地铁区间隧道斜交联络通道冻结施工地层变形控制研究

人工地层冻结法（AGF）已被广泛应用在富水地区的地铁隧道施工中,但该工法在带来强大的封水和临时加固能力的同时,也使得地层产生了冻胀融沉效应,进而对地表及周边环境产生不良影响。为此,本文依托福州地铁某区间隧道联络通道冻结工程,从冻结施工设计和地层冻胀融沉的宏观角度出发,提出了基于调控冻结参数和泄压系数的地层冻胀控制技术和基于注浆孔注浆的地层融沉综合控制方案。现场施工表明,该综合调控方案具有良好的成效,保证了该联络通道安全有效施工,可为相关技术人员的工程实践提供参考依据。     

地铁隧道冻结法施工融沉控制方案及实施

人工冻结法开始逐步被应用于城市地下工程的开挖和支护以来,以其对各种地层的适应性强,对环境影响小等特点,较其他地基处理工法显示了较大的优势,但冻结引起的土体冻胀融沉对环境产生了负面影响,制约了冻结法在对环境要求高的地方的应用。为了减缓融沉对环境造成的影响,一般工程中采用注浆补偿的方法,在冻结后开始解冻时配合注浆来控制冻土的融化沉降。作者结合具体工程实例介绍了冻结法施工融沉控制方案及实施要点,给出了融沉注浆的施工工艺的原则和主要施工参数,该工程实践对以后类似工程的实施具有一定的指导和参考价值。     

人工冻土的冻胀融沉及防治

通过分析人工冻土的冻胀融沉研究现状,总结了人工冻土冻胀融沉机理及影响因素,并针对冻胀融沉问题,提出了减少和控制冻胀融沉的一些技术措施,以推广人工冻结法在岩土工程中的广泛应用.     

软弱地层联络通道冻结法施工温度及位移场全程实测研究

研究软弱地层联络通道冻结法施工的冻结温度场、解冻温度场、冻胀融沉发展规律,是解决其冻胀及工后融沉预测与控制的前提。以软土隧道联络通道冻结法工程为背景,对冻结温度场、解冻温度场、地表变形、深层土体冻胀融沉及温度变化规律等进行了全程实测,对冻结壁的形成及解冻全过程进行了分析。结果表明:冻结过程温度变化规律可分为温度快速下降、降温减慢、降温速度加快、土体温度稳定、维护冻结等5个阶段。解冻期间,土体温度经历快速回升、0℃附近稳定、温度持续回升3个阶段。冻结圆柱交圈是产生迅速冻胀的临界时间点,冻胀主要发生在冻结18~45 d;联络通道解冻15 d,部分土体温度达到0℃附近,冻土进入相变阶段,因此应在15 d后开始融沉跟踪注浆;入土深度越大土体相变阶段持续时间越长,粉土融沉主要发生在解冻前2个月,其完全解冻需要100 d左右,此为跟踪注浆至少应持续时间。深部土体温度、冻胀融沉位移均随深度增大呈线性递增。实测拱顶冻结壁处最大冻胀及融沉位移分别是对应地表冻胀、融沉量的3.6倍、4.9倍。地表冻胀融沉槽为联络通道中线两侧符合拟正态分布规律,其影响范围约为隧道底部埋深的1.2倍。     

地铁双线隧道水平冻结位移场的模型试验

 针对地铁双线隧道水平冻结工程,基于相似理论,建立一套完整的物理模型试验系统。在保证冻结壁强度相似前提下,重点对双线隧道冻结暗挖过程中的冻胀和融沉位移场进行试验研究。试验结果表明,冻结壁的交圈时间与土层冻胀位移规律有着密切联系,先行冻结的上行线隧道由于水分迁移现象较强,使得土层冻胀位移相对较大。试验对比分析冻结壁2种不同解冻方式,发现冻结壁强制解冻条件下土层融沉现象较弱,强制解冻条件下近地表土层融沉位移仅为自然解冻条件下近地表土层融沉位移的47%,说明采用强制解冻方式可减小土层融沉。     

宁波轨道交通人工冻土物理力学特性试验研究

为了给宁波轨道交通人工冻结提供设计、施工参数,对宁波海相沉积人工软土开展了冻胀融沉、抗剪强度和单轴抗压强度试验研究,获得了江厦桥东—天一广场区间人工冻结工程主要地层在开放条件和封闭条件下的冻胀率和融沉率以及冻土的抗剪强度指标及极限抗压强度值。结果表明：开放条件下各土层的冻胀融沉较封闭条件下大,且随含水量的增加而增大;冻...     

