盾构出洞冻结加固土体变形研究

基于宁波北仑电厂二期取水隧道盾构出洞口冻结加固工程的现场监测和数值分析的结果，作者系统地讨论了由于土的冻结效应产生的若干技术问题，如地表隆起，土体分层变形和冻土结构周围的未冻干的变形问题。     

富水砂层联络通道冻结法施工温度及位移场实测分析

针对富水砂层联络通道冻结法施工冻结效果较难判断及易发生地层融沉的问题,依托南通地铁1号线07标联络通道工程案例,通过对冻结盐水温度、冻土温度、泄压孔压力及地表变形等方面的监控量测分析来研究联络通道冻结法的冻结效果及地面融沉,在此基础上提出了联络通道冻结施工冻融的控制措施。研究表明：（1）以去回路盐水温度、土体温度、泄压孔压力及地表变形为判定依据的综合判定方法,能够有效、准确地对联络通道冻结效果进行判断,确保施工安全。（2）通过采取快速冻结、在土体内预埋管、结构层后充填注浆等冻胀、融沉控制措施,地表受冻胀和融沉的影响最终累计沉降3.8mm,满足累计变形报警值要求。     

地铁隧道长距离水平冻结全断面开挖冻土帷幕优化设计

广州轨道交通3号线天河客运站折返线及风道采用全断面水平冻结、矿山法开挖及构筑施工。为了确定合理的冻结方案,采用有限元法计算对冻土帷幕多种厚度和温度下的受力及变形状况进行分析。结果表明:冻结帷幕厚度2.0 m,平均温度-10℃时,冻土帷幕参数最为合理。在此基础上,对冻结帷幕安全状态进行计算,得到冻结帷幕的优化设计方案。     

冻结法隧道施工引起的地表移动及变形预测

文章将冻结法隧道施工中引起的地表移动及变形视为一随机过程,应用随机介质理论建立随机介质模型,对冻结、开挖和解冻三个阶段地表移动及变形预测进行了计算分析。分析结果表明,该计算模型具有一定的实用价值。     

盾构始发水泥土加固后水平冻结温度实测研究

依托于苏州地铁二号线火车站东风井2#洞门盾构始发水平冻结加固工程,通过实时监测杯型冻土壁温度场,分析了不同阶段的盐水温度规律,以及在不同深度、不同土质和不同冻结区域的土体温度发展特征;并计算了不同土质冻土壁厚度、交圈时间和发展速度.监测结果分析表明,在整个冻结期间,任意时间都是板块体加固区测温孔温度低于圆柱体加固区测温孔温度;同一测温孔中,冻结前期水平入土越深温度越高,冻结后期水平入土越深温度越低;在相同冻结能量和冻结时间内,水泥土加固粉砂土比粉质粘土温度要低;水泥土加固粉质粘土释放潜热的天数是水泥土加固粉砂土的2倍;在冻结效果方面,包括冻土壁交圈时间、冻结壁厚度、冻结壁平均发展速度、冻结壁平均温度,水泥土加固粉砂土比水泥土加固粉质粘土更好.     

管幕冻结法积极冻结方案模型试验研究

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程预支护体系采用管幕法与人工冻结技术相结合的全新"管幕冻结法"施工。根据工程实际情况,首次提出了在管幕钢管内部布置"圆形主力冻结管"、"异形加强冻结管"和"升温盐水限位管"三种特殊管路构成的冻结方案。为了研究该冻结方案的有效性与可控性,进行了大型物理模型试验。文章主要介绍了模型试验概况,重点分析了开挖前积极冻结阶段冻结的试验效果。试验结果表明,积极冻结阶段冻土帷幕发展显现了预期规律,冻结效果显著;管幕间形成良好的冻土帷幕,可确保良好的止水效果。     

