冻结法施工环境高强度大体积混凝土温度场演化规律

为了研究冻结法施工环境下大体积高强度混凝土温度场的影响因素和发展规律,以我国西部地区某煤矿主井大体积高强度混凝土井壁为例,采用数值分析软件,研究混凝土强度等级、井壁厚度和环境温度对混凝土温度场的影响,并在施工现场进行温度监测。结果表明:数值模拟结果与现场监测结果温度场变化规律趋于一致;实测值比模拟值温度峰值低,出现的时间早;井壁混凝土厚度和强度等级对温度场影响明显。

基坑免降水开挖的组合式冻结法支护工艺研究

近年来,随着地下水资源保护力度的不断增大,对基坑工程进行免降水开挖的需求愈加紧迫。为解决富水地层基坑工程施工中的免降水问题,提出一种新的基坑支护方法:传统悬挂式止水帷幕与水平冻土止水帷幕相结合的“组合式冻结法”。根据以往市政工程中的冻结法施工经验,总结组合式冻结法的施工流程,提出泄压孔、温度限位孔和局部冻结技术相结合的冻胀控制措施,以及利用冻结管嵌入地连墙的界面区强化措施。通过模型试验对组合式冻结法的可行性进行验证,试验结果表明,组合式冻结法可以有效实现基底的支护,在冻结薄弱环节临时竖井、地连墙附近冻结壁承载能力满足设计要求;观测发现地层冻结对地连墙强度和变形无明显影响。

盾构隧道长联络通道冻结法施工技术与应用

本文以郑州市轨道交通8号线五龙口站—同乐站区间隧道3#联络通道冻结工程为背景,详细总结了长距离联络通道施工关键技术,包括冻结加固方案、冻结施工技术要点、施工风险及应对措施等,并通过现场施工情况及实测数据进行了验证。针对长距离联络通道的冻结施工,采用双侧搭接布置冻结管、实时压力监测并打设泄压孔、解冻期及时跟进补浆、必要情况下施作钢拱架等措施,可以有效降低长距离联络通道冻结施工中的风险。在本工程冻结施工期间,实测地表冻胀位移及管片竖向隆起位移均小于6mm,解冻后融沉量小于10mm,联络通道初期支护竖向位移小于2.1mm,验证了本工程施工技术的可靠性,可以为类似的长联络通道冻结开挖工程提供参考。

上海软土地层中地铁联络通道冻结法施工的温度场发展特性

[目的]为了在冻结法施工前预先判断冻结壁的发展情况,验证设计的合理性,从而科学地指导工程施工,需要研究上海地铁联络通道在软土地层中冻结法施工的温度场发展规律,并提出检验指标及经济指标。[方法]以上海轨道交通15号线某区间联络通道为背景,对冻结壁厚度、土层温度、盐水温度及冻结过程进行分析,通过ABAQUS有限元软件建立全地层三维数值模型,预测冻结温度场发展特性,并与现场实测温度数据进行验证。[结果及结论]黏土层冻结帷幕平均发展速度为54.535 mm/d,粉质黏土层冻结帷幕平均发展速度为52.450 mm/d,黏土层比粉质黏土层冻结效果好;由于冻结管端头截面冻结效果较弱,以该截面处弱侧冻结壁厚度和平均温度作为冻结效果的检验指标,降低强度破坏可能性;盐水温度对冻结壁厚度发展的影响随温度的降低而减弱,其中-35~-30℃时经济效益最高;模拟结果与实测数据总体降温趋势一致,可较为真实地反映实际工程。

