河北《地下工程冻结法支护技术标准》（征求意见稿）.docx

《河北《地下工程冻结法支护技术标准》（征求意见稿）.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北《地下工程冻结法支护技术标准》（征求意见稿）.docx（65页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、ICSxx.xxxDB河北省工程建设地方标准PDB13(J)TXXXX-XXXX备案号：JXXXXX-XXXX地下工程冻结法支护技术标准Technicalstandardoffreezingsupportingstructureforundergroundengineering(征求意见稿)xxxx-XX-XX发布xxxx-XX-XX实施河北省住房和城乡建设厅发布目次1总则12术语和符号22.1 术语22.2 符号53基本规定93.1 设计原则93.2 勘察要求93.3 3支护结构选型124冻结设计144.1 冻结壁设计144.2 冻结孔设计194.3 制冷系统设计195冻结施工265.1 冻

2、结孔265.2 冻结器305.3 冻结站325.4 停止冻结365.5 冻结壁检测与判断376开挖416.1 一般规定416.2 开挖准备及试挖416.3 开挖436.4 初期支护466.5 支撑与防护476.6 回填和注浆486.7 质量控制与验收496.8 结构施工507冻结工程收尾527.1 冻结设备拆除527.2 冻结管充填528监测548.1 环境监测548.2 应急措施59本标准用词说明61引用标准名录62附：条文说明62Contents1 GeneralProvision12 TermsandSymbols22.1 Terms22.2 Symbols53 BasicRequire

3、ments93.1 DesignPrinciples93.2 GeologicalInvestigation93.3 ChoiceofStructuralTypes124 Groundfreezingdesign144.1 DesignoffreezingWall144.2 Designoffreezeholes184.3 DesignofrefrigerationSystem195 FrozenengineeringConstruction265.1 FreezeHoles265.2 Freeze-tubeassemblies305.3 Refrigerationplant325.4 Sto

4、pFreezing365.5 DetectionandJudgmentofFrozenWall376 Excavation416.1 GeneralRequirements416.2 ExcavationPreParationandTrialExcavation416.3 Excavation436.4 InitialSupport456.5 SupportandProtection466.6 Backllingandgrouting486.7 QualityControlandAcceptance486.8 StructureConstruction507 ClosureofFrozenPr

5、ojects527.1 RemovalofFrozenEquipment527.2 Rilinggroutoffrozenpipes528 Moniortring548.1 EnvironmentalMonitoring548.2 EmergencyMeasure58ExplanationofWordinginThisSpecification611.istofQuotedStandards61X总则1.0.1为规范河北省内地下工程冻结法设计及施工质量，促进技术进步，做到经济合理、安全可靠、资源节约、环境保护，实现绿色施工，制定本标准。1.0.2本标准适用于河北省范围内地下工程采用冻结法支护技

6、术的勘察、设计、施工、检测、监测及质量验收。【条文说明】本条文指出了制定本标准的目的和依据。在执行本标准时，必须掌握这个指导原则。1.0.3在地下工程冻结法支护设计和施工中，应根据工程特点、工程地质和水文地质、施工环境组织实施，确保工程质量和安全。【条文说明】冻结法施工遇到的工程地质和水文地质条件复杂；施工工序多，施工工序之间的联系紧密，既应根据工程地质和水文地质资料、周边环境，合理设计，做到施工工序密切配合，冻结孔施工为地层冻结服务，冻结为掘砌服务，又应做到掘砌与冻结的密切配合，结构满足地下工程基坑支护的要求，应做到因地制宜、因时制宜、合理设计、精心施工、严格监控。1.0.4采用冻结法支护技

7、术的地下工程除应符合本标准外，尚应符合国家和河北省现行有关标准的规定。1.0.5本标准适用于采用盐水冻结系统的冻结法支护设计。2术语和符号2.1 术语2.1.1 地下工程undergroundengineering地下工程是指深入地面以下为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程，它包括地下房屋和地下构筑物、地下铁道、公路隧道、水下隧道、管廊和过街地下通道等。2.1.2 冻结法groundfreezingmethod在施工地下工程之前，用人工冻结的方法，对构筑物周围不稳定地层进行冻结，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

