人工凍土工程實測數據分析總結

摘要：在地鐵建設凍結法施工中，凍脹會造成凍結管斷裂、路面上拱、周圍建筑物移位和破壞等。本人通過總結具體人工凍土工程經驗，并結合本人實驗數據，得出一般性粘土在凍脹過程不同應力下的凍脹率，為以后人工凍土工程提供一定的參考。

關鍵詞：人工凍土 凍脹率 地鐵建設

1 概述

人工凍土的凍脹是指在人工凍結土體時，當土的溫度為負，土中水分會在負溫下結冰，使土體在凍結過程中體積增大，從而對周圍的環境產生一定的影響。在地鐵建設凍結法施工中，凍脹會造成凍結管斷裂、路面上拱、周圍建筑物移位和破壞等。

在上海人工凍結法施工應用較多的是在隧道盾構進出洞和地鐵聯絡通道工程，下面就以上海一些具有代表性的盾構工程和地鐵聯絡通道工程為例，比較試驗和數值模擬的合理性。

2 工程實例一

2.1 工程概況

上海某隧道工程東線隧道使用Ф11.22m泥水平衡盾構推進，開洞直徑為11.60m，東側隧道浦東工作井出洞中心標高-12.283m，地面標高+3.40m。盾構出洞前方10m范圍內無建筑物及地下管線，附近昌邑路路面下的管線離洞口槽壁約20米。如圖1所示。

2.2 技術參數

凍結體的洞口處凍結板塊厚3.1m，長16.60m，高16.60m（深7.38m～23.98m）。頂棚凍結拱長7.0m，寬14.5m。

2.3 工程實測凍脹量

隧道頂部的凍結部分寬度為14.50m，離地面約10m的距離，取K0=0.5，側面所受的壓應力約為100KPa，在隧道頂部凍結部分的兩邊埋置的側向位移測量儀（如圖2所示的A、B），測得的位移左邊為0.089m，右邊為0.083m，則隧道頂部凍結部分的總側向凍脹量為0.172m，凍脹率為0.172÷14.5×100%=1.186%，比100KPa試驗所得1.09%的凍脹率要大。

3 工程實例二

3.1 工程簡介

上海某地鐵站區間隧道旁通道位于兩站區間隧道中部里程SK20+305.506處。聯絡通道由與左右線隧道正交的水平通道及通道中部的集水井組成。按設計，聯絡通道位置處，下行線隧道中心標高為-15.553，上行線隧道中心標高為-15.385，左右線隧道中心間距約36m。

3.2 工程實測凍脹量

工程中凍結部分的豎向平均壓應力為（203.87+404.89）÷2=304.38KPa，平均凍結厚度為7.450m，實測豎向凍脹量為0.061m，則凍脹率為0.819%，比300KPa試驗所得的0.713%的凍脹率要大。

4 結論

①在100KPa應力下，一般性粘土的凍脹率為1.2%左右；300KPa應力下為0.82%左右。

②試驗的凍脹率與工程實際的凍脹率比較接近，工程實際的凍脹率都要比試驗的凍脹率大，這可能是由于試驗儀器的摩擦力及一些誤差引起的。

參考文獻：

[1]秦愛方，林金錢，等.上海人工凍土凍脹特性和水分遷移的試驗研究.上海大學學報（自然科學版），2009，15（1）：93-97.

[2]余占奎，黃宏偉，王如路，徐凌，李文婷.人工凍結技術在上海地鐵施工中的應用[J].冰川凍土.2005（04）.

[3]譚麗華.水泥改良土凍脹融沉特性研究[D].同濟大學，2008.endprint

摘要：在地鐵建設凍結法施工中，凍脹會造成凍結管斷裂、路面上拱、周圍建筑物移位和破壞等。本人通過總結具體人工凍土工程經驗，并結合本人實驗數據，得出一般性粘土在凍脹過程不同應力下的凍脹率，為以后人工凍土工程提供一定的參考。

關鍵詞：人工凍土 凍脹率 地鐵建設

1 概述

人工凍土的凍脹是指在人工凍結土體時，當土的溫度為負，土中水分會在負溫下結冰，使土體在凍結過程中體積增大，從而對周圍的環境產生一定的影響。在地鐵建設凍結法施工中，凍脹會造成凍結管斷裂、路面上拱、周圍建筑物移位和破壞等。

在上海人工凍結法施工應用較多的是在隧道盾構進出洞和地鐵聯絡通道工程，下面就以上海一些具有代表性的盾構工程和地鐵聯絡通道工程為例，比較試驗和數值模擬的合理性。

2 工程實例一

2.1 工程概況

上海某隧道工程東線隧道使用Ф11.22m泥水平衡盾構推進，開洞直徑為11.60m，東側隧道浦東工作井出洞中心標高-12.283m，地面標高+3.40m。盾構出洞前方10m范圍內無建筑物及地下管線，附近昌邑路路面下的管線離洞口槽壁約20米。如圖1所示。

2.2 技術參數

凍結體的洞口處凍結板塊厚3.1m，長16.60m，高16.60m（深7.38m～23.98m）。頂棚凍結拱長7.0m，寬14.5m。

2.3 工程實測凍脹量

隧道頂部的凍結部分寬度為14.50m，離地面約10m的距離，取K0=0.5，側面所受的壓應力約為100KPa，在隧道頂部凍結部分的兩邊埋置的側向位移測量儀（如圖2所示的A、B），測得的位移左邊為0.089m，右邊為0.083m，則隧道頂部凍結部分的總側向凍脹量為0.172m，凍脹率為0.172÷14.5×100%=1.186%，比100KPa試驗所得1.09%的凍脹率要大。

