华东冷冻法联络通道开挖涌水情况分析与处理

处于富水砂层中的联络通道施工,选用冻结法加固土体具有冻结壁均匀性好、强度高及封水性好等优点。但在施工过程,如控制不到位,也存在冻结壁交圈效果不理想,导致开挖过程中出现涌水涌砂情况,结合该工程事故原因分析及处理情况,总结言水软土地层联络通道冷冻法施工的薄弱点。     

地铁联络通道冻结壁厚度计算方法研究

冻结帷幕厚度是人工地层冻结设计的关键部分,是确定其他冻结参数和施工机械的基础,对地下工程的顺利掘进有决定性影响.论文依托北京地铁19号线草桥站—右安门外站区间联络通道冻结工程,采用结构力学理论,基于强度控制法计算冻结壁的厚度,并采用冻结管挠度限值进行冻结壁变形验算.研究结果表明,满足强度要求的联络通道冻结壁设计厚度为2...     

渗流作用下富水砂层双排管冻结壁形成规律模型试验研究

针对渗流地层中冻结壁长时间不交圈的难题,根据多孔介质传热理论与达西定律建立渗流场与冻结温度场耦合控制方程,得出两者相互作用机制;基于相似理论,建立渗流作用下梅花型布置双排管冻结模型试验系统,对渗流地层中冻结壁形成的主要影响因素进行正交试验研究,并在相同条件下进行单排管冻结对比试验。研究结果表明:双排管冻结时,地下水流速是影响上游冻结壁厚度的首要因素;孔间距是影响冻结壁交圈时间的首要因素;盐水温度是影响下游冻结壁厚度与冻结壁平均温度的首要因素;在本试验条件下,地下水流速5～25 m/d时,双排管冻结时上、下游冻结壁较单排管冻结时分别增厚62.6%～151.8%,3.7%～33.8%;交圈时间缩短7.1%～91%,冻结壁平均温度降低了12.1%～103.9%;并对冻结壁交圈时间与地下水流速之间进行非线性回归,得出冻结壁在不同条件下能交圈的极限流速;最后提出渗流作用下冻结工程对策,为类似冻结工程设计施工提供参考。     

复杂条件下地铁联络通道冻结壁不交圈原因的分析及治理

以北京地铁6号线某区间隧道旁通道冻结法施工为背景,研究在复杂条件下采用常规冻结设计和施工遇到的冻结壁较长时间不交圈问题,提出了冻结壁不交圈的检测判断方法,分析了冻结壁不交圈的地质与环境影响因素。通过对地下水水位、流速和流向的工程测试,得出了大流速是影响冻结壁正常交圈的直接原因,最后采取双排管加强冻结和注浆改变土体渗透性的方法成功解决了大流速中砂夹圆砾地层中冻结壁交圈问题。     

富水粉质黏土中地铁联络通道冻结法试验研究

基于现场试验,对富水粉质黏土地层条件中联络通道在冻结法施工中温度场变化及地表变形规律进行研究。结果表明:在冻结期间,各测温孔的温度下降趋势大致相同,但冻结壁向冻结管外侧发展的速率是向内侧发展的1.35倍;受开挖施工的影响,远离开挖边界的测温孔各测点温度比靠近开挖边界测点温度下降得快,且冻结主面土体受开挖升温的影响比冻结辅面大;冻结施工期间的地表竖向位移变化可分为小幅隆起、冻胀加快、冻融起伏、地表下沉和融沉注浆5个阶段;冻结初期,冻结管交圈后竖向位移抬升加快,联络通道开挖导致竖向位移起伏震荡,但整体呈抬升趋势,完全解冻需要3个月左右;开挖期间,最大冻胀量、最大沉降量曲线分别呈倒"V"型、"W"型,联络通道中轴线上方测点冻胀量较大,距离中轴线越远,冻胀量越小,联络通道上方沉降量较小;建议粉质黏土地层冻结施工交圈时间不少于40 d,冻结壁平均温度为-10℃。     

人工冻结法在软弱富水砂层地铁联络通道施工中的应用

以苏州地铁3号线17标方湾街站-青剑路站区间联络通道施工为例,针对软弱富水砂层,地层稳定性差,易发生涌水冒砂、地层扰动过大影响施工安全等问题,介绍了人工冻结法施工方法及监测结果,根据冻结壁厚度、冻结壁平均温度、泄压孔压力的变化规律准确推算出土层中冻结壁发展情况及判断开挖时机,为类似软弱富水地层中的人工冻结法施工提供参考...     

