杭州地铁联络通道冻结设计与施工技术研究
发布时间：2021-01-15 20:44
随着中国人口数量和城镇化率的不断提高,城市的交通拥堵状况越来越严重,合理的利用城市的空间是解决此问题的关键。城市地铁作为现代公共交通工具,具有速度快、载客量大、环境影响小等优点。联络通道作为地铁隧道线路重要的一部分,承担着排水、运输、救援等作用。由于地下水的存在,一部分联络通道开挖存在坍塌、渗水等风险,冻结法的使用很好的解决了此项难题。冻结法具有安全、清洁、对地表影响小等优点,但目前对冻结法中冻结管的差异化布置以及各项支护强度的研究还有待加强。本文首先针对冻结壁形成进行理论分析,分析了冻土的形成过程以及相应阶段的温度变化趋势。分析不同阶段温度场的数学模型及温度分布规律,分析以结构力学计算为基础的冻结壁厚度保守计算公式。以杭州地铁5号线工程浙大紫金港站～三坝村站区间两座联络通道施工为背景,对不同类型的两座联络通道进行冻结法对比设计。当联络通道结构不同时,冻结管布置和冻结时间具有明显差异。利用有限元软件ANSYS对联络通道冻结强度指标进行数值模拟,得出联络通道各个位置的位移、应力,检验冻结法设计是否满足施工强度要求,并对冻结设计进行优化。利用PKPM系列STS钢结构软件对通用隧道多边形支撑...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：130 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１技术路线图??Ｆｉｇ．ｌ?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｍａｐ??
。程。温度越低，成为冻土的速度越快，冻土状态形成稳定后强度土分成四部分：形成土体的矿物颗粒、冰夹层、液态水以及包裹这些成分处于一种特定的状态，这种状态与周围环境联系紧密。??物理力学等特性影响最大的的就是形成土体的矿物颗粒，矿物、连接形式、形状等都会对土体的性质产生很大影响，进而影响。由于矿物颗粒性质的不同会影响土体与周围水、气结合的程度整体的性质。水对冻土性质的影响同样重要，土中有水分才能形为冰的过程中与周围的土体紧密的结合在一起从而形成了冻土。的结晶体，具有强烈的各向异性，同时粘塑性变形是冰的一大特很小的外力作用，它也会很容易发生断裂，它的弹性只存在于瞬形成，实质上是因为土中的水发生冻结，进而土中的土颗粒胶使得土体的物理性质发生改变，伴随消耗很多冷量的过程［２３］。图的冻结过程的不同阶段。??Ｙ??
温度场温度分布规律??盐水通过冷冻管向周围岩体传递冷量将周围岩体冻结［２５］。冻结管周围结，形成沿冻结管分布的圆柱状冻结范围，随着冷量不断向周围扩散，??管冻结圈开始交汇，形成哑铃型冻结帷幕。当温度不断降低，冻结帷不断下降，强度也随之提高，冻土柱的不断发展最终使相邻冻结范围体，哑铃型中间相交部位不断向垂直方向发展，最终形成以冻结管整冻结体。发展趋势为首先周围土体冻结形成多组同心圆，随冷冻量不度降低同心圆半径扩大，形成交圈，冷冻循环水温度越低，冻结管分圈时间越短。交圈后相交部分不断扩大，形成完整冻结体。冻结初期离冻结管半径很小，冻结发展速度很快，冻结宽度迅速增加，完成交冻结速度逐渐变慢，一方面因为距离冻结管距离逐渐变长，另一方面土温度低，强度大，传递冷量的速度也在下降。冻土范围最终会以冻形成连续的冻土墙，近处等温线呈现波状，波峰正对冻结管的曲线，越远，等温线逐渐恢复为直线。??Ｙ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型管幕冻结法温度场数值分析[J]. 胡俊,卫宏,曾晖,刘勇,李玉萍. 铁道科学与工程学报. 2016(06)
[2]冷冻管直径对冻土冻结影响规律的试验研究[J]. 戚波,赵大军,潘殿琦,袁鹏. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2015(08)
[3]地铁联络通道冻结法施工方案研究——以武汉轨道交通3号线为例[J]. 阮庆松,吴立,姚俊东,杜明玉,阮明清. 人民长江. 2015(07)
[4]煤矿斜井井筒过流砂层施工技术研究及应用[J]. 孟庆彬,韩立军,石荣剑,柳志军,路拓,李向阳,石高鹏. 岩土工程学报. 2015(05)
[5]水平冻结法温度场数值模拟[J]. 杨峰,倪玲. 交通科技. 2014(05)
[6]地铁联络通道人工冻结帷幕设计计算方法研究[J]. 闫澍旺,李杰,孙立强,吴坤标. 勘察科学技术. 2014(01)
[7]人工冻结法单管冻结引起周围土体温度场变化的研究[J]. 王志良,申林方,谢建斌. 现代隧道技术. 2014(01)
[8]中国冻土对气候变化的脆弱性[J]. 杨建平,杨岁桥,李曼,谭春萍. 冰川冻土. 2013(06)
[9]宁波软土层地铁盾构隧道联络通道的冻结法设计与施工[J]. 邵国鑫. 工业建筑. 2013(11)
[10]白垩系地层深井冻结壁温度场分布规律[J]. 周盛全,陈海明. 冰川冻土. 2013(05)
硕士论文
[1]地铁隧道工程中人工冻结法关键技术及应用[D]. 苏恒宇.安徽理工大学 2016
[2]地铁联络通道扰动土体冻结法技术与监测[D]. 崔丙会.安徽理工大学 2015
[3]注浆—冻结法联合加固软土地基的数值模拟[D]. 郭玮卿.北京交通大学 2015
[4]冻结法在极软岩水工隧洞中解困TBM的应用研究[D]. 陈兴龙.甘肃农业大学 2015
[5]地铁联络通道冻结法施工数值模拟分析[D]. 于长一.天津大学 2014
[6]盾构法施工隧道监测监控技术研究[D]. 梅逸飞.武汉理工大学 2013
[7]液氮快速冻结技术在地铁隧道修复工程中应用研究[D]. 宣海洋.安徽理工大学 2011
本文编号：2979483
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：130 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１技术路线图??Ｆｉｇ．ｌ?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｍａｐ??
