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1、 北京市地方标准 编编 号：号：DB11/T 19722022 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 20220328 发布发布 20220701 实施实施 北京市住房和城乡建设委员会北京市住房和城乡建设委员会 北 京 市 市 场 监 督 管 理 局北 京 市 市 场 监 督 管 理 局 DB 联合发布联合发布 北京市地方标准北京市地方标准 城市轨道交通工程冻结法施工技术规范 Technical specification
2、for freezing method construction of urban rail transit project 编编 号：号：DB11/T 1972-2022 主编单位：北京城建集团有限责任公司 北京城建轨道交通建设工程有限公司 北京住总集团有限责任公司 批准部门：北京市市场监督管理局 施行日期：2022 年 07 月 01 日 2022 北京 前 言 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202019 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
3、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。本规范由北京市住房和城乡建设委员会和北京市市场监督管理局共同管理，北京市住房和城乡建设委员会归口并负责组织实施，由北京城建集团有限责任公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送北京城建集团有限责任公司（地址：北京市海淀区北太平庄路 18 号北京城建大厦；邮编：100088；邮箱 ；电话：010-62091140）。本规范主编单位：北京城建集团有限责任公司 北京城建轨道交通建设工程有限公司 北京住总集团有限责任公司
4、本规范参编单位：北京市轨道交通建设管理有限公司 北京市政建设集团有限责任公司 北京市地铁运营有限公司 北京易成市政工程有限责任公司 北京中联环建设工程管理有限公司 北京城建亚泰建设集团有限公司 沈阳极地冻结工程有限公司 北京市市政四建设工程有限责任公司 中航天建设工程集团有限公司 中煤天津设计工程有限责任公司 中交路桥建设有限公司 北京中兵岩土工程有限公司 中国建筑第二工程局有限公司 北京建工集团有限责任公司 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 中国路桥工程有限责任公司 中铁二十二局集团有限公司 北京城建北方集团有限公司 中铁工程设计咨询集团有限公司
5、 中建市政工程有限公司 中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 中铁建设集团基础设施建设有限公司 北京城建道桥建设集团有限公司 中铁十七局集团有限公司 中建二局装饰工程有限公司 中铁十四局集团隧道工程有限公司 中交隧道工程局有限公司等 本规范主要起草人员：张晋勋、武福美、王昱、吴精义、孔恒、楚柏青、强兵、黄陆川、黄亚、廖秋林、刘尔亮、董佳节、乔国刚、费恺、王存举、郑仔弟、刘振东、梁洪振、王建锋、王文兵、余家兴、杨昊、张丹、张静涛、杨志强、张建全、姚文花、崔松涛、郑甲佳、李海生、袁永诚、谭富圣、赵圣武、刘铮、张岩钢、孟祥磊、李萌、吴乐、孙晓鹏、侯迎霞、雷领、贺永跃、安建永、贾宝情、郭志明、蒋小锐、韩
6、锋、陈泽山、王辉、熊挺、郭宁、梁尔斌、刘红伟、黄日生、吴永哲、刘大鹏、高然等 本规范主要审查人员：郭建国、周晓敏、单卫雪、王永红、阮兔苗、武俊杰、李东海 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
7、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.
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、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 Contents 1 General Provisions.1 2 Terms.2 3 Basic Requirements.5 4 Basic data.6 5 Ground freezing design.7 5.1 General Requirements.7 5.2 Frozen wall design.8 5.3 Design of refrigeration system.10 5.4 Configurations design of f
10、reeze holes.15 5.5 Layout design of temperature measuring hole.17 5.6 Design for layout of hydrological observation hole and pressure relief hole.18 5.7 Thermal insulation design.18 5.8 Other design.19 6 Freezing construction.20 6.1 General Requirements.20 6.2 Vertical freeze hole construction.20 6.
