拱北隧道管幕冷冻施工中的冻胀控制技术研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2018.05.014

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国核心学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (5): 809-817.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.05.014

拱北隧道管幕冷冻施工中的冻胀控制技术研究

张洁¹，史培新^{1， *}，潘建立²

(1. 苏州大学轨道交通学院，江苏苏州 215131； 2. 中铁十八局集团有限公司，天津 300222)

收稿日期:2017-12-06 修回日期:2018-03-20 出版日期:2018-05-20 发布日期:2018-06-01
作者简介:张洁（1990—），女，江苏苏州人，苏州大学管理科学与工程（土木方向）专业在读硕士，研究方向为隧道与地下空间工程。Email： 18662580167@163.com。*通信作者：史培新， Email： pxshi@suda.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(51778386)

Study of Ground Frost Heave Control Technology Used in Gongbei Tunnel Constructed by Pipe Roof and Ground Freezing Method

ZHANG Jie¹, SHI Peixin^{1, *}, PAN Jianli^2

(1. School of Rail Transportation, Soochow University, Suzhou 215131, Jiangsu, China; 2. China Railway 18 Bureau Group Co., Ltd., Tianjin 300222, China)

Received:2017-12-06 Revised:2018-03-20 Online:2018-05-20 Published:2018-06-01

摘要/Abstract

摘要：

以港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道为工程实例，研究管幕冷冻法工艺中地层的冻胀控制原理和技术。基于热力耦合原理，采用有限元预测人工冷冻过程中的土体温度变化及地表冻胀位移，比较和分析管幕周围土体预注浆和采用限位管模式对地表冻胀的控制效果。结果表明：管幕周围土体的预注浆降低了土体的渗透系数及冻胀率，抑制了土中水分迁移，是冻胀控制技术的主体；限位管有效地降低了冻土的发展速率，加强了冻胀控制效果，是冻胀控制技术的有效补充。通过对现场地表冻胀实测数据与有限元模拟结果的比较分析，从地层温度和地表位移分布规律说明了冻胀控制技术的工作原理。研究结果为拱北隧道的顺利实施提供了技术保障，提高了我国复杂条件下超大断面隧道建造的总体技术，还可为类似人工冷冻法隧道施工提供技术参考。

关键词: 拱北隧道, 管幕冷冻法, 热力耦合, 人工冷冻, 注浆, 限位管, 冻胀控制

Abstract:

The ground frost heave control technology used in Gongbei Tunnel on Zhuhai Connetcting Line of Hong KongZhuhaiMacao Bridge constructed by pipe roof and ground freezing method is analyzed. And then the soil temperature and ground surface displacement are predicted by finite element simulation based on thermalmechanical coupling theory; the control effects of the frost heave by using pregrouting around pipe curtain and frozen depth limiting tubes are compared and analyzed. The results show that: (1) The permeability, frost heave rate and water transfer of the ground are reduced by pregrouting around pipe curtain, which plays a critical role in the frost heave control. (2) The frozen depth limiting tubes can relieve the development rate of the frozen soil, strengthen the effect of frost heave control, and as well, serve as an effective supplementary of the frost heave control. The comparison between simulated ground surface displacement and the field monitoring results is made; and the frost heave control principle is explained from the aspects of distribution of ground temperature and ground surface displacement. The results can provide technical support for successful construction of Gongbei Tunnel, improve the construction technique of the superlarge crosssection tunnel under complex conditions in China, and provide valuable reference for the construction of tunnels using similar artificial ground freezing method in the future.

Key words: Gongbei Tunnel, pipe roof and ground freezing method, thermalmechanical coupling, artificial ground freezing, grouting, depth limiting tube, frost heave control

中图分类号:

U 455.49

张洁，史培新，潘建立. 拱北隧道管幕冷冻施工中的冻胀控制技术研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(5): 809-817.

ZHANG Jie SHI Peixin, PAN Jianli. Study of Ground Frost Heave Control Technology Used in Gongbei Tunnel Constructed by Pipe Roof and Ground Freezing Method[J]. Tunnel Construction, 2018, 38(5): 809-817.

[1]	后钱峰, 陈颖辉, 欧明喜, 曾艳铭, 邹梦超. 运营隧道注浆堵漏效果的GRA 模糊综合评价[J]. 隧道建设, 2020, 40(5): 755-761.
[2]	秦佳佳. 合肥地区复合地层盾构掘进参数控制研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(3): 435-443.
[3]	高骏, 孟小伟, 马龙祥, 张超, 刘锦超. 软土地层顶管法地下通道近接桥梁施工保护方案研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(S2): 234-241.
[4]	熊昊翔, 许晴爽, 任辉. 拱北隧道曲线管幕顶管顶力参数取值研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(S1): 146-151.
[5]	汪旭，孟露，程德胜，卢松. TBM施工隧道管片衬砌段回填注浆质量检测综合物探方法研究及应用[J]. 隧道建设, 2019, 39(S1): 166-175.
[6]	姚先力. 以色列地铁粉砂地层盾构连续穿越河道和铁路施工技术[J]. 隧道建设, 2019, 39(5): 858-867.
[7]	唐晓杰，石磊，陈佳玮，彭振，李元海. 大跨地铁隧道组合工法穿越断层时的围岩变形控制分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(2): 227-239.
[8]	熊昊翔，任辉，翁远林. 拱北隧道5台阶14部开挖施工组织方案分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(2): 281-286.
[9]	俞　峰. 高速铁路隧道有毒物质环境下修建技术研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(12): 2067-.
[10]	何爽，胡向东. 管幕冻结法钢管-冻土接触面剪切试验研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(11): 1864-.
[11]	郑明新，伍明文，胡国平，郭杰森，黄钢，杨继凯. 偏压隧道洞口段坡体钢花管注浆加固效果分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(1): 23-30.
[12]	何超，张鹏，马保松. 拱北隧道管幕工程顶管间距计算分析[J]. 隧道建设, 2019, 39(1): 94-101.
[13]	李志鹏，李亚璇，张立，宋天娇. 车站基坑揭露断层带注浆加固效果数值模拟研究[J]. 隧道建设, 2018, 38(S2): 111-119.
[14]	林辉，吴文彪，王闯，封坤，谭荣珊，戴志成. 大埋深富水裂隙岩层土压平衡盾构填舱注浆施工技术[J]. 隧道建设, 2018, 38(S2): 268-277.
[15]	孙祥惠. 竖井突涌水淹井处理技术研究与应用[J]. 隧道建设, 2018, 38(S2): 330-336.

拱北隧道管幕冷冻施工中的冻胀控制技术研究

Study of Ground Frost Heave Control Technology Used in Gongbei Tunnel Constructed by Pipe Roof and Ground Freezing Method

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价