冻土扩展的热平衡与流水速度对冻结的影响

本文从冻土园柱热交换和冻土扩展热平衡的角度，探讨了土层冻结过程所需制冷量的构成。文章介绍了根据相似理论建立的流水冻结试验模型和一系列大流水速度的土层冻结模拟试验。揭示了动水条件下的土层液氮冻结冻土扩展半径与冻结时间的试验计算和工程应用公式。     

冻结土体的水分迁移和固结作用

文章就冻结过程发生的粘性土水分向冻结锋面迁移和集聚现象，论述了正冻土水分迁移现象及其原因。     

济南黄河隧道超大直径盾构端头冻结加固技术

始发和接收段为盾构隧道施工过程中的重要风险源,特别是在富水地层中的防水措施十分关键。冻结法已普遍被应用于处理盾构始发和接收段止水加固的问题。依托济南黄河隧道工程,对超大直径泥水平衡盾构端头冻结技术进行总结。对工程地质和周边管线等实际情况进行具体分析,计算单个洞门接收和始发的需冷量后选择合适的冻结设备,并进行盐水循环和清水循环设计;通过始发段测温孔的设置和按时间分布记录的数据,分析了加固处的降温速率和冻结壁发展情况;从冻结帷幕厚度和冻土平均温度等指标对冻结效果进行评估;最后对冻结中可能遇到的冻胀、融沉、设备故障和洞门破除等风险进行评估,并给出相应的处理方法。以上得到的数据和结论可为以后工程中的冻结加固方向提供参考。     

广佛线盾构隧道管片处理中冻结法封水的监测分析

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段普君北路站—朝安站区间在管片处理冻结封水工程施工中,对冻结盐水温度、冻土温度、冻胀压力等方面进行了跟踪监测。通过对监测结果进行分析研究,获得了冻结盐水温度、冻土温度、冻胀压力的变化规律,在此基础上对冻结施工过程提出了建议。     

武汉地区富含水地层联络通道冻结法施工数值计算分析

文章以武汉地区范虎站—汉口火车站区间联络通道为工程背景,重点研究了采用冻结法在武汉富含水地层中修建联络通道的关键施工技术。借助ANSYS通用有限元软件,通过建立三维模型,分析了承压水条件下联络通道冻结过程中冻胀对冻土体的影响,以及暗挖隧道和泵站开挖对冻土帷幕的影响。分析结果表明:本工程无论是在冻结施工过程还是开挖过程中,冻结帷幕的受力都处于安全状态。     

冻结法施工地铁旁通道引起的隧道及地表沉降规律研究

从时间和空间上对冻结法施工地铁旁通道引起的周围区域隧道及地表沉降进行分析研究,获得了隧道及地表沉降规律.根据获取的沉降规律,针对冻结法施工地铁旁通道提出了减小隧道及地表沉降的有效措施.     

上海长江隧道连接通道水平冻结法施工

主要介绍了上海长江隧道连接通道冻结法施工技术,包括冻土帷幕设计、冻结孔布置、连接通道开挖支护、控制冻胀和融沉的措施等,同时对连接通道的主要技术创新措施进行了分析。     

人工冻土蠕变试验及损伤经验模型分析

在冻结法施工中,掌握冻土的蠕变特性对评价冻结壁的稳定性至关重要。文章通过对山西某矿粘土层进行不同冻结温度下单轴抗压及蠕变试验,得到蠕变随冻结温度、加载应力变化的规律。在分析Kachanov损伤理论模型及人工冻土蠕变经验模型特性的基础上,建立人工冻土理论-经验蠕变模型。通过对比分析建立模型计算值与人工冻结粘土蠕变试验结果,模型计算曲线与试验数据曲线拟合度较高,两者均反映了初始弹性变形、应变加速度逐渐减小至加速度为零的过程;若试样发生破坏,曲线则会在应变加速度为零的基础上继续加速上升。该模型能够反映深部人工冻土的各阶段蠕变特性,能为指导冻结法施工提供科学依据。     

