NB／T 10221-2019  盾构始发与接收冻结法施工及验收规范

由冷凝器、冷却塔、清水泵、管路、阀门及相关组件连接形 成的冷却水循环系统，其循环介质为清水，承担对冷冻机冷却的 作用。

2. 0. 8 盐水系统

由蒸发器、盐水箱、冻结器、盐水泵、管路、阀门及相关组 牛连接形成的冷媒循环系统，其循环冷媒为氯化钙盐溶液，承担 冷量输送作用。

由制冷机、附属设备及相关组件连接形成的制冷剂循环系

瓦楞纸箱标准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 形成的近似圆形的冻土柱。

用制冷技术在构筑物周围地层形成的具有一定厚度、强度和 深度的冻结岩士体，又称冻土幕或冻土墙

2.0.12垂直板式冻结

采用单排、双排或多排垂直冻结孔形成的冻结壁叫垂直板式 冻结壁。

2.0.13水平杯式冻结尽

采用水平多圈冻结孔布置，洞门外水平孔长于洞门内水 孔，形成的冻结壁叫水平杯式冻结壁，

2.0.14水平板式冻结

采用水平多圈冻结孔且孔人土深度相同形成的冻结壁叫水 板式冻结壁。

2. 0.15冻结壁厚度

冻结壁壁面上任一点与另一壁面之间的最小距离。设计冻 壁厚度是指在拟建构筑物开挖面外侧冻结壁所要达到的最小 度。有效冻结壁厚度为拟建构筑物开挖面外侧冻结壁实际所达 的厚度。

设计冻结壁冻结范围内温度分布的平均值。

2.0.17冻结壁交圈时间

从地层开始冻结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。 2.0.18积极冻结期 stage of formation of freezing wall

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从地层开始冻结至冻结壁达到设计要求所需的时间，也称为 冻结壁形成期

冻结壁达到设计要求后，为了保证构筑物施工过程中的安 全，继续向冻结器输送冷量，以维持冻结壁满足设计要求的时 间，也称维护冻结期，

洞门正常钻孔前，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。

2.0.21f口防喷装置blowoutpreventdev

洞门正常钻孔前，在孔口管上安装的用于防止钻进时泥水或 砂喷涌的控制装置。

按设计要求用于安装冻结器的钻孔，有水平孔、倾斜孔、垂 直孔等，

2. 0. 23冻结孔间距

相邻两冻结孔之间的中心距离。

2.0.24冻结器refrigerator

安设在冻结孔内，用以循环冷媒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. 25 测温孔

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。

用以检查岩土体、岩土体与围护结构交界面冻结效果的检验

0.27测斜deviationalmeasurer

0.28测深 deepness measurement

测量钻孔实际深度的活动。

2.0.29冷冻站freezingstatio

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集中安设制冷设备和设施的场所。冷冻站主要由制冷剂循环 系统、冷媒（盐水等）循环系统、冷却水循环系统及供电系统构

地层冻结时产生的膨胀现象，

对冻结管进行热盐水循环，融解冻结管与土体接触面后拔出 冻结管，

2.0.32拔管pull out freezing pipe

采用吊车、千斤顶等工器具拨出

2. 0.33自然解还

冻结法施工完成后，利用人工制热的方法将原冻结壁强制快 速解冻的过程，

2.0.35融沉thawingsettlement

冻土融化时的地层下沉现象，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

对地层自然或强制解冻造成土体融沉的一种注浆控制方法。

或强制解冻造成土体融沉的一种

3.0.1盾构始发工程、盾构接收工程采用冻结法施工，应符合 工程设计、施工组织设计及施工安全技术措施等规定，应采用先 进的技术工艺，明确工程质量标准和要求。 3.0.2盾构始发与接收冻结法施工现场质量管理应有适用的施