人工降水影响下富水砂层冻结施工技术应用

以南昌某地铁联络通道冻结工程为背景,在地下水头高、江水补给快、地层渗透性高以及周边人工降水不可调和的复杂情形下,针对冻结壁不交圈问题,提出了复杂工况条件下判断及解决冻结壁不交圈问题的冻结施工技术。该技术具体包括纵向测温、地下水流速流向测试、注浆降低地层渗透性以及双排管强化冻结等一系列技术措施。通过探孔检验,证明了该技术能有效解决因人工降水等引起的冻结壁不交圈的问题,达到了较为理想的冻结效果。     

隧道冻结法施工三维有限元温度场及性状分析

人工冻结法是一种经济可靠的隧道联络通道开挖方法.冻结壁厚度是否达到设计要求是安全施工的重要保证.考虑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.针对冻结壁最薄弱的地方,分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径,并绘制每条路径不同时间点的温度分布曲线,最后分别分析了盐水温度、导热系数、焓三个因素对温度场分布的影响,得出有意义的结论,对联络通道安全施工有重要参考价值.     

怎样在地铁联络通道布置冻结孔

冻结孔→冻结帷幕→联络通道在城市地铁联络通道的施工中,由于地质条件和地面工况影响,通常采用冻结法施工联络通道。即在联络通道四周布设冻结孔,采用跟管钻进法,用水平钻机按照一定的水平角和垂直角将冻结管钻入地层,然后用人工制冷方法将联络通道部位的地层冻结,形成能抵抗地层水土压力和封水的冻土帷幕。在冻土帷幕的支护下进行联络通道的开挖与构筑。冻土帷幕能否完好形成是联络通道施     

冻结法在北京地铁联络通道施工中的应用研究

以北京地铁联络通道冻结法施工为研究对象,通过人工冻土力学实验,获得了北京地区典型土层冻土物理力学参数,同时给出了北京地铁联络通道冻结壁经验设计厚度,阐述了冻结施工中的主要工序,经实践表明,冻结法在北京地铁联络通道施工中的应用是可行且成功的。     

拱北隧道“钢管-冻土”复合结构承载力试验研究

管幕冻结法作为一种新型的隧道预支护工法,目前已被应用于港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道施工中。管幕冻结法是利用顶管技术在隧道四周顶入大直径顶管,并利用冻结法将顶管之间的土体冻结起来,形成水密性的预支护结构。为了研究钢管-冻土复合结构在确保封水时的极限承载力和变形能力,以探求合理冻土温度,采用冻土单轴压缩试验机,对4种不同冻土温度进行钢管-冻土复合结构模型试验,并提出了封水条件下的极限状态判据,通过分析荷载-位移曲线,得到复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力。试验结果表明:温度较高时,冻土协调变形能力较好,但由于冻土本身强度较低,复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力较差;类似地,冻土温度较低时,强度较大,但由于冻土跟随钢管协调变形能力较差,在封水条件下的极限承载力和变形能力也较差;当温度适中时,冻土跟随钢管协调变形能力和冻土本身强度均处于相对理想状态,此时复合结构在封水条件下的极限承载力和变形能力相对较强,即在确保封水性能时所能承受变形的能力和极限荷载均较大。试验研究确定了该理想温度约为-10℃,该温度在拱北隧道管幕冻结实际施工中被采用,对类似工程施工具有一定的参考价值。     

塑料冻结管冻土温度形成规律

为了获得PVC、PPR塑料冻结管在盐水冻结的温度场分布情况,采用物理模拟实验和理论求解相结合的研究方法,研究了PVC管、PPR管和钢管的单管冻结问题,分析了3种不同材质冻结管的冻结情况,获得了冻土区温度分布规律,掌握了PVC、PPR管作为冻结管冻土的发展速率,在同种情况下PPR冻结管的速度最慢,PVC管冻结的冻土帷幕平均发展速度约为钢管冻结发展速度的0.8倍。为采用PVC管作为冻结管,确定盐水冻结时间和计算冻结壁厚度,解决盾构进出洞免拔管问题提供基本参数。     

地铁联络通道冻结法施工三维数值模拟分析

在地铁联络通道水平冻结法施工过程中,对已建的盾构隧道、地下管线、地表建筑物等都将产生较大影响.以南京地铁二号线莫愁湖站～汉中门站区间联络通道及泵房水平冻结法施工为工程实例,采用FLAC3D进行数值模拟,对地铁联络通道施工过程中的冻结温度场的发展变化、冻胀融沉引起的地表位移以及冻胀力引起的隧道内力和变形等做了详细的分析,...     

