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隧道建设(中英文) ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (6): 1198-1207.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2026.06.006
魏代伟1, 姚占虎2, 孙敬鑫1, 张雷1, 石荣剑3, 4, *, 李辉1
WEI Daiwei1, YAO Zhanhu2, SUN Jingxin1, ZHANG Lei1, SHI Rongjian3, 4, *, LI Hui1
摘要: 为探究大直径盾构地中对接时非对称冻结的温度场演变规律,依托江阴靖江长江隧道大直径盾构对接工程,根据相似理论设计进行冻结模型试验,研究盾构外非对称布孔条件下冻结温度场的演变规律和分布特征。主要结论如下: 1)在盾构外部分散布孔冻结作用下,冻结20 d后冻结壁交圈而形成封闭冻结帷幕,冻结70 d和160 d时盾构对接位置冻结壁厚度达到3.9 m和6.0 m,平均温度分别为-13.4 ℃和-14.7 ℃。2)先、后行盾构侧及对接断面的冻土发展速度相差不大,冻结管内部土体体积差别影响不同位置冻结壁厚度和平均温度的变化过程,冻结100 d后内部冻土温度波动较小,整体冻结壁厚度和平均温度进入基本稳定状态。3)盾构钢质壳体的导热作用会促进盾构与土体交界面的冻结效果,减小了盾构轴向上冻结效果的差别,冻结结束时盾壳表面温度达到-17.6 ℃,可有效降低盾壳周围出现地下水渗流的施工风险。4)盾构结构与冻结管布设方式会显著影响冻结壁形成过程及温度场分布特征,通过调整冻结管开孔角度及长度等设计参数,合理分配冻结管内外冻土体积,从而精确控制冻土降温过程,可在盾构对接位置高效获得良好承载能力和封水效果的冻结壁。