海底隧道管幕冻结法水热耦合温度场数值模拟分析

为得到渗流作用下管幕冻结法温度场的发展规律,结合三亚河口通道隧道冻结工程,基于达西定律与多孔介质传热理论,运用有限元软件建立水热耦合数值模型,采用更改模型渗流流速大小和建立测温路径的方法,围绕冻土帷幕的发展情况、交圈时间、壁厚进行分析。结果表明,冻土帷幕随渗流的流向发展,下游侧土体开始冻结的时间早于上游侧土体,且最终温度低于上游侧土体;当流速约为2.87 m/d时,低渗流流速作用对整体冻土帷幕交圈的时间影响较小;随着渗流流速的增大,整体冻土帷幕交圈所需的时间明显增加,其区域的不均匀程度变大,厚度减小;当流速增大至约10.02 m/d时,冻土帷幕出现局部不交圈的情况。考虑到原冻结方案偏于保守,设计优化方案为将内圈冻结管总数由80根减少至56根,模拟分析后的平均冻土帷幕厚度约为4.28 m,相较于原方案减少了0.195 m,仍满足冻结设计要求。

冻结法在基坑地下连续墙缺陷处治中的应用分析

地下连续墙出现缺陷时,存在失稳及渗漏水风险,可采用冻结法对缺陷区域进行加固。基于某地铁基坑工程,开展现场监测及数值模拟分析,对比HS模型与MC模型在冻结工法中的适用性,发现HS模型能更好地反映实际冻结效果,适用于研究冻胀问题。基于HS模型,分别讨论冻结区厚度、深度、宽度对基坑变形及支撑内力的影响,建议冻结区采用0.4~0.6倍地下连续墙幅宽、1.5~2倍基坑深度,同时控制冻结区宽度,可保证冻结效果,控制工程规模。

宁波软土地区地铁联络通道冻结法工后长期运营沉降预测研究

宁波地区主要以海相淤泥质黏土或淤泥等软土为主,此类土具有含水量大、压缩性高、承载力低的特性,地铁围岩开挖施工面临垮塌、变形问题,冻结法施工往往是处理上述问题的有效方法。然而,地层解冻后注浆作业不及时、注浆效果差极易导致地层沉降,所以需要对地基沉降进行长期监测。为更好考虑软土地基下的隧道安全,以宁波句章路站-鄞州客运总站站-南部商务区站区间盾构隧道为例,采用冻结法对宁波句章路站-鄞州客运总站站区间1#联络通道进行施工,开展冻融工后联络通道长期运营沉降预测研究,并通过三维有限软件MIDAS/GTS建模,对其冻融沉降进行计算分析。根据布点及实时观测,对隧道及句鄞区间盾构隧道及1#联络通道开挖施工期间的结构沉降变形及长期运营沉降变形进行预测,预测结果与监测数据基本一致,对于软土地基冻融处理具有重要工程意义,同时也可为相关工程提供借鉴。

长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统设计

为解决冻结法施工采用常规冷却水降温方式时冷却水温度高的难题,设计一种长区间隧道冻结法施工冷却水二次降温系统。该系统主要由冷却水二次降温冷冻机、中温清水泵、高温清水泵组成,利用中温清水泵将一次冷却水送入冷却水二次降温冷冻机蒸发器后变成二次冷却水,在冷却水二次冷却过程中,高压液态制冷剂受到再冷却。由于高压液态制冷剂的再冷却,在制冷过程中,制冷剂熵值与单位质量制冷量均得到增加,而压缩功不变。工程实际应用结果表明,与常规冷却水降温方式相比,该系统具有以下降温效果:1)盐水降温速率较快,可有效缩短冻结壁交圈时间;2)盐水温度低,冻结帷幕强度高;3)不仅可获得更低的盐水温度进而能更早地达到设计冻结制冷效果,而且制出同等冷量的综合能耗更少。

基于冻结法的盾构开仓技术研究与应用

目前盾构开仓方法常用的有地面预加固常压开仓、气压开仓、常压刀盘开仓等,还有盐水冷冻刀盘常压开仓。盾构开仓换刀应保证掌子面的稳定性,确保作业人员安全,同时在满足工期要求的前提下减少对周边环境的影响,因此对盾构开仓技术的研究是非常必要的。基于我国现有的常见盾构开仓换刀方法,针对液氮和盐水联合冻结加固刀盘周边岩土体的开仓技术进行研究,介绍了超大埋深富水复合地层液氮、盐水联合冻结的施工流程及技术要点,包括冻结壁设计、泥膜制作工艺、浆气置换工艺等,并以工程实例为依托,分析了减压试验、开仓换刀、强制解冻、施工监测等内容,得出浆气置换时机可根据泥水仓内介质温度、泥水仓内压力和减压试验综合确定的结论。

