撑和防护门。2.搭设开挖和构筑施工平台。3.施工材料与施工机具准备就绪。4.水、电供应能满足施工需要。5.按应急预案准备好应急材料与设备。6.周边环境监测监护实施到位。7.地面设开挖工作面的视频监测系统，并具备与冻结和开挖工作面的可靠通讯联络系统。9.2.3具备以下条件时可以进行试挖。1.冻结壁形成质量检验合格。2.积极冻结时间、盐水温度、盐水流量等冻结运转参数达到设计值，检查冷冻机等机电设备及电源完好，冻结系统运转正常。3.本章9.1.1款所列的全部资料齐全。4.本章9.1.2款所列的全部开挖施工准备工作就绪。5.编制试挖报告并经上级主管部门和监理等批复确认。9.2.4试挖。在未冻结的开挖区中部开一试挖窗口，窗口尺寸不宜大于400×400mm，开窗要逐步扩大。用锹、风镐等从试挖窗口挖深400～600mm56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc，检查土体含水及稳定情况。若土体干燥、能自立，或者挖深至800～1000mm无泥水流出时间持续24h以上。则可判定具备正式开挖条件。否则应回填、封闭试挖窗口，继续积极冻结，直至下次试挖满足上述要求为止。9.3正式开挖9.3.1经试挖判定具备开挖条件后可进行正式开挖。9.3.2旁通道开挖应采取短段掘砌的作业方法，随挖随支，严格控制冻结壁温度升高和变形。9.3.3宜采用以下施工顺序。1.在施工完通道衬砌后再施工集水井。2.通道施工顺序：开挖侧开门洞→通道开挖和初期支护→喇叭口开挖（刷大）和初期支护→隧道钢管片拆除→外防水施工→钢筋绑扎、预埋件安设和立模→混凝土浇注。3.集水井施工顺序：开挖和初期支护→外防水施工→钢筋绑扎、预埋件安设和立模→混凝土浇注。4.施工完集水井衬砌后施工井盖和防火门门框，根据旁通道结构设计要求施工内防水或抹面。5.应在施工完初期支护后、施工外防水或衬砌之前再割除开挖区内的冻结管，但施工喷射混凝土时可暂停给受影响位置的冻结管供冷12～24h。9.3.4开挖与支护施工参数。1.56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc初期支护可采用由喷射混凝土，型钢支架、木背板和砂浆充填层组成的结构形式（见图9.2.4）。2.初期支护钢支架可采用18～22号工字钢等型钢制作，钢支架内侧净尺寸按旁通道结构轮廓外放20～30mm计算；喷射混凝土强度设计等级宜采用C15~C20，厚度与钢支架型钢高度一致；木背板厚度可取30～50mm；充填层可采用粗砂或水泥砂浆，厚度以30mm为宜。3.初期支护的承载力应经过计算。初期支护应能承受25％～50％以上的冻结壁荷载。在以下情况下初期支护宜按承受全部冻结壁荷载设计：（1）通道位置有砂土层；（2）通道长度大于15m或通道开挖时间需要15天以上；56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc（3）通道开挖区附近3m内有特殊变形控制要求的重量建（构）筑物。初期支护的承载力计算方法应符合有关结构设计规范的规定。4．可采取全断面开挖方式，开挖面土体难以自力时可以放坡。2.掘进段长宜取500～800mm，并宜与初期支护的钢支架间距一致。9.4质量控制与验收9.4.1土方开挖质量控制要求与验收指标。1.开挖横断面方向尺寸应满足设计要求，且单侧超挖不得大于30mm。2.最大空帮距（没有支护的冻结壁暴露段长）不宜大于掘进段长600mm。重要建筑物下应适当减小最大空帮距。3.冻结壁暴露时间应控制在24小时内。4.冻结壁暴露面最大收敛位移不得大于20mm。5.通道开挖中心线偏差应不大于20mm。9.4.2初期支护质量控制要求与验收指标。1.钢支架制作应符合有关钢结构施工质量验收规范的规定。2.钢支架安装的垂直度偏差应不大于20mm，标高偏差应不大于±20mm，支架轴线偏差应不大于20mm，相邻支架间距偏差应不大于30mm，同一架支架横梁两端水平高差应不大于20mm，相邻支架间拉杆应连接牢固。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc3.木背板厚度误差应不大于5mm，背板间隙应不大于10mm，背板搭接钢支撑长度应不小于30mm。4.喷射混凝土强度等级应符合设计要求，厚度误差不大于±10mm。5.木背板背后充填应密实，不留空洞。6.支架安装外表整齐美观。9.4.3施工班组检查事项。1.按7.3.8条的规定设专人检查挖掘面土体冻结情况及变形，发现异常及时查找原因并进行处理。2.按9.4.1、9.4.2条的要求检查各个工序施工质量。3.检查隧道支撑是否撑实、防护门开关是否灵活。4.检查施工设备是否完好、备件是否充足、应急设备和材料是否备齐。9.5结构施工9.5.1旁通道结构及防水层应严格按照设计和有关施工规范施工。9.5.2应根据施工工序安排和混凝土需要二次倒运的情况，确定混凝土初凝时间。9.5.3应采取措施确保旁通道拱部混凝土浇注密实。