新型管幕冻结法不同冻结管布置方案温度场数值分析

本文介绍了新型管幕冻结法的特点及施工流程,并运用有限元软件建立其两种冻结管布置方案下的数值模型,对两种数值模型的温度场发展规律进行对比分析得出:与港珠澳拱北隧道管幕冻结法相比,新型管幕冻结法支护形式更加灵活多样,受地形制约更小;随着冻结时间增加,冻结壁先以冻结管为中心呈同心圆形式发展,随后与其他冻结管形成的冻结壁和钢管相互交圈,最终形成封闭的冻土帷幕;方案1中冻结11 d时冻结管形成的冻结壁与相邻钢管交圈,14 d时两相邻冻结管形成的冻结壁交圈形成冻土帷幕;方案2中冻结29 d时两相邻冻结管形成的冻结壁交圈,62 d时冻结管形成的冻结壁与相邻钢管交圈形成冻土帷幕。故两方案比较下,方案1形成的冻土帷幕所需时间更短,管幕与冻结管布置更加合理。所得结果可为日后的相关实际工程提供参考依据。     

冻土帷幕界面设置加热限位管时温度场数值分析

为解决现有人工冻结法施工后周围地层产生冻胀融沉所引发不良后果的问题,可设置加热限位管对冻土帷幕的发展进行限制,从而达到控制冻胀融沉的目的。本文运用有限元软件研究在冻土帷幕界面上设置加热限位管时对冻土帷幕温度场发展的影响规律,主要得出:加热限位管盐水温度每升高5℃,冻土帷幕厚度就减小约0.2 m;在已冻结30 d,冻土厚度发展到1.6 m冻土上,加热限位管循环5℃盐水时,随着时间的增加冻土厚度慢慢变小,加热限位管作用效果明显;在限位管开始循环热水前期,各点温度都有明显上升,离限位管越近温度所受影响越大;随着时间的推移,各点温度趋于稳定,循环热盐水温度越高,趋于稳定的温度值也越高。所得结果可为今后类似工程设计提供参考依据。     

基于土体冻结理论在地铁施工中的应用

针对南方某些富水地层下的地铁施工问题,结合某地铁联络道冻结法施工的工程实例,采用低温盐水冻结法对富水地层进行冻结施工,分析了该案例中冻结施工所需要的设备、施工方案的确定以及监控量测的作用。结果表明:在冻结时间40d前后土体开始交圈,冻胀压力开始降低;50d后冻结壁厚度1.8m,土体平均温度-10℃,满足冻结指标,成功解决了由于地铁施工中土壤含水率较大而无法正常进行加固的问题。同时由于该工法对土壤加固属于临时加固且土体本身存在冻胀融沉现象,建议今后的研究重点放在此问题的防治措施上。本文案例中地铁联络道冻结法的成功应用,可供类似地下工程进行参考,具有一定的借鉴意义。