DB11/T 1972-2022 城市轨道交通工程冻结法施工技术规范

北京市地方标准
编 号：DB11/T 1972－2022
城市轨道交通工程冻结法施工技术规范
Technical specification for freezing method construction of urban rail transit project
2022－03－28 发布 2022－07－01 实施
北京市住房和城乡建设委员会
北 京 市 市 场 监 督 管 理 局
联合发布

根据北京市市场监督管理局《2020 年北京市地方标准制修订项目计划》（京市监发〔2020〕19 号）的要求，规范编制组经过深入调查研究，认真总结实践经验，参考国内相关标准，并在广泛征求意见的基础上，制定本规范。

本规范的主要技术内容是：1 总则；2 术语；3 基本规定；4 基础资料；5 冻结设计；6 冻结施工；7 冻结壁检测与判断；8 冻结法土体开挖与结构施工；9 充填注浆与融沉注浆；10 质量验收。

目 次
1 总 则 .................................................................................................................................... 1
2 术 语 .................................................................................................................................... 2
3 基本规定 .................................................................................................................................... 5
4 基础资料 .................................................................................................................................... 6
5 冻结设计 .................................................................................................................................... 7
5.1 一般规定 ........................................................................................................................ 7
5.2 冻结壁结构设计............................................................................................................. 8
5.3 制冷系统与冻结工艺设计...........................................................................................10
5.4 冻结孔布置设计...........................................................................................................15
5.5 测温孔布置设计...........................................................................................................17
5.6 水文观测孔、泄压孔布置设计 .........................................18
5.7 保温设计 ......................................................................................................................18
5.8 其它设计 ......................................................................................................................19
6 冻结施工 ..................................................................................................................................20
6.1 一般规定 ......................................................................................................................20
6.2 竖向冻结孔施工...........................................................................................................20
6.3 横向冻结孔施工...........................................................................................................21
6.4 冻结器安装 ..................................................................................................................26
6.5 测温孔施工与装置安装...............................................................................................22
6.6 水文观测孔、泄压孔施工与装置安装.......................................................................25
6.7 制冷系统安装与运转...................................................................................................26
6.8 积极冻结与维护冻结...................................................................................................28
6.9 停冻与解冻 ..................................................................................................................29
6.10 竖向冻结器拆除与冻结孔（管）充填.....................................................................30
6.11 横向冻结器拆除与冻结管（孔）充填.....................................................................30
6.12 局部冻结临时割管与恢复.........................................................................................31
6.13 制冷系统拆除 ............................................................................................................32
7 冻结壁检测与判断 ..................................................................................................................33
7.1 一般规定 ......................................................................................................................33
7.2 竖向冻结壁检测与判断...............................................................................................33
7.3 横向冻结壁检测与判断...............................................................................................34
8 冻结法土体开挖与结构施工...................................................................................................36
8.1 一般规定 ......................................................................................................................36
8.2 竖向冻结法基坑土体开挖与结构施工.......................................................................36
8.3 横向冻结法隧道初支与二衬结构施工.......................................................................37
8.4 局部冻结法基坑土方开挖与结构施工.......................................................................38
8.5 冻结法盾构始发与接收端掘进...................................................................................38
8.6 施工监测 ......................................................................................................................39
9 充填注浆与融沉注浆 ..............................................................................................................41
9.1 一般规定 ......................................................................................................................41
9.2 充填注浆 ......................................................................................................................41
9.3 融沉注浆 ......................................................................................................................41
10 质量验收 ................................................................................................................................43
10.1 一般规定 ....................................................................................................................43
10.2 冻结孔施工质量验收.................................................................................................44
10.3 孔口管安装质量验收.................................................................................................45
10.4 冻结器安装质量验收.................................................................................................45
10.5 测温孔施工与装置安装质量验收.............................................................................46
10.6 水文观测孔、泄压孔施工与装置安装质量验收.....................................................47
10.7 制冷站安装工程质量验收.........................................................................................48
10.8 制冷工程质量验收.....................................................................................................49
10.9 充填与融沉注浆工程质量验收.................................................................................50
附录 A 北京地区典型土层冻土力学参数..................................................................................52
本规范用词说明 ............................................................................................................................53
引用标准名录 ................................................................................................................................54
附：条文说明 ................................................................................................................................55

