1）优点随着施工技术发展，冷冻法施工在国内应用越来越广泛。根据土体设计，将土体全部冻结加固形成施工帷幕。在含有一定水量的松散岩土层、复杂的水文地质中封水效果明显；冻土的抗压强度、抗剪强度和抗拉强度等力学特性有显著提高，可实现不漏水，冻结加固土体均匀，整体性好。在一些不稳定的地层或富水层裂隙岩层中施工有无可比拟的优越性，冻结工程完毕后，地层自然融化恢复原有状况，不会在地层中留下有碍其他工程施工的地下障碍物，使洞内施工环境较好，无污染。隧道进洞开挖后，施工进展较快，且不受地表场地及深度限制，仅需占用冷却塔和冷冻机组的场地，有利于地下施工。对周边环境影响较小，是一种绿色的施工方法，适合城市地下建设，特别是繁华市区内工程建设。

2）缺点冷冻施工最大的污染是钻孔时会产生少量泥浆，冷冻对周围环境的要求是有一定地下水，对专业技术要求较高，工期延长，施工成本增加。

冷冻法施工需连续7d内温度在-20℃以下，适用于断层破碎带、流砂层、淤泥层等易坍塌且富含水的地层加固。

用盐水循环中的盐水吸收地层热量，在盐水箱内将热量传递到蒸发器中的液氮，液氮在蒸发器中汽化吸收周围盐水热量，再通过冷却水循环，冷却水在冷却水泵、冷凝器和管路中循环，将地热和压缩机产生的热量传递给大气，以此实现地层降温，将含水土体变成冻土。

北京轨道交通某工程项目盾构区间含1座风井兼联络通道兼废水泵房（明挖法施工）、3座联络通道（矿山法施工）及1座盾构接收井。盾构隧道外径6m，管片厚0.3m，净直径5.4m，联络通道附近6环混凝土管片为通缝拼接，其余管片错缝拼接。

联络通道采用矿山法施工，底板埋深约25m，为直墙圆弧拱结构，联络通道的开挖轮廓高约5.15m，宽3.40m。二衬结构内净宽2.8m，净高2.8m，厚250mm的C25喷射混凝土，联络通道由与隧道管片相连的喇叭口、水平通道构成，均不含废水泵。联络通道采用冻结法加固周边土层。土体冻结加固45d完成，冻结效果满足要求后进行开挖及衬砌作业。

1）地质条件根据地质资料，联络通道地面标高24.210m，所处地层从上到下依次为中粗砂、粉质黏土、黏质粉土-砂质粉土层，覆土厚约19.148m。

2）水文条件盾构区间下穿河沟，沟两侧无衬砌；河沟底宽4.3～7.7m，河底规划标高约20.800m，河底与隧道顶板距离约17.09m，河沟水深0.4～1.4m，水面标高为21.080m。在30m深度范围内，共探测到3层地下水。经分析水质对混凝土结构具有微腐蚀性。

联络通道冻结站占地面积约210m²，站内设备主要包括冷冻机、盐水箱、盐水泵、箱式变电站、清水泵和冷却塔。联络通道冷冻站安装在左线盾构隧道内，2个联络通道之间，冻结站占隧道长度约40m，冻结孔施工及开挖施工场地约30m。冻结站平面布置如图1所示。

根据现场施工及地质条件，采用“隧道内钻凿，布设水平孔，近水平孔冻结临时加固土体，矿山法暗挖构筑”施工方案，地层冻结和开挖构筑施工均在区间隧道内进行，其主要施工顺序为：施工准备→施工冻结孔、安装冻结站→连接冻结盐水管路、安装监测系统→积极冻结、加固隧道管片、安装防护门→探孔试挖→打开联络通道洞门→开挖通道并临时支护、维护冻结→扩喇叭口→铺设通道防水层，拆除防护门→施工通道结构层→停冻→拆除冻结系统、封冻结孔拆除隧道支撑→解冻与地层注浆→收尾、撤场。

联络通道设计冻结壁厚均为2.2m。联络通道冻结孔数为65个（见图2),7个测温孔分别布置在通道内外和两侧隧道内，深2.5～5.9m;4个卸压孔布置在冻结帷幕中间，左、右线各2个，深度均为2m。测温孔及卸压孔布置BIM模型如图3所示。

先施工冻结孔、测温孔、卸压孔，随后进行管路连接、开机调试，调试正常后开始冻结，待冻结壁达到设计要求且经开挖条件验收合格后，进行开挖构筑施工。

1）冻结孔施工流程对穿孔→冻结孔→测温孔→卸压孔。对穿孔及冻结孔均采用钻进法施工。

2）冻结系统设计流程冻结需冷量计算与冷冻机选型→冷却水系统设计→冷却水箱→盐水箱→冷媒剂→冻结器连接设计。

3）冻结系统安装流程冻结站管路安装→冻结器连接与隧道管片保温→设备安装→冻结站管路和检测仪表安装→冻结器连接→冻结系统调试。

冻结站布置在隧道2个联络通道之间，冻结站通过长约210m的盐水干管将冷量送往联络通道冻结工作面。联络通道各自采用1套独立的盐水循环系统，中间2台冷冻机组可通过阀门调节分配到不同的盐水循环系统从而调节制冷量大小。

