DG/T J08-902-2016 旁通道冻结法技术规程（附条文说明）

上海市工程建设规范
旁通道冻结法技术规程
Technical Code for Crosspassage Freezing Method
DG/T J08-902-2016
J10851--2016
主编单位：上海申通轨道交通研究咨询有限公司
批准部门：上海市住房和城乡建设管理委员会
实施日期：2016 年 8 月 1 日

本规程是根据上海市城乡建设和交通委员会《关于印发<2013 年上海市工程建设规范和标准设计编制计划>的通知》（沪建交[2012]1236 号）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、天地科技建井研究院等单位参加编制完成。
在全面总结了 10 多年来本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、施工经验和教训的基础上，本规程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。
本规程分七章和四个附录，主要内容包括：总则、术语、地层冻结设计、冻结施工、开挖与构筑施工、施工监测、验收。

1 总则
1.0.1 为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、资源节约、环境保护，特制定本规程。
1.0.2 本规程适用于本市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设计、施工、监测及验收。
1.0.3 在旁通道冻结设计和施工中，应根据地质条件、周边环境、工况条件，做到合理设计、精心施工、严格监控确保施工安全。
1.0.4 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有关标准的规定。

2 术语和符号
2.1术语
2.0.1 旁通道 cross passage
地铁区间隧道之间设置的横向逃生通道。旁通道及泵站因其紧急疏散和汇集、排放区间积水的双重功能而被相辅应用。
2.0.2 冻结法 ground freezing method
在施工地下构筑物之前，用人工冻结的方法，对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方法。
2.0.3 盐水冻结系统 brine freezing system
以氯化钙等盐溶液（简称盐水）为冷媒剂的间接冻结系统。采用盐水冻结系统的冻结法施工技术简称盐水冻结。
2.0.4 冻土圆柱 frozen soil column
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形的冻土柱。
2.0.5 冻结壁 frozen soil wall
用冻结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 frozen soil wall thickness
冻结壁壁面上任一点与另一壁面之间的最短距离。设计冻结壁厚度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。有效冻结壁厚度为拟建构筑物开挖面外侧冻结壁所达到的厚度。
2.0.7 冻结壁平均温度 average temperature of frozen soil wall
设计冻结壁冻结范围内温度分布的平均值。
2.0.8 冻结壁交圈时间 freezing time to closure
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所形成的冻土圆柱按设计要求完全相交所需的时间。
2.0.9 冻结壁形成期 period of frozen soil wall formation
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 maintenance period of frozen soil wall
冻结壁形成达到设计要求后，为了保证旁通道掘砌过程中的安全，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时间，也称维护冻结期。
2.0.11 冷冻站 refrigeration plant
在拟建旁通道附近集中安设制冷设备和设施的场所。冷冻站主要由制冷剂（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构成。
2.0.12 冻结孔 freezing hole
按设计要求布置在旁通道周围用于安装冻结器的钻孔，有垂直孔、水平孔、倾斜孔之分。冻结孔一般围绕构筑物的环线布置，该环线称冻结孔布置圈。
2.0.13 冻结器 freezing apparatus
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。
2.0.14 泄压孔 pressure release hole
用来观测和释放土层水土压力的孔（管）。
2.0.15 测温孔 temperature measurement hole
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状况的钻孔。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。
2.0.16 测斜 deviational measurement
检查冻结孔、测温孔、泄压孔在不同深度上的偏斜值和偏斜方位的工作。
2.0.17 掘进步距（段长） length of advance step
掘砌施工过程中，每个开挖与支护循环作业的掘进长度。
2.0.18 冻土压力 frozen ground pressure
冻结壁作用于支护上法向压力的统称，也称冻结压力。
2.0.19 强制解冻 artificial thawing
在使用冻结法施工的地下构筑物结构施工完成后，利用人工加热的方法将原冻结壁解冻，缩短解冻周期的方法。
2.0.20 空帮 Un-supported Section
旁通道掘进后未支护面。
2.0.21 孔口管 borehole orifice pipe
旁通道正常钻孔前，在钻孔位置埋设一段带有法兰的钢管，是安装其他装置的基础，这段钢管即为孔口管。
2.0.22 孔口防喷装置 blowout prevent device
旁通道正常钻孔前，在孔口管上安装的用于防止钻孔时泥水或砂喷涌的控制装置。
2.0.23 融沉 thawing settlement
冻土融化时的下沉现象，包括与外荷载无关的融化沉降和与外荷载直接有关的压密沉降。