8、。2.1.3 盐水冻结系统brinefreezingsystem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。2.1.4 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形的冻土柱。2.1.5 冻结壁frozensoilwall用冻结技术在构筑物周围地层所形成的具有一定厚度、强度和深度的封闭冻结岩（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。2.1.6 冻结壁厚度frozensoilwallthickness冻结壁内侧壁面与外侧壁面

9、之间的最短距离。有效冻结壁厚度为拟开挖区域开挖面外侧冻结壁与冻结壁外侧壁面的最短距离。2.1.7 冻结壁平均温度averagetemperatureoffrozensoilwall设计冻结壁冻结范围内温度分布的平均值。2.1.8 冻结壁交圈时间freezingtimetoclosure从地层冻结开始至构筑物周围所有冻结器单独形成的冻（岩）土圆柱均相交形成封闭帷幕所需的时间。2.1.9 积极冻结期periodoffrozensoilwallformatation从地层冻结开始至冻结壁形成达到设计要求所需时间，又称冻结壁形成期。2.1.10 维护冻结期maintenanceperiodoffroz

10、ensoilwall冻结壁形成达到设计要求后，为了保证地下工程掘砌过程中的安全，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，又称冻结壁维护期。2.1.11 冻结站refrigerationplant用于安装制冷配套设备或设施的场所。冻结站主要由制冷剂（氟利昂或其他制冷剂）循环系统、冷媒（盐水或其他冷媒剂）循环系统、冷却水循环系统及供电系统构成。2.1.12 冻结孔freezinghole按设计要求布置在拟采用冻结法支护技术的地下工程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。2.1.13 冻结孔孔间距aspaceb

11、etweentwoadjacentfreezeholes在同深度上相邻两冻结孔之间的距离。2.1.14 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、回液管等组成。【条文说明】冻结管要求导热性好、不渗漏，一般采用无缝钢管。2.1.15 孔口管boreholeorificepipe为确保开孔位置的地层稳定和防止水土流失，在钻孔位置安装的，服务于冻结孔钻进施工和冻结期安装的工具型预制钢管管段。2.1.16 泄压孔pressurereleasehole用来观测和释放土层水土压力的孔（管）。【条文说明】可以通过观测

12、冻结壁内泄压孔压力变化来判断冻结壁是否交圈，通过泄压孔泄水、排泥来减缓土层冻胀对环境的影响。2.1.17 测温孔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的特性参数。2.1.18 测斜deviationalmeasurement检查冻结孔、测温孔、水位观测孔、泄压孔在不同深度上的偏斜值和偏斜方位的工作。【条文说明】测斜应在钻孔施工完成后进行。2.1.19 导热系数heatconductivity当温度垂直向下梯度为lCm时，单位时间内

13、通过单位水平截面积所传递的热量。2.1.20 比热容specificheatcapacity单位质量物质的热容量，即单位质量物体改变单位温度时吸收或放出的热量，又称比热容量，简称比热。2.1.21 相变潜热latentheat相变潜热简称潜热，指单位质量的物质在等温等压情况下，从个相变化到另一个相吸收或放出的热量。2.1.22 冻胀frostheave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。2.1.23 融沉thawingsettlement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。2.1.24 保温层thenalinsulation

14、layer在对有影响冻结效果的结构表面敷设的能起保温、隔热作用的层结构。2.1.25 透孔thruhole打透两条隧道，向冷冻站对侧冻结面供冷的孔。并用来校核隧道线间距、里程、标高及联络通道轴线。2.1.26 格林接头Greenjoint俗称鱼鳞扣，接头上有几层带倒刺的波纹，用来连接橡胶软管,用于高压要用喉箍或铁丝拧紧防止脱出。2.1.27 强制解冻artificialthawing在采用冻结法支护技术的地下工程完工后，利用人工制热工艺，在冻结器内循环热盐水，将原冻结壁融化的工艺。2.2 符号2.2.1 作用和作用效应。冻结壁应力。2.2.2 材料性能和抗力R冻土的强度；Qg冻结管总散热能力；

