摘要：以广州地铁十四号线一个联络通道冻结工程为背景,采用联合工法施工,通过有限元软件建立联络通道冻胀位移场三维数值模型,研究了盐水温度和水泥掺量对土体冻胀位移的影响,并计算不同冻结壁厚度下地表冻胀位移量以及联络通道开挖土体的塑性区域,在满足施工安全的前提下,进一步对冻结壁设计参数进行优化,以减小土体冻胀位移。结果表明:采用水泥预加固-人工冻结联合工法施工,当水泥掺量设定为12%,盐水温度控制在-31~-25℃时,积极冻结末期,地表冻胀位移能够满足工程监测要求;水泥掺量设定为12%,冻结壁厚度设定在1.8 m,盐水温度控制在-31℃。可见相对于原施工方案,采用联合工法施工,积极冻结末期地表冻胀量减小了73%。

摘要：为满足复杂地层条件下隧道同步注浆材料耐久性能要求,以粉煤灰、矿渣、偏高岭土等材料制备三元地聚合物注浆材料,并对其耐久性能进行研究。在探究原料物化性质的基础上,采用响应曲面法中Box-Behnken设计耐久性试验,对试验结果进行显著性分析、方差分析以及三维响应曲面分析,结合XRD、SEM和EDS分析地聚合物结石体的微观形貌和水化产物。结果表明:粉煤灰、偏高岭土和矿渣能形成性能互补效应,三者相互作用对注浆材料的侵蚀系数影响显著,可有效增强其抗硫酸盐离子侵蚀能力;预测确定系数R_(pred)^(2)为0.9328,试验相对误差为0.71%,模型精确度高,通过优化获得最佳配合比参数为水泥45.183%(质量分数,下同)、粉煤灰20%、偏高岭土20%、矿渣14.817%;地聚合物注浆材料水化产物主要为方解石、C-A-S-H和N-A-S-H凝胶等物质,这些物质紧密交接,交错生长,形成致密的三维空间网络结构支撑体系,有效增强了材料的耐久性能。研究结果可为三元地聚合物注浆材料耐久性能的后续研究及生产应用提供参考。

摘要：在地铁隧道修建过程中若遇到复杂不良地质,单一工法有时无法将冻胀融沉位移控制在预期范围内,而采用注浆-冻结联合工法施工,能够有效控制土体融沉位移的施工参数。本文以广州地铁三号线某折返线隧道冻结工程为背景,隧道所处地层为砂质黏土地层,采用有限元数值分析软件,建立水热力耦合模型分析地铁隧道冻胀融沉位移场的发展规律,并与实测数据进行对比验证了模型可靠性,建立不同注浆半径的地铁隧道模型。通过对比其注浆控制效果,得出该法能够控制地表融沉位移的最佳注浆半径,并在此基础上研究了不同水泥掺量对土体融沉位移的影响,进一步得出能够有效控制土体融沉位移的施工参数。结果表明,采用水泥预加固-人工冻结联合工法施工,注浆半径选取4~5 m对融沉的控制效果最佳,注浆半径在4 m以上时土体融沉位移的效率开始有了明显的减弱。水泥掺量大于9%时,改善土体融沉位移的效率开始提高;而水泥掺量达到12%以后,改善土体融沉竖向位移的效率变缓。注浆半径设定在4 m,水泥掺量设定为12%,此时与原施工方案对比,自然解冻末期地表融沉量减小了73%。本研究的设计参数可为其他类似工程施工提供理论依据。