9.5.4应在浇注完通道段衬砌混凝土且混凝土强度达到设计值的60％以上后开挖集水井。9.5.5应考虑环境温度较低可能对混凝土强度增长的影响。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc9.6衬砌后充填注浆和地层融沉注浆9.6.1停止冻结并完成冻结孔封孔工序后应进行衬砌后充填注浆和地层融沉补偿注浆。9.6.2注浆孔宜在旁通道结构施工时预埋。注浆管预埋深度以穿透结构层为宜，布孔密度以1.5～2.5m2/个为宜。9.6.3停止冻结后3～7天内进行衬砌后充填注浆。注浆时衬砌混凝土强度应达到设计强度的60％以上。9.6.4衬砌后充填注浆可采用1：0.8～1单液水泥浆。注入水泥浆前应先注清水，检查各注浆孔之间衬砌后间隙是否畅通。注浆宜按由下而上的顺序进行，当上一层注浆孔连续返浆后即可停止下一层注浆，直至注到拱顶结束。集水井部位注浆压力不得大于0.1MPa，通道部位注浆压力不得大于静水压力。9.6.5充填注浆结束后根据地层沉浆监测情况进行冻结壁融沉补偿注浆。融沉补偿注浆应遵循少量、多次、均匀的原则。9.6.6融沉补偿注浆浆液宜以水泥－水玻璃双液浆为主，单液水泥浆为辅。水泥－水玻璃双液浆配比可为：水泥浆与水玻璃溶液体积比1：1，其中水泥浆水灰比1：1，水玻璃溶液可采用B35~B40水玻璃加1~2倍体积的水稀释。注浆压力不得大于0.5MPa或旁通道结构设计要求的允许值。注浆范围为整个冻结区域。9.6.7一天地层沉降大于0.5mm，或累计地层沉降大于3mm时应进行融沉补偿注浆；地层隆起达到3mm时应暂停注浆。9.6.856 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc冻结壁已全部融化，且实测地层沉降持续一个月每半月不大于0.5mm，可停止融沉补偿注浆。9.6.9融沉补偿注浆时可以对冻结壁进行强制解冻。强制解冻宜分区、对成进行，并在解冻的同时进行跟踪注浆。强制解冻应加强对周围环境的监控，并应布置专用测温孔检测冻结壁解冻范围。9.6.10.强制解冻宜采用在冻结器中循环热水的方式。热水温度宜控制在30～70℃之间，加热盐水的电加热器功率不宜小于冷冻机电机功率。10环境监测与应急预案10.1环境监测10.1.1在旁通道施工期间应监测施工影响范围内的隧道管片、地下管线、地面及建（构）筑物变形。10.1.2隧道管片变形监测范围应不小于旁通道两侧隧道管片各20m；地面及周围建构筑物和管线变形监测范围应不小于旁通道正上方地面投影外侧20m。10.1.3测点布置及测量方法应符合《地下铁路、轻轨交通工程测量范围》、《城市测量规范》和《工程测量规范》等有关规范的规定。10.1.4监测频率宜按表10.1.4确定。在施工过程中可根据监测数据变化幅度进行适当调整。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc表10.1.4监测测量频率钻孔期间积极冻结期间开挖和冻结壁解冻期间冻结壁解冻结束～稳定1次/1天1次/3天1～2次/1天1～2次/5天10.1.5报警值1.地表沉降监测点按地铁测量监测规定执行，即＋10mm、－30mm为累计报警值，±3mm作为日变量报警值。2.地下管线沉降监测点，以±10mm作为累计报警值，±3mm作为日变量报警值。3.周围建筑物沉降累计沉降报警按地下管线报警值为参考，其差异沉降推算为房屋倾斜率报警值为1/300。4.隧道沉降变化报警值以±10mm作为累计报警值，±3mm作为日变量报警值。5.隧道收敛累计报警值为±10mm。6.对地下管线和周围建筑物有特殊保护要求时可调整以上报警值。10.1.6应由具有相应资质的监测单位编制专项监测设计，并按规定经有关方面批准后实施。10.2应急预案10.2.1旁通道施工前必须编制施工应急预案，并按规定经上级主管部门和监理等审批。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc10.2.2应急预案应包括以下内容。1.工程施工风险分析。2.工程施工风险的防范措施。3.工程施工突发事件的监控与应急处理方案。4.工程施工风险管理的组织机构与资源配置。10.2.3应重点就以下工程质量安全问题与突发事件制定防范与应急处理措施。1.冻结孔施工过程中孔口管脱落、冻结管断裂、钻头逆止阀损坏和孔口发生水砂突出。2.冻结和开挖过程中发生冻结管断裂和盐水漏失。3.发生严重机电事故或停电引起长时间停冻。4.开挖过程因冻结壁不交圈、解冻或破坏引起出水冒泥，因冻结壁严重变形引起初期支护严重变形或破坏。5.地层水土流失、冻胀、融沉和开挖引起周边隧道管片、地下管线和地面道路、设备及建（构）筑物严重变形甚至破坏。6.施工过程中发生重大人身伤亡事故。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc本规程用词说明一、为便于执行本规程条文时区别对待，对严格要求程度不同的用词说明如下：1.