在试运转正常后进行积极冻结，开冻后巡回检查冻结器结霜和监测回水温度，积极冻结1周后盐水温度降至-18℃以下。根据测温孔温度和卸压孔压力监测结果，分析冻结壁形成状况，包括冻结壁交圈情况、平均温度和扩展厚度等，预测冻结壁的发展趋势。

(1)积极冻结时间达到设计值，盐水温度达到设计最低盐水温度（-28℃）；(2)根据测温孔测温结果，冻结壁温度（平均温度不高于-10℃，界面温度不高于-5℃）、冻结壁厚度达到设计值；(3)卸压孔压力上涨超过7d，上涨后压力应比原始孔隙水压高0.15MPa以上；(4)打开卸压孔确认无连续泥水流出。

防护门委托专业钢结构企业按设计图纸进行加工，在联络通道处安装并密封，关闭防护门并紧固螺栓。防护门框连上水管和压力表，然后在防护门内灌满水，按设计要求进行打压试漏。

在钻孔施工期间利用孔口管上的旁通阀对开洞口范围土层进行注浆，补充钻孔期间泥水流失，以控制地面沉降。

根据测温孔实测温度结果，确认冻土墙平均温度和厚度达到设计值，并且冻土墙界面温度不高于-5℃后，开挖按照“先探后挖”原则，经探孔确认可进行正式开挖后，打开混凝土管片，破除时应注意是否破坏冻结管和洞口附近的保温层，一旦发现破坏或漏盐水，及时关闭该冻结器。探孔主要布置在预挖土体四周，探查土体稳定情况，探孔采用电锤钻进，深度为开挖步距，然后采用矿山法进行暗挖施工。从开挖到施工结构层前，盐水温度要保持在最低值-28℃以下。

在结构施工期间的维护冻结与积极冻结时一样要进行冻结施工监测，盐水温度不高于-25℃，单个冻结孔盐水流量不小于5m³/h，及时分析冻结壁温度变化。在开挖过程中，每天监测暴露冻结壁的表面温度和位移量。衬砌混凝土完成后即可停止冻结。

停止冻结后5d的内完成冻结孔封堵，先割除孔口管和冻结管，深度要求进入墙体不小于60mm，然后用压缩空气吹干管内盐水，在冻结管内充填M10水泥砂浆或混凝土。孔口用硫铝酸盐微膨胀水泥封堵不少于60mm。在混凝土管片冻结孔孔口位置预埋注浆胶管以便渗水时进行注浆堵漏。

冻土解冻时会有少量收缩，而使地层产生融沉。为消除地层融沉对联络通道产生的不良影响，在结构衬砌上预留注浆管注浆，在化冻过程中进行注浆以补偿冻土融沉，达到有效控制地面及隧道不均匀沉降。

控制地面沉降变形是注浆的目的，在停冻后3～7d内进行联络通道充填注浆。充填注浆自下而上进行，并结合地层沉降监测情况调整注浆频率。融沉注浆持续时间一般为3个月，若冻结壁已全部融化且不注浆的情况下，实测地层沉降持续1个月保持稳定，即可停止融沉补偿注浆。

监测数据是注浆参数调整的依据，施工前按照设计要求布置监测点，对关键部位各项控制指标进行监测，在监测值接近控制值时发出报警，分析并评价安全状态，同时验证和反馈设计参数以确保施工安全性。

施工监测主要包括：(1)沉降监测中的地面沉降、管道沉降、地面建筑物沉降、隧道内拱顶沉降、隧道内收敛；(2)冻结监测中的冻结器去回路盐水温度、冷却循环水进出水温度、冷冻机吸排气温度、盐水泵工作压力、冷冻机吸排气压力、制冷系统冷凝压力、制冷系统汽化压力、冻结帷幕温度场的监测；(3)施工化冻过程中加强地面变形监测、冻土温度监测、冻结壁后水土压力监测；(4)注浆施工过程中的浆液压力可通过在相邻注浆孔安装压力表反映。

在整个联络通道施工过程中，采用土体冷冻技术加固地层且有效止水，形成止水帷幕，为联络通道马头门破除、土方开挖及衬砌提供必要条件，在施工过程中，隧道的监测数据变化值均在允许变形范围内，解决了施工场地狭小，地质情况复杂，对安全、质量要求高的问题；无需降水等措施符合绿色施工、工程进度及安全质量标准，总体满足工程进度和经济要求。