冻结法施工中冻土帷幕数值模拟分析

以某市轨道交通工程越江区间隧道1#联络通道冻结工程为背景,运用数值模拟手段,深入研究越江隧道联络通道冻结法施工过程中各个工况下冻土帷幕的受力变形规律,得出在拉开钢管片以及开挖土体过程对冻土帷幕受力变形影响最为明显。此研究对越江隧道联络通道冻结的冻土帷幕的设计具有重要的指导意义,对保证此类越江隧道联络通道冻结工程的安全具有重要的参考价值。     

隧道联络通道及泵站冻结法施工数值分析

在市政隧道工程中,联络通道与泵站经常采用合并建造方式,因此在冻结法施工冻土帷幕时一般也需整体考虑,这样就形成了形状异常复杂的冻土帷幕结构。平面应变及解析很难,不易考虑,本文针对这种情况,对某隧道工程中冻结法联络通道及泵站合并建造施工进行了数值分析。主要分析开挖所对冻土帷幕受力与变形的影响以及冻土帷幕内应力与变形的分布情况,并指出帷幕中的最薄弱部位,同时也验证该工程中1.6m冻结帷幕厚度的安全性,对于类似工程施工有一定的指导意义。     

隧道联络通道冻土帷幕3D可视化实现及分析

阐述了通过隧道联络通道水平冻结监测系统的布置情况以及监测数据的整理计算,得出冻结过程中联络通道不同断面在不同时刻的冻土帷幕的厚度。根据厚度值并利用3DVIZ软件绘出联络通道冻土帷幕的形状,并对3D可视化在工程中的运用和意义进行了探讨。     

怎样在地铁联络通道布置冻结孔

冻结孔→冻结帷幕→联络通道在城市地铁联络通道的施工中,由于地质条件和地面工况影响,通常采用冻结法施工联络通道。即在联络通道四周布设冻结孔,采用跟管钻进法,用水平钻机按照一定的水平角和垂直角将冻结管钻入地层,然后用人工制冷方法将联络通道部位的地层冻结,形成能抵抗地层水土压力和封水的冻土帷幕。在冻土帷幕的支护下进行联络通道的开挖与构筑。冻土帷幕能否完好形成是联络通道施     

岭下隧道联络通道冻结法施工力学模拟分析

对淮南高速岭下隧道联络通道进行施工力学模拟分析的基础上对冻土帷幕的变形及应力分布情况进行了详细的分析。采用大型有限差分软件FLAC3D,对联络通道的开挖过程进行了数值模拟,从数值分析的角度对冻土帷幕的应力与变形进行了分析和安全评价,详细研究了冻土帷幕中应力与位移的分布情况,确定了冻土帷幕的厚度设计值,并指出了容易产生应力集中的位置为冻土帷幕与隧道接触部位,由于该部位在冻结过程中散热快、冻结效果差,所以施工中应该值得注意,同时也为今后的联络通道数值模拟与人工冻结法施工提供了参考。     

人工冻结法技术应用方法研究

目前,在冻结法市政工程中的应用中,多采用监测温度的方法来反映冻结工程中存在的问题。而单纯根据监测数据,并不能系统地分析冻土帷幕场的发展规律。本文依托上海长江隧道1#联络通道冻结工程,采用了温度监测、解析计算和数值计算三种方法。通过这三种方法对比和结合分析,得出冻土帷幕温度场的形成规律,并计算出冻土帷幕厚度及平均温度等指标,进而指导并确保在这种复杂工程中冻结施工的安全。     

复杂条件下隧道联络通道冻结施工设计与实践

介绍了我国首个江底隧道联络通道冻结工程的设计、施工监测等情况。对冻结系统盐水温度、冻结帷幕土体温度、冻胀压力、隧道变形等方面的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、隧道变形的变化规律,保证了工程的信息化施工。冻结法在该类工程中应用效果良好。     

