韩玉福

北京中煤矿山工程有限公司 北京 100013

引言

目前人工冻结法在市政施工领域有着广泛的应用，但是随着地下工程复杂程度的增加，对于冻结法应用更加广泛。因此对于冻结法中能量供应，温度保持等问题的研究也更为必要。本文针对广州市轨道交通三号线北延段机场南站～机场北站区间工程冻结管局部冻结进行研究，通过数值仿真计算的方式，研究了局部冻结施工中的冻结管保温方式。以期为工程实践提供合适的使用方案。

1 工程概况

广州市轨道交通三号线北延段机场南站～机场北站区间因地块业主（广东省机场管理集团有限公司）意见及周边环境地质情况，拟定YDK29+818.697～ZDK30+026.500约207.802米采用暗挖进行施工。局部曲线段拟采用冻结法加固，矿山法暗挖施工。根据设计冻结加固区域长度110m左右。冻结暗挖段为马蹄形结构，拟筑结构净高8120mm，净宽11900mm，结构厚600mm，采用二次支护，一次支护厚度为350mm。开挖断面净高8820mm，净宽12600mm。受施工工艺及现场情况影响，最终决定采用垂直冻结方案进行加固[1]。

2 模型建立

利用COMSOL多物理场软件建立计算区域，由于本次计算为单管保温计算，因此计算中采用二维轴对称模型，建立1×0.5m矩形模型，左侧边界作为冻结管外边界，并依此向内设置20mm保温层、保温层外边界及土体区域。计算中计划模拟不同材质的保温外边界，因此将外边界设置为4mm厚薄膜层。上下两处设置为5cm厚无限元，比例为1:1e3，以减少上下区域的边界效应[2]。除冻结区域外其他区域设置为热绝缘区域，并划分网格如图1。……