人工冻结法在富水软弱地层盾构接收的工程应用研究

魏煜佼， 牛 刚， 董金奎， 尹付夏， 丁 飞， 刘 健

(1.中煤第三建设(集团)有限责任公司，安徽 合肥 230000；2.合肥工业大学，安徽 合肥 230009)

0 引 言

目前我国的城市地铁线路隧道施工主要以明挖回填、盾构法为主。地铁工程通过富水弱胶结地层或高压富水断层时,可采用超前降水及旋喷桩、帷幕注浆加固等辅助措施。但由于施工空间受限、地层岩性差异大、质量难以控制等原因,不能完全避免突泥涌砂、结构变形等安全问题。人工冻结法具有强度高、隔水性好、无污染及对复杂地层适应性强等特点,可以弥补以上常规辅助措施的不足,降低此类地层隧道施工的风险[1]。人工冻结法利用低温媒介向未开挖通道周围传递冷量,由于地下水存在,周围岩体会形成一个强度很高的整体,即冻结帷幕,当当冻结帷幕满足强度需求时,实施开挖工作。

人工冻结壁以及温度场指冻结过程中温度以及冻结范围随时间变化的规律,是冻结法理论的基础以及关键所在,国内外学者运用理论计算,数值模拟和模型试验对其进行了大量研究。袁云辉等[2]以南京地铁2号线集庆门站冻结加固工程为研究背景,对比分析了左线隧道开挖后冻与不冻对温度场的影响,对多排冻结方式引起的温度场变化规律进行了分析。蔡海兵等[3]利用ABAQUS模拟软件二次开发了有关冻融模型,重点研究了多排冻结管冻结对地铁隧道施工过程中冻结温度场的分布规律的研究,并提出了优化措施。张学富等[4]通过建立瞬态温度场模型方程,推出了三维温度场计算程序,并将该程序应用于某一寒区隧道,为冻结法应用于寒区隧道的施工提供了参考。……