向 亮,尹陇娟

(中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安 710043)

引言

随着我国城市化的快速推进，城市拥堵问题日益严峻。城市轨道技术具有运量大，速度快的优点，对于解决拥堵问题和提升公共交通服务水平有着重要的意义[1-2]。多数地铁隧道需穿越城市中心地区、建筑物密集区，有的也位于江河下方，或穿越软土、富水砂层等特殊地层。在复杂地层条件下，城市轨道技术中的地铁车站开挖常采用人工冻结技术进行止水加固，对人工冻结施工时产生的温度场的变化以及冻胀对周边构筑物、管线的影响仍需进一步研究[3]。

人工冻结法施工占用地面面积小，容易将冻结和开挖引起的地表沉降控制在规范要求之内，具有对周围环境影响小，不影响交通的优点[4]。冻结法早期运用于矿井工程，近些年随着城市地下空间的扩展，采用冻结施工的防水、支护等功能越来越多的运用于城市地铁、基坑、隧道、人防等工程中[5]。从70年代开始，国内学者对人工冻结法进行了大量研究，陆续将人工冻结法运用于地铁隧道工程[6-10]。陈湘生等对人工冻土的力学性质进行分析[11-12]；胡向东等对多种情况下人工冻结施工中温度场与冻结帷幕进行了研究[13-14]；何川、晏启祥等进行了复杂工况下冻结法在地铁联络通道的力学研究，考虑了地层冻结的水、热、力三场耦合优化冻结法设计[15]；蔡海兵等开展了冻结施工对地层与地表的融沉影响模型试验研究[16-18]，卢亦焱[19]对港珠澳大桥珠海连接线拱北隧道管幕冻结过程进行了有限元数值模拟，分析了冻结管布置圈整体温度场及冻结帷幕厚度随时间的变化规律；……