管幕冻结法积极冻结方案模型试验研究

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程预支护体系采用管幕法与人工冻结技术相结合的全新"管幕冻结法"施工。根据工程实际情况,首次提出了在管幕钢管内部布置"圆形主力冻结管"、"异形加强冻结管"和"升温盐水限位管"三种特殊管路构成的冻结方案。为了研究该冻结方案的有效性与可控性,进行了大型物理模型试验。文章主要介绍了模型试验概况,重点分析了开挖前积极冻结阶段冻结的试验效果。试验结果表明,积极冻结阶段冻土帷幕发展显现了预期规律,冻结效果显著;管幕间形成良好的冻土帷幕,可确保良好的止水效果。

特厚表土层立井冻结方案多目标灰色局势决策

针对特厚表土层立井冻结方案的选择尚无理论依据的现状,提出了一种将多目标灰色局势决策理论与有限元数值模拟相结合选优深冻结井冻结方案的方法。工程实例表明,该种方法具有应用简便,决策效果好等优点,为今后科学、合理地选定特厚表土层冻结方案设计提供了一种理论方法。

不同地区冻结岩土物理力学性能试验及冻结方案选择

进行了华东、西北地区冻结岩土物理力学性能试验,对比了相互之间的差异。得出白垩系、侏罗系地层岩石导热系数大、比热小、冻胀率小等物理性能。岩石自身强度高,在低温条件下,随养护温度降低,强度进一步提高,但主要体现在-5^-10℃区间,-10℃条件下强度可达10MPa以上,极限破坏应变介于1%~3%之间等力学指标。探讨了华东地区深厚冲积层冻结方案,此经验基础上,提出在白垩系、侏罗系地层冻结方案设计时以考虑防水为主,考虑掘进时爆破对冻结管的影响,应适当加大冻结管圈径,但采用单圈管冻结即可满足工程要求。试验结果为西北地区冻结方案设计提供参考。

超浅埋暗挖隧道管幕冻结法积极冻结方案试验研究

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道口岸暗挖段,作为富水地区超浅埋暗挖隧道,采用管幕冻结预支护体系。以实顶管内"圆形主力冻结管"和空顶管内"异形加强冻结管"的不同组合方式形成实顶管单独冻结模式、实顶管与空顶管协同冻结模式和实顶管为主与空顶管为辅的冻结模式三类管幕冻结法积极冻结方案,结合设计方案要求,通过测点温度–时间曲线和冻土帷幕厚度两种不同分析方法,对以上方案进行了分析和验证。结果表明实顶管单独冻结模式不能在60 d内形成2 m厚冻土帷幕,实顶管与空顶管协同冻结模式30 d内即可形成2 m厚冻土帷幕,实顶管为主与空顶管为辅的冻结模式下异形冻结管滞后12 d和39 d开启60 d内均可形成2 m厚冻土帷幕,且异形冻结管开启后1～3 d即可达到管间封水要求。

利用冻土扩展速度进行三圈管冻结方案设计

通过三圈管冻结条件下的冻土扩展速度实测数据,提出利用冻土扩展速度进行三圈管冻结方案设计的计算方法,并通过实例和数值模拟验证了该方法的可行性,为三圈管冻结方案设计提供了一种新的方法。

人工三圈管冻结模型试验及冻结方案研究

为获得不同冻结条件下人工三圈管冻结壁温度场发展规律,以顾北矿冻结风井为工程背景,进行了室内三圈管冻结模型试验,研究了不同冻结参数对冻结壁温度场发展影响,结合有限元计算、现场测试手段,对模型试验结果加以对比分析。研究结果表明:冻结管环向开孔间距平均每增大0.1m,冻结壁交圈时间延迟4 d左右;内圈管圈径平均每增大1 m,井帮温度提高1.5℃左右;外圈管圈径平均每增加1 m,冻结壁有效厚度增加0.4 m左右;冻结壁平均温度主要受冻结孔环向、径向间距大小影响。在工程现场可以通过优化冻结管布置圈径与调整冻结孔间距大小等方式来减少一定量冻结孔个数,达到保证冻结效果的同时减少工程造价。

软岩地层斜井冻结方案设计

马泰壕煤矿主斜井基岩冻结工程,采用分段钻直孔冻结、分段掘砌的施工方案,最终顺利完成了倾斜长度为440.64m、水平长度为423.57m的斜井冻结工程施工任务。

某地铁区间联络通道冻结方案设计

结合某地铁区间联络通道冻结方案的设计实例,对地层冻结技术的原理、方案、施工工序等进行了全面介绍,并通过对冻结加固后联络通道实施效果的检测,证明采用冻结方案不仅保证了建设工程的安全,而且取得了良好的经济和社会效益。

井筒冻结方案设计研究

依据冻结施工的原理,本文为保障工程施工的可持续性,井筒在冻结造孔施工的同时,冻结施工员将进入施工现场开展各项冻结施工工作。井筒冻结方案设计和冻结站的施工质量,直接影响到整个冻结工程的安全与成败,因此,对冻结站安装施工方案进行设计,即对冻结制冷参数设计、制冷系统施工设计和其它系统设计为重点研究内容。

深井分期冻结方案的探讨

冻结法凿井是一种在理论上和实践上都须成熟、技术上安全可靠的特殊凿井方法，该施工方法可应用于各种复杂的地质及水文地质条一等的井筒施工，因此在许多国家得到广泛应用。我国自1955年在开滦林西矿风并首次采用冻结法凿井以来，已建成和正在施建的井筒270多个，淮南潘集三号矿东风井穿过表土层厚359m，冻结井深度达415m，是目前我国冻结深度最大的井筒。

