为探究盾构隧道长联络通道冻结施工冻结技术效果，以郑州市8号线1期工程3号联络通道人工冻结施工为背景，探究了拱顶冻结管不同排布情况下冻结效果，采用ABAQUS建立三维实体数值模型计算土体温度场，并提取冻结壁发展情况与冻土平均温度。结果表明：传统双排冻结管在长距离联络通道冻结施工中可能存在冻土平均温度不足的情况；增设为三排冻结管可以有效增强喇叭口拱顶冻结壁，降低侧墙冻结壁平均温度；建议在三排冻结管布置情况可将积极冻结时间降至47 d。

为了合理分析多冷媒非均质人工冻结壁的力学特性，将冻结壁视为弹性模量和粘聚力随半径呈线性变化的功能梯度材料，并通过引入冻胀系数n来反映冻结壁的冻胀特性，基于不同屈服准则分别推导得出考虑冻胀特性的多冷媒非均质人工冻结壁弹塑性状态下的应力、位移以及塑性区相对半径的隐式方程。计算结果表明：在考虑非均质特性后，基于M-C、D-P、广义Tresca以及双剪统一强度准则计算得出冻结壁的弹性极限承载力分别降低4.01%、4.02%、3.19%、2.57%，而塑性极限承载力分别提高8.13%、8.13%、8.04%、7.95%；进一步考虑冻胀特性后，基于四种屈服准则计算得出非均质冻结壁的弹性极限承载力分别提高6.91%、6.92%、5.93%、5.19%。以M-C准则为例，考虑冻胀特性后，当冻结壁处于弹性极限状态(rc＝1)时，非均质冻结壁内、外缘位移分别增加3.850 cm和17.159 cm；当冻结壁处于弹塑性状态(rc＝1.2)时，非均质冻结壁内、外缘位移分别增加5.544 cm和16.024 cm；当塑性区相对半径1≤rc≤1.2...

结合台北市地铁某联络通道冻结工程，运用COMSOL有限元软件建立三维数值瞬变模型，针对该工程冻土帷幕和温度场的发展规律展开深入的研究，并对温度场的变化过程进行动态模拟。仿真模拟结果表明，当冻结管呈放射状排列时，冻结管的密度对冻结效果的影响非常显著，冻结管越密集的地方其冻结效果越出色；冻结壁的交圈时间成为冻胀变形迅速增加的决定性时刻，在设计冻结方案下，冻结壁交圈时间是第15天左右；通过模拟冻土帷幕的发育过程，整个冻土帷幕发展最薄弱的区域是逃生井右侧的冻结区域，建议增加冻结管的数量来加强该区域的冻结效果；3条路径测温点（DJ-1、DJ-2、DJ-3，路径DJ-1位于冻结区域之外，路径DJ-2位于冻结管附近，DJ-3位于冻结帷幕区域内部）的降温曲线表明，离冻结管距离越远冻结效果越差，温度下降速度越慢。整个冻土帷幕的平均厚度和平均温度满足冻结设计要求，验证采用联络通道冻结法是合理的。

公路盾构隧道联络通道建设面临较大的不确定性和风险，通常采用人工地层冻结法进行施工。以孟加拉吉大港卡纳普里河底盾构隧道联络通道为研究对象，分析联络通道施工过程中冻土帷幕和结构衬砌受力情况，研究采用双圈管冻结施工过程中冻土帷幕发展规律。针对施工期和运营期衬砌受力的最不利工况进行验算，分析积极冻结和维护冻结阶段温度场的变化，并研究部分不确定参数的敏感性。分析结果表明，该联络通道设计施工方案合理可行。

新型管幕冻结法冻结系统由充填混凝土的实顶管内布置圆形主力冻结管和限位管、未充填混凝土的空顶管内布置异形加强冻结管组成。为分析该新型管幕冻结系统中空顶管周围的冻结效果,通过拱北隧道管幕冻结现场原型试验,对空顶管中异形加强冻结管是否采取外表面保温措施展开研究,利用冻土帷幕厚度的变化对异形加强冻结管保温措施与不保温状态进行冻结效果对比分析。结果表明:异形加强冻结管保温不利于冻土帷幕的形成,随着冻结时间推移,冻土帷幕的发展会越来越慢;协同冻结模式下60 d后保温与不保温的冻土厚度之差约为冻结20 d的2倍。可以把空顶管作为“大冻结管”来考虑,利用异形加强冻结管对空顶管内部整体降温,更有利于顶管周围冻土帷幕的发展。

