地铁隧道联络通道冻结法施工三维温度场及性状分析

人工冻结施工技术是软土中地铁隧道开挖的一种经济可靠的方法,在上海地区得到了多次成功应用.然而,由于计算理论的不完善,也出现过诸如“上海地铁四号线透水”的重大工程事故.在冻结法施工过程中,如何控制冻结壁的厚度是一个非常重要的环节.考虑了冻结管偏斜布置的情况,利用有限元方法对上海市复兴东路隧道联络通道进行了三维温度场模拟.此外,还分析了冷媒温度、冻结时间和冻结壁厚度的关系.论文的成果可供同类工程参考.     

兰州地铁联络通道疏松砂岩地层工程地质特性及冻结法施工浅析

复杂的地质条件尤其是特殊的疏松砂岩地层是兰州地铁最主要施工难题之一。为进一步研究兰州地铁联络通道疏松砂岩地层冻结法施工的适用性及可行性，在已有文献及工程试验基础上，通过对兰州疏松砂岩地层分布情况梳理、工程地质特性及冻结特性对比，分析疏松砂岩联络通道冻结法施工风险及方法，并对不同工程、地铁不同类型施工点疏松砂岩冻结工程情景及特色等方面进行比较研究。结果显示，兰州地铁疏松砂岩地层分布范围大、是一套或多套富水且工程地质性质极差的弱胶结岩层；联络通道施工风险较大，但冻结法施工适应性强，加固效果良好。结果表明，冻结法施工可在兰州市区含水疏松砂岩等地层联络通道建设中优先推广应用，可为兰州其他复杂地层地下工程施工提供有益的参考。     

冻结技术在地铁及隧道工程中的应用

冻结技术是利用人工制冷技术原理来加固软弱地层的技术。介绍了冻结技术的主要工艺过程及基本原理，列举了冻结技术在地铁和隧道工程中的主要应用领域。对影响冻结加固土体强度和稳定性的冻土温度场进行了分析，对冻土的抗压强度和抗剪强度进行了试验研究。结合实际工程阐述了冻结技术加固隧道计算模型，并对地铁和隧道工程中应用冻结技术所带来的环境岩土工程问题进行了探讨。     

冻结技术在基础及地下工程中的应用

本文主要介绍冻结技术在凿井、隧道、地铁和基础等工程中的应用情况及可能采用的方案,分析了冻结技术在上述工程应用中可能出现的问题及解决的对策,特别是对基坑施工,提出了分段曲面冻结方案,并给出了平坦及分段曲面冻结壁计算方法。     

地铁联络通道冻结法施工关键技术

本文以天津地铁2号线某区间联络通道的施工为例,介绍“隧道内水平冻结加固土体和矿山法开挖构筑”法在复杂地质条件下的联络通道施工中的应用,对冻结加固设计、施工技术及融沉控制等进行了论述。该工程设计与施工的成功经验对同类工程具有一定的参考价值,可供类似工程参考。     

龙固矿副井冻结壁温度场有限元数值模拟

冻结时间、冻结壁厚度和冻结壁温度场的性状是冻结法施工的关键参数。对实际工程主圈加双圈辅助孔冻结管下冻结壁的形成及其变化规律进行了数值计算。利用ANSYS大型有限元计算程序，得出了冻结壁厚度、冻结壁平均温度、冻结时间等参数，为冻结井的施工提供了必要的依据。     

盾尾刷更换时环形冻结加固结构温度场数值分析

盾构法修建城市地铁隧道时,盾尾刷更换过程中的防渗漏问题一直是盾构隧道施工的关注重点.针对传统冻结加固保护盾尾刷方法的弊端,提出了使用环形冻结管加固止水保护盾尾刷更换的施工方法,通过有限元软件建模,分析比较布置1根环形冻结管和2根环形冻结管的冻结效果,从而确定出最佳冻结方案.结果表明:布设1～2根环形冻结管方案下数值计算结果均满足冻结加固范围和设计要求;为提高封水性与安全性及增大冻结加固止水范围,延长积极冻结时间不如增加环形冻结管的根数,且适当增加环形冻结管的间距有利于增强冻结效果;增加环形冻结管的根数可极大地提高盾尾处的冻结效果且有很高的安全系数富裕,分析结果可为相关施工工程提供一定的参考依据.     

小间距平行盾构隧道加固方法实例分析

结合天津地铁2号线某区间小间距平行盾构隧道并行的工程实例,以控制后施工隧道对已施工隧道结构的影响为目标,通过对旋喷桩加固和冻结法两种工程措施进行对比分析,确定采用冻结法配合隔离桩加固的方法对此小间距隧道进行加固。简要介绍了工程难点、关键技术方案及施工应急预案等工程实践,为此工程顺利实施提供依据和指导,可供类似工程参考。     

浅谈深厚表土层条件下花园煤矿主、副井筒冻结施工

根据花园煤矿井筒工程地质条件,确定了井筒冻结施工方案。主、副井开机冻结后冻结壁顺利交圈,并保质保量完成井筒冻结段施工。根据主、副井冻结段掘砌资料,分析了冻结设计中存在的问题,为深厚表土层冻结施工提供了借鉴经验。     

地铁隧道水平冻结法施工冻结壁温度场影响参数分析

以地铁隧道水平冻结法施工中最常见的粉质粘土为例,应用大型数值分析软件ANSYS系统研究冻结管直径、冻结管间距、盐水温度、土层含水量4大因素对冻结法施工中温度场的影响,提出各因素对冻结壁厚度和冻结时间的灵敏度公式;在各影响因素下通过灵敏度对比分析,得出各因素对冻结壁厚度灵敏度影响规律,该影响规律由大到小依次为:盐水温度、冻结管间距、冻结管直径、土层含水量.     

