水平冻结法施工超大断面隧道的技术研究与应用

张　明，陈军浩

(1.约翰芬雷工程技术(北京)有限公司，北京　100004；2.福建工程学院土木工程学院，福建　福州　350118)



水平冻结法施工超大断面隧道的技术研究与应用

张明1，陈军浩2

(1.约翰芬雷工程技术(北京)有限公司，北京100004；2.福建工程学院土木工程学院，福建福州350118)

人工冻结法施工技术在一些困难地层、复杂地下结构施工中得到了广泛的应用，与其他工法相比，具有很多独特优点和可靠性。以广州地铁六号线大坦沙站方向与车站对接段隧道加固为工程背景，针对超大断面和复杂的条件，提出采用人工冻结法施工。首先基于热力学原理，推导了岩土冻结过程的水热力耦合控制微分方程组，并采用有限元软件对水平冻结过程进行了数值模拟，优化了设计参数。结果表明：积极冻结45天时有效冻结壁平均温度、有效冻结壁厚度、开挖产生最大变形均满足设计要求，最大变形位于冻土底板中间位置；表明采用的人工冻土双屈服面本构模型及水热力耦合控制方程是可行的。同时根据本工程特点，提出了施工技术难点与控制要点，保证了工程顺利实施，研究结果具有一定的实用价值。

人工冻结；水热力耦合；富水地层；地铁隧道

近年来，随着我国经济的迅猛发展，城市规模不断扩大，人工冻结法[1～4]施工技术在一些困难地层、复杂地下结构施工中得到了广泛的应用，与其他工法相比，具有很多独特优点和可靠性。

1940年，前苏联学者В.Н.Веунбрг首先研究了土中的冰对冻土力学性质的影响；……