11、3 Installation and operation of refrigeration system.21 6.4 Freeze-tube assemblies installation.22 6.5 Construction and installation of temperature measuring holes.25 6.6 Construction and device installation of hydrological observation hole and pressure relief hole.25 6.7 Horizongtal freeze hole con
12、struction.26 6.8 Active freezing and maintenance freezing.28 6.9 Freezing and thawing.29 6.10 Removal of vertical freezer and filling of freezing hole(pipe).30 6.11 Removal of transverse freezer and filling of freezing tube(hole).30 6.12 Local freezing temporary pipe cutting and recovery.31 6.13 Rem
13、oval of refrigeration system.32 7 Detection and Judgment of frozen wall.33 7.1 General Requirements.33 7.2 Detection and Judgment of vertical frozen wall.33 7.3 Detection and Judgment of horizontal frozen wall.34 8 Detection and Judgment of horizontal frozen wall.36 8.1 General Requirements.36 8.2 V
14、ertical freezing method for excavation of foundation pit and consctruction of structure36 8.3 Horizontal freezing method for primary support and secondary lining of connecting bypass and horizontal adit .37 8.4 Earthwork excavation and structural construction of foundation pit by local freezing meth
15、od.38 8.5 Freezing method for shield launching and shield arrival.38 8.6 Construction monitoring.39 9 Filling grouting and thaw settlement grouting.41 9.1 General Requirements.41 9.2 Filling grout.41 9.3 Thawing settlement grout.41 10 Quality acceptance.43 10.1 General Requirements.43 10.2 Quality a
16、cceptance of freeze hole.44 10.3 Quality acceptance of Orifice pipe installation.45 10.4 Quality acceptance of Installation of freezing pipe and freezer.45 10.5 Quality acceptance of Installation of temperature measuring device.46 10.6 Quality acceptance of device installation（pressure release hole）
17、and construction for hydrological observation hole.47 10.7 Quality acceptance of Installation of transverse hydrologic hole (pressure relief hole)device.48 10.8 Quality acceptance of Installation of refrigeration station.49 10.9 Quality acceptance of Refrigeration engineering.50 Appendix A Mechanica
18、l parameters of frozen soil of typical soil in Beijing.52 Explanation of wording in the standard.53 List of Quoted standards.54 Addition:Explanation of provisions.55 1 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，