地铁工程冻结法施工常见事故原因分析

结合冻结法自身的特殊性,对冻结法在地铁工程应用中的冻结孔钻孔时水土喷涌、隧道管片损坏、冻土帷幕失效以及冻胀融沉等各种事故的原因进行了分析,为事故的防范和治理提供了方向.     

浅埋地铁出入口冻结法施工技术实践

以上海某地铁出入口冻结法施工为例,结合数值模拟分析,总结了冻结法在浅埋暗挖工程中应用的关键技术措施,主要包括冻结壁安全措施、冻胀与融沉控制、信息化监测等,为冻结法施工积累了经验。     

液氮冻结技术在地铁泵房排水管修复工程中的应用

以上海运营地铁某区间泵房排水管液氮修复工程为背景,详细介绍了液氮封水冻结帷幕形式和冻结孔布置参数的设计、液氮消耗量估计、施工流程、操作方法和测温系统布置。通过温度监测数据和工程实践,验证了开挖条件分析方法。由隧道沉降监测结果可知,小体积液氮局部冻结土体的融沉对隧道变形稳定性影响较小。     

冻结法在基坑支护中存在的问题及处理

介绍了冻结法的施工方法和特点及其发展现状,对冻结法在基坑支护中冻结钻孔时水土渗水、管壁坑壁破裂、土体施工前后冻结融沉问题和多发事故进行了整理和总结,并对冻结法在施工期间遇到的一些问题提供可行的解决方案,为基坑工程冻结法施工提供一些依据。     

新立副井井塔不均匀沉降分析

通过对新立金矿副井井塔的沉降观测数据和沉降曲线的观察分析,发现井塔出现了不均匀沉降现象,进而对产生不均匀沉降的相关因素进行研究分析,得到了引起不均匀沉降的原因主要有冻结壁的融化造成的冻土融沉、荷载偏心(承载中心与荷载中心不重合)和地下水疏降造成的地面沉降。副井井筒表土段施工采用了冻结法施工技术,由于在海水条件下,冻结温度场低,冻结壁范围大,而冻融速度慢,使得融沉周期较长。冻结法施工结束后,冻土产生缓慢的融沉效应,而且副井井塔基础采用摩擦型灌注桩,因此,冻土的融沉效应使得井塔产生不均匀沉降,它引起的沉降量占到总沉降量的69.5%,是造成不均匀沉降的最主要原因。     

人工冻结在盾构软土地层出洞中的应用和探讨

就人工冻结加固在上海9号线二期9标盾构出洞过程中的成功应用予以分析和探讨,重点对方案设计、冻结效果监测、沉降控制等进行了论述,以期为人工冻结加固在软土含水量大的地层中及公路隧道、铁路隧道TBM施工中的应用提供成功经验。     

季冻区湿地软土地基固结变形特性研究

为了研究季冻区湿地软土地基的固结变形特性及其影响因素,在提出季冻区湿地软土地基现场监测方案的基础上,对路堤填土荷载作用下软土地基固结变形特性和加载条件、软土地基处理方法、地层条件、温度变化、时间效应等的相关性进行分析研究。监测结果证明:虽然湿地软土层不厚,但软土的沉降量占全部沉降量的80%以上,在整个冬季,负温对软土地基的固结沉降有一定的影响,主要表现在中央分隔带和路肩软土地基的沉降过程出现一定的差异;软土地基的侧向位移基本上是随荷载的增加而增大,最大位移深度随软土层厚度的增加而增大,冬季软土地基冻结的过程中,在冻结深度范围内软土地基出现反向的侧向位移;整个冬季软土地基孔隙水压力均有不同程度的消散,根据沉降和孔隙水压力监测结果得出,袋装砂井更适合于季冻区湿地软土地基的工程治理措施;试验段冻结深度随时间的变化,最大冻深小于2.8m,在一月底至二月初期间;路堤填土冻结的过程中,靠近中央分隔带处的土压力逐渐减小,而靠近路堤边坡处的土压力逐渐增大。研究成果可为季冻区湿地软土地基固结沉降分析计算及设计提供参考依据。     

