平面斜交联络通道冻结温度场分析及工程应用研究

摘要

冻结壁发育不良是联络通道冻结法施工事故的主要诱因之一,而发育完全的冻结壁是联络通道开挖施工的前提和保障,研究冻结温度场的演化规律对联络通道的顺利施工具有重要意义。鉴于此,以福州地铁5号线农林大学站~洪塘路站区间某平面斜交联络通道冻结法施工工程为依托,考虑土层分层情况,对各层土样进行热物理力学性能试验,获取土体的冻结参数;考虑土体的相变过程,采用ABAQUS有限元软件,对联络通道积极冻结期的温度场发展规律进行研究;通过现场实测数据,对该数值模拟方法进行可靠性评价。数值模拟结果表明:随着时间的增加,3个典型剖面冻结壁平均温度分别经历急速降低、缓慢降低和趋于平缓3个阶段。积极冻结45 d后,冻结壁发育良好,平均厚度均大于设计值,平均温度均小于设计值(-13℃)。现场实测数据表明:5个测温孔的数值模拟温度与实测温度基本一致,最大偏差仅为2.4℃。该研究验证了数值模拟方法的准确性,说明了冻结设计方案的可行性,且现场冻结效果显著,产生了较高的社会经济效益。