冻结法在富水粉细砂层盾构始发与接收中的应用

洞门外水土沿水泥土加固体与围护结构之间的间隙涌入始发井内或接收井内,引起井外地面沉降甚至塌陷,是富水粉细砂层盾构工程始发与接收阶段洞门外围护结构破除过程中的主要风险之一,冻结法是规避上述风险的有效措施。以某长江漫滩富水粉细砂层盾构工程为例,详细介绍了冻结法在盾构始发与接收阶段洞门外围护结构破除中的成功应用,包括设计方案、施工工艺、温度监测、效果验收与冻结管拔除等内容。实践证明,冻结法能够将加固体与围护结构界面温度控制在-5℃以下,避免粉细砂沿加固体与围护结构间隙流动的风险。

东北地区首例! 哈地铁攻克冻结法“C”形联络通道技术难题

2024年8月20日,哈尔滨地铁集团组织中交一航局分别对地铁3号线二期西北半环公路大桥站-河松街站区间、河松街站-河山街站区间的两处“C”形联络通道进行了一次全面“体检”,各项指标均达到设计及规范要求,这标志着东北地区首例叠落区间冻结法“C”形联络通道技术难题成功解决。

基于冻结法的地铁联络通道施工技术研究

为提升地铁联络通道周边土体整体性能,避免复杂地质条件及软弱土层对工程施工造成的不利影响,采用局部加强的水平冻结法达到地层加固的效果,探究基于冻结法的地铁联络通道施工技术要点,总结分析相应的工程重难点,并给出对应的管控措施。通过案例分析,验证该技术在提高施工质量、保障施工安全、保证施工进度方面具有有效性,为解决复杂地质条件下的地铁隧道施工难题提供参考,对地下工程领域有重要指导意义。

富水砂层联络通道冻结法设计与施工

随着地铁建设,冻结法已在富水区间联络通道中得到较为广泛的应用。该文以太原市轨道交通1号线一期工程首次下穿汾河的迎泽桥西站—桃园站区间2#联络通道为例,分析和总结富水砂层联络通道设计与施工关键技术,包括地层冻结加固、开挖与构筑施工、冻胀与融沉控制措施等。结论表明,冻结法在富水砂层联络通道中施工安全可靠,冻胀和融沉可控,降低对周边建(构)筑物的影响,可为类似的地铁区间联络通道建设提供参考借鉴。

宁波地铁5号线联络通道人工冻结法应用研究

随着人工冷冻技术的发展,人工冻结法(AGFM)已在地下空间建设中推广采用,依托宁波市轨道交通5号线隧道联络通道冻结法施工工程,通过室内试验分别对土体起始冻结温度、导热系数、比热容系数、土层冻胀率及融沉率等进行试验研究,得出主要土层的导热系数与温度、比热容系数与温度、土层冻胀率与附加应力之间的线性拟合计算式,提出并建立人工冻结过程中考虑热物理参数随温度变化的热-力耦合的三维数值计算方法,并结合现场温度场、位移场等监测资料,得到宁波市轨道交通5号线联络段主要控制土层粉质黏土层的最小冻结壁厚度为1.79m~2.38m,冻结壁平均温度-12.13℃~-20.3℃,满足设计要求;现场四个监测断面点的位移收敛值均相对较小,最大位移收敛值不超过4 mm,整体表明冻结法施工过程中冻胀力对隧道的影响较小,理论计算成果基本与现场实测规律吻合。

