苏州地铁一号线金鸡湖隧道联络横通道冻结效应研究

作     者：李文秋 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：晏启祥;张德和

授予年度：2016年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：冻结法 联络横通道 冻结温度场 冻结帷幕 温度时程曲线 

摘      要：冻结法主要适用于含水软弱地层,其工艺是利用冷冻机对冷冻液进行降温,并通过循环管路将冷冻液输送到需要冷冻的地层区域,使地层冻结并提高地层的强度和稳定性。在城市地铁区间隧道规划设计中,上下行隧道之间通常需要设置联络横通道。在地铁运营期某一隧道发生火灾、涌水、倒塌等突发性事件时,乘客可经过联络横通道转移到另一条隧道当中,进而迅速向地面疏散。在软土地质条件下,人工冻结法技术是有效实施深基坑开挖、联络横通道开挖的一种重要方法。研究联络横通道冻结帷幕的发生、发展过程,对于实际工程具有重要的工程指导意义。论文结合苏州地铁一号线金鸡湖湖底盾构隧道2号联络横通道冻结工程,通过资料调研,论述了冻结法原理及工艺流程,开展了金鸡湖隧道联络横通道冻结法施工方案、冻结孔布置设计、制冷设计、冻结站设计、开挖和构筑施工、监测设计及参数、融沉控制技术等研究;基于设计的苏州地区典型土层冻结温度、冻结帷幕厚度等物理参数,在积极冻结和维护冻结盐水温度变化监测的基础上,建立了冻结温度场分析模型;研究了冻结管不同外径下的冻结帷幕的扩展变化过程,揭示了特定观测点的温度和未冻结水含量的变化时程曲线;采用实测温度时程曲线验证了数值模拟温度时程曲线的合理性;优化了冻结孔的布置和冻结管数量的选择。研究成果对于冻结设计和施工,联络横通道的开挖和风险防控具有一定的指导价值。