不同顶管组合方式的管幕冻结温度场模型试验

作者：段寅,荣传新,程桦,蔡海兵,解德柱,丁杨龙

摘要：拱北隧道作为港珠澳大桥珠海连接线的关键性工程,在国内外首次成功运用了管幕冻结技术。以此为背景,为更加全面地掌握饱和软土地层中管幕冻结温度场的分布特点,开展了不同顶管组合方式下的管幕冻结温度场模型试验研究。试验结果表明:各测点温度曲线在积极冻结期前4h急剧下降,随后逐渐减缓,降至砂土冰点后趋于平稳,三种布管方式均满足冻结设计要求;冻结管中低温盐水提供的冷量首先传递给顶管管壁,再以"面"的形式均匀地传递给周围土体;积极冻结21h后,采用四根空顶管组合的C区冻结壁竖向范围最大,空管管壁正上方冻结壁平均厚度约为105mm,在满足管幕刚度设计要求的前提下,可采此布管方式以达到快速形成冻结帷幕的目的。限位管开启后的4h内,实顶管中线垂直距离100mm范围内测点温度曲线虽有明显回升但仍维持在冻土冰点以下,超出此范围后温度变化影响逐渐减弱,且顶管间冻结壁稳定存在,表明限位管在满足管间有效封水的条件下,能在一定范围内起到定向限制地层冻胀的作用。优化后的双圆形冻结管在满足冻结设计要求的同时,更加便于安装且经济环保。

发文机构：安徽理工大学土木建筑学院 淮南联合大学建筑工程系 中煤特殊凿井有限责任公司

关键词：管幕冻结法相似模型试验温度场顶管组合方式拱北隧道港珠澳大桥freeze-sealing pipe roof methodsimilar model testtemperature fieldpipe arrangementsGongbei TunnelHong Kong-Zhuhai-Macao Bridge

分类号： U455.9[建筑科学—桥梁与隧道工程]