。程。温度越低，成为冻土的速度越快，冻土状态形成稳定后强度土分成四部分：形成土体的矿物颗粒、冰夹层、液态水以及包裹这些成分处于一种特定的状态，这种状态与周围环境联系紧密。??物理力学等特性影响最大的的就是形成土体的矿物颗粒，矿物、连接形式、形状等都会对土体的性质产生很大影响，进而影响。由于矿物颗粒性质的不同会影响土体与周围水、气结合的程度整体的性质。水对冻土性质的影响同样重要，土中有水分才能形为冰的过程中与周围的土体紧密的结合在一起从而形成了冻土。的结晶体，具有强烈的各向异性，同时粘塑性变形是冰的一大特很小的外力作用，它也会很容易发生断裂，它的弹性只存在于瞬形成，实质上是因为土中的水发生冻结，进而土中的土颗粒胶使得土体的物理性质发生改变，伴随消耗很多冷量的过程［２３］。图的冻结过程的不同阶段。??Ｙ??
温度场温度分布规律??盐水通过冷冻管向周围岩体传递冷量将周围岩体冻结［２５］。冻结管周围结，形成沿冻结管分布的圆柱状冻结范围，随着冷量不断向周围扩散，??管冻结圈开始交汇，形成哑铃型冻结帷幕。当温度不断降低，冻结帷不断下降，强度也随之提高，冻土柱的不断发展最终使相邻冻结范围体，哑铃型中间相交部位不断向垂直方向发展，最终形成以冻结管整冻结体。发展趋势为首先周围土体冻结形成多组同心圆，随冷冻量不度降低同心圆半径扩大，形成交圈，冷冻循环水温度越低，冻结管分圈时间越短。交圈后相交部分不断扩大，形成完整冻结体。冻结初期离冻结管半径很小，冻结发展速度很快，冻结宽度迅速增加，完成交冻结速度逐渐变慢，一方面因为距离冻结管距离逐渐变长，另一方面土温度低，强度大，传递冷量的速度也在下降。冻土范围最终会以冻形成连续的冻土墙，近处等温线呈现波状，波峰正对冻结管的曲线，越远，等温线逐渐恢复为直线。??Ｙ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型管幕冻结法温度场数值分析[J]. 胡俊,卫宏,曾晖,刘勇,李玉萍. 铁道科学与工程学报. 2016(06)
[2]冷冻管直径对冻土冻结影响规律的试验研究[J]. 戚波,赵大军,潘殿琦,袁鹏. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2015(08)
[3]地铁联络通道冻结法施工方案研究——以武汉轨道交通3号线为例[J]. 阮庆松,吴立,姚俊东,杜明玉,阮明清. 人民长江. 2015(07)
[4]煤矿斜井井筒过流砂层施工技术研究及应用[J]. 孟庆彬,韩立军,石荣剑,柳志军,路拓,李向阳,石高鹏. 岩土工程学报. 2015(05)
[5]水平冻结法温度场数值模拟[J]. 杨峰,倪玲. 交通科技. 2014(05)
[6]地铁联络通道人工冻结帷幕设计计算方法研究[J]. 闫澍旺,李杰,孙立强,吴坤标. 勘察科学技术. 2014(01)
[7]人工冻结法单管冻结引起周围土体温度场变化的研究[J]. 王志良,申林方,谢建斌. 现代隧道技术. 2014(01)
[8]中国冻土对气候变化的脆弱性[J]. 杨建平,杨岁桥,李曼,谭春萍. 冰川冻土. 2013(06)
[9]宁波软土层地铁盾构隧道联络通道的冻结法设计与施工[J]. 邵国鑫. 工业建筑. 2013(11)
[10]白垩系地层深井冻结壁温度场分布规律[J]. 周盛全,陈海明. 冰川冻土. 2013(05)
硕士论文
[1]地铁隧道工程中人工冻结法关键技术及应用[D]. 苏恒宇.安徽理工大学 2016
[2]地铁联络通道扰动土体冻结法技术与监测[D]. 崔丙会.安徽理工大学 2015
[3]注浆—冻结法联合加固软土地基的数值模拟[D]. 郭玮卿.北京交通大学 2015
[4]冻结法在极软岩水工隧洞中解困TBM的应用研究[D]. 陈兴龙.甘肃农业大学 2015
[5]地铁联络通道冻结法施工数值模拟分析[D]. 于长一.天津大学 2014
[6]盾构法施工隧道监测监控技术研究[D]. 梅逸飞.武汉理工大学 2013
[7]液氮快速冻结技术在地铁隧道修复工程中应用研究[D]. 宣海洋.安徽理工大学 2011
本文编号：2979483
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