大型地下工程如何进行精准、可靠的冻结加固一直是困扰施工者的主要难题之一。以广州地铁3号线机场段隧道冻结加固工程为例，从冻结壁设计和冻结孔设计两个方面入手，介绍了大体量冻结工程的设计方法，并根据现场实测数据，对该工程冻结过程温度场演化以及关键技术指标的形成情况进行分析。研究结果表明冻结壁设计平均温度-10℃、厚度3 m（底部平底4 m）时，冻土帷幕的总体承载能力足够满足项目需求。在不具备明挖和水平加固条件下，垂直冻结技术的应用能够节约能量，有效降低了项目成本，也为后续类似工程的开展提供了参考依据。
大型地下工程如何进行精准、可靠的冻结加固一直是困扰施工者的主要难题之一。以广州地铁3号线机场段隧道冻结加固工程为例，从冻结壁设计和冻结孔设计两个方面入手，介绍了大体量冻结工程的设计方法，并根据现场实测数据，对该工程冻结过程温度场演化以及关键技术指标的形成情况进行分析。研究结果表明冻结壁设计平均温度-10℃、厚度3 m（底部平底4 m）时，冻土帷幕的总体承载能力足够满足项目需求。在不具备明挖和水平加固条件下，垂直冻结技术的应用能够节约能量，有效降低了项目成本，也为后续类似工程的开展提供了参考依据。
大型地下工程如何进行精准、可靠的冻结加固一直是困扰施工者的主要难题之一。以广州地铁3号线机场段隧道冻结加固工程为例，从冻结壁设计和冻结孔设计两个方面入手，介绍了大体量冻结工程的设计方法，并根据现场实测数据，对该工程冻结过程温度场演化以及关键技术指标的形成情况进行分析。研究结果表明冻结壁设计平均温度-10℃、厚度3 m（底部平底4 m）时，冻土帷幕的总体承载能力足够满足项目需求。在不具备明挖和水平加固条件下，垂直冻结技术的应用能够节约能量，有效降低了项目成本，也为后续类似工程的开展提供了参考依据。
盾构隧道端头的加固有多种方式,为施工现场合理选择盾构隧道端头加固方式,本文对圆形冻结板冻结加固盾构隧道端头的规律进行研究,运用有限元软件分析盾构隧道端头圆形冻结板冻结加固温度场的发展规律,与正方形冻结板冻结加固进行对比,并对圆形冻结板进行敏感性分析。结果表明:(1)圆形冻结板比正方形冻结板更有利于盾构隧道端头的土体加固;(2)距离冻结板越近,降温速度越快,冻结时间相应缩短,冻结效果显著;(3)导热系数越大,降温速度越快,冻结范围更广,越有利于冻结;(4)比热越大,降温速率越缓慢,冻结时间加长,不利于冻结;(5)改变土体相变潜热不能改变冻土帷幕的冻结效果。本研究所得分析结果可为今后实际施工提供参考依据。
盾构隧道端头的加固有多种方式,为施工现场合理选择盾构隧道端头加固方式,本文对圆形冻结板冻结加固盾构隧道端头的规律进行研究,运用有限元软件分析盾构隧道端头圆形冻结板冻结加固温度场的发展规律,与正方形冻结板冻结加固进行对比,并对圆形冻结板进行敏感性分析。结果表明:(1)圆形冻结板比正方形冻结板更有利于盾构隧道端头的土体加固;(2)距离冻结板越近,降温速度越快,冻结时间相应缩短,冻结效果显著;(3)导热系数越大,降温速度越快,冻结范围更广,越有利于冻结;(4)比热越大,降温速率越缓慢,冻结时间加长,不利于冻结;(5)改变土体相变潜热不能改变冻土帷幕的冻结效果。本研究所得分析结果可为今后实际施工提供参考依据。
盾构隧道端头的加固有多种方式,为施工现场合理选择盾构隧道端头加固方式,本文对圆形冻结板冻结加固盾构隧道端头的规律进行研究,运用有限元软件分析盾构隧道端头圆形冻结板冻结加固温度场的发展规律,与正方形冻结板冻结加固进行对比,并对圆形冻结板进行敏感性分析。结果表明:(1)圆形冻结板比正方形冻结板更有利于盾构隧道端头的土体加固;(2)距离冻结板越近,降温速度越快,冻结时间相应缩短,冻结效果显著;(3)导热系数越大,降温速度越快,冻结范围更广,越有利于冻结;(4)比热越大,降温速率越缓慢,冻结时间加长,不利于冻结;(5)改变土体相变潜热不能改变冻土帷幕的冻结效果。本研究所得分析结果可为今后实际施工提供参考依据。
结合一个具体的工程算例,对一种防护网与液氮冻土墙复合基坑的支护结构进行了温度场、位移场和应力场的数值分析,比较了低温盐水冻结和液氮冻结两种情况下温度场演变规律的差异,同时判断了该新型支护结构的安全性,主要得出:液氮冻结形成所需冻土帷幕的时间要比盐水冻结早许多;液氮冻结的冻结效果优于盐水冻结,所形成的冻土帷幕强度比盐水冻结大;计算出来的位移场值均很小;其主应力最小值也都很小,最大值为0.92 MPa;最大剪应力为0.17 Mpa;计算得出拉、压、剪应力值的安全系数均远大于2.由此最终得出的结论为:该工法安全可靠,可为今后类似工程提供重要的参考依据.
本文首先简要介绍了在煤矿建设中广泛应用的冻结法的应用范围,然后以上海市轨道交通4号线隧道修复工程中山南路段垂直冻结为例,在试验数据的基础上计算参数,建立有限元模型,对其应力场进行分析研究。研究过程中参数的选取、边界条件的处理、模型的建立、问题的求解及结果处理为隧道修复工程及类似工程提供了有益参考。