沈阳地铁联络通道冻结法工程应用技术研究

沈阳地铁联络通道兼泵房采用冻结法施工技术,保证冻结帷幕快速稳定发展是其施工关键所在。在冻结施工过程中,对低温盐水回路温度、冻土发展温度及地表位移沉降数据进行现场监测分析,从而确定冻结帷幕的发展规律及安全稳定性,确保工程施工各项数据达标。结果表明:温度随着冻结时间的变化先是急剧下降,之后会缓慢降低直至趋于稳定;冻结壁交圈根据监测是当卸压孔开始增大一段时间后无泥沙渗流,表明冻结帷幕形成良好;地表位移沉降一直处于稳定状态,无任何隆起、沉降、塌陷等现象发生,可保证冻结施工的如期进行。同时开挖施工获得的冻土帷幕信息证实了监测数据的准确性。

地铁联络通道冻结法热传导数值模拟分析

以沈阳地铁二号南延线地铁联络通道兼泵房冻结法施工为研究背景,利用有限元分析软件进行三维冻结仿真模拟,在尽可能还原实际现场施工条件下,进行倾斜状冻结管路排布,保温薄板属性参数优化及水平状冻结效果对比。采用倾斜放射状冻结管路模拟分析后,温度以冻结管路为中心,其内部的冻结温度比外部发展更加均匀快速,更早达到规定温度,温度向四周扩散式发展,不断向周围冻结管交圈冻结,直至形成完整的冻结帷幕;温度积极冻结45 d后,冻结壁温度降至-28℃以下,远超规定要求-22℃,可见高性能保温薄板发挥良效;水平冻结管路排布虽可达到规定温度,但对于冻结帷幕发展范围效果不佳。在对同一测温点的数值模拟温度曲线趋势与实际工程的测温曲线趋势基本一致,有效地说明了热传导温度场数值模拟分析研究的可靠性,为实际工程施工提供优良的参考价值。

基于冻结法的地铁联络通道施工技术

为提高地铁联络通道周围地基的稳定性,同时针对复杂的地质环境和软土地基所造成的施工难题,本项目提出了一种局部加固的水平冻结方法。该方法对地铁联络通道冻结施工技术的关键环节进行了深入研究,有效提高了施工质量,确保了施工安全和顺利实施。该项目的研究成果将为解决我国地铁隧道施工中遇到的复杂地质环境问题提供科学依据,具有较高的理论和实际应用价值。

地下室底板冻结法局部改造的数值分析

既有透水土层地下室的改造案例表明,结构板破除后的降水措施是施工中需要考虑的关键问题。提出了冻结法应用于透水土层地下室底板局部改造的施工措施,建立了局部土层冻结模型,并进行了计算分析,研究了改造区域冻结规律,分析了土层初始温度、冻结管温度及冻结管直径对冻结壁交圈时间的影响。研究结果表明,冻结区域底部的冻结壁交圈时间对施工过程起着控制作用,在一定范围内降低冻结管温度、增大冻结管直径均能有效缩短施工工期。

新型冻结法连接通道冻结孔钻孔密封及封孔施工技术研究

冻结孔钻孔及封孔是冻结法连接通道施工的关键环节,其每个环节的质量控制不当均可能引起施工风险。结合以往冻结法连接通道冻结孔施工过程中的风险案例,分析常规冻结孔钻孔密封及封孔工艺存在的不足,研究1种新型预埋孔口管的冻结法连接通道冻结孔钻孔密封及封孔施工技术,同时通过试验验证工艺的可行性,为以后冻结法连接通道安全施工提供支撑。

盾构施工中钢套筒与冻结法结合技术的综合应用

随着城市化进程的加快,地铁建设在城市交通体系中扮演着越来越重要的角色。盾构施工技术作为地铁建设的主要手段之一,其安全性与效率直接影响着工程质量和进度。本文旨在探讨盾构施工中钢套筒与冻结法结合技术的综合应用,通过对该技术原理、施工流程、技术要点、安全质量保障措施及实际案例分析,展现其在复杂地质条件下确保盾构接收安全、提高施工效率方面的优势。研究结果表明,钢套筒与冻结法结合技术能够有效控制地层变形,减少施工风险,为盾构施工提供了一种可靠的解决方案。