式中：γ——土的容重，约为18kN/㎡（地面超载20 kN /m2）；
H、Ho——计算点的土的埋深；
Hx、Hs——联络通道下部、上部冻结管到联络通道中心线的距离； ξ——侧压力系数，取0.7； h——开挖净高+冻土厚度；
设计冻土帷幕厚度为1.8m，通道开挖轮廓高5.1m，宽3.8m，计算该结构内部的弯矩和轴力，进而求得截面内的压应力、拉应力和剪应力。 4.3.3 各截面的弯矩及轴力
联络通道中部冻土结构的弯矩及轴力列于下表4-1、并示于图4-2中。
表4-1 联络通道（兼泵站）中部冻土结构的弯矩及轴力
截面 弯矩M (KN.m) 轴力N (KN) 1 876 397 2 -741 1097 3 -137 1097 轴力图（） 4 -747 1097 5 870 439 截面弯矩图（KN.M）741截面（一）截面137（一）1097747截面870（一）截面439通道中部冻土结构的弯矩及轴力图
图4-2 联络通道冻土结构弯矩及轴力图
4.3.4 强度校验、安全系数校验
表4-2 通道中部冻土结构各截面安全系数
截面 应力类型 应力值MPa 安全系数k 1 压 压 2 拉 剪 3 压 压 4 拉 剪 5 压 1.51 1.66 0.81 2.4 2.2 2.6 0.45 0.34 1.67 0.78 0.45 1.52 3.5 2.1 2.7 3.5 2.4 7
从表4-2数据可见，各截面的压应力最小的安全系数K =2.1，拉应力安全系数K=2.3,， 剪应力安全系数K=3.5；安全；根据设计，联络通道道冻结壁有效厚度选取1.8m，满足全断面开挖施工要求。
4.4 冻结孔布置及制冷设计
4.4.1 联络通道冻结孔设计
根据冻结帷幕设计及旁通道的结构，冻结孔按上仰、近水平、下俯三种角度布臵。通道兼泵站冻结孔数72个（左线隧道59个包括4个穿孔，右线隧道13个）。其中四个对穿孔，为对面冷板和冻结孔供冷。冻结孔的布臵详见附图冻结孔施工平面图及附图冻结管布臵剖面图，并根据钻机情况、管片配筋情况和旁通道拟开管片的实际位臵，对钻孔孔位作少量调整。开孔间距为0.4 m ~0.8 m
设计测温孔7个（左线设一个通透孔），左线2个,右线布臵5个；泄压孔4个，每侧隧道各布臵2个。冻结孔的布臵详见附图1、2。 4.4.2 制冷设计
1、联络通道冻结参数确定
（1）设计盐水温度为-28?～-30?。 （2）冻结孔单孔流量不小于5m3/h。
（3）冻结孔终孔间距通道处按Lmax≤900mm集水井按Lmax≤1000mm设计，冻土发
展速度取28mm/d，冻结帷幕交圈时间为19天，达到设计厚度时间为45天。 天。
4.4.3 需冷量和冷冻机选型
冻结需冷量由下式计算：
Q=1.3.π.d.H.K
式中:H—冻结总长度；（包括100m冷板）697m,
d—冻结管直径；0.089 m
K—冻结管散热系数；250 Kcal/h·㎡ 将上述参数代入公式得： Q= 1.3.π.d.H.K =63305Kcal/h
根据需冷量设计联络通道选用YSLGF300Ⅱ型螺杆机组1台套，设计单台机组工况制冷量为87500 Kcal/h，单台电机功率110KW。另设计单个通道冻结站各备用一台套螺杆机组。
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（4）积极冻结达到开挖时间为45天，维护冻结时间为30
4.4.4 冻结系统辅助设备
1、单个冻结站配盐水循环泵选用IS150-125～200型2台，其中各备用一台，单台流量200m3/h，电机功率45KW。
2、单个冻结站冷却水循环泵选用IS125-125～200C型2台，其中各备用一台，单台流量120m3/h，电机功率30KW。
3、单个冻结站冷却塔选用KST-80RT型2台，补充新鲜水80m3/h。 4.4.5 管路选择
1、冻结管选用Φ89×8mm， 20#低碳无缝钢管,丝扣连接,单根长度1～2m。 2、测温孔管选用Φ60×3mm,20低碳无缝钢管。
13、供液管选用1″钢管，采用焊接连接。
2#
4、盐水干管和集配液圈选用Φ159×6mm无缝钢管。 5、冷却水管选用Φ127×4.5mm供水钢管。 4.4.6 用电负荷：