表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用“必须”；反面词采用“严禁”。2.表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用“应”；反面词采用“不应”或“不得”。3.表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用“宜”；反面词采用“不宜”。表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。二、条文中指明应按其他有关标准和规范的规定执行，写法为“应按……执行”或“应符合……的规定”。非必需按所指定的标准和规范的规定执行时，写法为“可参照……”。56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc上海市工程建设规范旁通道冻结法技术规程DG/TJ08-902-2006规范条文2006上海56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc1.总则12术语33基础资料63.1勘察资料63.2冻土试验资料73.3其他资料74地层冻结设计84.1一般规定84.2冻结壁设计104.2.1冻结壁结构形式选择104.2.2冻结设计基础参数确定114.2.3冻结壁厚度设计与强度检验134.2.4冻结孔布置154.2.5冻结壁形成预计174.2.6隧道管片保温184.3制冷系统设计184.3.1制冷能力计算184.3.2冷冻机194.3.3盐水194.3.4盐水管路204.3.5盐水泵204.3.6冷却水225.冻结孔与冻结器245.1冻结孔245.2冻结管275.3供液管285.4质量验收296.冻结站296.1冻结站位置296.2冻结站安装306.3冷冻站运转326.4停冻337.冻结壁检测与判断347.1测温孔布置347.2测温孔检测357.3泄压孔及其他检测工作367.4质量验收378.冻结工程收尾工作378.1冷冻站拆除378.2冻结管充填378.3技术档案389.开挖与构筑389.1隧道支撑和防护门389.2开挖准备及试挖4056 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc9.3正式开挖429.4质量控制与验收449.5结构施工459.6衬砌后充填注浆和地层融沉注浆4610环境监测与应急预案4710.1环境监测4710.2应急预案48本规程用词说明5056 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc上海市工程建设规范旁通道冻结法技术规范TechnicalcodeforcrosspassageFreezingmethodDG/TJ08-902-2006J10851-20062006年上海56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc上海市建设和交通委员会沪建交[2006]386号上海市建设和交通委员会关于批准〈〈旁通道冻结法技术规程〉〉为上海市工程建设规范的通知各有关单位：由上海申通轨道交通研究咨询有限公司主编的关于批准〈〈旁通道冻结法技术规程〉〉，经有关专家审查和我委审核，现批准为上海市工程建设规范。该规范统一编号为DG/TJ08—902—2006，自2006年10月1日起实施。本规范由市建设交通委负责管理，上海申通交通研究咨询有限公司负责解释。上海市建设和交通委员会二○○六年六月八日56 上海市工程建设规范d32443ede84a4f14ab590b4ae95dd50c.doc前言本规程是根据上海市建设和交通委员会沪建[2004]78号文的要求，由上海申通轨道交通研究咨询有限公司、北京中煤矿山工程有限公司、煤炭科学研究总院北京建井研究所等单位参加编制完成。本规程全面总结了10多年来上海市工程建设中应用冻结法对地铁隧道特殊部位、特殊构筑物的加固设计、施工经验和教训。进一步实现冻结法应用于地铁隧道工程的设计、施工及工程质量的监督检查验收的科学化、规范化，以适应上海地铁隧道建设的需要。本规程的主要技术内容包括：1.总则，2.术语，3.基本资料，4.地层冻结设计，5.冻结孔与冻结管，6.冷冻站，7.冻结壁检测与判断，8.冻结工作收尾工作，9.开挖与构筑，10.环境检测与应急预案。在规程执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，有何意见和建议告知上海申通轨道交通咨询有限公司（黄河路355号5楼，邮编：200003），供今后修订时参考。主编单位：上海申通轨道交通研究咨询有限公司参编单位：北京中煤矿山工程有限公司煤炭科学研究总院北京建井研究所主要起草人：白延辉李功洲毕湘利楼根达徐兵壮李长忠周兴旺陈朝晖李方政王建平韩圣铭杨国伟张斗群王圣公吴小光陆仁财上海市建筑建材业市场管理总站二○○六年八月56'