地铁隧道工程人工冻结法研究进展.pdf

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1、刘字事等：地铁隧道工程人工冻结法研究进展83地铁隧道工程人工冻结法研究进展刘宇亭，唐益群，周洁，闫春岭(同济大学地下建筑与工程系．上海200092)【摘要】简要介绍了近年国内人工冻结法在地铁隧道联络通道和隧道进出洞施工中的应用。根据人工冻土的物理力学性质和工程中的问题，将已有成果主要分为施工现场监测、室内与模型试验、理论与数值模拟三部分进行讨论，总结了有关施工工艺的改进、温度场在施工过程中的发展、冻胀融沉引起位移的预测、理论建模和多场耦合的数值模拟等研究进展，并提出一点建议。【关键词】人工冻结法；地铁隧道；融沉；温度场【中图分类号】TU472．9

2、【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)o9—0083—02RESEARCHPRoGRESSoNARTIFICIALFREEZINGMTHoDOFSUBWAYTUNNELCoNSTRUCTIoNLIUYu—ting，TANGYi—qun，ZHOUJie，YANChun—ling(DepartmentofGeotechnicalEngineering，Ton~iUniv．，Shanghai200092，China)Abstract：Theachievementsinartificialfreezingmethodappliedto

3、connectingpassageofmetrotun-nelandthedriving—inanddriving—outtechniquesofshielddriventunnelaresummarizedindetail，whichincludetherecentdevelopmentinChina．Accordingtothephysicalandmechanicalpropertiesofartifi—cialfreezingsoilsandengineeringproblem，threeaspectsofresearchareinvol

4、vedasfollows：measureddataofconstruction，laboratorytestsandmodeltests，theoreticalanalysisandnumericalsimulation．Keywords：artificialfreezingmethod；metrotunnel；thawingsettlement；temperaturefield人工冻结法因其不受范围和深度限制，能有效支护和2室内及模型试验方面止水，在地铁隧道联络通道、隧道出洞、凿井、基坑止水帷幕2，1模型试验的研究进展等施工中得到广泛的应用。模

5、型试验系统复杂，可以最大限度的确定各种因素的人工地层冻结是一个物理力学过程，涉及水、热、力的影响，弥补现场监测和理论研究的不足，相比现场费用较多场耦合，在分析中涉及土体导热系数的非线性、冰一水相小。工程中冻结管多选用规格为q~lO8mm×8ram的钢管，模变引起的潜热释放、水流对热传导的影响、水分向冻结锋面型冻结管管径受加工等因素的影响，比例尺多选用C1=20，迁移、土体性质随时间改变等，给相关的研究带来了很大的已有不少相关的成果。周希圣等在模型试验的基础上，困难”J。本文结合室内及模型试验和理论数值模拟去讨对高含水量的粘土隧道冻结的地表变形及深

6、部地层的位移论该方法的研究进展，总结目前研究中的一些问题并提出进行了研究，发现地表位移变化经历了缓慢变化期、位移骤一些建议。变期和位移稳定期。程桦和蔡海兵等"结合工程实例进行1施工现场监测方面了地铁隧道水平冻结模型试验，其中模拟开挖过程研究了人工冻结法在地铁隧道及其联络通道施工中大量应人工水平冻结法施工冻结壁形成规律、冻结壁平均温度、冻用，对部分关键参数，如冻结帷幕厚度、冻结帷幕平均温度、结壁厚度、冻胀融沉等问题。周晓敏和王梦恕等利用水冻胀力已有较多的实测资料，但是现场施工中冻胀力以及渗流作用下两孔地层冻结模型试验台进行正交模型试验，地表的冻胀融

7、沉却得不到有效的控制。因此迫切需要对常研究了地下水渗流、孔间距等对饱和砂冻结交圈时间和上规的施工技术和工艺流程进行研究和改良。岳丰田等介下游温度场的影响。绍了国内首例联络通道强制趣冻融沉注浆施工的工程实2．2室内试验的研究进展例，该方法使短时间内有效控制融沉成为可能。胡向东和相比模型试验的复杂性，室内试验具有试验参数少、试验肖朝昀等利用原位试验大量实测数据，对比分析了自然条件易于控制、试验成果便于分析等优点，可以系统的研究冻解冻和强制解冻冻土温度上升规律。随着技术的成熟，目融土的物理力学性质。笔者着重总结了地铁隧道周围地质环前工程中多采用泄压孑L

8、泄压、跟踪注浆、热水快速解冻等方境中土体的研究成果，便于与相关研究内容对比分析。王效式控制地表及隧道轴线因冻胀融沉产生的位移。宾和杨平等