15、盐水的密度；C盐水的比热容。2.2.3 几何参数Eyj有效冻结壁厚度；Eqr侵入开挖区域冻结壁厚度；不能循环盐水的冻结管端部长度;A冻结管路总表面积；Ap盐水干管总表面积；V i冻结器中盐水体积；V 2剩余管路内盐水体积；V 3蒸发器和盐水箱内盐水体积；di盐水管的直径；1.i盐水管的长度。2.2.4计算系数K安全系数；q冻结管散热系数；qp盐水干管散热系数；机冷量损失系数；P一固体氯化钙纯度；i一盐水流动阻力系数；Rei雷诺数；盐水动力粘度系数；盐水泵的效率；72电动机的效率。2.2.5其他vd冻结壁扩展速率；t积极冻结时间；H冻结孔深；从冻结孔孔口到冻结壁设计边界的距离;1.冻结管端部冻结

16、削弱影响深度；G一氯化钙用量；Og单位盐水体积固体氯化钙含量；Wbr盐水循环总流量；Qz冻结站总需冷量；Q；冻结站总制冷量；Wr冷却塔循环水量；卬3冷却塔的飞溅损失水量；他其他排放水量；4一冷却塔进出水温差；l去回路盐水温差；4一冷凝器进出水温差；Hc盐水泵扬程；盐水干管和集、配液圈中的压力损失；h2供液管中的压头损失；力3冻结器环形空间的压头损失；h4盐水管路中弯头、三通、阀门等局部阻力；A5一盐水泵的压头损失；A6封闭式循环系统中回路盐水管高出盐水泵的高度;hi蒸发器内的盐水压头损失；g重力加速度；COi盐水流速。3基本规定3.1 设计原则3.1.1 地层冻结加固应确保土方开挖和结构施工的

17、安全，并应使周围环境和建（构）筑物不受损害。3.1.2 冻结法设计应包括下列内容：1冻结壁结构方案比选；2冻结壁设计及承载力、变形验算；3冻结孔、泄压孔、测温孔布置设计；4冻结制冷系统设计；5对冻结壁的监测与保护要求；6初期支护设计；7对周围环境和建（构）筑物可能产生影响的分析；8注浆工艺要求；9工程风险等级评估等。3.1.3冻结法施工宜采用经试验、检测和鉴定，质量和安全可靠的技术。【条文说明】冻结法施工优先采用先进的技术工艺，提出工程质量标准和要求，制定相应的质量保证措施。3.2 勘察要求3.3 .1地下工程岩土工程勘察前，应搜集下列资料:1邻近建筑物和地下设施的现状、结构特点以及对开挖变形

18、的承受能力。各种既有地下管线、地下构筑物的类型、位置、尺寸、埋深等；2根据岩土工程条件，搜集工程地质和水文地质资料，并进行工程地质调查。【条文说明】周边环境是地下结构设计的重要依据之一。地下工程周围通常存在既有建筑物、各种市政地下管线等，而支护的作用主要是保护其周边环境不受损害。同时，地下工程周边既有建筑物会增加作用在支护结构上的荷载，支护结构的施工也需要考虑周边建筑物地下室、地下管线等地下建（构）筑物的影响。为使地下工程支护设计具有针对性，应查明地下工程周边环境条件，并按这些环境条件进行设计，施工时应防止对其造成损坏。322查明地下水的埋藏条件，并应满足下列要求：1查明含水层及地下水活动特征

19、。应包括含水层埋深、厚度、渗透系数、水质、水温、静止水位及其波动情况，含水层与地表水体的水力联系；2当开挖区域处于透水层中时，还应提供该含水层的地下水流向、流速等资料。【条文说明】地下水是冻结工程分析评价的主要因素之一，搞清地下水是勘察工作的重要任务。当地下结构附近含水层地下水活动频繁或地下水流速超过5md时，会引起地下水高速流动，影响地层冻结效果，因此冻结设计前，应提供实测地下水流速、流向的资料，以便在设计中采取针对性的技术措施。3.2.3勘察报告中提供土层的物理力学指标应包括下列内容：1 土的一般物理试验指标；2原位试验或室内试验测试土的渗透系数；3对软黏土、淤泥和淤泥质土应测其灵敏度，对

20、老黏土与残积土应测其膨胀性指标，对盐渍土应测其易溶盐含量；对其他特殊性岩土应作专门性试验；4土层的热物理特性指标，包括土体导热系数、比热容、相变潜热；5冻土的物理力学性质指标，包括土体不同温度条件下的弹性模量、抗压强度、抗剪强度、抗折强度、泊松比、最大变形挠度、蠕变参数。【条文说明】土层的热物理特性指标和冻土的物理力学特性指标应按照有关标准通过试验方法测定，试验项目和试验内容可按表1确定。表1土的热物理特性试验和冻土物理力学特性试验一览表序号试验项目试验内容备注1单独抗压强度试验-15C5C选3种不同温度2三轴剪切强度试验-I5C-5X?选3种不同温度3抗折试验-15C-5C选3种不同度可执行

