港珠澳大橋拱北隧道口岸段采用管幕法與人工地層凍結(jié)法相結(jié)合的新工法,即“管幕凍結(jié)法”。在拱北隧道管幕凍結(jié)施工期間,如地層的凍脹融沉現(xiàn)象未得到有效控制,勢(shì)必會(huì)對(duì)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(jié)施工工程為研究對(duì)象,采用室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對(duì)該淺埋大斷面隧道管幕凍結(jié)法施工期的地層凍脹融沉規(guī)律進(jìn)行研究,在此基礎(chǔ)上,提出了地層凍脹融沉控制技術(shù)。本文主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)采用室內(nèi)試驗(yàn)方法,進(jìn)行了人工凍土熱物理力學(xué)性能試驗(yàn),獲取了凍土和融土的比熱、凍結(jié)溫度、導(dǎo)熱系數(shù)和單軸抗壓強(qiáng)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(duì)拱北隧道管幕凍結(jié)施工期的凍土帷幕形成過(guò)程和地層凍脹變化規(guī)律進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究。研究結(jié)果表明,在隧道凍結(jié)期間,隧道頂部正中心位置的地層凍脹位移相對(duì)較大,隧道積極凍結(jié)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(yīng)的凍脹控制措施。(3)采用熱力耦合數(shù)值模擬方法,對(duì)拱北隧道管幕凍結(jié)施工期的凍土帷幕解凍過(guò)程和地層融沉變化規(guī)律進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究。研究結(jié)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(yīng)的融沉控制措施。(4)鑒于拱北隧道管幕凍結(jié)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(jié)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(jié)管分區(qū)開(kāi)關(guān)調(diào)控等地層凍脹綜合控制技術(shù),以減小地層的凍脹量。根據(jù)凍土帷幕的融化速率以及對(duì)地表和隧道的沉降影響,確定了融沉注漿的方式、時(shí)間及參數(shù),進(jìn)而提出了地層融沉注漿技術(shù)措施。本文研究成果可為類(lèi)似條件下淺埋大斷面隧道管幕凍結(jié)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(xué)位單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：U455.49
【部分圖文】：

圖１地鐵車(chē)站凍結(jié)設(shè)計(jì)圖逡逑

圖２邋“鋼頂管＋凍結(jié)＂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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2833969