1 总 则
1.0.1 为加强北京市城市轨道交通建设工程冻结法施工技术管理，促进技术进步，保证工程质量和施工安全，做到工程经济合理、绿色环保，特制定本规范。
1.0.2 本规范适用于北京市城市轨道交通工程人工地层冻结法施工。
1.0.3 北京市轨道交通工程冻结法施工，除应符合本规范外，尚应符合国家及北京市现行有关标准的规定。
2 术 语
2.0.1 冻结法 ground freezing method
用人工冻结的方法对构筑物周围及基底含水地层进行冻结，形成具有临时承载或隔水作 用的冻结壁，在其保护下进行地下构筑物安全施工的一种方法。
2.0.2 竖向冻结 vertical freezing
为地下建筑的竖向开挖和构筑施工而进行的人工地层冻结。竖向冻结主要以垂直钻孔为 主来布置地层冻结器。
2.0.3 横向冻结 horizontal freezing
为地下建筑的横向开挖和构筑施工而进行的人工地层冻结。横向冻结主要以地下钻孔为主，布孔方向较为多样，通常以水平和倾斜钻孔为主。
2.0.4 冻结壁 frozen wall
在拟建地下构筑物周围和基底的不稳定含水地层中，用冻结技术，建造不透水、具有一 定强度和厚度的冻结岩土结构体。
2.0.5 冻结孔 freezing hole
在地面或地下有限空间环境中，对拟构建冻结壁的地层进行钻进施工，形成用于能安装 冻结器的钻孔，有垂直、水平、倾斜等多种形式之分。
2.0.6 冻结管 freeze tube
安装在冻结孔内，作为冻结器的外管，直接接触地层并进行热交换。
2.0.7 冻结器 freeze-tube assembly
安装在钻孔内，由冻结器头部、冻结管、冻结管底锥、置于冻结管内的供液管等组成，用于循环负温冷媒剂的管状换热器。
2.0.8 冻结器头部 freezer head
由露出冻结孔外面的冻结管及其端盖、冷媒剂供回液羊角管及其控制阀门等组成的装 置，简称为冻结器头部。
2.0.9 冻土柱 frozen soil column
由于冻结器与地层的负温热交换作用，在冻结管周围的含水不稳定地层中冻结形成的冻 结柱体。
2.0.10 水文观测孔 hydrological observation hole
在人工地层冻结工程中，用于安装观测地层中地下水位变化的管孔。
2.0.11 泄压孔 pressure release hole
在人工地层冻结工程施工中，为了减小地层冻胀的不利作用或危害，用来释放因地层冻胀产生的水土压力而设置的管孔。
2.0.12 测温孔 temperature measurement hole
在人工地层冻结工程中，布置在冻结壁及冻结降温区内，用于安装温度监测装置，观测 地层温度变化而设置的管孔。
2.0.13 冻结壁厚度 frozen wall thickness
在拟建构筑物开挖面外侧法向上，人工冻结形成应达到的冻结实体的最小几何尺寸。冻土进入开挖荒径内时，开挖后剩余的冻结壁厚度被称为有效冻结壁厚度。
2.0.14 冻结壁平均温度 average temperature of frozen wall
对设计或实际冻结壁，在某一截面或实体体积内的冻土温度分布，用算术平均法计算的 平均值。
2.0.15 冻结壁交圈时间 freezing time to closure
从地层冻结供冷开始，至冻结器布置圈上所有相邻的冻结管的冻土柱完全相交所需的时 间。
2.0.16 积极冻结期 period of frozen wall formation
从地层冻结开始，至冻结壁结构形状和厚度均达到设计要求所需的时间。在该时间段内，制冷站满负荷运行，以最大制冷量对地层进行低温冷量供应，冷媒剂循环流量和温度均应在 规定时间内达到设计要求。
2.0.17 维护冻结期 maintenance period of frozen wall
冻结壁形成达到设计要求后，为服务于地下工程的承载和安全要求，继续向冻结器输送 冷量，以维持有效冻结壁的形状、厚度和平均温度，而进行持续冻结施工的时段，也称冻结 壁维护期。
2.0.18 强制解冻 artificial thawing
为实现某一施工目的，利用人工加热的方法，对选定的冻结器进行加热热交换，加快局 部或整体冻结壁解冻的施工作业。
2.0.19 冻胀 frost heave
在冻结法施工过程中，由于地层中水结冰的体积膨胀而引起的土体膨胀。
2.0.20 融沉 thawing settlement
冻土融化时，在地层水土压力作用下，因冰水体积转换和水场流动，导致含水土体体积 收缩而引起的地层变形和沉降。
