人工冻结法施工地铁联络通道冻结设计及实测研究

发布时间：2021-04-30 06:15

　　近年来,随着地下铁道建设的迅速发展,人工冻结法已成为软土地区地铁盾构隧道水平联络通道建设中常用的加固方法之一。以往人工冻结帷幕的设计主要建立在矿井建设的基础之上,而城市地下工程与矿井在施工深度、施工方法和受力状态都存在着很大的差异,因而需要对人工冻结法在城市地下工程中的相关设计方法进行研究。本文以西安地铁四号线为工程背景,通过人工冻土物理力学试验,对联络通道冻结壁各参数进行理论研究,继而对实际工程冻结壁及平均温度做出计算并对其稳定性进行验算,保障了施工的安全可靠性。首先,介绍了人工冻土的力学参数和特性,同时阐述了冻土壁厚度和冻结参数设计的一般原理和设计方法。通过对工程实地土质进行调研,选取有代表性的地区进行取土,根据《煤炭行业标准》,对重塑土进行-10℃下人工冻土的单轴抗压强度试验和三轴剪切试验,得出人工冻土物理力学指标,应用于西安市区人工冻结帷幕设计。其次,介绍了人工冻结法的原理及其优缺点,冻土变形的原因分析并对冻结壁厚度和冻结壁平均温度进行理论研究,用随机介质理论解释了冻土的地表变形,之后对冻结方案进行了设计,根据理论计算对实际工程水平联络通道冻结壁厚度和平均温度进行计算。最后,对... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 人工冻结法的研究现状
        1.2.2 人工冻结帷幕厚度设计的研究现状
        1.2.3 冻结法实测研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 人工冻土试验
    2.1 工程地质概况
    2.2 人工冻土强度试验
        2.2.1 试验目的及其内容
        2.2.2 单轴抗压强度试验
    2.3 三轴剪切试验
        2.3.1 试验设计
    2.4 本章小结
3 地铁联络通道冻结壁设计计算理论
    3.1 人工冻结法原理
    3.2 人工冻结法的优缺点
    3.3 冻结壁参数设计计算
        3.3.1 冻结壁的形成与解冻
        3.3.2 冻结壁厚度与平均温度设计
        3.3.3 冻结壁形成有效厚度计算
        3.3.4 冻结壁形成平均温度计算
    3.4 本章小结
4 地铁联络通道冻结设计及地表变形分析
    4.1 冻结法施工对地层性质的影响
        4.1.1 冻胀基本理论
        4.1.2 冻胀率的计算
        4.1.3 不同因素对岩土体冻胀特性的影响
        4.1.4 土体融沉的基本规律
        4.1.5 不同因素对岩土体融沉特性的影响
    4.2 土体冻结导致地表变形分析
        4.2.1 工程概况
        4.2.2 随机介质理论在地表变形计算中的应用
    4.3 冻结方案设计
        4.3.1 人工地层土压力计算
        4.3.2 冻结壁厚度设计
        4.3.3 冻结管设计
        4.3.4 冻结壁变形验算
    4.4 西安地铁联络通道人工冻结地层冻结壁厚度计算
        4.4.1 地铁联络通道冻结壁厚度计算
        4.4.2 背景工程联络通道冻结壁厚度计算
        4.4.3 冻结法施工的地表变形计算
        4.4.4 理论计算结果
    4.5 本章小结
5 冻结壁温度场及开挖变形实测研究
    5.1 冻结帷幕监测
        5.1.1 盐水温度
        5.1.2 卸压孔压力
        5.1.3 测温孔温度
    5.2 地表沉降监测
    5.3 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑冻融效应的岩石损伤统计强度准则研究[J]. 张慧梅,彭川,杨更社,叶万军,申艳军,刘慧.  中国矿业大学学报. 2017(05)
[2]南昌地铁联络通道水平冻结法施工质量控制[J]. 董肖龙,胡小荣,朱军武.  施工技术. 2017(S1)
[3]水岩作用下砂岩劣化损伤统计本构模型[J]. 邓华锋,胡安龙,李建林,张小景,胡玉,常德龙,朱敏.  岩土力学. 2017(03)
[4]冻结凿井法的盐水历史数据的规律探究[J]. 孙韬,成恒珍,杨勇.  科技视界. 2014(31)
[5]脆性岩石起裂应力水平与脆性指标关系探讨[J]. 王宇,李晓,武艳芳,贲雨星,李定守,赫建明,张搏.  岩石力学与工程学报. 2014(02)
[6]采用长距离水平冻结暗挖法的浅埋大断面地铁隧道施工技术[J]. 姚直书,蔡海兵,程桦,马进.  中国铁道科学. 2011(01)
[7]广州地铁联络通道冻结施工监测分析[J]. 郑彭生.  中国市政工程. 2010(05)
[8]煤矿立井冻结设计理论的研究现状与展望分析[J]. 杨更社,奚家米.  地下空间与工程学报. 2010(03)
[9]盾构隧道联络通道冻土帷幕设计计算方法探讨[J]. 谭丽华,胡向东.  地下空间与工程学报. 2009(S2)
[10]地铁区间盾构出洞水平冻结加固工艺[J]. 肖广良.  城市轨道交通研究. 2008(07)

博士论文
[1]多圈管冻结模型试验及人工冻土冻胀规律研究[D]. 陈军浩.安徽理工大学 2013
[2]地铁隧道水平冻结工程地层冻胀融沉的预测方法及工程应用[D]. 蔡海兵.中南大学 2012
[3]人工地层冻结冻土帷幕形成与解冻规律研究[D]. 肖朝昀.同济大学 2007
[4]深厚冲积层冻结壁与井壁的力学特性及其共同作用机理研究[D]. 荣传新.中国科学技术大学 2006

硕士论文
[1]南昌地铁联络通道冻结法施工数值模拟[D]. 饶志强.南昌大学 2018
[2]杭州地铁三号线端头井冻结技术研究[D]. 余泽洋.安徽理工大学 2018
[3]水平冻结法在南宁地铁1号线联络通道应用研究[D]. 金洲.广西大学 2018
[4]冻土中分凝冰的试验研究[D]. 刘金鑫.江苏大学 2017
[5]厚冲积层大断面立井冻结施工技术研究与应用[D]. 朱跃琴.太原理工大学 2011
[6]含盐土层人工冻土帷幕计算方法研究[D]. 黄峰.同济大学 2008



本文编号：3169000