19、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 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
20、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
21、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 3 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
22、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
23、.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
24、，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 4 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
25、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 devic
26、e 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
27、的配集液钢管主管呈现环状布置，又称之为集配液圈。5 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
28、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。6 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、
29、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
30、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.
31、5 典型土层冻土力学参数可按附录 A 选取。7 5 冻结设计 5.1 一般规定一般规定 5.1.1 冻结设计应对施工全过程进行施工风险因素和灾害风险评价。5.1.2 冻结设计应考虑对周围环境和建（构）筑物可能产生影响的分析。5.1.3 冻结设计应包括下列内容：1 冻结方案比选；2 制冷站系统、工艺设计；3 冻结壁结构设计；4 冻结壁承载力、变形验算；5 冻结孔布置设计，冻结壁温度场形成计算；6 测温孔、水文观测孔、泄压孔布置设计；7 保温与防护设计等。5.1.4 水文地质条件出现下列情况之一时，设计应采取针对性措施：1 地下水流速大于 5m/d、有集中水流或地下水水位有异常波动；2 土层结冰温
32、度低于-2或有地下热源存在影响土体冻结；3 土层含水量低，存在影响土体冻结强度；4 含有承压水砂层；5 存在沼气、暗浜、古河道等不良水文地质条件或因前期施工遗留的影响因素；6 被扰动过的地层；7 存在其它影响地层冻结的因素。5.1.5 冻结施工影响范围内周边环境存在下列情况之一时，设计应采取针对性措施：1 居民住宅、保护性建筑及其它重要建（构）筑物或沉降敏感区域；2 城市主干道、城市高架桥或立交桥；3 给水、燃气、热力、航油等带压的主管或干管，排水干管，110KV 及以上高压电缆、军缆、通信等重要管线；4 既有城市轨道交通、铁路、高速公路、机场跑道或过街通道等设施；5 江河湖泊等水系；6 同步
33、施工的其它地下工程；8 7 冻结壁形成期间，周边存在的地下水位突发波动情况所产生的不利影响。5.1.6 横向冻结工程出现下列情况之一时，设计应采取针对性措施：1 结构顶部的覆土厚度小于 5m 或大于 30m；2 区间双线隧道的中心线间距小于 9m 或大于 20m；3 区间隧道内径大于 10m；4 设有地下泵站或集水坑的联络通道。5.1.7 冻结壁的荷载和作用计算应符合下列规定：1 法向、切向作用载荷，包括地层土压力和水压力；2 施工影响范围内的建（构）筑物荷载、地面超载及其它临时荷载等引起的作用；3 地下水流动，地面或地下结构热负荷等作用。5.2 冻结壁结构设计冻结壁结构设计 5.2.1 冻结
34、壁功能分类，应符合表 5.2.1 的规定：表 5.2.1 冻结壁功能分类表 类别 功能 适用地层或结构类型 止水 如破碎的孔裂隙岩体、混凝土桩墙间和混凝土界面缝隙的冻结封水 承载 软弱不透水的粘性土层冻结加固 既止水又承载 富含水流动的粉细砂地层冻结加固 5.2.2 冻结壁功能设计评价应符合下列规定：1 冻结壁结构止水功能的设计评价，应由冻土冻结温度决定的冻结壁温度场交圈最小厚度要求来确定；2 冻结壁结构承载功能的设计评价，应由冻结壁结构的有效厚度及其范围内冻土温度分布的决定的冻结壁平均温度来综合评定，并应通过在施工过程中的冻结壁应力和变形分布分析来进行承载能力验算。5.2.3 冻结壁结构形式
35、选择应有利于控制土层冻胀、融沉，减小对周边环境的影响，并应符合下列规定：1 类型 I 冻结壁结构，基于温度场的分析和计算，按满足冻结壁完全封闭交圈要求进行冻结孔布孔的工艺设计；2 类型 II 冻结壁结构，应在冻结壁温度场分析基础上，按满足地下结构安全施工时的9 冻结壁结构临时承载能力要求进行设计；3 类型 III 冻结壁结构，应在冻结壁温度场分析基础上，按满足地下结构安全施工时完全无地下水渗入和冻结壁结构临时承载进行设计；不稳定流动的含水砂性土层冻结应采用III 类冻结壁结构形式；4 对允许变形值小的冻结壁，冻结壁设计应考虑到冻结壁有效厚度，开挖步距和暴露时间的控制，考虑和利用到冻结壁承载结构