3 工程實例二

3.1 工程簡介

上海某地鐵站區間隧道旁通道位于兩站區間隧道中部里程SK20+305.506處。聯絡通道由與左右線隧道正交的水平通道及通道中部的集水井組成。按設計，聯絡通道位置處，下行線隧道中心標高為-15.553，上行線隧道中心標高為-15.385，左右線隧道中心間距約36m。

3.2 工程實測凍脹量

工程中凍結部分的豎向平均壓應力為（203.87+404.89）÷2=304.38KPa，平均凍結厚度為7.450m，實測豎向凍脹量為0.061m，則凍脹率為0.819%，比300KPa試驗所得的0.713%的凍脹率要大。

4 結論

①在100KPa應力下，一般性粘土的凍脹率為1.2%左右；300KPa應力下為0.82%左右。

②試驗的凍脹率與工程實際的凍脹率比較接近，工程實際的凍脹率都要比試驗的凍脹率大，這可能是由于試驗儀器的摩擦力及一些誤差引起的。

參考文獻：

[1]秦愛方，林金錢，等.上海人工凍土凍脹特性和水分遷移的試驗研究.上海大學學報（自然科學版），2009，15（1）：93-97.

[2]余占奎，黃宏偉，王如路，徐凌，李文婷.人工凍結技術在上海地鐵施工中的應用[J].冰川凍土.2005（04）.

[3]譚麗華.水泥改良土凍脹融沉特性研究[D].同濟大學，2008.endprint

摘要：在地鐵建設凍結法施工中，凍脹會造成凍結管斷裂、路面上拱、周圍建筑物移位和破壞等。本人通過總結具體人工凍土工程經驗，并結合本人實驗數據，得出一般性粘土在凍脹過程不同應力下的凍脹率，為以后人工凍土工程提供一定的參考。

關鍵詞：人工凍土 凍脹率 地鐵建設

1 概述

人工凍土的凍脹是指在人工凍結土體時，當土的溫度為負，土中水分會在負溫下結冰，使土體在凍結過程中體積增大，從而對周圍的環境產生一定的影響。在地鐵建設凍結法施工中，凍脹會造成凍結管斷裂、路面上拱、周圍建筑物移位和破壞等。

在上海人工凍結法施工應用較多的是在隧道盾構進出洞和地鐵聯絡通道工程，下面就以上海一些具有代表性的盾構工程和地鐵聯絡通道工程為例，比較試驗和數值模擬的合理性。

2 工程實例一

2.1 工程概況

上海某隧道工程東線隧道使用Ф11.22m泥水平衡盾構推進，開洞直徑為11.60m，東側隧道浦東工作井出洞中心標高-12.283m，地面標高+3.40m。盾構出洞前方10m范圍內無建筑物及地下管線，附近昌邑路路面下的管線離洞口槽壁約20米。如圖1所示。

2.2 技術參數

凍結體的洞口處凍結板塊厚3.1m，長16.60m，高16.60m（深7.38m～23.98m）。頂棚凍結拱長7.0m，寬14.5m。

2.3 工程實測凍脹量

隧道頂部的凍結部分寬度為14.50m，離地面約10m的距離，取K0=0.5，側面所受的壓應力約為100KPa，在隧道頂部凍結部分的兩邊埋置的側向位移測量儀（如圖2所示的A、B），測得的位移左邊為0.089m，右邊為0.083m，則隧道頂部凍結部分的總側向凍脹量為0.172m，凍脹率為0.172÷14.5×100%=1.186%，比100KPa試驗所得1.09%的凍脹率要大。

3 工程實例二

3.1 工程簡介

上海某地鐵站區間隧道旁通道位于兩站區間隧道中部里程SK20+305.506處。聯絡通道由與左右線隧道正交的水平通道及通道中部的集水井組成。按設計，聯絡通道位置處，下行線隧道中心標高為-15.553，上行線隧道中心標高為-15.385，左右線隧道中心間距約36m。

3.2 工程實測凍脹量

工程中凍結部分的豎向平均壓應力為（203.87+404.89）÷2=304.38KPa，平均凍結厚度為7.450m，實測豎向凍脹量為0.061m，則凍脹率為0.819%，比300KPa試驗所得的0.713%的凍脹率要大。

4 結論

①在100KPa應力下，一般性粘土的凍脹率為1.2%左右；300KPa應力下為0.82%左右。

②試驗的凍脹率與工程實際的凍脹率比較接近，工程實際的凍脹率都要比試驗的凍脹率大，這可能是由于試驗儀器的摩擦力及一些誤差引起的。

參考文獻：

[1]秦愛方，林金錢，等.上海人工凍土凍脹特性和水分遷移的試驗研究.上海大學學報（自然科學版），2009，15（1）：93-97.

[2]余占奎，黃宏偉，王如路，徐凌，李文婷.人工凍結技術在上海地鐵施工中的應用[J].冰川凍土.2005（04）.

[3]譚麗華.水泥改良土凍脹融沉特性研究[D].同濟大學，2008.endprint