液氮快速凍結技術在地鐵隧道修復工程中應用研究.pdf

1、隨著我國城市化進程加快，城市交通壓力越來越大。開發(fā)城市地下空間，新建地鐵已成為一種緩解交通壓力的必然趨勢。但對于富水軟土復雜地層條件，在地鐵旁通道、盾構進出洞等凍結工程施工中，存在著漏水涌砂等工程風險，采用液氮凍結方式進行工程搶險十分必要。但由于該種方法在地下工程應用很少，為此，本文結合具體工程實例，對液氮凍結技術在隧道工程上的修復應用進行分析研究。
　　 論文首先從液氮的物理性質、工藝流程進行分析，并結合熱力學理論，采用有限單

2、元法和有限差分法，建立了凍土帷幕凍結溫度場有限元方程和熱力耦合方程。運用ANSYS軟件進行數值模擬，得出只需凍結10～20天就可以對隧道進行開挖，并將計算結果與測溫數據進行對比，證明了數值模擬的正確性和可行性。
　　 然后，論文在凍結溫度場分析的基礎上，進行了熱力耦合和隧道開挖的模擬，計算結果表明，在凍結和開挖過程中產生的位移、應力，主要集中在隧道管片處，凍土帷幕具有足夠的強度和整體穩(wěn)定性，隧道開挖對其影響很小。