联络通道设计用电负荷约为250kw/h； 4.4.7 其它
1、冷冻机油选用N46冷冻机油。 2、制冷剂选用氟立昂R-22。 3、冷媒剂选用氯化钙溶液。
4.5 冻结施工技术要点
在该地层冻结工程中，由于其特殊施工条件与要求，需采取特别工艺与技术措施，以控制冻结孔钻进，地层冻胀和融沉等对隧道的影响，根据国内外最新研究成果和施工经验，提出以下冻结施工技术措施:
1、在已贯通的隧道钻冻结孔，根据联络通道的结构采用上仰、近水平和下俯三种成孔角度。
2、由于冻土抗拉强度低，因此除设计中尽量降低冻土帷幕所承受的拉应力外，主要做好冻结和开挖的配合工作，要求及时封闭薄弱的冻结壁，并根据开挖后冻结帷幕变形情况及时调整开挖构筑工艺。
3、为减小土层冻胀，隧道上下对称布臵冻结孔，在适当部位设卸压孔，并采用小开孔距，较低盐水温度，较大盐水流量以加快冻结速度。
4、在冻土帷幕关键部位，多布臵测温孔，监测冻土帷幕的形成过程和形成状况。 5、为解决冻结设备噪音扰民问题，节省地面空间，冷冻站设臵在隧道内。 6、加强对冻结地层温度、地层沉降的监测，信息反馈指导联络通道的施工。
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5 冻结施工 5.1 施工程序
施工准备施工机房、基础冻结孔钻进冻结站安装集配液圈安装盐水系统安装、保温充R22、化Cacl2、试运转积极冻结设备保养维护冻结探孔开挖构筑冻结器安装检测封孔注浆撤场图5-1 冻结施工程序图
5.2 施工准备
联络通道兼泵站在冻结孔施工的同时或之前要进行地面排水孔的施工。该孔的施工采用垂直钻机进行施工，下Φ250×6mm的钢管。在正式施工前，还应做好如下准备工作：
1、加工件工期较长，应在开工前进行准备。具体加工件见表5-1。
12、用1”钢管在施工出入端头井内塔建脚手架，作为连接隧道与地铁车站底层平
2台的便桥。
3、单个冻结站施工区域采用在隧道内敷设一条150mm2动力电缆，用于冻结钻孔施工、隧道内冻结系统供电及开挖构筑供电。
14、在隧道内铺设两趟1”管路至联络通道施工工作面，用于冻结孔打钻及冻结运
2转供水和排污。
5、在联络通道施工工作面两端砌高约0.25m的泥浆挡墙，以免冻结孔钻进时泥浆
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四溢影响隧道内环境整洁。
6、用厚5cm的木板在联络通道处铺设冻结施工场地，按不同位臵的冻结孔钻进要
1求，用1”钢管搭建冻结孔施工脚手架。
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表5-1 加工件一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 加工件名称 钻头组合 冻结管（兼作钻杆） 过渡接头 孔口管 上堵头用接长杆 堵头 冻结干管、集配液圈 冻结管头 冷却塔水箱 隧道预应力支架 端头井提升架 内支撑 单位 套 m 个 个 m 个 套 个 套 套 套 套 数量 72 700 40 72 40 72 1 72 1 4 1 1 备注 1m、1.5m、2m钻杆 5.3 冻结孔施工
5.3.1 冻结孔施工方法：
冻结孔施工工序为：定位开孔及孔口管安装→孔口装臵安装→钻孔→测量→封闭孔底部→打压试验。
5.3.1.1 定位开孔及孔口管安装
根据设计孔位在砼管片和钢管片上定位开孔，分述如下：
1、砼管片上：首先，开孔前要准确定位，并根据砼管片内钢筋位臵调整孔位，用开孔器（配金刚石钻头取芯）按设计角度开孔，开孔直径130㎜，当开到深度300㎜时停止钻进，以不钻穿管片控制，安装孔口管，孔口管的安装方法为：首先将孔口处凿平，安好四个膨胀螺丝，而后在孔口管的鱼鳞扣上缠好麻丝或棉丝等密封物，将孔口管砸进去，用膨胀螺丝上紧，上紧后，再去掉螺母，装上DN125闸阀，再将闸阀打开，用开孔器从闸阀内开孔，开孔直径为91㎜，贯穿砼管片，这时，如若地层内的水砂流量大，
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