21、混凝土试物标准4冻胀试验-25七-5C选3种不同汹度5导热系数测定冻土与非冻土6热容量测定冻土与非冻土7冻结温度测定由于受目前试验条件的限制，可以不要求每项工程都进行土层热物理特性试验和冻土物理力学特性试验。但应当采用可靠的工程类比方法对冻结法设计的安全性进行评估。3.2.4地下工程岩土工程勘察报告应包含下列内容：1勘察目的、要求和任务，场地的区域地质构造概述；2地下工程概况；3地下工程周边环境调查情况，评价其施工对周围环境的影响，并提出整治和监测建议；4分析场地的地层结构和岩土物理力学性质，提出计算参数取值及支护方式的建议；5对具有特殊性质的岩土，应分析其对地下工程的影响，并提出对设计施工的

22、措施建议；6分析各层地下水的类型、稳定水位（承压水头）、补给条件、水力联系和动态变化，分层提供渗透系数；7分析拟加固土层的热物理特性指标及下冻土的物理力学性质指标。【条文说明】本条主要说明了冻结支护勘察应解决的主要问题，增加了冻结支护勘察与一般勘察相比需提供冻土及土层的热物理特性指标。3.3支护结构选型3.3.1支护结构选型时，应综合考虑下列因素：1基坑深度；2土的性状及地下水条件；3基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构失效的后果;4主体地下结构和基础形式及其施工方法、基坑平面尺寸及形状；5支护结构施工工艺的可行性；6施工场地条件及施工季节；7经济指标、环保性能和施工工期。3.3.2冻结

23、法可联合内支撑等支护结构，支护设计应符合建筑基坑支护技术规程JGJ120的相关规定。【条文说明】以含水层冻结形成的冻结帷幕墙作为基坑的封水结构，可联合内支撑等不影响冻结壁效果的支护结构抵抗水土压力。4冻结设计1.1.1 壁设计4.1.1 根据冻结壁的功能要求、类别，选择不同形式和安全性能的冻结壁，见表4.1.1。表4.1.1冻结壁功能分类表类别功能适用条件I仅用于止水而不承我地卜工程围护结构缝隙止水II仅用于承载而无止水要求地下工程隔水层中无法施工维护结构的区域加固III同时具有承栽及止水作用无法进行加固的透水地层4.1.2 冻结壁的设计应符合以下原则：1冻结壁宜按受压结构设计；2采用I、HI

24、类冻结壁施工的地下工程宜采用封闭的冻结壁结构形式；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；4冻结壁宜选择有利于控制土层冻胀与融沉对周围环境影响的结构形式；5当地下工程周围存在对变形敏感的结构或管线，可考虑增加温控孔或泄压孔进行冻胀控制。4.1.3 具有承载作用的冻结壁荷载计算应符合下列要求：1冻结壁的荷载计算应包括土压力、水压力、土方开挖影响范围以内地面建（构）筑物荷载、地面超载及其它临时荷载；2土压力和水压力对于砂性土应按水土分算的原则计算；对于粘性土应按水土合算的原则计算；也可按经验公式（如重液公式）计算；3垂直土压力宜按计算点以上覆土重量及地表建（构）筑物荷载、地

25、表超载计算；4侧向土压力可按朗肯主动土压力计算，地基土反力可按静力平衡计算。4.1.4 I类冻结壁设计应符合下列要求：1冻结壁仅作为侧墙止水体而不作为承载结构主体时，不进行受力验算。但冻结壁与其他结构共同承载时，应参照4.1.5条。2作为止水作用的冻结壁，其厚度应满足抵抗水压力的需求,并具有1.5倍的安全系数。【条文说明】冻结壁的厚度验算在考虑抵抗水压力的同时，还应考虑开挖过程热交换产生的退化量，厚度不宜过小。3作为止水作用的冻结壁，其平均温度应不高于5。当地层冻结温度低于2时，应对平均温度进行适当减低。【条文说明】冻结壁平均温度的选取宜综合考虑冻结壁功能、冻结对周围环境负面影响、施工工艺和经

