地铁隧道工程人工冻结法研究进展

土的物理力学性质和工程 中的问题 ， 已有成 果 主要分 为施工 现场监测 、 将 室内与模 型试 验 、 理论与 数值模拟 三部 分 进行讨论 ， 总结 了有关 施工工艺的改进 、 温度场在施工过程 中的发展 、 冻胀融 沉引起位 移的预测 、 理论建模 和多
场 耦合的数值模拟等研究进展 ， 并提 出一点建议 。
２ 室 内及 模 型 试 验 方 面
２ １ 模 型试验的研究进展 ， 模型试验 系统 复杂 ， 以最 大 限度 的确定 各种 因 素 的 可 影响 ， 弥补 现 场监 测 和理 论 研究 的 不足 ， 比现场 费 用较 相
小 。工程 中冻结管 多选 用规格为 ｑ Ｏ ｍ ８ ｍ的钢 管 ， ￣ ８ ｍ× ｒ ｌ ａ 模
Ｓ ＵＢＷ ＡＹ ＴＵＮＮＥＬ ＣｏＮＳ ＴＲＵＣＴＩ ｏＮ
Ｌ Ｕ Ｙｕ ｔ ｇ Ｉ —ｎ ， Ｔ ｉ ＡＮＧ —ｕ Ｚ Ｙｉ ｎ， ＨＯ Ｊｅ Ｙ ｈ ｎｌ ｇ ｑ Ｕ ｉ ， ＡＮ Ｃ ｕ —ｉ ｎ
（ ｅ ａｔ ｅ ｔ ｆ ｅｔ ｈ ｉａ Ｅ ｇｎ ｅｉ ， ｏ￣ｉ ｎｖ ， ｈ ｎ ｈ ｉ ０ ０ ２ Ｃ ｉａ Ｄ ｐｒ ｎ ｏｅ ｎｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｔ ｎ ｉ． Ｓ ａｇ ａ ２ ０ ９ ， ｈｎ ） ｍ ｏＧ ｃ ｎ Ｕ
【 关键词 】 人工冻结法 ； 隧道 ； 地铁 融沉 ； 温度场 【 中图分 类号 】 Ｔ ４２９ Ｕ ７． 【 文献标识码 】 Ｂ
【 文章 编号 】 １０ — ８４ ２ １）９ ０８ — ２ ０ １ ６６ （０ １ｏ — ０３ ０
ＲＥＳ ＥＡＲＣＨ ＲｏＧＲＥＳ Ｐ Ｓ ｏＮ ＡＲＴＩ Ｉ ＡＬ ＲＥ Ｆ ＣＩ Ｆ ＥＺＩ ＮＧ ＴＨｏＤ Ｍ ＯＦ
型冻结管管径受加 工等 因素 的影 响 ， 比例尺多选 用 Ｃ ＝２ ， １ ０ 已有不少相关 的成 果 。周希 圣等 在模 型试 验 的基础 上 ， 对高含水 量的粘 土隧道冻结 的地表变 形及深 部地层 的位 移
变 引起的潜热释放 、 水流 对热传 导 的影 响 、 分向冻结锋 面 水 迁移 、 土体性质 随时 间改 变等 ， 相关 的研究带 来了很 大 的 给 困难 ” Ｊ 。本文结合室 内及模 型试验 和理 论数值 模拟 去讨
ｉ ｃ ｕ ｅ ｔｅ ｒ ｃ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｉ ｉ ａ Ａｃ ｏ ｄｉｇ ｔ ｈ ｈ ｓｃ ｌａ ｄ ｍｅ ｈ ｎｉａ ｒ ｐｅｔｅ ｆａ ｉ — ｎ ｌ ｄ ｈ ｅ ｅ ｔｄ ｖ ｌｐ ｎ ｎ Ｃｈ ｎ ． ｃ ｒ ｎ ｏ ｔ ｅ ｐ ｙ ｉａ ｎ ｃ ａ ｃ ｌｐ ｏ ｒｉ ｓｏ ｒ ｆ ｔｉ
刘字事等 ： 地铁隧道工程人工冻结法研究进展
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地 铁 隧 道 工 程 人 工 冻 结 法 研 究 进 展
刘宇亭 ， 唐益群 ， 周 洁， 闫春岭
２ ０９ ０ ０ ２） （ 同济大学地下建筑与工程系 ． 上海
【 摘
要 】 简要 介绍了近年 国内人工冻结 法在 地铁 隧道 联络通道和隧道进 出洞施工 中的应用 。根据 人工冻
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｃ ｉ ｖ ｍｅ ｔ ｎ ａ ｉ ｃａ ｒ ｅ ｉ ｇ ｍｅｈ ｄ ａ ｐｌ ｄ ｔ ｏ ｎｅ ｔ ｓ ａ ｅ ｏ ｔｏ ｔ ｎ ｓ ｒ ｃ ： ｅ ａ ｈ ｅ ｅ ｎ ｓｉ ｒ ｆ ｉ ｌｆｅ ｚｎ ｔｏ ｐ ｉ ｏ ｃ ｎ ｃ ｉ ｐａ ｓ ｇ ｆｍｅｒ ｕ － ｔｉ ｅ ｎｇ
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人 工冻结法 因其不 受 范 围和深 度 限制 ， 有效 支护 和 能
止水 ， 在地铁隧道联络通 道 、 隧道 出洞 、 凿井 、 坑止水帷 幕 基 等施 工中得到广泛的应用 。 人 工地层冻结 是一个 物 理力 学 过程 ， 及 水 、 、 涉 热 力的 多场耦合 ， 在分析 中涉及土 体导热 系数 的非线 性 、 一 相 冰 水
论该 方法的研究进 展 ， 结 目前 研究 中 的 一些问题 并 提 出 总
一
进行 了研究 ， 发现地表 位移变化 经历 了缓慢变化 期 、 位移 骤
变期 和位 移稳 定期 。程桦和蔡海 兵等 ＂ 结合 工程 实例进 行 了地铁隧 道水 平冻 结模 型 试验 ， 中模 拟 开挖过 程研 究 了 其 人工水平 冻结 法施工冻结壁 形成 规律 、 冻结 壁平 均 温度 、 冻 结壁厚度 、 冻胀 融沉 等 问题 。周晓 敏和 王梦 恕等 利用 水
ｎ ｌａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖｎ —ｎ ａ ｄ ｄ ｉ ｉ ｇ ｏ ｔ ｅ ｈ ｉｕ ｓ ｆｓ ｉｌ ｒ ｅ ｕ ｎ ｌａ ｅ ｓ ｍｍａ ｚ ｄ ｉ ｅ ａｌ ｗｈ ｃ ｅ ｎ ｈ ｒ ｉ ｇ ｉ ｎ ｒ ｎ — ｕ ｃ ｎ ｑ ｅ ｈ ｅ ｄ ｄ ｖ ｎ ｔ ｎ ｅ ｒ ｕ ｉ ｖ ｔ ｏ ｉ ｉ ｒ ｅ ｎ ｄ ｔｉ ， ｉｈ