36、的时间和空间的影响和效能；5 冻结壁的平均温度一般按施工深度来确定，设计参考值可按表 5.2.3 选取，同时应考虑地面和地下载荷扰动等复杂情况，冻结壁与各种地下结构交界面的平均温度要求。表 5.2.3 冻结壁平均温度设计参考值 开挖深度 Hj(m)30 30 冻结壁平均温度 Tp()-10-l2 5.2.4 冻结壁计算方法应符合下列规定：1 当采用传统的载荷结构法计算时，冻结壁的力学计算模型可按均质线弹性体简化，其力学特性参数可根据冻结壁平均温度，参照本规范附录 A 来选取；未冻土的弹性模量、泊松比、重度参数应根据水文地质勘察报告选取；2 冻结壁计算宜优先采用现代岩土力学的数值模型计算方法。在
37、参考本规范附件 A 提供的冻土材料的力学性能基础上，通过实验，确定考虑到温度分布对冻结壁结构承载能力的影响；3 常规的冻结壁承载能力的设计与验算宜采用许用应力设计方法，基于单一安全系数，按抗压、抗折和抗剪强度进行验算：KR (5.2.4)式中：冻结壁最不利部位的应力；R人工冻土的强度指标；K安全系数，、类冻结壁强度检验安全系数宜按表 5.2.4 选取。表 5.2.4 冻结壁强度检验安全系数 冻结壁功能类别 抗 压 抗 折 抗 剪 1.8 2.7 1.8 2.0 3.0 2.0 4 冻结壁设计应验算冻结壁的变形，最大变形值不应超过 30mm。10 5.2.5 横向冻结壁结构冻结设计应符合下列规定
38、：1 隧道及其联络通道、地下横通道等横向冻结，宜采用与横向地下结构外形相一致的水平状厚壁筒体结构，根据具体施工条件可选用、类型。带泵房集水坑部分，可采用特殊“V”形或实体冻结；2 与区间管片或车站衬砌等地下结构交界处的冻结壁设计应考虑地下环境不稳定热损害，界面冻结壁平均温度不小于-8。5.2.6 竖向冻结壁设计应符合下列规定：1 竖向冻结的帷幕冻结壁结构与功能设计与竖井、基坑等围护结构设计相一致和协调；2 竖向冻结的帷幕冻结壁宜布置在竖井或基坑围护结构的外侧，帷幕冻结壁上部起始位置一般应高于静止水位 2m 以上。在无地下管线等影响时可以从地表开始冻结；3 当竖井和基坑的底部有可利用的完好隔水层
39、时，结合围护结构，冻结壁帷幕可按类冻结壁的封水功能要求设计；4 当竖井、基坑的底部没有完好的隔水层时，应按类型 III 类进行设计计算，基底冻结壁应进行抗浮、抗折和抗隆起变形等承载验算；基底有效冻结壁宜设于结构底板标高以下，且不小于 1m；5 帷幕冻结壁平均温度设计应符合本规范表 5.2.3 的规定；冻结壁与围护结构交接面应加强冻结，平均温度不应高于-5；6 基坑分段冻结的段落划分应根据结构施工流水段设计划分与施工组织设计等综合确定；每个分段冻结的围护结构和冻结壁结构均应独立设计；在分割和搭接处，应考虑相邻分区建设施工的相互不利影响，满足各个区段结构施工的安全要求。5.2.7 盾构始发与接收加
40、固的横向冻结，应根据盾构隧道进出口的基坑地面条件、水文地质条件、地下管线分布等选择合理可靠的冻结壁结构。按布孔方式有：垂直孔墙体冻结壁结构，垂直孔拱门冻结壁结构、近水平孔的杯型冻结壁结构等。5.3 制冷系统与冻结工艺设计制冷系统与冻结工艺设计 5.3.1 冻结冷量计算应符合下列规定：1 冻结器吸热能力可按下式计算：Qg=qA (5.3.1-1)式中：Qg冻结器总吸热能力(kJ/h)；11 q冻结器吸热系数kJ/(m2h)，一般取平均值 0.29KW；A冻结器总表面积(m2)；2 制冷站需冷量可按下式计算：Qz=mQg (5.3.1-2)式中：Qz制冷站需冷量(kJ/h)；m冷量损失系数，参考
41、m=1.21.3 选取。5.3.2 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制冷站需冷量、制冷剂循环系统的冷凝温度、蒸发温度确定。选定冷冻机的总制冷能力不应小于制冷站需冷量，且应有备用机。5.3.3 冻结盐水应符合下列规定：1 地层冻结用盐水宜采用氯化钙水溶液；2 盐水中可掺加一定比例的氢氧化钠或重铬酸钠；3 氯化钙水溶液的凝固点应低于设计盐水循环工作温度810，比重不应大于1.27；4 氯化钙水溶液应能充满盐水循环系统中所有的容器和管路；5 氯化钙用量可按下
42、式计算确定：G=1.2g(V1+V2+V3)/(5.3.3)式中：G氯化钙用量(kg)；g单位盐水体积固体氯化钙含量(kg/m3)；固体氯化钙纯度，无水氯化钙取 96%，晶体氯化钙取 70%；V1冻结器内盐水体积(m3)；V2去回路干管及配集液圈（管）内盐水体积(m3)；V3蒸发器和盐水箱内盐水体积(m3)。5.3.4 盐水管路设计应符合下列规定：1 去回路干管、配集液圈（管）及供回液连接管管径应按盐水流速计算。盐水在冻结器环形空间的流速宜为 0.1m/s0.3m/s，在供液管中的流速宜为 0.6m/sl.5m/s，去回路干管及配集液圈（管）中的流速宜为 1.5m/s2.0m/s；2 供回液干