冻结法在常州地铁联络通道工程中的应用研究

常州地铁1号线某联络通道位于富含承压水的粉砂层及粉土层中,为了规避联络通道开挖中出现涌水、漏沙等风险,确保施工安全,采用水平冻结法施工联络通道。该联络通道中心距为11.6m,冻结帷幕厚度在喇叭口处为1.5m,水平通道处为1.8m;冻土强度的设计指标为:单轴抗压强度不低于3.5MPa,抗折强度不低于2.0MPa,抗剪强度不低于1.5MPa。联络通道冻结帷幕平均温度低于-10℃,钻孔及冷冻装置安装时间为30d,积极冻结时间为45d,维护冻结时间为30d,总工期为110d。冻结效果符合预期,隧道开挖及构筑工程进展顺利,工程一次验收合格率达到100%,没有发生明显冻胀融沉及对周边环境影响的事故,实现预期目标。     

西藏南路越江隧道联络通道冻结法施工

根据西藏南路隧道工程实例,介绍了不同土层中联络通道的冻结法施工技术,得出冻结法对不同土层的适应性,并提出了改进联络通道预应力支架的意见。     

上海长江隧道冻结监测优化设计及数据分析

以上海长江隧道联络通道冻结加固工程为背景,详细介绍了1# 联络通道人工地层冻结法工程的监测设计,提出了冻结监测的设计原则,对冻结监测数据进行了深入分析。通过盐水温度监测判断冻结设备运转情况,通过冻土帷幕监测得出冻土帷幕发展规律、冻土帷幕交圈时间、冻土帷幕有效厚度等。然后,将监测分析结果与解析计算对比。研究结果表明:通过优化的冻结监测设计,不仅减少了对管片的破坏,而且用较少的测点就可以实时地、准确地判断人工地层冻结法的土体加固效果。本文监测优化设计的思路和数据分析方法可以为同类工程的设计和施工提供指导。     

主隧道结构散热对联络通道冻结效果的影响

 在采用人工冻结法施工的联络通道中,主隧道管片的散热对管片附近土体的冻结效果有很大的削弱作用。通过施工现场的温度监测数据,研究管片散热对联络通道中土体温度场发展状态的影响,发现管片外侧喇叭口部位土体无论在冻土温度还是在冻土帷幕的厚度上都较未受影响区相差很大,受影响区冻土帷幕厚度最小处仅为未受影响区厚度的一半,且随着冻结的持续进行,喇叭口部位土体的温度场在一定时期达到热交换的平衡状态,持续冻结对此区域的冻结效果增强不明显,只会降低未受管片散热影响区域的土体温度。绘出冻土帷幕的发展变化过程。最后在影响分析的基础上对联络通道的安全施工提出了建议。     

地铁联络通道冻结法施工三维数值模拟分析

在地铁联络通道水平冻结法施工过程中,对已建的盾构隧道、地下管线、地表建筑物等都将产生较大影响.以南京地铁二号线莫愁湖站～汉中门站区间联络通道及泵房水平冻结法施工为工程实例,采用FLAC3D进行数值模拟,对地铁联络通道施工过程中的冻结温度场的发展变化、冻胀融沉引起的地表位移以及冻胀力引起的隧道内力和变形等做了详细的分析,...     

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。     

复杂工况下超长联络通道冻结法设计与施工

不同于常规联络通道冻结工程,超长联络通道的设计与施工存在巨大差异。以福州市轨道交通2号线紫阳站—五里亭站区间超长联络通道及泵站工程为例(两隧道中心距65.8 m),系统介绍了复杂工况条件下超长联络设计与施工中的关键技术,包括:区间隧道与联络通道结构优化与调整、长距离水平钻孔试验与质量控制、冻结加固设计理念与主要技术参数、开挖前冻结效果评价、开挖构筑分段与过程管控、冻胀压力释放与后期融沉控制等方面。该工程已安全、顺利完成,开创了国内超长联络通道冻结工程的全新记录。其成功经验表明:超长联络通道采用双泵站结构、双向冻结加固的方案是可行的,整体风险可控;采取分区冻结、错时冻结,对控制冻土体量、减小冻胀量具有重要作用;长距离水平钻孔过程中,应加强过程控制,以最大终孔间距作为控制指标,及时修正下一冻结孔钻孔参数;双向开挖和分段浇筑二次结构,兼顾了效率与风险管控,值得肯定。另外,施工中也存在一些需进一步深入研究问题,如:长距离水平钻孔偏斜控制、长距离泄压、融沉控制等。     

