富水地层地铁超长联络通道冻结位移场演化规律研究

作     者：陈冠任 李栋伟 陈军浩 陈涛 张潮潮 王敏 夏明海 CHEN Guanren;LI Dongwei;CHEN Junhao;CHEN Tao;ZHANG Chaochao;WANG Min;XIA Minghai

作者机构：东华理工大学江西省地质环境与地下空间工程研究中心江西南昌330013 东华理工大学土木与建筑工程学院江西南昌330013 福建理工大学土木工程学院福建福州350108 北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100000 伊犁哈萨克自治州奎屯河流域水利工程灌溉管理处新疆奎屯833200 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(41977236) 新疆兵团科技计划基金资助项目(2020AB003) 江西省地质环境与地下空间工程研究中心开放基金资助项目(JXDHJJ2021-002) 

出 版 物：《铁道科学与工程学报》 (Journal of Railway Science and Engineering)

年 卷 期：2023年第20卷第8期

页      码：3000-3013页

摘      要：人工冻结法因其安全可靠、环境友好等优点,被广泛应用于地铁联络通道的地层加固中。然而,相较于传统的联络通道,采用冻结法加固超长联络通道存在冻结体量大,地表冻胀控制难度高等特点。现有的研究成果难以充分描述其冻结位移场的发展规律,为此,依托福州市地铁2号线上洋站~鼓山站区间超长联络通道,该联络通道采用分区冻结主体和泵站、错开起始冻结时间等措施对地表冻胀进行控制。采用现场实测数据分析、数值模拟以及灰色关联分析等研究方法对该超长联络通道的冻结温度场和位移场的演化规律进行研究。研究结果表明:在错开冻结起始时间的情况下,冻结温度场和位移场的分布仍然具有良好的对称性,同时确定了冻结壁的薄弱位置应在该超长联络通道推迟冻结一侧的洞深方向12~15 m范围内。在联络通道洞身上方存在一个“圆饼”状的冻胀集中区域,地层位移场的发展表现出以该区域为核心向外衰减的特点,该联络通道的隆起特征值为43.16 mm,影响特征范围为21.95 m。就地层温度、盐水温度以及通道埋深而言,隆起特征值对通道埋深最为敏感,而影响特征范围受盐水温度影响最为显著。因此,为控制地表冻胀,在隧道的设计阶段可科学适当地加深超长联络通道的埋深,或在维护冻结期内安全合理地控制盐水的最低温度。研究成果可为今后同类长距离水平冻结工程的冻胀控制提供参考。

主 题 词：超长联络通道 人工冻结法 温度场 位移场 灰色关联分析 

学科分类：081401[081401] 08[工学] 0714[0714] 0814[工学-地质类] 0701[理学-数学类] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20230361

馆 藏 号：203123959...