3.0.3工程质量控制应符合下列规定：

1主要材料、半成品、成品、构配件应进行现场验收并按 有关规定复验。 2施工材料、设备和构件，必须符合设计要求。 3各工序质量控制应符合施工技术标准，每道工序完成后 应进行质量检查并形成记录，

3.0.4工程施工中必须加强工程资料管理，按照有关规定进行

3.0.4工程施工中必须加强工程资料管理，按照有关

4.1.1在盾构始发及盾构接 三充据 一性规模 前期勘察资料以及工程地质调查与测绘综合确定冻结地层的勘察 工作。 4.1.2：冻结地层勘察应包括工程地质调查与测绘、勘探、.取样 室内试验以及地层的冻结条件评价等。 4.1.3冻结设计前，应通过踏勘、调查、搜集资料及测绘，对 冻结施工中的地质条件和水文地质条件作出评价，提出设计、施 工、防治处理及环境保护建议。 4.1.4勘探工作应对工程特点、.交通条件、机具设备等情况进 行详细了解，对施工时可能影响地面构筑物、：地下管线、地下工 程的情况提出勘探建议，必要时应进行补勘。 4.1.5冻结施工前，施工单位应查清冻结施工影响范围内的地 下管线、构筑物及建筑物分布，提出施工中的保护措施。 4.1.6·进行钻探时，应有专项安全技术措施，确保施工安全 完工后应进行充填。

4.1.7地层勘探工作中应收集并核实洞门水文地质资料。

4.1.7地层勘探工作中应收集并核实洞门水文地质资料。

4.1.9施工技术方案应由建设单位组织专家评审。

4.2.1勘察技术资料应符合以下规定：

4.2.1勘察技术资料应符合以下规定：

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1施工前应核查场地条件、洞门施工影响范围内的地表及 地下建（构）筑物、设备、管线的特征，与拟建洞门的位置关系 等情况，以及建（构）筑物、设备和管线等的保护要求。 2洞门的勘察工作应在车站开挖实际资料的基础上，结合 附近勘察孔地质柱状图及相关描述，包括勘察孔全深范围内的土 层分布图、土层名称、层项标高、层厚、取样点位置、土体性 状、包含物及物理特征等。 3应查明受盾构始发或接收施工影响范围内的岩土分布， 以及土体和冻土的强度指标，并在勘察报告中说明。 4当洞门附近含水层地下水活动频繁，应提供该含水层的 地下水流向、流速等资料，当含水层的水流速超过5m/d时，冻 结方案应采取相应的技术措施。 5应对洞门附近的水源井、降水井进行调查；收集水源井 和降水井的用途、数量、方位、距离、深度，抽水层位，抽水时 间，且抽水量以及抽水影响半径，洞门内流水情况等资料

4.2.2冻土试验应符合以下规定：

1试验资料中的常规物理特征指标应包括土层的密度、含 水率、塑性指标、颗粒组成、内摩擦角和黏结力等。 2冻土试验资料中的热物理特性指标应包括原始地温、结 冰温度、导热系数、比热、冻胀率和融沉率。 3冻土试验资料中的冻土物理力学特性指标应包括弹性模 量、泊松比、抗压强度、剪切强度、抗折强度、蠕变参数等。 4人工冻土热物理和力学性能指标宜通过冻土试验获取资料 4.2.3 其他资料准备应包括但不限于以下内容： 1 盾构始发工程、接收工程结构设计图。 2 与洞门相关的其他设计图纸。

1项目管理人员及施工人员应准

4.3.2冻结施工所需的设备、仪器、材料应到达施工现场，主 要包括钻机设备、冷冻设备、制冷剂等。 4.3.3施工技术方案应满足质量、安全、工期和环保要求。 4.3.4施工前应进行技术培训与技术交底。 4.3.5施工前应根据工程特点和环境条件，完成测量和监测的 准备工作。