2.0.21 局部冻结 local freezing
对穿越不需要冻结的地层中的冻结管，采取绝热保温措施或技术，只对需要冻结的目标地层进行地层冻结的工艺方法。
2.0.22 分段冻结 step freezing
依据地下结构特征、工程环境条件、流水施工原理和冻结施工工艺特点，将地下工程施工划分为若干段，充分利用时间和空间上的合理安排，进行冻结孔施工、冻结器安装、地层 冻结和地下开挖支护，实现连续、均衡、有序的冻结法施工。
2.0.23 孔口管 borehole orifice-pipe
为确保开孔位置的地层稳定和防止水土流失，在钻孔起始位置安装的，服务于冻结孔钻 进施工和冻结器安装的工具型预制钢管管段。
2.0.24 孔口防喷装置 gushing prevent device
在位于地下含水层水头位以下空间中进行含水地层的钻孔时，用于安装在孔口管上，防 止钻孔过程中泥砂喷涌的工具装置。
2.0.25 去回路干管 main pipes for brine supply and return
一端连接于制冷站的盐水泵、盐水箱、蒸发器，另一端连接于工作面的配集液圈（管），为冻结器提供低温冷媒剂循环的主管路。
2.0.26 配集液圈（管） Distribution and collecting ring (pipe)
一端与去回路干管连接，另一端与各冻结器或冻结器分组进行连接的，为冻结器均衡可靠运行提供低温冷媒剂循环的主管路。也称之为配集液干管。在竖井基坑等竖向冻结施工中， 因在地面的配集液钢管主管呈现环状布置，又称之为集配液圈。
3 基本规定
3.0.1 冻结法专项设计和施工应与结构设计和施工相匹配。
3.0.2 冻结法施工应保障周边环境不受损害，确保土方开挖和结构施工安全。
3.0.3 冻结法施工的设计和施工除应符合本规范所需水文地质勘察资料的规定外，尚需满足常规水文地质勘察资料。
3.0.4 冻结法施工应根据项目总体施工组织设计和冻结施工设计图，编制冻结施工专项方案 和施工安全专项应急预案。
3.0.5 施工单位应建立健全技术、质量、安全管理、职业健康和环境保护管理体系，并应保 持体系正常运行。
3.0.6 工程所用的材料、半成品、成品、构配件进场时，应对其外观、规格、型号等进行验收，质量证明文件应齐全，并应按规定对材料进行抽检复试，合格后方可使用。
3.0.7 工程施工所用的测控设备、仪器、仪表等应在计量检定有效期内。
3.0.8 工程施工中应做好检测、隐蔽工程、质量检查等施工记录，工程竣工时应提交施工总结，竣工资料应真实、有效、齐全。
3.0.9 冻结法施工宜采用经过试验、检测和鉴定，质量和安全可靠的技术。
3.0.10 冻结法施工应符合现行北京市地方标准《绿色施工管理规程》DB11/T513 的规定。
4 基础资料
4.0.1 冻结设计和施工应具备下列水文地质勘察资料： 1 勘察孔坐标、孔口标高、钻孔深度、钻孔工艺，勘察孔全深范围内的土层柱状图、 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； 2 含水层埋深、厚度、渗透系数、地下水水位标高、氯离子含量，以及含水层与地表 水体的水力联系； 3 土层的密度（容重）、含水率、含盐量、塑性指标、颗粒组成、内摩擦角和粘结力、 膨胀率和承载力等力学参数； 4 原始地温、结冰温度、导热系数、比热、冻胀率和融沉率等土层的热物理特性参数； 5 弹性模量、泊松比、抗压强度、剪切强度、抗折强度、蠕变参数等冻土的物理力学 特性参数。
4.0.2 冻结设计和施工应做好影响范围内的下列周边环境调查：
1 场地地理环境、气象资料、周边交通情况； 2 既有管线、道路桥梁、地上及地下建（构）筑物特征，与拟建工程的相对位置关系 及保护要求；
3 相邻工程的施工情况及降水情况。
4.0.3 地层冻结加固设计和施工应具备下列结构资料： 1 车站基坑的围（支）护结构和主体结构工程施工设计图；
2 盾构工作井基坑或盾构始发、接收端围（支）护结构和主体结构工程施工设计图， 盾构区间隧道管片结构及联络通道的初期支护结构、二衬结构工程施工设计图；
3 竖井、横通道初期支护结构、二衬结构工程施工设计图； 4 其他与冻结设计、施工有关的资料。
4.0.4 冻结法土方开挖应具备下列资料：
1 基坑、竖井、隧道等地下工程的施工方案； 2 区间左右隧道预留联络通道洞门的位置关系；
3 基坑、竖井、隧道等施工过程中，掌握的实际地层资料；
4 与其它相邻在建工程施工的有关资料。
4.0.5 典型土层冻土力学参数可按附录 A 选取。

投稿会员：芳华