地铁联络通道冻结施工中渗漏影响的数值分析

为了掌握地铁联络通道冻结施工过程中,冻土帷幕不同位置发生渗漏时,渗流场和位移场的变化规律,以南京地铁二号线莫愁湖站～汉中门站区间联络通道及泵房水平冻结法施工为研究背景,采用有限元数值方法,对冻土帷幕中渗漏分别发生在拱顶、拱角、底角处的三种情况进行模拟,研究了渗流对冻土结构的影响,即渗流场、垂直位移场、水平位移场及地表变...     

地铁联络通道冻结法施工中涌水成因及防治

以某富水砂卵石地层联络通道人工冻结法施工为依托,就地层热力学参数、冻结参数和施工工艺等对冻结壁的厚度、交圈时间及平均温度等影响进行了研究,分析表明:AGF冻结效果关于热传导系数的敏感度最大,关于比热容和含水率的敏感度次之;冷冻管间距对冻结效果的影响非常显著,冻结法施工时,应加强冻结管开孔位置及倾斜度的控制;冷冻管直径变大,盐水与地层间对流系数减小,会抵消冻结管直径增大的影响;保温层设置不当以及冻结管远端定位缺陷直接影响联络通道与盾构隧道交叉区域的冻结效果,甚至出现冻结壁厚度不足和冻结壁交圈困难等问题,易导致管片开挖时涌水事故的发生。     

水泥改良土地层联络通道冻结温度场分析

地铁工程联络通道施工中,人工冻结加固土层的温度场研究目前大部分还是集中在天然土层方面,对水泥改良土地层中冻结温度场的发展与特性研究较少。文章系统研究水泥改良对联络通道地层冻结温度场的影响,建立联络通道冻结开挖三维数值模型,考虑导热系数、比热容、相变潜热等影响因素,综合实测数据以及试验,对天然土层以及水泥改良土层中冻结温度场的发展和分布规律进行分析,研究结果表明:相比于天然淤泥质土地层,水泥改良土冻结温度场发展速度更快,但冻结效应稍差,积极冻结期的前33d,冻结温度场发展较为迅速,相邻冻结锋面相交后,温度场发展速度开始下降。水泥改良后,土层冻结温度场的发展对导热系数的变化最为敏感,比热容的变化次之,相变潜热变化的影响十分微小。研究成果表明:人工冻结配合水泥改良对淤泥质土地层具有显著的加固效果。     

广州地铁联络通道冻结施工监测分析

广州地铁二、八号线延长线工程联络通道冻结法施工中,对冻结盐水温度、冻土温度、隧道变形等方面进行了跟踪监测。通过对监测结果的分析,提出了联络通道冻结施工的建议。     

冻土区桩基础冻胀过程中钢筋与混凝土黏结性能劣化机制研究

冻土区钢筋与混凝土之间的黏结性能对温度的响应更为敏感,并且桩内部因钢筋与混凝土之间的线膨胀系数差异引起的温度应力不容忽视,因此有必要对其进行研究.首先通过分析并建立计算模型,得到模型中沿桩基横截面的温度分布.接着,推导了温度应力的计算公式.然后基于弹塑性厚壁圆筒理论,推导了在温度梯度影响下钢筋与混凝土的黏结强度计算公式...     

地铁联络通道冻结法施工监测数据分析

本文以某地铁冻结法施工联络通道为例,对地表变形、冻结盐水温度、冻土温度等方面进行了监测,并对监测数据进行了分析研究。