26、济合理性。4冻结孔的布置应根据施工工况、作业空间进行布置，并根据冻结壁厚度和平均温度确定积极冻结时间。4.1.5 II类和In类冻结壁的厚度应按承载能力计算，符合下列要求：1冻结壁内力宜采用结构力学方法或数值计算方法进行计算；2结构力学计算时，冻结壁可按均质线弹性体进行简化计算,其力学特性指标宜取设计冻结壁平均温度下的冻土力学指标：3采用数值计算方法时，参数应根据相关资料、报告选取，宜采用热力耦合方式进行计算，不宜直接将设计厚度冻结壁作为形状固定的线弹性体进行计算；4冻结壁应按下式进行抗压、抗折、抗剪强度验算：KPWR(4.1.5)式中：K安全系数，取值参照表4.1.5；冻结壁应力(kPa)；

27、R冻土的强度指标(kPa)。表4.15冻结壁安全系数表受力类型抗压抗折抗剪安全系数2.03.02.0【条文说明】如因特殊工艺要求冻结壁暴露时间大于24h,则冻土强度指标应按长时强度指标进行验算。5冻结壁应进行变形验算，最大变形量应小于试验值的50%。4.1.6 II类、HI类冻结壁参数选取应符合下列要求：1冻结壁平均温度应根据计算结果和冻土试验结果综合确定。当地层冻结温度低于-2时，平均温度应适当降低。2最低盐水温度应根据冻结壁设计参数进行确定，且应满足在规定时间内冻结壁厚度及平均温度达到设计值的需要。可按表4.1.7 参考取值，当地温高于25C或施工期间环境温度长期高于30C时，宜按最低值进

28、行选取。表4.1.6最低盐水温度参考值冻结壁平均温度TC最低盐水温度TCa8-25-870-257-28-1073-28-3013-30【条文说明】本标准所列最低盐水温度为参考目前主流螺杆冷冻机组工作效率所确定，当现场设备可以制备更加低温冷媒时，对于平均温度要求较低的冻结壁，可进一步降低盐水温度。3积极冻结期间盐水达到最低盐水温度时间不宜晚于整个积极冻结期的2/3。4冻结加固体由冻土圆柱发展至彼此连接的冻结壁所占时间应不超过整个积极冻结时间的1/2。4.1.8 有效冻结壁厚度可按下式计算：Eyj=2vdtr（4.1.7）式中：Eyj有效冻结壁厚度（mm）；v冻结壁扩展速率（mmd）；I积极冻结

29、时间（d）；Eqr侵入开挖区域冻结壁厚度（mm）。冻结壁扩展厚度也可采用数值计算、图解法、经验公式法等方法进行计算。【条文说明】冻结壁扩展速率应根据现场温度场发展情况进行计算，选择平均扩展速率，且不得将土体形成差异明显地层内的冻结壁平均扩展速率混用。4.1.9 冻结壁的保温应符合以下要求：1冻结加固区域与空气接触面应敷设保温层，保温层应与结构表面密贴，粘结牢固，保温层铺设范围应不超过设计冻结壁范围1.0mo2保温层宜采用导热系数和吸水率小的保温材料。保温材料导热系数应不大于0.04Wmh,吸水率不应大于2%。保温层厚度应不小于30mm,可取30mm50mm03保温层应采用阻燃型材料，燃烧性能等

30、级不低于现行国家标准建筑材料及制品燃烧性能分级GB8624所规定的Bl级。【条文说明】保温层不得长期浸泡在水中。夏季施工或工程环境温度较高时，保温层厚度不宜低于40mm。4.1.10 地下水流速大于5.0md的冻结加固区域，宜通过施工前注浆改良土体、加密冻结孔数量、优化冻结孔位置和延长冻结时间等方法保证冻结效果。4.1.11 对易溶盐含量大于15000mgL的冻结加固区域，宜通过施工前注浆改良土体、加密冻结孔数量、延长冻结时间和降低平均温度等方法保证冻结效果。1.1.2 孔设计4.2.1 冻结孔的布置应符合下列规定：1冻结孔布置应满足在规定时间达到设计冻结壁厚度和平均温度的要求；2当单排冻结孔