为深入了解水泥改良粉质黏土的冻胀融沉特性，以福州地区四号线地铁所穿典型土层粉质黏土为例，分析了水泥浆掺量、养护龄期、冻结温度和水灰比4个因素对水泥改良粉质黏土的影响，获得单因素作用下改良土的冻胀融沉规律，确定了改良土的最佳水泥浆掺量为20%,最佳水灰比为0.8,并通过温度监测得出冻胀融沉试验过程中温度场的发展规律。通过SPSS Statistics建立多元线性回归方程，预测水泥改良粉质黏土在多因素综合作用下的冻胀率，分析得出对冻胀率影响程度大小为水泥浆渗入量>养护龄期>冷端温度>水灰比。

近年来，中国城市轨道交通大规模建设，新建地铁隧道采用人工冻结法下穿地面建筑等工程数量逐年增加。冻结过程中，人工冻土冻胀容易引发上覆地表和相邻建筑物出现不均匀变形，造成上覆结构损坏。为保证双线隧道冻结施工中上覆结构安全，需要研究冻结下穿过程中的冻胀规律以选取最优施工方案。基于上海地铁18号线双线隧道冻结下穿地铁10号线国权路运营车站工程，开展冻结隧道下穿上覆车站相似模拟试验，并采用传感器对上部10号线国权路车站底板变形进行自动化监测，研究了上覆车站底板在全长冻结和分段冻结2种模式下的冻胀抬升规律，得出了工程施工过程中上覆车站底板变形规律。结果表明：分段冻结模式对上覆结构产生的最大抬升量为20.5 mm，出现在下行线隧道冻结期间，小于全长冻结模式产生的最大抬升量30 mm。车站底板在分段冻结模式下出现整体抬升，下行线隧道在积极冻结期间的抬升速度为0.12 mm/d，大于上行线隧道冻结时的抬升速度0.08 mm/d。采用分段冻结、分段开挖方案时，冻胀抬升和开挖沉降交替产生，车站底板抬升位移曲线呈锯齿状。实际工程中采用分段冻结、取土卸压等方法降低冻胀量，实测车站底板最大抬升量为25.41 mm...

以上海地铁某联络通道为例,分析地铁联络通道冻结过程,探讨地铁联络通道水平冻结法施工技术应用价值和注意事项,为其他相似工程建设提供借鉴。

运用有限元软件分别建立X型冻结管和圆形冻结管单管数值模型,分析了2种冻结管单管冻结40 d后冻土帷幕的基本状况,并设置3条观察路径,对比分析采用不同冻结管冻结各路径上观察点温度的变化规律,以此来比较2种冻结管冻结效果的优劣.实验结果表明:冻结40 d时,X型、圆形冻结管分别形成一个近似矩形、圆形的冻土帷幕;采用X型冻结管冻结的降温速度更快;距离冻结管越近,其冻结效果越好,随着距离的增加,采用2种冻结管冻结的差距逐渐减小,最终冻结温度在距离0.35 m处相差不大;路径3上20点受土体影响最大,冻结完成后的最终温度明显高于其他各点,其余各点(15～19点)温度及变化规律在冻结过程中基本一致;路径3上2种冻结管冻结完成后的最终温度分别约为12℃和0℃,采用X型冻结管冻结的范围和冻结效果远远优于圆形冻结管,冻土帷幕的强度也更加均匀,因此建议使用X型冻结管进行冻结施工.

通过对富水不稳定地层浅埋大断面隧道暗挖工程特点的分析,以浅埋暗挖法和人工冻结法为基础工法,提出了浅埋大断面隧道分区冻结、分部构筑的施工方案。首先,根据复杂构筑物环境下的浅埋大断面隧道暗挖施工存在的开挖面失稳风险,提出了大断面分区冻结、分部构筑施工技术;其次,根据工程实践中遇到的冻土帷幕发展不均匀和冻胀风险大的问题,提出了局部水平注浆改良和冻胀控制技术;最后,通过工程实践和现场监测数据分析,对所提出的各项技术效果做了分析。结果表明:(1)建立的分区冻结方案和分部构筑施工方案,确保了冻土帷幕的有效形成和暗挖施工时的开挖面稳定;(2)局部水平注浆改良技术可有效解决因冻结区域与地表水力联系强而导致的局部冻土帷幕发展缓慢的问题,保证了积极冻结期内的冻结壁完整性;(3)以站内水平钻孔取土、站台下方钻孔取土和水平卸压强排相结合的冻胀控制方法,可有效控制冻胀导致的地表变形,减小对既有车站结构的影响。