發(fā)布時間：2020-10-09 17:18

　　 港珠澳大橋拱北隧道口岸段采用管幕法與人工地層凍結法相結合的新工法,即“管幕凍結法”。在拱北隧道管幕凍結施工期間,如地層的凍脹融沉現(xiàn)象未得到有效控制,勢必會對隧道周邊環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響。為此,本文以拱北隧道管幕凍結施工工程為研究對象,采用室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬相結合的方法,對該淺埋大斷面隧道管幕凍結法施工期的地層凍脹融沉規(guī)律進行研究,在此基礎上,提出了地層凍脹融沉控制技術。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)采用室內(nèi)試驗方法,進行了人工凍土熱物理力學性能試驗,獲取了凍土和融土的比熱、凍結溫度、導熱系數(shù)和單軸抗壓強度等參數(shù),特別是確定了不同土層的凍脹率和融沉系數(shù),為地層凍脹融沉的數(shù)值模擬提供了基本參數(shù)。(2)考慮凍土正交各向異性的變形特征,采用熱力耦合數(shù)值模擬方法,對拱北隧道管幕凍結施工期的凍土帷幕形成過程和地層凍脹變化規(guī)律進行了預測研究。研究結果表明,在隧道凍結期間,隧道頂部正中心位置的地層凍脹位移相對較大,隧道積極凍結90 day后,最大地層凍脹位移為164.47 mm,地表最大隆起量為154.6 mm,地層產(chǎn)生較大的凍脹現(xiàn)象,因此需要采取相應的凍脹控制措施。(3)采用熱力耦合數(shù)值模擬方法,對拱北隧道管幕凍結施工期的凍土帷幕解凍過程和地層融沉變化規(guī)律進行了預測研究。研究結果表明,在隧道自然解凍期內(nèi),隧道頂部土層沉降現(xiàn)象明顯,凍土帷幕完全解凍后,地層最大沉降量為-69.53 mm,地表最大沉降量為-63 mm,因此有必要采取相應的融沉控制措施。(4)鑒于拱北隧道管幕凍結施工期地層可能產(chǎn)生較大的凍脹融沉現(xiàn)象,為此提出了凍結前土體注漿改良、鹽水流量控制、鹽水溫度調(diào)控、限位管調(diào)控和異型凍結管分區(qū)開關調(diào)控等地層凍脹綜合控制技術,以減小地層的凍脹量。根據(jù)凍土帷幕的融化速率以及對地表和隧道的沉降影響,確定了融沉注漿的方式、時間及參數(shù),進而提出了地層融沉注漿技術措施。本文研究成果可為類似條件下淺埋大斷面隧道管幕凍結施工期地層凍脹融沉的控制提供參考依據(jù)。圖[41]表[18]參[81]
【學位單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：U455.49
【部分圖文】：

圖１地鐵車站凍結設計圖逡逑

圖２邋“鋼頂管＋凍結＂施工方法示意圖逡逑Ｆｉｇ邋２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒ?

圖４拱北隧道平面布置圖逡逑Ｆｉｇ邋４邋Ｌａｙｏｕｔ邋ｏｆ邋ｇｏｎｇｂｅｉ邋ｔｕｎｎｅｌ逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2833969