地铁联络通道扰动土体冻结法技术与监测

摘要

随着我国城市化进程的加快，我国很多大中城市的人口出行和城市交通存在着不小的矛盾，城市轨道交通的建设，尤其是地铁的建设势在必行。由于人工地层冻结法与其他施工方法有其自身的优越性，逐渐地成为地铁联络通道或旁通道的主要施工方法。但是人工地层冻结法的工序比较复杂，对冻结成败的影响因素比较多，尤其是冻结法施工在繁忙的城市中施工有一定的风险性。
　　沈阳地铁2号线“工程学院”站-“辽宁大学”站区间1号联络通道在wss注浆法加固土层失效，施工过程中几次出现涌水、涌沙的现象。表明由于工程所在地层水文地质条件复杂，注浆加固不能形成全封闭的封水系统，综合考虑拟改用人工冻结法施工加固土层。土体中被人为注入水泥浆液等改良土层，这样强扰动土层一定会对人工冻结法施工产生或多或少的影响。虽然人工冻结法在国内外的地铁联络通道和旁通道的施工中有过很多的成功实践，但是在强扰动土层中施工中仍存在一定的风险。本文以沈阳地铁2号线“工程学院”站-“辽宁大学”站区间1号联络通道工程为工程背景，通过现场实习、搜集和绘制测温孔温度、卸压孔压力、冻胀压力随时间变化趋势图，与常规土层的测温孔温度、卸压孔压力、冻胀压力随时间变化趋势图对比，分析此扰动土层对人工冻结法的影响、指出施工过程的风险源，并提出风险控制措施。得出结论:扰动土层对冻结管的施工难度增加不少，温度场在扰动土层中的发展不均匀，应科学谨慎的判断是否达到开挖条件，扰动土层的冻胀和融沉比常规土层要小。
　　扰动土层冻结法施工风险因素比较多，应在施工中引起特别的注意。本文所得结论为工程实测结果，对其他工程有一定的参考意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 问题的提出和课题研究的背景和意义

1．2 国内外研究的现状及发展趋势

1．2．1 人工冻结法技术

1．2．2 人工地层冻结法的研究与应用

1．2．3 冻结法施工在地下工程施工中的发展

1．3 本文研究的内容和方法

2 依托工程背景及冻结法施工方案

2．1 依托工程背景

2．1．1 工程概况

2．1．2 工程地质概况

2．1．3 水文地质概况

2．2 冻结加固方案设计

2．2．1 设计旋工及技术要点

2．2．2 冻结帷幕的结构设计

2．2．3 主要冻结设备

2．2．4 冻结施工工序

2．2．5 施工安全保护措施

2．3 本章小结

3 冻结法施工风险与控制

3．1 冻结孔钻孔事故

3．2 管片损坏事故

3．3 冻结帷幕事故

3．3．1 冻结帷幕的设计缺陷

3．3．2 不利条件

3．3．3 冻结帷幕性状的判断失误

3．3．4 施工管理不当

3．4 冻胀事故和融沉事故

3．4．1 冻胀事故

3．4．2 融沉事故

3．5 结语

4 人工冻结地层温度场分析

4．1 冻土的形成

4．2 人工冻结温度场的形成

4．3 冻结温度场的数学模型

4．4 冻结温度场温度分布规律

5 冻结法施工信息化监测

5．1 地表沉降监测

5．2 冻结帷幕监测

5．2．1 盐水温度

5．2．2 测温孔温度

5．2．3 卸压孔压力

6 主要结论

致谢

参考文献

作者简介及读研期间主要获得荣誉