富水砂层交叠联络通道冻结设计方案研究

与常规联络通道冻结相比,交叠联络通道的冻结体量大、开挖构筑时间长、冻结孔布置形式更加复杂,其冻结设计与常规冻结设计有明显差异。为实现富水砂层叠落区间联络通道安全高效施工,结合叠落区间交叠联络通道结构形式,进行异型联络通道冻结方案设计。首先,在哈尔滨地铁3号线2期河松街站工程现场取土,并送至冻土实验室进行土体低温物理力学试验,得到-10℃时低温土体物理力学参数,确定粉质黏土-10℃环境下单轴抗压强度为3.53 MPa;根据试验结果进行冻结壁厚度设计,得到通道顶部及侧墙冻结壁厚度为3.0 m,集水井底部冻结壁厚度为4.0 m,平均温度为-10℃。数值计算结果表明,冻结壁强度和位移指标均满足安全要求。根据冻结壁厚度布置冻结孔,提出“地面垂直+洞内水平冻结”加固方式。针对距离建筑物较近的特点,为控制冻胀,采用地面垂直泄压孔与洞内水平泄压孔相结合的方式,施工期间地表最大冻胀量为8.59 mm,对环境影响可控。工程实践表明,采用该设计方案开挖工作面稳定性好,冻胀量可控。

拱北隧道水平控制性冻结止水帷幕施工方案

港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道工程口岸暗挖段预支护体系采用"超前曲线大管幕+水平控制性冻结止水"相结合的全新管幕冻结法施工。水平控制性冻结止水帷幕施工总体方案是全长整环积极冻结,分段分区维护冻结。在介绍水平冻结止水帷幕施工方案的冻结设计、冻结管布置和冻结施工步序之后,重点分析了该方案难点和施工注意事项,为工程顺利实施奠定了基础。

里必矿冻结施工方案数值模拟优化研究

为解决大流速地下水作用下的单圈孔冻结壁交圈时间长或无法交圈的问题,对山西里必矿冻结方案设计参数进行优化;通过数值计算,对3种不同优化方案做了对比分析。计算结果表明:采用优化方案,冻结壁交圈时间明显缩短;对应相同的冻结时间,两侧冻结壁厚度均有明显增加。其中“注浆帷幕+加强冻结”方案效果最优。当地下水流速分别为6、7、8、9、10、11 m/d时,该优化方案的冻结壁交圈时间比原方案分别缩短了13、21、40、50、80、117 d。

基于多目标决策的冻结施工方案的优化

该文基于冻结法施工与设计方案数据库,运用多目标决策理论中的简单性加权法,建立了冻结方案优化的数学模型,对多方案冻结效果进行了综合评估,成功地解决了冻结施工方案指标间的相互制约、相互影响的问题,为冻结施工方案优化决策提供了新的思路和方法。

超深冲积层冻结井壁及方案设计优化的工程实践

赵固矿区是继万福矿区749~753.95 m冲积层后第二个穿过700 m超深冲积层的矿区。赵固二矿西回风井穿过冲积层704.60 m,投标设计冻结深度820 m,属国内外冻结井筒穿过冲积层最厚的井筒之一。根据相关规范、标准进行冻结井壁和冻结方案设计,因其厚度比较大,经济上不合理且又影响砌筑质量和安全。本文基于大于700 m超深冲积层赵固二矿西回风井冻结井壁及冻结方案设计面临的问题,通过科技攻关对其进行了设计优化,经过工程实践,实现了该冻结井筒的安全快速施工,为国内及赵固矿区今后更深厚冲积层冻结井壁和冻结方案设计及施工提供了成功经验。

马泰壕煤矿斜井冻结施工技术

为了满足煤矿井巷快速掘砌的需要,针对斜井冻结施工工程的特点,提出了分段打钻、异步冻结的施工方案,并将其应用在马泰壕煤矿,在施工过程中对钻孔偏斜、冻结温度和盐水水位及流量等参数进行了监测与控制。施工结果表明,该方案的实施,不仅缩短了施工周期,而且提高了施工质量。

桃园煤矿北进风井冻结施工技术

论文介绍了桃园煤矿北进风井的冻结法施工冻结方案的合理选择以及对冻结施工过程的综合监测与监控信息化管理,实现了井筒冻结快速安全施工等方面的技术,并总结了一些从理论到实践的体会。

我国冻结法凿井技术的现状与成就

介绍了国外冻结法凿井概况,以及我国1955—2010年冻结法凿井技术推广应用、施工规模、冻结深度的发展等情况。叙述了深井冻结法凿井技术的现状及其设计理论、施工技术取得的新成就,并提出了改进井壁结构、强化冻结等方面的建议。

赵固二矿副井深厚冲积层冻结施工效果分析

国内对不小于500 m冲积层冻结方案设计一直存在着2种不同的方法。赵固二矿副井应用相关公式设计计算体系,提出冻结方案设计主要技术指标,实现了冲积层基本不挖冻土、不断冻结管和不压坏井壁的目标,527.5 m冲积层和628 m冻结段的外层井壁平均掘砌速度分别达到134.34 m/月和104.9 m/月,全冻结段成井速度达到81.4 m/月,对不小于500 m冲积层不挖冻土和安全快速施工具有重要的参考意义。

深厚表土层井筒冻结施工技术

介绍了丁集矿井3个深厚表土层立井井筒冻结施工的成功经验。指出了合理选择冻结方案,保证冻结钻孔工程质量和实行信息化管理的重要性。