31、不能满足冻结壁设计要求时，可布置多排冻结孔；3冻结孔开孔位置误差不大于100mm；4多排孔布置时，内部冻结孔间距可适当增大。4.2.2 冻结孔偏斜不应大于冻结孔设计长度的1%。条文说明：对于长度大于40m的冻结孔偏斜值大于25Cm以上，根据所处土层热物理状态，分析开挖前厚度及平均温度，必要时进行补孔。4.2.3 盐水冻结系统的冻结管宜采用低碳钢无缝钢管，液氮冻结系统的冻结管宜采用不锈钢无缝钢管。4.2.4 冻结孔深度按下式计算：7=Lv+Lo+L（4.3.4）式中：H冻结孔深（mm）；1.j从冻结孔孔口到冻结壁设计边界的距离（mm）；1.0不能循环盐水的冻结管端部长度（mm）,不应大于150m

32、m；1.1冻结管端部冻结削弱影响深度（mm）,不宜小于200mmo【条文说明】当冻结管前方存在需与冻结壁搭接结构时，冻结孔深度为冻结孔孔口到搭接结构的距离且不能循环盐水的冻结管端部长度不应大于150mm。4.3制冷系统设计4.3.1 冻结站需冷量应符合下列规定：4.3.2 热能力应按下式计算：Qg=qA(4.3.1-1)式中：QR冻结管总散热能力(kJh)；q冻结管散热系数(kJ(m2h),其中20#低碳钢无缝钢管冻结管散热系数可取1040-1255kJ(m2h):A冻结管路总表面积(Zn2)。4.3.3 水干管散热能力按下式计算：QgFMP(43.1-2)式中：如一盐水干管散热系数(kJ(m

33、2h),其中橡塑、聚苯乙烯保温材料的散热系数可取90120kJ(m2h);Ap盐水干管总表面积(M2)。【条文说明】当选用高性能保温材料，或加厚保温材料时，可根据现场情况对于散热系数进行调整。4.3.4 冷量按下式计算：Q,=m(Qg+Qp)(4.3.1-3)式中：?冷量损失系数，建议取1.21.44.3.5 冷冻机选型应符合下列规定：1制冷剂循环系统的冷凝温度应比冷却水循环系统的出水温度高35。2制冷剂循环系统的蒸发温度应比设计最低盐水温度低57。3冷冻机型号与数量应根据冻结站需冷量、制冷剂循环系统的冷凝温度和蒸发温度确定。选定冷冻机的总制冷能力不得小于冻结站需冷量，并应考虑备用机。【条文说

34、明】冷冻机的冷凝温度、蒸发温度和制冷能力应以产品说明书为例，并考虑实际工况为标准工况差异以及设备老化带来的制冷效率降低。433液氮供应设计应符合下列要求：1液氮冻结中排气口温度不宜高于一60C；2液氮管路压力不宜大于0.25MPa。4.3.6 冻结系统冷媒应符合下列规定：1常规地层冻结施工建议选用氯化钙水溶液，为减少腐蚀可掺加少量氢氯化钠和重格酸钾，氯化钙用量按下式计算：G=L2阳(Vi+V2+V3)(4.3.4)式中：GOg氯化钙用量(kg);单位盐水体积固体氯化钙含量(kgm3)；P固体氯化钙纯度，无水氯化钙取96%,晶体氯化钙取70%；Vi冻结器中盐水体积（m3）；盐剩余管路内盐水体积（

35、a?）；V3蒸发器和盐水箱内盐水体积（m3）。2对于需冻土强度偏大，或工期较短，且周围环境空旷可采用液氮作为冷媒，液氮可以采用槽车或罐装运输至工地现场，纯度要求90%以上。4.3.7 盐水管路设计应符合下列规定：1供液管、干管和集、配液圈管径应根据盐水流速计算。盐水在冻结器环形空间的流速宜为0.1ms0.3ms,在供液管中的流速宜为0.6ms1.5ms,在干管及集、配液圈中的流速宜为1.5ms2.0mso2盐水干管及集、配液圈可选用低碳钢无缝钢管、聚乙烯PE管，管道耐压值应不小于管道运行压力峰值的2倍。供液管可选用钢管或聚乙烯塑料管，供液管接头必须有足够强度。3在盐水干管管路较长时，应安装软接