（略）

3 地层冻结设计
3.1 一般规定
3.1.1 地层冻结加固应确保土方开挖和结构施工的安全，并应使周围环境和建（构）筑物不受损害。
3.1.2 冻结壁宜作为开挖后临时承载结构，并应设置初期支护形成复合承载体系。
3.1.3 地层冻结设计应包括下列内容：
1 旁通道结构的设计要求。
2 冻结壁结构方案比选。 3 冻结壁设计及承载力、变形验算（I 类冻结壁除外）。 4 冻结孔、泄压孔、测温孔布置设计。 5 冻结制冷系统设计。
6 对冻结壁的监测与保护要求。 7 初期支护设计。
8 对周围环境和建（构）筑物可能产生影响的分析。
9 注浆工艺要求。
10 混凝土耐久性质量技术要求。
11 工程风险等级评估等。
3.1.4 出现下列情况之一时，设计中应采取针对性措施：
1 工程特征出现下列情况之一时：
1）旁通道结构顶部覆土厚度小于 6m 或大于 25m； 2）两隧道轴线间距大于 20m 或小于 9m； 3）区间圆隧道直径大于 10m； 4）侧式泵站结构型式。
2 水文地质条件出现下列情况之一时：
1）地下水流速大于 2m/d、有集中水流或地下水水位有明显波动；
2）土层结冰温度低于-2℃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）在含有承压水砂层中施工；

（略）

4 冻结施工
4.1 冻结孔施工
4.1.1 冻结孔施工平台搭设应牢固平整。采用建筑钢管搭设的施工平台，应符合现行行业标准《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规程》JGJ 130 的规定，并应与隧道管片固定牢固。采用自制升降施工平台时，应进行承载力验算，并应设置防止平台掉落的保险装置。
4.1.2 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。
4.1.3 在隧道管片上施工冻结孔时，必须安装孔口管且确保牢固，孔口管与管片之间不得渗漏。
4.1.4 孔口管宜采用低碳钢无缝钢管，孔口管内径宜比冻结管外径大 10mm~20mm，管壁厚度宜为 4.5mm~7mm。混凝土管片上的孔口管插入端应加工长度不小于 200mm的鱼鳞扣。
4.1.5 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。钢管片格仓上宜覆盖钢板，钢板厚度不得小于 10mm；焊接钢板宜与管片内表面平齐，并采用素混凝土填充格仓。
4.1.6 混凝土管片上安装孔口管时，应先钻进深 250mm~300mm、直径大于孔口管管径 2mm~4mm 的钻孔，插入缠上麻丝的孔口管，插入深度不宜小于 200mm；采用不少于 3 根锚筋将孔口管与隧道管片固定，锚筋直径不小于 12mm。
4.1.7 孔口管安装完成后，在孔口管上安装阀门及防喷装置，钻透管片。
4.1.8 承压水地层中，钻孔前宜对管片壁后进行预注浆。
4.1.9 冻结孔开孔位置误差不得大于设计冻结孔允许最大偏斜值，且不宜大于100mm；冻结孔开孔间距误差不得大于 150mm。
4.1.10 冻结孔施工应满足下列要求：
1 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；在流砂或粉土层中宜采用泥浆钻进，并根据地层情况调整泥浆成份、配比，防止钻孔塌孔。

（略）

目 次
1 总则 .............................1
2 术语 .............................2
3 地层冻结设计 .............7
3.1 一般规定.............................7
3.2 冻结设计基础资料.............9
3.3 冻结壁设计.......................10
3.4 制冷系统设计...................14
4 冻结施工 ...................19
4.1 冻结孔施工.......................19
4.2 冻结管施工.......................20
4.3 供液管...............................21
4.4 冷冻站位置.......................22
4.5 冷冻站安装.......................22
4.6 冷冻站运转.......................23
4.7 冻结壁检测与判断...........24
4.8 停冻...25
4.9 冷冻站拆除.......................25
5 开挖与构筑施工 .......26
5.1 一般规定...........................26
5.2 隧道支撑和防护门...........26
5.3 开挖前提条件...................27
5.4 开挖与支护施工要求.......28
5.5 开挖与支护质量要求.......29
5.6 结构施工...........................29
5.7 充填注浆和融沉注浆.......30
6 施工监测 ...................32
6.1 一般规定...........................32
6.2 监测要求...........................32
7 验收 ...........................36
7.1 一般规定...........................36
7.2 冻结孔验收.......................36
7.3 冻结管验收.......................37
7.4 冻结系统质量验收...........37
7.5 冻结壁验收.......................38
7.6 开挖条件验收...................38
7.7 开挖与支护验收...............39
7.8 旁通道结构质量验收.......39
附录 A 冻结孔检验批质量验收 ..........................40
附录 B 冻结管检验批质量验收 ..........................41
附录 C 开始冻结前检验批质量验收..................42
附录 D 开挖前检验批质量验收 ..........................43
附录 E 开挖与支护检验批质量验收 ..................44
本规程用词说明 .............45
引用标准名录 .................46
条 文 说 明 ...................47

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