隧道联络通道冻结法施工三维有限元温度场分析

人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法.在冻结法施工过程中,冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证.该文考虑了实际施工过程中冻结管偏斜布置的情况,利用三维有限元方法对上海复兴东路越江隧道联络通道进行温度场模拟.针对单排冻结管和双排冻结管,分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径,绘制每条路径的温度分布曲线,查看不同路径处冻结壁厚度及其随时间发展变化情况,得出有意义的结论,对联络通道安全施工有重要参考价值.     

上海冻融淤泥质软黏土孔隙结构特征分形研究

对上海第④土层淤泥质软黏土进行了冻融试验、压汞试验和渗透性试验,并结合分形理论,确定了冻融对土壤孔隙结构的影响.根据分形计算,将上海软黏土中的孔隙分为3类.结果表明,在冻融过程中,中孔和大孔的总分形维数和表面分形维数随渗透系数的增加而增大.最后,提出了由小孔隙和中、大孔隙组成的渗透系数与孔隙结构参数之间的关系,小孔隙的渗透系数比中、大孔隙低几个数量级.     

盾构出洞冻结法加固土体的稳定性分析

运用三维有限差分软件FLAC3D对上海轨道交通某区间隧道盾构出洞冻结法施工过程进行了模拟,对盾构出洞过程中施工稳定性进行评价。施工竖井为地下四层结构,围护结构采用地下连续墙。数值模拟冻结壁水平应力、最大主应力、沿隧道开挖方向位移的变化,将模拟得到的应力与冻结壁强度设计值进行对比,并对隧道轴线方向地表沉降位移进行预测,同时采用安全系数法对施工的安全性进行了评价。安全系数满足设计要求,进一步说明了冻结法在软土地区地下工程施工中的优越性。     

耦合效应下联络通道解冻规律研究

结合上海长江隧道一号联络通道工程,在温度应力耦合控制方程的基础上,分别考虑自然解冻和人工强制解冻条件下对流散热、混凝土初衬、二衬水化热等影响因素,分析了土体内部温度场、冻土厚度的发展变化以及由于冻土的解冻产生的融沉效应.通过分析发现自然解冻条件下经过大约44 d冻土完全融化,衬砌混凝土的水化热对冻土的解冻影响较大;不考虑混凝土水化热的作用,至50 d冻土仅能解冻23%;由于冻土的融沉效应,联络通道区域整体沉降,通道中心竖向位移为-2 cm;采用强制解冻冻土解冻较快,仅需4.3d就可完全解冻,与冻结过程相反,双排管之间最先解冻,然后是内侧冻土,最后是外侧冻土.     

非牛顿高凝油的剪切特性

潍北油田高凝油含蜡量高、凝固点高,当温度低于析蜡点时,呈现出非牛顿流体特征,其特性受剪切作用影响较大。为此,开展了非牛顿高凝油的室内剪切降黏降凝实验。研究表明,在剪切作用下,非牛顿高凝油的黏度大幅降低;非牛顿高凝油具有剪切稀释性,且温度越低,剪切稀释性越明显;剪切速率对非牛顿高凝油的凝固温度、凝固时间影响较大,在凝固点附近剪切时,凝固温度可降低56 ℃、凝固时间明显延长;剪切时间对非牛顿高凝油的凝固温度影响很小,对凝固时间影响较大,在凝固点附近剪切20 min（转速100 r/min）,凝固时间可延长817 min。     

合理冻结温度的探讨

在井巷工程中,当采用冻结法施工穿过松散的不稳定表土层时,随着表土层厚度的增加和冻结温度的降低,在井筒施工过程中不断发生井壁压裂,冻结管断裂等事故。因而大大影响了井筒的施工速度和安全。为了解决以上问题,本文从冻结壁的强度和厚度的要求、冻结管受力分析、管材在低温条件下力学性能的变化及井壁受力情况分析,並提出合理的冻结温度范围。     

季节性冻土地区人工湖岸船台桩基础“冻拔“现象的观测

论述了船台桩基础"冻拔"现象的观测实验过程,桩基础"冻拔"位移值取得的实验方法和"冻拔"规律的研究。     

黄瓜片冻结过程的数值计算及实验研究

在考虑热物性变化的条件下,用计算机模拟了黄瓜片的速冻过程,讨论了介质温度、传热系数和食品厚度对冻结时间的影响,并且与不考虑热物性变化的情况进行了比较。结果显示,考虑了热物性变化的计算结果更接近实验数据。     

凝固换热器凝固换热特性模拟分析

采集凝固热热泵系统为寒冷地区地表水等热能资源的开发利用提供了新思路,其关键设备凝固换热器的换热性能直接关系到热泵系统的供热运行效率.在介绍凝固换热器及其冬季换热工况的基础上,通过定义凝固当量换热系数比等量纲一参数,采用准稳态近似与拟合等方法,对紊流状况地表水凝固换热特性进行了模拟分析,建立了刮冰周期内平均凝固当量换热系数比的统计数学模型.结果表明:入口水温与管壁温度越低、管径与Re越小、管长越大,瞬时凝固当量换热系数比越高,而凝固换热器的平均凝固当量换热系数比在1～4变化.