36、头或伸缩节，间距不宜大于Ioomo4.3.8 盐水泵设计应符合下列规定：1盐水泵总循环量不小于Wbr值，Wbr按下式计算：Wbr=（4yc）（4.3.6-1）式中：Wbl盐水循环总流量（m3h）；Qz冻结站总需冷量（UZh）；2去回路盐水温差();盐水密度(kgm3)；c盐水的比热容kJ(kg.C)o2盐水泵的扬阳不短在发人摄物下式计算/c=1.15(2+2+3+4)+hs+he+hi(4.3.6-2)式中：HC盐水泵扬程(m)；盐水干管和集、配液圈中的压力损失(m)；hi供液管中的压头损失(m)；加冻结器环形空间的压头损失(m)；/14盐水管路中弯头、三通、阀门等局部阻力，取值为灿Q2xfh

37、栅力40m)；/15盐水泵的压头损失(m),可取3m5m；版封闭式循环系统中回路盐水管高出盐水泵的高度(m),宜取1.5m；历一蒸发器内的盐水压头损失(m)。其中：h=iQLddi)/(2g)(43.6-3)_0.3164(紊流)(43.6-4)九二64Z(层流)(43.6-5)Rei= (rdf) / Cg)(4.3.6-6)式中：di盐水管的直径（m）；1.i盐水管的长度（m）；g重力加速度，9.81ms2;劭盐水流速（ms）；尢一盐水流动阻力系数；Rei3（+）盐水动力粘度系数（Pas）；7盐水密度（kgm3）；i=1,2,3Wb=1.25WHcy(102x3600可2)(4.3.6-7

38、)式中：盐水泵的效率，取0.75；机电动机的效率，取0.85。4.3.9 冷却水系统设计应符合下列规定：冻结站总需水量应为冷凝器冷却用水与冷冻机冷却用水之和,可按下式计算：(4.3.7-1)1壳管式冷凝器冷却水需水量计算公式如下:M=QZ7( 1004)(43.7-2)式中：Qf冻结站总制冷量（kJh）；4冷凝器进出水温差CC）O2冷却用水需水量按下式计算：物=WrdAOO+卬3+他（4.3.7-3）式中：Wr冷却塔循环水量（m3h）；4一冷却塔进出水温差（）；W3冷却塔的飞溅损失水量（m3h）,取0.010.02恤Wa其他排放水量（m3h）。【条文说明】蒸发式冷凝器的冷却水需用量和冷冻机的冷

39、却水需用量宜参照厂家提供参数确定。3冷却宜采用不易结垢冷却水，水温不宜高于28；4清水泵型号和数量应根据冷却水计算总需用量确定，水泵扬程宜为12m40m,并应配置满足设计能力的备用泵。5冻结施工5.1 冻结孔5.1.1 冻结孔的开孔位置、偏斜值、孔间距及深度应满足设计要求。5.1.2冻结孔垂直成孔宜先钻孔后下冻结管，水平或倾斜孔宜选用跟管、夯管钻进等方法，在地层沉降控制要求高的地层中钻进时宜采用保压钻进。【条文说明】垂直孔施工-般配备钻头+加重杆+钻杆的钻具组合，钻进至设计深度后，再下入冻结管。水平或倾斜孔跟管钻进是以钻头+单向阀+冻结管的组合，冻结管兼做钻杆，钻孔的同时冻结管亦同时下入。5.

40、1.3 在地表土体松散时施工垂直冻结孔或在隧道管片、围护结构上施工【条文说明】垂水平冻结孔时，应下入孔口管，孔口管采用低碳钢无缝钢管。直孔仅在表土层为回填土、钻孔冲洗液漏失严重、孔壁坍塌等的条件下下入孔口管，目的在于顺利成孔和下放冻结管。隧道管片、围护结构上施工水平冻结孔时下入孔口管目的在于防止二次开孔时水、泥涌出，引起地面下沉、塌陷。5.1.4 安装孔口管应符合下列规定：1孔口管宜采用低碳钢无缝钢管、自带法兰，内径宜大于冻结管外径IOmm20mm,厚度5mm7mm,管的一端加工长度不小于20Omm格林接头，另一端接带旁通阀的孔口装置。【条文说明】孔口装置是安装在孔口管上的防喷装置，其作用是控

