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。     

盾构出洞冻结加固拱棚结构的力学模型分析

将盾构出洞冻结法加固拱棚结构简化为单心固定无铰拱和直墙拱两种计算模型,利用实例工程对结构进行内力计算和验算,比较安全系数,并与实例工程实测压力结果对比,表明直墙拱模型是较为接近实际冻结壁结构的一种可行简化计算模型,为类似工程设计提供参考.     

复杂地层地铁旁通道冻结孔施工技术

在复杂地层中,对地铁旁通道采用水平冻结法施工是一种有效手段,而冻结孔施工又是旁通道工程的关键工序之一.结合上海地铁十一号线祁连山-真南路站区间旁通道施工实例,介绍了含承压水的砂性土复杂地层中旁通道冻结孔的施工技术,包括壁后预注浆加固、冻结孔开孔以及夯管等技术,对类似地质条件下旁通道冻结孔施工具有一定的参考价值和指导意义.     

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。     

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。     

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。     

地层冻结中上仰冻结器底部存气试验研究

在采用地层冻结技术进行施工的部分工程中采用了上仰冻结器,在地铁旁通道工程中尤为突出。盐水循环过程中上仰冻结器底部会出现存气现象,底部存气会影响到临近区域温度场的发展,造成冻结工程的失败,给工程安全带来重大隐患。文章对地层冻结中上仰冻结器底部存气现象进行了试验研究,获取了冻结器长度、倾角及盐水流速与上仰冻结器底部存气之间的关系。     

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。     

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.     

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。     

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。     

人工冻结法在圆砾地层地铁联络通道施工中的应用

南宁地铁3号线金琅区间联络通道所处地层主要为圆砾,其自稳能力差,易发生涌水冒砂、围岩扰动过大而使隧道变形的情况,设计采用人工冻结法施工。文章详细介绍了冻结过程中冻结孔布设、冻结参数选取以及土体在自然解冻后的融沉控制注浆参数优化等工艺。在积极冻结施工过程着重对盐水去回路温度、土体温度、泄压孔孔压进行分析,总结出土体温度变化、冻结壁形成的规律,准确判断通道开挖的时机,并针对联络通道冻结施工存在的问题提出了具体的对策措施。人工冻结法在该区间隧道富水圆砾层中的成功应用,可为其它类似工程提供参考。     

广州地铁隧道联络通道冻结法施工技术研究

文章针对广州地铁某区间盾构隧道联络通道利用冻结法施工的成功经验,详细介绍了联络通道冻结法施工设计及信息化监测等施工技术。冻结法的成功实施,为广州地铁工程水平冻结的设计、施工和检验提供了决策参考依据。本工程的成功经验可供其他相似工程参考、借鉴。     

高强负温自密实混凝土结构损伤的探讨和控制

结合工程实际,对高强负温自密实混凝土的受冻损伤问题进行了描述和探讨,认为采用低水胶比、适当的复合矿物掺合料组成与掺加聚羧酸高效减水剂等是配制上海长江隧道联络通道具有较高抗冻能力高强负温自密实混凝土的基本技术措施;并根据技术分析,提出了解决高强负温自密实混凝土结构损伤问题的施工工艺措施     

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。     

人工冻结法进行地铁隧道修复施工的数值分析

文章依托京沪铁路某段铁路桥隧道修复工程实例,根据热力数值分析基本理论,利用最小势能原理建立有限元方程,分析了隧道人工冻结施工过程中的温度场分布规律,并确定了开挖时的人工冻结壁厚度。最后,对冻结壁和其周围土体进行施工过程的力学模拟。结果表明,采用人工冻结法作为一种辅助的施工方法,完全能满足施工过程中结构的强度要求。     

南京纬三路大直径越江盾构隧道冻结法出洞方案研究

南京纬三路过江通道在江中段采用盾构法修建,其内设上下层双向四车道,直径为14.5 m.该隧道江北盾构出洞时主要穿越淤泥质粘土,土体含水量大,承载力低,若采用普通加固方式很难保证盾构出洞破壁时土体的稳定和有效隔水,设计采用人工地层冻结加固技术.结合现场实际情况,利用数值方法,就冻结施工时土体冻胀效应对地下连续墙安全性的影...     

冲沟塌陷区输气管道的安全评价方法研究

为了判断管道的通行方案是否可行,以非线性接触模型为基础,应用ANSYS有限元软件,建立了悬空管段的三维管土相互作用模型,通过分析得出了悬空长度与最大Von Mises应力和沉降量之间的映射关系,二者均随悬空长度的增大而增大。根据应力分析结果选取了管道依次达到许用应力和屈服强度时的悬空长度作为临界指标,建立了悬空管道的安全评价模型,并以工程实例对其进行说明。结果表明:即使暴雨导致冲沟塌陷,该悬空管道仍处于安全状态,管道横穿该冲沟的通行方案是可行的。预期研究结果也可以为地质灾害区油气长输管道的安全运营与防护提供一定的技术支持。