双圆盾构隧道杯型冻结壁温度场数值优化分析

为得到双圆盾构隧道始发端头应用水平杯型冻结法进行加固时的温度场变化规律,该文结合上海市轨道交通6号线某双圆盾构隧道区间工程,通过使用有限元数值模拟软件建立数值模型,分析初始模型设计102根冻结管时双圆盾构隧道端头杯型冻结壁温度场的发展规律,并提出2种优化方案:方案1为内圈、中圈、外圈冻结管根数分别减少2、4、6根;方案2为内圈、中圈、外圈冻结管根数分别减少4、6、10根,分析对比初始模型以及2个优化方案的冻结效果。结果表明,在冻结开始后,冻土帷幕围绕各冻结管呈圆柱形逐渐向外延伸,距离冻结管越近,冻结效果越好;冻土帷幕依次按外圈管到中圈管,再到内圈管的次序开始交圈,冻结第18天形成一个形状规则、强度分布均匀的近似双圆杯型冻结壁;双圆杯型冻结壁杯底长度10.2 m,杯身高度4.4 m,杯壁厚度2 m,杯底厚度2 m;优化前初始冻结方案使用102根冻结管符合施工要求,冻结效果良好,在实际施工中具有可行性,但偏于保守,2种优化方案在减少冻结管数量后依然满足盾构始发杯型冻结壁杯体要求。