人工冻土解冻温度场数值分析

龚 旭

(镇江新区建设工程质量中心，江苏镇江 212000)

0 引言

随着社会经济的发展，国内许多大中城市出现了地面交通拥堵及城市用地的危机。地铁作为一种快捷便利的地下交通运输工具在解决交通拥堵问题的过程中具有重要作用。然而地铁在建造过程中也存在着一定的风险，主要是在盾构到达过程中洞门后土体稳定的问题。因此需对盾构到达或始发区域内洞门土体作一定的加固。冻结法作为一种形式灵活、适应性强、施工无污染、对环境影响小的土体加固方法在盾构进出洞施工应用中具有广阔的发展前景。关于冻结地层加固技术在城市隧道建设中的应用已经获得了一些有益的施工经验[1-6]。

本文根据某车站盾构到达人工水平冻结加固工程为例，运用数值计算对此展开理论研究，并据此为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

1.1 工程、水文地质

根据详勘报告，盾构到达施工场地内工程、水文地质较为复杂，且地下水具有承压性，地下水与秦淮河及长江均存在水力联系。

场地内土层自上而下依次为:杂填土(①-1)、粉质粘土()、淤泥质粉质粘土)、粉砂()、粉土()以及粉砂)。

1.2 盾构到达加固方案

盾构机外径为6.34 m，为保证盾构机到达过程中洞门范围内土层的稳定性和周边建筑物、管线的安全，采用三圈冻结管的加固方案，最终形成水平杯状冻结壁，防止盾构到达过程中水土涌入车站北端头的盾构井内，如图1所示。

2 自然解冻数值分析

2.1 计算模型

盾构到达后，仅留下最外层1.8 m厚冻土帷幕，其自然解冻数学模型如图2所示。……