采用长距离水平冻结暗挖法的浅埋大断面地铁隧道施工技术

通过人工冻土试验、有限元数值分析和大型物理模型试验,研究浅埋大断面地铁隧道采用长距离水平冻结暗挖法的施工技术。通过现场土的人工冻土试验,得到土体冻结的物理力学指标。有限元数值分析结果表明,随着冻结壁厚度的增加,冻结壁的强度和稳定性增加。大型物理模型试验结果表明,冻胀和融沉量都随着冻结壁厚度的增加而明显增大;当冻结壁厚度为4.5 m时,预测实际工程地表冻胀和融沉量均已超过允许值。根据上述研究结果,进行了冻结施工方案的设计和优化。在施工过程中,改进超长距离水平冻结管连接方式,采用跟管钻进新技术,确保了冻结孔的成孔质量;采取设置卸压孔、加大盐水流量和融沉跟踪注浆等技术措施,有效地控制了地面的冻胀和融沉,确保了工程顺利地完成。

冻结暗挖法在地铁车站附属结构中的应用

某地铁车站边上有三组地下高压电缆管廊横跨出入口和风道,下穿管廊段结构采用冻结暗挖法施工。地铁车站附属结构为矩形断面,跨度大,覆土小,与管廊斜交,且所处地层条件差,周边环境复杂。分析了工程技术难点,研究了冻结设计方案及关键施工措施。沿通道结构四周布置水平冻结管,形成强度高、封闭性好的冻结帷幕,兼做挡土和隔水作用,然后对开挖掌子面进行全断面注浆加固,之后采用CRD(交叉中隔壁)工法进行暗挖施工,结构施工完成后采用双液浆进行注浆。最后,采用有限元软件对冻结壁受力及位移进行了计算模拟,验证了设计方案的可行性。

排桩冻结法深基坑排桩监测水平位移校正模型

对润扬大桥南锚碇排桩冻结法深基坑,通过孔内测斜对排桩水平位移进行监测,监测过程中发现由于冻结和孔底端部位移造成排桩测斜数据有较大误差,必须建立有效的位移校正方法对排桩测斜数据进行校正。数据分析表明,通过压顶梁水平位移不能校正排桩水平位移测斜数据误差,而利用支撑位置位移校正排桩测斜水平位移误差是可行的。通过第一道支撑位置支撑轴力和温度参数对排桩水平位移进行校正,得到排桩水平位移校正模型。利用已有的监测数据,对排桩水平位移校正模型从两方面进行了验证,结果表明,校正模型的建立为基坑反演分析和基坑稳定性预测预报提供了较准确的排桩水平位移监测数据。

盾构隧道端头矩形截面杯型水平冻结壁温度场数值分析

基于矩形盾构进出洞时采用杯型水平冻结工法进行土体加固,对该矩形截面杯型水平冻结壁温度场发展规律进行数值分析,并且将数值计算结果与圆形截面杯型水平冻结壁进行对比,主要得出:设计冻结方案下形成闭合矩形和圆形截面杯型冻结壁的时间分别为20 d和16 d,冻结40 d时圆形截面杯型冻结壁的冻结效果较好;在矩形截面杯型冻结壁冻结方案设计时,外圈管可适当加密,使冻结管间距控制在1.0 m以内;矩形截面杯型冻结壁1 m厚的杯底温度在冻结25、30、40 d时分别达到-10、-15、-20℃;冻结40 d时矩形截面杯底的0℃等温线离中心管4.9 m,-10℃等温线离中心管4.1 m,盾构机可在1 m厚的冻土帷幕保护下开挖掘进,矩形截面杯型水平冻结工法是可行的。