41、制钻进过程中泥水或砂涌出。2在隧道钢管片上应采用焊接方式固定孔口管，焊缝高度不得小于孔口管壁厚。3在混凝土管片上应先用直径大于孔口管管径2mm4mm的取芯钻机钻进，距离不穿透管片的长度不应小于50mm,然后插入缠有麻丝等防渗漏材料的孔口管，四周用不少于3个、直径大于12mm的膨胀螺栓与隧道管片固定，孔口管插入钻孔深度不宜小于200mmo4在内衬墙、地连墙等围护结构上安装孔口管，孔口管埋设后距离穿透围护结构的长度不宜小于100mm。5垂直孔孔口管埋设深度以泥浆不渗漏、孔壁不坍塌为宜。5.1.5 水平或倾斜孔跟管钻进或夯进冻结管时，孔口管密封装置与冻结管之间应有填料充填，不得漏水漏泥。5.1.6

42、冻结孔开孔位置误差不大于100mm,开孔间距误差不大于150mm,隧道联络通道开孔位置应避开管片接缝，且避开混凝土管片主肋和钢管片肋板处。【条文说明】特殊情况下冻结孔开孔误差大于IOomm时，可通过调整临近冻结孔位置，使开孔间距均匀。5.1.7 垂直冻结孔用经纬仪或全站仪确定开孔位置，水平孔或倾斜孔用经纬仪（或全站仪）、罗盘确定开孔位置和方位角，所用仪器在施工前和施工中应进行检验校核，确保其精度。5.1.8 施工水平或倾斜孔应在孔口管上安装密封装置后，再用钻机钻透管片（或结构墙体），跟管钻进或夯管钻进时，孔口装置应不漏水、漏泥，采用湿法钻进时，循环液应从孔口管旁通阀流出，并控制排出土体体积不大

43、于冻结孔体积。5.1.9 钻进施工冻结孔时，在黏土或淤泥等自造浆地层中可采用清水钻进，在砂砾、流砂或粉土层中应采用泥浆护壁钻进，并根据地层情况调整泥浆配比，防止钻孔塌孔引起地表下沉。5.1.10 施工冻结孔时，如排出土体体积大于冻结孔体积，应立即用单液水泥浆或水泥-水玻璃双液浆进行注浆补偿。5.1.11 冻结孔施工过程中应及时测斜,可采用经纬仪灯光或陀螺仪测斜。5.1.12 垂直冻结孔施工应符合下列规定：1钻机基础稳固、水平，天轮、提引器、孔中要处于同一垂线上；2视加固土体范围大小进行取芯验证，检查地质、水文地质情况，根据实际情况优化冻结孔施工工艺；【条文说明】应根据加固土体大小及勘察资料，有

44、目的的确定取芯孔数量及取芯层位，为冻结方案设计提供依据。3钻进过程中应按设计要求测斜并及时纠偏；4钻孔纠偏可采用螺杆钻、扫孔、扩孔、铲孔、垫塔及移位法；5应根据穿过土层性质选择冲洗液。【条文说明】冲洗液的主要作用是护壁、冷却钻头、带走岩屑，针对不同土层应配置不同类型的泥浆。5.1.13 隧道水平孔或倾斜孔施工应满足下列要求：1根据实际开孔位置调整冻结孔开孔方位，以减小冻结孔的偏斜值；2冻结孔间隔施工，必要时通过调整中间冻结孔的施工轨迹减小孔间距，使冻结孔间距均匀；3准确定出开孔孔位、方向，并在隧道两帮布点，采用拉线方法校核，控制冻结孔方向；4联络通道先施工透孔，验证隧道管片上预留洞口的相对位置,当两预留洞口相对位置偏差大于100mm时应修正冻结孔设计方位：【条文说明】当两预留洞口相对位置偏差大于IOomm时，施工单位应修正冻结孔设计方位、孔深，并由设计单位书面确认，以保证冻结壁厚度、强度满足设计要求。5在施工第一个冻结孔时，检查工程地质、水文地质情况，根据施工情况优化冻结孔施工工艺；6确保冻结管质量，确定连接顺直后方可使用；7在钻进或下管过程中反复检查钻杆或冻结管方位与倾角，确保冻结管方位、倾角满足设计要求；8深度较大的冻结孔开孔段宜预设0.5IC的上倾角；9发现偏斜超出设计要求应及时纠偏。5.1.14 若两冻结孔孔间距超出设计要求，可