4.3.2冻结施工所需的设备、仪器、材料应到达施工现场，主 要包括钻机设备、冷冻设备、制冷剂等。 2一淤工林代主安声满且质是一安全工期和环保要

4.3.4施工前应进行技术培训与技术交底。 4.3.5施工前应根据工程特点和环境条件，完成测量和监测 准备工作。

4.3.6施工场地应具备路通、电通

水平板式冻结、垂直板式冻结和水平环形冻结，在现场条件允许 的情况下应优先采用垂直板式冻结。 5.1.2 盾构始发、盾构接收冻结设计应包含以下内容： 冻结壁设计。 2 冻结孔、测温孔的布置。 3 保温设计。 4 冷冻站设计。 拔管技术要求。 封孔技术要求。 7 融沉注浆技术要求。 对周围环境和建（构）筑物可能产生影响的分析及要求。 5.1.3 在地层冻结区域内有以下情况之一时，设计中应制定专 项措施： 1地下水流速大于5m/d，有集中水流或地下水位有明显 波动（≥2m/d)。 2·土层结冰温度低于一2℃或有地下热源可能影响土体冻 结。 3土层含水量低、过饱和土层可能影响土体冻结强度。 4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。

5.1.4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。 5.1.5冻结壁形成期间，冻结壁外200m区域内的透水砂层中 不应采取降水措施。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。

5.1.6冻结壁的荷载计算要求应符合下列规定：

1土压力和水压力对砂性土宜按水土分算的原则计算，对 黏性土宜按水土合算的原则计算。 2垂直土压力按计算点以上覆土重量及地面建（构）筑物 荷载、地面超载计算。 ·3侧向土压力按郎肯主动土压力计算，也可按下述经验公 式计算：

5.1.7盐水温度与盐水流量的确定应符合下列要求：

1盐水温度与盐水流量应满足在规定的时间内使冻结壁厚 度和平均温度达到设计值的需要。 2最低盐水温度应根据设计的冻结壁厚度、平均温度、工 期、地层环境及气候条件等确定，一般情况下可按表5.1.7选 取，设计冻结壁平均温度低或地温高时宜取较低的盐水温度。

3积极冻结7d后盐水温度宜降至一18℃以下，积极冻结 15d后盐水温度应降至一24℃以下。 4盾构推进过程中，可适当提高盐水温度，但不宜高于 一22℃，去、回路盐水温度温差不宜大于.2℃。 5冻结孔单孔盐水流量应根据冻结管散热能力、去回路盐 水温差和冻结管直径确定，但单孔盐水流量不应小干5m3/h

2冻结壁厚度设计及受力验算应符合下列规定： 1）Ⅱ类和Ⅲ类冻结壁应按承载力要求设计冻结壁厚度，冻 结壁内力和变形计算可采用通用力学或有限元等计算方法。 2）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。 3）进行冻结壁的强度检验，可只进行抗压、抗折和抗剪强度检 验，有特殊要求时应验算冻结壁的变形。强度检验可按下式计算：

式中—冻结壁应力，MPa; R一冻土的强度指标，MPa; K一一安全系数，Ⅲ类冻结壁强度检验安全系数按表

2.2水平杯式冻结壁设计应符合

1当现场条件不具备施工垂直孔时，可采用水平杯式或水 平板式冻结壁设计。 2对于外圈水平冻结孔形成的杯壁冻结壁，盾构机壳体与 冻土惟幕交界面的温度宜为一3～一5℃，这一指标可通过杯壁 冻结壁厚度加以控制，不同盾构类型冻结孔布置与外圈冻土惟幕 厚度相关参数见表 5. 2. 2 。

