地铁双线隧道下穿既有车站冻结加固冻胀控制措施

作     者：陈湘生 丁航 李方政 陈曦 高伟 王恒 王磊 陈汉青 CHEN Xiangsheng;DING Hang;LI Fangzheng;CHEN Xi;GAO Wei;WANG Heng;WANG Lei;CHEN Hanqing

作者机构：煤炭科学研究总院北京100013 深圳大学土木与交通工程学院广东深圳518060 深圳大学未来地下城市研究院广东深圳518060 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2024年第49卷第1期

页      面：172-180页

核心收录：

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大资助项目(52090084) 天地科技股份有限公司科技创新创业资金青年资助项目(2022-2-TD-QN010) 国家自然科学基金青年资助项目(52008197) 

主　　题：隧道 地铁车站 冻胀 地下空间 数值分析 

摘      要：针对城市长距离大断面地下空间冻结工程的冻胀特性问题,依托上海地铁18号线国权路站双线隧道下穿既有车站冻结工程,基于热力耦合方程,利用有限元软件建立三维数值模型,结合室内试验所得物理参数,研究该工程的冻胀位移场演化规律,并探究错峰冻结、调整盐水温度等措施对冻胀位移场的影响规律。在本试验条件下,研究结果表明:①冻胀引起的车站底板变形主要发生于积极冻结期;双线隧道同时冻结模式下,冻结45 d时车站底板竖向位移量达到冻结90 d时竖向位移量的77.72%。②冻结90 d时,错峰冻结工况下车站底板竖向位移量较双线隧道同时冻结时减小了7.7%,表明错峰冻结避免了同一时间段内的冻胀叠加效应,一定程度上降低冻胀效应。③冻结90 d时,调整盐水温度工况下车站底板竖向位移量较温度调控前减小34.2%;表明调整盐水温度可控制冻土扩展速率,有效降低冻胀效应。实际工程中,采用错峰冻结、调整盐水温度等措施协同控制冻胀,车站底板最大竖向位移为25.41 mm;数值模拟所得车站底板抬升规律与实测数据基本一致,有效指导了工程施工。