【正文】 易產(chǎn)生較大的凍脹和融沉變形。(2)凍結(jié)過程中,人工凍結(jié)器表面溫度通常低于20 ,負(fù)溫梯度隨著凍結(jié)壁的擴(kuò)展由大變小, 凍結(jié)速度由快變慢, 凍結(jié)時(shí)間相對較短。在凍結(jié)土體融化過程中,周邊的土體溫度相對較低,溫度梯度較小, 但在其相鄰范圍的正溫土體的作用下,凍土溫度會快速升高, 在此相變過程中,由于凍結(jié)土體要吸收大量的熱量, 而周邊正溫土體傳導(dǎo)熱量的能力有限,使得凍結(jié)土體全部融化要經(jīng)歷相對較長的時(shí)間。(3)人工凍結(jié)土體具有三維凍融的特征, 在凍結(jié)過程中凍結(jié)鋒面的擴(kuò)展垂直于凍結(jié)管軸線方向, 冰晶分布平行于凍結(jié)管軸線方向。在凍土融化過程中, 熱量是由周圍土體或結(jié)構(gòu)向凍土內(nèi)部擴(kuò)散,凍土從周邊邊界開始融化。此外,人工凍結(jié)土體的凍融過程中水分的聚集和消散同樣具有明顯的三維特征。(4)人工凍結(jié)壁作為臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)一般要承受一定的荷載作用, 在凍結(jié)過程中荷載通常對土體的凍脹具有一定的限制和約束作用,而在融沉過程中, 由于受荷載作用的影響, 融土中的孔隙水會迅速排出, 土體逐漸被壓實(shí)、壓密。制定防范措施我們此次施工范圍內(nèi)土層主要為第四系全新中統(tǒng)相層粉土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土和第四系上更新統(tǒng)三組相層粉質(zhì)粘土,其土層土質(zhì)松軟、結(jié)構(gòu)松散、孔隙比較大, 含水豐富、承載力低、容易壓縮和在動力作用下易流變、土體內(nèi)聚力小等特點(diǎn), 在我們經(jīng)過對凍結(jié)土體凍漲融沉產(chǎn)生的機(jī)理和影響因素充分分析及研究的基礎(chǔ)上,參照以往聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工經(jīng)驗(yàn),考慮到施工中將可能面臨或出現(xiàn)的各種問題, 有針對性的提出了以下技術(shù)控制要點(diǎn):(1)為防止凍結(jié)土體的凍脹融沉給隧道及地面帶來不利影響,在聯(lián)絡(luò)通道實(shí)施土體凍結(jié)前期, 根據(jù)凍結(jié)管的布置, 及時(shí)在凍結(jié)帷幕內(nèi)對稱設(shè)置數(shù)個(gè)壓力釋放觀測孔,凍結(jié)開始后根據(jù)檢測數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行泄壓以防凍脹,保證聯(lián)絡(luò)通道開挖及結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量。開挖后,及時(shí)在結(jié)構(gòu) 中國礦業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專業(yè)學(xué)科前沿講座課程報(bào)告第 4 頁 的外層臨時(shí)支護(hù)(鋼格柵)背板后用水泥砂漿充填密實(shí),利用隧道或聯(lián)絡(luò)通道內(nèi)的注漿跟蹤注漿加以補(bǔ)強(qiáng),以補(bǔ)償土層融沉,控制地表變形。(2)由于混凝土和鋼管片相對于土層更易散熱, 并且會影響隧道管片附近土體的凍結(jié)質(zhì)量,從而影響凍土整體穩(wěn)定性和封土性。為此,我們考慮在冷凍區(qū)域隧道管片上鋪設(shè)保溫層,在其對面隧道管片加設(shè)冷凍板等保溫措施,切斷由于溫度變化,而出現(xiàn)外界水源補(bǔ)給的現(xiàn)象,以消除凍土帷幕可能存在影響安全的薄弱環(huán)節(jié)。(3)加強(qiáng)凍結(jié)過程檢測, 在凍土帷幕內(nèi)布置測溫孔,以便正確測定凍土帷幕厚度和判斷凍土帷幕是否交圈,并配合壓力釋放觀測孔進(jìn)行檢測, 在凍脹達(dá)到一定壓力時(shí),及時(shí)泄壓,減少對周圍土體及隧道的影響。(4)在凍結(jié)、開挖兩側(cè)隧道內(nèi)均增設(shè)環(huán)向預(yù)應(yīng)力支撐,以防打開聯(lián)絡(luò)通道留口管片時(shí), 隧道產(chǎn)生過大變形,而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。(5)在凍結(jié)過程中, 加強(qiáng)積極、維護(hù)凍結(jié)的質(zhì)量控制,使帷幕形成整體狀凍結(jié)土體, 消除后期冷生構(gòu)造對融沉產(chǎn)生的不利影響。(6)由于凍土的蠕變形很強(qiáng),如遇凍土帷幕有明顯變形,溫度明顯回升, 立即用預(yù)制格柵加背板支撐,必要時(shí)調(diào)整開挖構(gòu)筑工藝,并同時(shí)加強(qiáng)凍結(jié),防止融沉過大,對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。(7)由于聯(lián)絡(luò)通道的開挖和支護(hù)層施工時(shí)間較凍土帷幕的化凍時(shí)間短,根據(jù)礦山井筒凍結(jié)經(jīng)驗(yàn), 由于偶然停凍對開挖安全不會產(chǎn)生大的影響。