多供液管供液下液氮冻结优越性分析

传统供液方式下的液氮冻结存在温度场分布不均匀、冻土发展较为不均衡的问题,而供液管开孔的供液形式虽然能够在一定层度上改善冻结的均匀性,但也存在供液分配不易控制的缺点。在液氮原型试验的基础上,文章分析了采用多供液管的供液形式在液氮冻结系统控制以及冻结效果均匀性提高方面的优越性。结果表明:多供液管的供液形式不但提高了冻结管管内温度、管壁温度、土体温度以及冻土轮廓沿冻结管纵向分布的均匀性,同时克服了供液管开孔的供液形式不易控制液氮供给在各供液孔的分配问题,保证了冻结管管内温度的稳定性。     

某地铁旁通道冻结法施工三维温度场数值计算研究

冻结法在地铁旁通道施工中得到了广泛的应用,冻土墙的设计温度和厚度是工程安全的重要前提,为了直观了解冻土墙的温度特性,保证工程的安全,通常采用数值计算模拟温度场.目前多采用简化的平面模型,由于旁通道冻结工程中冻结管布置并不是平行的,所以采用简化的平面模型来进行计算,其计算结果存在较大的误差.为此建立了旁通道冻结三维模型进...     

群也冻结温度场特征：上海延安东路隧道南线冻结工程温度监测研究

通过近年来上海若干地下工程的人工土层冻结，特别是延安东路隧道南线线复土段和盾构进行洞冻结加固的温度监测、分析，提出了群孔冻结温度场的特征及冻结设计和施工的一些重要参数。     

隧道联络通道冻结法施工数值模拟与实测分析

隧道联络通道采用冻结法施工,有诸多优点,但也存在一定的风险性。文章对处在含盐土层和江底软粘土层中的联络通道冻结法施工进行了ANSYS有限元数值模拟,并与现场实测数据进行了对比分析,为冻土帷幕评估分析提供了参考依据,同时也验证了实测数据为数值模拟结果提供验证的可靠性,可对工程的安全施工起到有效的保障作用。     

地铁区间盾构与联络通道冻结加固同步施工技术方案及应用分析

以北京地铁7号线东延工程为例，为确保线路开通运营工期节点，车站机电安装与装修、区间盾构掘进及冻结法联络通道施工需同步进行。基于此，现场施工综合考虑工期、场地条件（地面、车站内及区间隧道内）、冻结效果及成本，提出2个联络通道冻结共用1个冻结站，即将冻结站设在已贯通隧道的2个联络通道中间位置的施工技术方案，通过优化冻结站机组选型、冻结管路布置、管片预加固支架体系等技术措施，实现区间盾构及冻结加固同步施工。根据施工过程监测及数据分析，总结冻结壁发展规律及通道安全开挖条件，同时对现场冷却水温度、环境温度升高等问题提出应对措施。通过实践证明该施工方案及相关技术措施安全、有效、可行。     

隧道冷板冻结温度场数值模型构建及分析

冻结法施工中,在混凝土结构表面外敷冷板是提高隧道冻结效果的常用方法。文章以广州地铁广佛线某区间冻结封水工程施工为背景,在现有理论研究成果的基础上,采用Ansys软件建立了隧道冷板冻结温度场数值计算模型,分析了影响冻结温度场的各个因素,结果表明:1)冻结主面、界面上温度随深度的分布曲线为对数曲线形式,冻结初期主界面上温差很大,随冻结时间的延长,主界面温度相差不大;2)管片与土体交界面上的温度分布曲线在冷源附近为抛物线形,远处逐渐过渡为平缓曲线;3)在冷板间距较小的情况下,由于双冷板叠加作用,冻结10 d后界面上温度明显低于主面上温度,界面上冻结效果优于主面。冻结40 d后,降温速度明显变缓,冻结范围增长较小;4)在其它参数不变的情况下,存在一个最优冷板布置间距,使界面上冻土壁厚度达到最大。