高原多年冻土隧道施工技术及方案研究

青藏铁路格尔木至拉萨段昆仑山隧道和风火山隧道位于青藏高原海拔4500m以上的多年冻土区，是目前世界上在高原多年冻土区这一特殊气候及围岩条件下修建的最高海拔的隧道工程。在高寒缺氧的高原环境下，隧道施工中保护冻土以及隧道的支护是本工程的技术难点。本文通过对高原多年冻土隧道施工方案及施工技术的实践研究，提出在施工过程中为保持洞内气温而采用两种送风方式：加温预热通风系统和普通通风系统，以及昆仑山隧道采用的背负式供氧技术、风火山隧道采用的洞内弥漫式施工供氧技术的方案，并且介绍了湿喷混凝土支护和模筑衬砌混凝土施工技术以及防水隔热层施工的关键施工工艺，给出了施工过程中的各项工程技术指标。对同类隧道施工具有借鉴作用．     

超长地铁联络通道水平冻结温度场变化规律分析

掌握了超长地铁联络通道冻结温度场的变化规律,就能够预测分析地层冻结温度场,可提前判断冻结壁发展状况。以福州地铁2号线某区间超长联络通道冻结施工为例,建立三维有限元数值计算模型,通过对比分析冻结阶段的数值模拟分析结果与实测数据,验证了计算模型的准确性。基于该数值计算模型,研究了初始地温、导热系数、比热容对该温度场影响的规律。结果表明:冻结温度场变化主要分为温度快速下降与相变阶段、温度下降、土体温度稳定3个阶段;冻结壁交圈时间与初始地温、比热容近似呈线性递增关系,初始地温每升高5℃,交圈时间延长2d,交圈时间随比热容增加而延长;冻结壁交圈时间与导热系数呈负相关,导热系数每增高10%,交圈时间缩短1d。     

冻结法在地铁车站地墙接缝加固中的应用

天津地铁3号线解放桥站基坑开挖过程中地墙接缝处发生了涌水涌砂事故,导致周边一座居民楼发生开裂,造成严重的财产损失。为确保剩余土方开挖时地墙接缝处的止水效果,采用冻结法对地墙接缝处进行加固。通过对冻结温度的监测及后续的开挖,证实了冻结法对地墙接缝的加固取得了良好成效,确保了基坑开挖的顺利进行。     

水作用下沥青混合料永久变形特性的表现形式

采用沥青路面分析仪(APA)研究水作用下混合料试件永久变形的表现形式。试件分别经浸泡、饱水、冻融三种方式预处理;APA测试采用干车辙和浸水车辙两种形式。试验结果表明:水的存在对沥青混合料永久变形有影响;浸水车辙深度普遍大于干车辙深度;严酷的预处理过程没有导致较大的永久变形;在相同的冻融次数下,随着饱和度增大,浸水车辙深度减小;在相同的饱和度下,未经冻融处理的试件其浸水车辙深度普遍大于经过冻融处理试件的车辙深度。分析结果表明:APA测试形式、APA测试形式与试件预处理方式的交互作用、冻融循环次数分别是产生上述试验结果的主要原因。     

采用长距离水平冻结暗挖法的浅埋大断面地铁隧道施工技术

通过人工冻土试验、有限元数值分析和大型物理模型试验,研究浅埋大断面地铁隧道采用长距离水平冻结暗挖法的施工技术。通过现场土的人工冻土试验,得到土体冻结的物理力学指标。有限元数值分析结果表明,随着冻结壁厚度的增加,冻结壁的强度和稳定性增加。大型物理模型试验结果表明,冻胀和融沉量都随着冻结壁厚度的增加而明显增大;当冻结壁厚度为4.5 m时,预测实际工程地表冻胀和融沉量均已超过允许值。根据上述研究结果,进行了冻结施工方案的设计和优化。在施工过程中,改进超长距离水平冻结管连接方式,采用跟管钻进新技术,确保了冻结孔的成孔质量;采取设置卸压孔、加大盐水流量和融沉跟踪注浆等技术措施,有效地控制了地面的冻胀和融沉,确保了工程顺利地完成。     

冻结加固法在砂性土地层盾构出洞中的应用

针对砂性土地层盾构出洞难的问题，结合工程实例，详细介绍了冻结计算、施工工艺及有关问题，实践证明其效果良好。     

南疆铁路路基填料改良盐渍土的盐胀冻胀试验研究

结合南疆铁路路基病害整治工程,从就地取材、经济可行的原则出发,利用氯化钙、消石灰、水泥和粉煤灰等掺合料,确定6种改良方案,进行改良盐渍土的盐胀冻胀室内试验研究,并与重塑土作比较,为最优改良方案的确定提供依据．试验结果表明：盐渍土中掺入氯化钙或氯化钙和石灰能有效缓解盐胀冻胀的发生,掺入水泥、粉煤灰和石灰没有盐胀冻胀现象．该结论与现场试验段相一致．     

联络通道冻结法施工三维力学分析

应用人工冻结土体技术开挖隧道的联络通道,涉及到土体冻结的热力学作用以及冰冻土体与隧道结构相互影响等一系列复杂的物理力学过程。采用FLAC3D建立主隧道、联络通道及冻结管的三维数值模型,综合考虑了温度计算、冻土与非冻土的转变及土体的冻胀作用,研究了人工冻结法对隧道管片及周围土体的力学响应。通过对冻胀率参数敏感度分析,研究土体冻结变形、冻胀力及隧道管片内力的变化,所得到的初步结果对冻结法施工有着实际的工程意义。     

水泥石灰综合稳定碎石土路用性能试验研究

水泥石灰综合稳定碎石土基层因其良好的经济效益,在陕北地区得到广泛应用。文中介绍了水泥石灰综合稳定碎石土的抗压强度、水稳定性、冻稳定性、回弹模量试验研究,结果表明,路面设计应考虑防冻层的要求,避免路面基层发生冻胀而产生其他路面病害。     

冻结加固技术在长地铁联络通道施工中的应用

南京地铁二号线油坊桥—中和村站盾构区间联络通道线间距为20m,通过方案比选,最终确定采用双侧冻结加固方案,就冻结壁厚度、冻结孔布置、冻结系统设计和冻结孔施工、冻结站安装及运转等几个问题重点论述,然后从去回路盐水温度、冻结帷幕温度、地表变形3个方面总结工程监测的变化规律,并对冻结效果、风险评估进行分析。