复杂环境下浅埋暗挖隧道穿越薄富含水层冻结温度场研究

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S1): 388-393.

复杂环境下浅埋暗挖隧道穿越薄富含水层冻结温度场研究

袁云辉¹，杨平¹，江天堑²

1.南京林业大学土木工程学院，南京 210037；2. 中铁隧道集团公司二处，北京 102200

收稿日期:2010-04-23 出版日期:2010-08-10 发布日期:2010-09-09
通讯作者: 杨平，男，1964年生，硕士，教授，博士生导师，主要从事岩土与地下工程的教学与研究工作。 E-mail:yangping@njfu.edu.cn
作者简介:袁云辉，男，1984年生，硕士研究生，主要从事岩土与地下工程研究工作。
基金资助:
江苏省六大人才高峰项目资助（No. 2004－建11）；江苏省普通高校研究生科研创新计划（No. CX09S_015Z）。

Study of thermal field of soil freezing in shallow covered tunnel with subsurface excavation passing through ground with thin aquifer under complex conduction

YUAN Yun-hui¹, YANG Ping¹, JUANG Tian-qian²

1. College of Civil Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 2. Second Department of China Railway Tunneling Group Corporation, Beijing 102200, China

Received:2010-04-23 Online:2010-08-10 Published:2010-09-09

摘要/Abstract

摘要：

提出了南京地铁2号线新街口－上海路隧道穿越薄富含水层冻结法止水加固方案，利用ADINA有限元软件对该浅埋暗挖隧道涌水段建立冻结温度场数值模型，分析了冻结管间距、冻结盐水温度、冻结管直径对冻结壁发展速率、冻结壁厚度、平均温度的影响，以此为基础对冻结参数开展优化设计，并获得成功应用。研究结果表明：利用人工冻结技术能够有效解决这一特殊岩土工程难题。为了在支护段获得有效地止水冻土帷幕，冻结管间距应小于等于1 m；冻结工程中采取-30℃的盐水温度既能满足需冷量，又能符合经济性要求；采取大直径的冻结管对增加冻土墙厚度与降低冻土壁平均温度的影响并不显著。

关键词: 隧道内人工冻结, 浅埋暗挖, 薄含水层, 温度场, 数值模拟

Abstract:

Artificial freezing water sealing reinforcement method for water-enriching layers of Shang－Xin tunnel of Nanjing metro Line No.2 is proposed. Numerical model of freezing temperature field is built for the water inflowing tunnel by ADINA software. The effects of distance of freezing pipes, brine temperature and diameter of freezing pipes on development of freezing walls, thickness of freezing wall and average temperature are studied. On the basis of this study optimization design is implemented. And the freezing method is successfully applied to the construction. The study demonstrates that the application of artificial freezing can solve this special geotechnical problem. The distance of freezing pipes should less than 1 meter so as to get effective freezing wall. Using brine temperature of -30℃ may not only meet the need of cooling capacity but also meet the economical requirement. There is no significant effect on the thickness of freezing wall and the average temperature by using freezing pipes of large diameter.

Key words: artificial freezing in tunnel, shallow covered tunnel with subsurface excavation, thin aquifer, temperature field, numerical simulation

中图分类号:

U 452

袁云辉，杨平，江天堑. 复杂环境下浅埋暗挖隧道穿越薄富含水层冻结温度场研究[J]. , 2010, 31(S1): 388-393.

YUAN Yun-hui, YANG Ping, JUANG Tian-qian. Study of thermal field of soil freezing in shallow covered tunnel with subsurface excavation passing through ground with thin aquifer under complex conduction[J]. , 2010, 31(S1): 388-393.

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