水平杯式冻结壁杯壁厚度控制参考值

表中E一杯壁厚度，m； R2一冻结管布置圈的半径，m R一漏门半径，m。

3对于水平冻结的外圈冻结管形成的冻结壁，应保证冻结 管之间冻土交圈，且冻结壁厚度不小于1m。 4水平杯式冻结孔的设计应符合下列要求： 1）.对于短孔水平冻结，洞门圈外冻结管入土长度宜比洞门 圈内冻结管长1.5m。 2）对于有纵向封水要求的长孔水平冻结，洞门圈外冻结管 入土长度宜“包住”盾构机，长度一般为盾构机长度加1～2环 管片长度，至少应覆盖盾构机应急注浆孔，长度超过应急注浆孔 1.5m。 3）冻结管布置应考虑群孔效应，洞门圈内冻结孔的间距不 宜超过1300mm，洞门圈外不宜超过800mm。 4）洞门圈内冻结管和测温管拔出后，应立即用预冷的低强 度水泥砂浆柱充填密实。 5）位于洞门圈外的水平冻结孔在盾构始发或接收完成后 宜割除孔口管和冻结管

5.2.3水平板式冻结壁设计应符合下列要求：

1冻结壁设计同5.2.2条第1、2、3款。 2洞门圈内和洞门圈外冻结孔长度相同，其他冻结孔要求 同5.2.2条第4款第3）、4）、5）项。

1水平环形冻结壁不适宜盾构始发洞门加固。 2盾构接收时，盾构机靠上围护结构，只需对洞门周圈封 水时可采用水平环形冻结壁。 3水平环形冻结孔间距不宜超过800mm。 5.3冻结孔设计

5.3.1冻结孔布置原则应符合下列规定：

1冻结孔的布置必须满足能够形成有效的冻结壁厚度和斗 均温度的设计要求。

2冻结孔可布置为垂直冻结孔或水平冻结孔

表5.3.2冻结孔允许偏斜值

5.4.1在洞门、洞门上下、左右冻结区域应敷设保温板，垂直 孔地面冻结区域应进行覆盖保温。 5.4.2保温层应采用导热系数和吸水率小，阻燃型的保温材料， 导热系数应不大于.0.04W/m·k，吸水率不应大于2%，保温材 料可采用聚氨酯、橡塑、聚苯乙烯和聚乙烯软质泡沫等，保温层 厚度应不小于30mm。 5.4.3保温层为保温板时，应采用专用胶水将保温板密贴在围 护结构上板材之间不应有缝障

.5.1冷冻站制冷能力计算宜按照以下规定计算： 1冻结管吸热能力按下式计算：

5.5.1冷冻站制冷能力计算宜按照以下规定计算

冻结管吸热能力按下式计算：

式中Q一 一需要制冷能力，kJ/h；

5.5.2冷冻机选择应满足下列规

1制冷剂的冷凝温度应比冷却水循环系统的出水温度高 3~5℃。 2制冷剂的蒸发温度应比设计最低盐水温度低5～7℃。 3冷冻机的型号与数量应根据计算制冷能力、制冷系统的 冷凝温度、蒸发温度确定，选定冷冻机的工况制冷量不得小于设 计需冷量。

5.5.3地层冻结盐水应符合下列规定：

TZZB标准规范范本1氯化钙水溶液的凝固点应低于设计盐水温度8～ 比重宜小于1.26kg/L。 2盐水中可掺加氢氧化钠或重铬酸钠以减轻盐水对金属的 腐蚀。 3氯化钙水溶液应充满循环系统中所有的容器和管路。氯 化钙用量可按下式计算确定：

5.5.4盐水管路设计应符合下列

1应按盐水流速计算供液管、干管和集配液管管径。盐水 在冻结器环形空间的流速宜为0.2～0.4m/s，在供液管中的流 速宜为0.6～1.5m/s，在干管及集配液管中的流速宜为1.5~

NB/T102212019

拉伸强度测试标准NB/T102212019

2盐水干管及集配液管可选用管壁厚度不小于4.5mm的 普通低碳无缝钢管或其他满足使用要求的新型材料。 3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。 4，在盐水干管中宜安装软接头以减小温度应力和制冷设备 运转引起的震动。