淺覆土管棚凍結(jié)的凍脹控制技術(shù)研究.pdf

1、人工地層凍結(jié)法以其對(duì)復(fù)雜水文條件和地質(zhì)條件較強(qiáng)的適應(yīng)性、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、所形成的凍土帷幕具有絕對(duì)的封水性、較高的強(qiáng)度、較好的整體性、均質(zhì)性和可復(fù)原性等諸多優(yōu)點(diǎn)，在城市地下工程中應(yīng)用廣泛，被稱(chēng)為“綠色環(huán)保工法”，但凍結(jié)過(guò)程中過(guò)量的凍脹可引起鄰近建/構(gòu)筑物產(chǎn)生不均勻沉降、道路路面開(kāi)裂以及地下管線破壞等災(zāi)害。
　　本文針對(duì)淺覆土凍脹問(wèn)題，依托中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目“市政工程中強(qiáng)管棚凍結(jié)暗挖穿越技術(shù)研究”，以上海某地鐵車(chē)站

2、出入口工程為研究背景，采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)相結(jié)合的方法對(duì)管棚凍結(jié)凍脹控制技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　首先，對(duì)管棚凍結(jié)凍脹控制機(jī)理進(jìn)行了分析，提出了管棚凍結(jié)凍脹控制的理念，即利用管棚幫助凍土承載，減小設(shè)計(jì)凍結(jié)壁厚度，減小凍土體量，從而減小凍脹量。
　　其次，基于該理念，通過(guò)對(duì)純管棚結(jié)構(gòu)、純凍土結(jié)構(gòu)和凍土+管棚復(fù)合結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行比選，對(duì)上海某地鐵車(chē)站出入口工程凍結(jié)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。
　　再次，以實(shí)際工程為例，利

3、用ANSYS有限元分析軟件對(duì)淺覆土條件下的凍脹效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了上覆土厚度為6.4m時(shí)，土體內(nèi)部最大凍脹量高達(dá)160mm，地表最大隆起量高達(dá)142mm，然后再對(duì)管棚凍結(jié)凍脹效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，結(jié)果顯示：采用管棚凍結(jié)技術(shù)可減小地表凍脹量約40％，凍脹控制效果較為顯著，證明了管棚凍結(jié)凍脹控制技術(shù)的有效性。
　　最后，采用自動(dòng)化沉降監(jiān)測(cè)儀對(duì)地下管線及地表變形進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，結(jié)果表明：沉降曲線整體上呈現(xiàn)“近正弦曲線”型走勢(shì)，地下管