盾构隧道穿越海堤环向受力案例分析

浙江沿海火力发电厂比较常见的是采用海水循环冷却的方法为发电机提供热交换,循环水管道一般采用盾构隧道。在新建工程的盾构隧道建设中,普遍会遇到隧道穿越新建海堤引起的管片变形受力问题。本文以浙江六横电厂排水隧道工程为例,采用数值分析的方法,通过对排水隧道穿越海堤段进行三维实体建模,分析评价了该段管片相互连接螺栓的受力、变形及稳定性,为项目设计提供依据。     

浅谈聚氨酯直埋式保温管在供热管网中的应用

针对传统的供热管道在地沟敷设方法中存在的弊病，提出了聚氨酯直埋式保温管的敷设方式，并就施工过程中遇到的热伸长问题提出了有效的解决措施及减小管道热伸长的办法，介绍了管道敷设施工中的具体要求，通过工程实践，显示出了聚氨酯直埋式保温管敷设方式的优越性。     

拱北隧道管幕冻结法管间冻结封水效果实测研究

基于现场实测数据,对拱北隧道管幕冻结法暗挖工程不同阶段的管间的实际冻结封水效果进行了分析。对于积极冻结期的两种不同交圈模式,利用单管公式对管间冻土厚度进行计算,结果表明在工程允许的时间内管幕间冻土即可形成交圈,从而说明管幕具有初步的封水性能。交圈后,利用双管公式对管间冻土厚度进行计算,结果显示冻土帷幕发展并不均匀,纵向上靠近中间的冻土发展好于端部的,横向上靠近下部的冻土发展好于上部的,此外台风等自然灾害对于地表附近冻土的影响是可控的。对于开挖期,管间温度实测数据表明：试开挖期间对施工进度的严格精细控制有利于减小管间冻土的弱化;正式开挖期间开挖热扰动对于接近紧挨开挖面的冻土造成显著影响,而稍远一些的冻土则几乎不受影响。考虑20 cm的折减后,冻土帷幕仍能保持足够的冻土厚度以达到封水效果。研究验证了管间封水效果,论证了工法的合理性,为以后类似工程的开展提供了借鉴和指导。     

能源锚杆地源热泵冬季工况传热模拟与分析

为得到冬季传热工况下能源锚杆地源热泵系统设计的基础数据,即单位埋管长度换热量受各因素的影响情况,基于有限元分析软件ADINA,建立PE管-锚杆-土壤U型埋管三维非稳态温度场的传热模型,模拟冬季工况下能源锚杆热泵系统运行状况。通过给定条件下埋管周围温度场分布态势图,分析土壤热物性参数、供水温度、埋管流体速度及钻孔填充材料等参数对热泵系统传热效率的影响,得出最佳供水温度、进水速度及热作用半径,以期为相关能源锚杆热泵冬季工况下制热效率的提高和施工设计提供指导。     

大型地源热泵埋管系统设计与施工技术研究

依托基于热响应实验实现设计预评估、深层地埋管时空转换施工、防拔式地源热泵垂直地埋管管端头、区域式地源热泵分集水器和管群热响应实效测试五大核心技术,本文在上海中冶医院项目中成功实践了地源热泵埋管系统的设计与施工技术,为可行性研究、咨询、设计、材料采购及检验、施工管理、效果验证,直至后期运行维护的所有技术环节提供了全过程一揽子解决方案。     

多排管局部冻结冻土壁温度场特性

上海地铁一区间隧道因施工联络通道发生工程事故导致隧道坍塌,修复工程中部分采用四排局部垂直冻结形成冻土墙,用于抵挡水土压力和嵌固完好隧道。针对冻结深度深以及冻结土层为扰动的粉质黏土、砂质粉土并承受较高承压水头这些特点,工程中对冻结壁温度场发展进行实时监测。从冻结深度、厚度方向上分析多排局部冻结排内和排外温度发展特征,并分析计算出积极冻结期排内冻土壁交圈时间、发展速度。鉴于目前计算冻土帷幕厚度公式并不适用于计算多排管冻结,引入双排管计算公式,并利用作图法推导出平均温度计算公式。利用这2个公式,分析多排局部冻结冻土壁特征,计算出积极冻结期结束时冻土壁厚度和平均温度,以及整个冻结期排外冻土壁单侧发展厚度和发展速度。     

使用塑料冻结管的液氮冻结温度场试验研究

温度场分析是判断冻结土体性状进而反映冻结效果的重要手段,而盾构出洞液氮冻结加固中使用塑料冻结管对温度场的分布有较大影响。为获得使用塑料冻结管液氮冻结温度场的分布规律,以相似理论为基础,使用塑料冻结管进行上海淤泥质黏土的液氮冻结物理模拟试验,得出结论如下:沿塑料冻结管长度方向,冻结管壁的温度差别较大,造成不同位置冻结壁的发展范围不均匀,在冻结循环的末端管壁温度最高,冻结效果相对较差。冻结形成冻结区内的温度分布曲线较陡直,而在冷却区的温度分布曲线较平缓,其温度梯度较使用钢管的液氮冻结时小。在土层性质确定的情况下,液氮灌注状况、冻结管间距、冻结时间是影响液氮冻结效果的主要因素。冻结过程中,采用较小的冻结管间距,可以加快冻结速度,缩短冻结时间,发挥液氮冻结优势。研究结果表明,塑料冻结管可以应用于液氮冻结加固施工,研究成果可以为液氮冻结的工程应用提供有益的参考。