43、管、配集液圈（管）宜选用普通低碳钢无缝钢管，管壁厚度不宜小于 4.5mm。供液管应选用无缝钢管或聚乙烯增强塑料管；12 3 当供液干管管路较长时应安装软接头及截止阀，且间距不宜大于 100m。5.3.5 盐水泵选型应符合下列规定：1 盐水循环总流量不应小于按下式计算的 W 值：W=Qz/(tc)(5.3.5-1)式中：W盐水循环计算总流量(m3/h)；Qz制冷站需冷量(kJ/h)；盐水密度(kg/m3)；c盐水比热(kJ/(kg)；t供回路盐水温差()，一般取t=l2；2 盐水泵扬程应按下式计算：Hc=1.15(H 1+H 2+H 3+H 4)+H 5+H 6+H 7 (5.3.5-2)式中：
44、Hc盐水泵计算扬程(m)；H1供液干管和配集液圈（管）中的压力损失(m)；H2供液管中的压头损失(m)；H3冻结器环形空间的压头损失(m)；H4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)；H 5盐水泵的压头损失，可取 3m5m；H6封闭式循环系统中回路盐水管高出盐水泵的高度，宜取 1.5m；H7蒸发器内的盐水压头损失(m)。其中：Hi=i(Li/di)(i2/2g)(5.3.5-3)紊流时i=0.3164/(Rei)1/4 （5.3.5-4）层流时i=64/Rei （5.3.5-5）Rei=idi/g (5.3.5-6)式中：di供液管直径(m)；Li供液
45、管的长度(m)；g重力加速度，9.81m/s2；i盐水流速(m/s)；Rei盐水流动阻力系数；盐水动力粘度系数(Pas)；13 盐水密度（kg/m3）；i=l，2，3；3 盐水泵电动机功率应按下式确定：N=1.25WHc/(102360012)(5.3.5-7)式中：1盐水泵的效率，取 0.75；2电动机的效率，取 0.85；4 水泵型号和台数应按盐水循环计算总流量、盐水泵扬程和电机功率确定，配备盐水泵在计算扬程下的总流量不应小于计算流量，并应配置满足设计能力的备用泵。5.3.6 冷却水设计应符合下列规定：1 制冷站冷却水总需用量应按下式计算：W0=W1+W2 (5.3.6-1)式中：W0冷却
46、水计算总需用量(m3/h)；W1冷凝器冷却水需用量(m3/h)；W2冷冻机冷却水需用量(m3/h)。其中，采用壳管式冷凝器时的冷却水需用量按下式计算：W1=Qz/(1000t)(5.3.6-2）式中：Qz制冷站总制冷能力(kJ/h)；t冷凝器进出水温差()，取t=35。蒸发式冷凝器的冷却水需用量和冷冻机的冷却水需用量宜参照厂家提供参数确定；2 不安装冷却塔时的补充水量可按下式计算：W3=W0(t2-t1)/（t2-t0）(5.3.6-3)式中：W3补充水量(m3/h)；W0冷却水计算总需用量(m3/h)；t2 冷凝器出水温度()；t1冷凝器进水温度()；t0补充水温度()；3 采用冷却塔时的补
47、充水量可按下式计算：W3=Wt/600+W4+W5 (5.3.6-4)式中：W3补充水量(m3/h)；W冷却塔循环水量(m3/h)；14 t 冷却塔进出水温差()；W4冷却塔的飞溅损失水量(m3/h)，取 0.01W0.02W；W5其他排放水量(m3/h)；4 冷却宜采用不易结垢水源，水温不宜高于 28；5 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。5.3.7 供回液管设计应符合下列规定：1 供回液管材质为钢管时应符合现行国家标准输送流体用无缝钢管GB/T 8163 的规定，为聚乙烯增强塑料管时应满足现场工作环境压力要求；2 供回液
48、管的规格应根据供冷量进行设计，供回液管的外径与壁厚参照值宜按表 5.3.7 选取；表 5.3.7 供回液管的外径与壁厚参照值 供液管品种 外径（mm）壁厚（mm）钢管 38 34 聚乙烯增强塑料管 50 4 3 盾构始发与接收端掘进范围内的供回液管宜采用聚乙烯增强塑料管；其它部位的供回液管宜采用无缝钢管。5.3.8 积极冻结设计应符合下列规定：1 冻结壁交圈时间可按下式计算：Tjq=Smax/2Vdp (5.3.8-1)式中：Tjq冻结壁交圈时间(d)；Smax冻结孔钻孔控制间距(m)；Vdp冻结壁单侧平均扩展速度(m/d)；2 积极冻结期不应少于预计冻结壁厚度和平均温度达到的时间要求；3 冻
49、结壁形成预计有效厚度可按下式计算：Eyj=2Vddpt-Eqr （5.3.8-2）式中：Eyj设计冻结壁有效厚度(mm)；Vdp冻结壁单侧平均扩展速度(mm/d)；排孔冻结壁（或冻土柱）单侧平均扩15 展速度设计参考值可按表 5.3.8 选取或采用通用计算方法计算；Eqr冻土侵入开挖面以内厚度(mm)；t冻结时间(d)；表 5.3.8 排孔冻结壁（或冻土柱）单侧平均扩展速度设计参考值 冻结时间 t(d)010 1020 2130 3140 4160 冻结壁单侧平均扩展速度 Vdp（mm/d）饱和粉土、粘土 26 22 20 18 16 饱和砂层、砾石层 30 26 24 20 18 注：以 8
50、9mm 冻结管，孔间距 1.2m 以内的北京市地层统计参考值 4 冻结壁扩展过程和平均温度可经实测传热参数，通用数值方法公式进行估算。5.4 冻结孔布置设计冻结孔布置设计 5.4.1 冻结孔布置应符合下列规定：1 冻结孔的布置应满足设计冻结壁的厚度和冻结平均温度要求；2 冻结孔布置参数应包括冻结孔开孔孔位、开孔间距、顶（倾）角、方位角、孔深、成孔偏斜度等；3 冻结偏斜控制参数应包括偏斜率、偏值、偏向，最大相邻孔钻孔控制间距；4 冻结孔最大允许偏斜值即冻结孔钻孔轨迹与设计轨迹之间的距离；5 冻结孔钻孔间距应按设计冻结壁厚度、冻结壁平均温度、盐水温度、积极冻结时间和冻结工期要求等确定。5.4.2