地铁联络通道冻土融化规律实测研究

冻结法施工以其封水性好、强度高、适应性强等优势被广泛应用,但后期冻土的融沉对环境的不利影响一直是制约冻结法发展的重要课题。通过对冻土融化温度场的实测研究,总结了地铁旁通道冻土融化规律,为融沉治理提供了理论依据。     

湿地多年冻土路基EPS板应用试验

通过调查 30 1国道博～牙段的湿地冻土环境 ,对湿地多年冻土路段 ,提出了 6种加强和改良地基路基的处理方案 ,测试了地温、地表沉降、孔隙水压力和土层分层沉降及EPS材料的特性 ,研究了铺设EPS板对地温的影响。结果表明EPS板可以减少地表向深层的热流量、减少地下多年冻土层上限的下移、减缓多年冻土层的消融 ,保持道路的稳定     

冻土融沉系数的经验确定方法

冻土融沉系数是计算冻土融化后沉降量的重要参数,也是多年冻土融沉性分类的一个指标.本文根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据资料,对细砾土、砂土、粉土、粘性土、泥炭化粘性土和泥炭质土这六类土,分别得出了估计其融沉系数a0的回归分析方程.同时还简单论述了采用超塑含水量(w-wp)因子估计山区粘性土融沉性的效果及原因,分析...     

Improving settlement and reinforcement uniformity of marine clay in electro-osmotic consolidation using microbially induced carbonate precipitation

This study explored the effect of microbially induced carbonate precipitation (MICP), a natural bio-geotechnical process, on mitigating the uneven settlement in electro-osmotic consolidation of soft soil. The real-time drainage and settlement were measured, and the control behavior of drainage to settlement was discussed. MICP solution components were also selected as the different additives to determine the control mechanism of MICP in improving settlement and reinforcement uniformity of clay. After the tests, the chemical properties and microstructure were analyzed according to pH, conductivity, and SEM. The addition of MICP solution in clay significantly even reduced the coefficient of settlement variation by 53.2%, and the upper surface profile tended to be uniform. Contrary to control, the coefficient of settlement variation of MICP-treated soil decreased gradually with drainage volume, mainly due to the filling of solid substances such as calcium carbonate, biofilm, and/or calcium hydroxide produced within soil pores. MICP significantly improved the uneven soil reinforcement generated during the electro-osmotic consolidation but resulted in the lower strength near the anode due to the less drainage. The contribution of MICP solution components to the improvement of settlement and strength uniformity obviously varies. Bacterial cells improved the settlement uniformity but had no effect on the strength improvement of soil. The co-existence of Ca²⁺ and bacterial cells maximized the modification effect, which determined the production of mineral precipitation. Microstructure observation proved the formation of calcium carbonate. The results demonstrated that MICP is an effective technique to improve the settlement and reinforcement uniformity of marine clay in electro-osmotic consolidation.

     

冻土融沉系数的预报模式

冻土融化时，由于冻土层冰融化和水的自由消散，使土体在自重作用下产生下沉。在工程上，常用融沉系数来描述冻土的融沉性。给出融沉系数在两个不同状态下的预报模式：在饱和及过饱和状态下，只给出理论公式；在非饱和状态下，则同时给出理论公式和经验公式。将各式的计算结果与实测值进行对比，可以看出，其计算值均能较好地反映实际。     

基于BP神经网络的冻土路基沉降预测

通过采用BP神经网络对铁路建设期间冻土温度变化及冻土路基沉降进行了评价和预测,该方法减少了人为因素的干扰,有很强大的非线性映射能力,可以相对精确进行较长时间、较大范围的冻土路基沉降预测,弥补了现场实测数据的不足,可推广应用。