但是, 為了提高施工安全性,應(yīng)選用可靠的凍結(jié)施工設(shè)備。(8)在聯(lián)絡(luò)通道集水井部分施工時(shí), 一般應(yīng)割除其內(nèi)凍結(jié)管,在此期間將結(jié)束人工凍結(jié),因此, 必須合理安排、保證連續(xù)施工, 盡量減少溫度對其影響,同時(shí), 加強(qiáng)停凍時(shí)的凍工帷幕監(jiān)測,以便及時(shí)采取相關(guān)措施。(9)由于人工凍結(jié)土體具有三維凍融的特征, 因此,在聯(lián)絡(luò)通道砼襯砌結(jié)構(gòu)中, 分別在結(jié)構(gòu)頂面、四周側(cè)面等處設(shè)置注漿孔,預(yù)埋注漿管,在施工后期, 采用注漿方式以補(bǔ)償解凍后出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與凍結(jié)土體間的孔隙, 消除融沉可能造成的變形,注漿應(yīng)配合凍土帷幕融化過程進(jìn)行, 開始可注粘土水泥漿。(10)在整個(gè)施工及解凍過程中, 嚴(yán)密監(jiān)測隧道變形,特別是在解凍初期15d 內(nèi), 做好跟蹤補(bǔ)償注漿工作,當(dāng)監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常,應(yīng)及時(shí)在變形較大部位周圍或?qū)?yīng)面進(jìn)行注漿,確保隧道等安全。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)2005 年1月11日~ 2005年6月11日, 我們在北方某城市地鐵聯(lián)絡(luò)通道Ⅰ區(qū)間、Ⅱ區(qū)間進(jìn)行了兩個(gè)聯(lián)絡(luò)通道(含集水井)的凍結(jié)法施工,由于聯(lián)絡(luò)通道上方10m左右為該城市主干道,施工期間,交通正常運(yùn)行,凍結(jié)前后上部荷載不會有較大變化, 在采取上述措施的同時(shí),除加強(qiáng)監(jiān)測外,未考慮荷載影響,鑒于聯(lián)絡(luò)通道所處位置上方分布有較多的建筑物等, 因此, 我們在地面、房屋、管線布置了 50個(gè)監(jiān)測點(diǎn),在隧道內(nèi)布置了162個(gè)監(jiān)測點(diǎn),從凍結(jié)鉆孔開始至施工結(jié)束后70d 左右進(jìn)行了地面變形、隧道內(nèi)沉降、水平、收斂等監(jiān)測,以檢查聯(lián)絡(luò)通道在凍結(jié)前期、施工過程及后期,凍脹融沉是否給隧道及周圍環(huán)境帶來不利影響,我們從隧道內(nèi)162個(gè)監(jiān)測點(diǎn)中, 選取24個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。從凍結(jié)開始至解凍脹融沉的監(jiān)測數(shù)據(jù)看, 凍結(jié) 中國礦業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院土木工程專業(yè)學(xué)科前沿講座課程報(bào)告第 5 頁周圍的土體發(fā)生或多或少的變形,其中隧道內(nèi)監(jiān)測值均控制在10~ 10 mm 以內(nèi),另從地面監(jiān)測的數(shù)據(jù)看,地面沉降值均控制在30~ 10 mm 以內(nèi),凍漲基本發(fā)生在凍結(jié)期, 其中波動主要在凍結(jié)30d 以后,融沉發(fā)生在解凍后,解凍周期一般為1~ 2個(gè)月,在此期間, 變形波動緩慢、平穩(wěn),因此,在施工中嚴(yán)格按照科學(xué)、合理的施工方案進(jìn)行施工與控制,凍脹、融沉不會對地鐵隧道產(chǎn)生不利或負(fù)面影響。參考文獻(xiàn)[1] 笱松平,—— 白樓旁通道凍結(jié)帷幕的設(shè)計(jì)與施工重點(diǎn)分析[J] ．煤炭工程, 2006, 3: 4143 [2] 李智毅, [M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社, 1994.[3](前)蘇聯(lián)工程地質(zhì).(前)蘇聯(lián)歐洲地區(qū)[M] ．莫斯科: 能源出版社, 1992.[4] 袁聚云,徐超, 趙春風(fēng),[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出版社, 2004.[5] 周幼吾,郭東信,邱國慶,[M].北京:科學(xué)出版社, 2000.[6] [A].青藏凍土研究論文集[C].北京: .[11] Anisimov O A , Nels on F distribution in the NorthernHemisphere under scenarios of climate change[J ].G lobal and Plane2tary Change , 1996 , 14 : 第五篇：學(xué)科前沿講座讀書報(bào)告學(xué)科前沿講座讀書報(bào)告 注漿技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展學(xué)院（部）： 土木建筑學(xué)院 專 業(yè)： 巖土工程 學(xué)生姓名： 黃道良 學(xué) 號： 20102004402011****年**月**日