中图分类：U416.168

学科分类：580.20

成果类别：应用技术

成果水平：未评价

研究起止时间：2014-01～2015-04

评价形式：验收

一、课题来源与背景：本项目以南京和苏州地区地铁工程为背景,采用理论研究、室内试验、数值模拟及工程应用与实测相结合的研究方法,对盾构隧道端头水平冻结加固的关键技术展开研究。主要研究内容如下： （1）盾构隧道端头加固方式选择研究：比选我国盾构隧道端头常用加固方式及其各种方法的适用性;研究并提出不同土质下应采用的加固方式;分析提出采用垂直和水平冻结的条件。 （2）盾构隧道端头水平冻结加固室内试验研究：具体包括南京和苏州地区地铁穿过典型土层冻土的单轴抗压强度、剪切强度、弹性模量、导热系数、容积热容量、导温系数、冻结温度、冻胀系数和融沉系数等,形成表格化数据。 （3）盾构隧道端头水平冻结加固数值模拟研究：1)研究盾构进出洞水平冻结杯型冻土壁的合理性;2)研究水平冻结杯型冻土壁的温度场发展与分布规律;3)研究地铁盾构进出洞时水平冻结加固后自然解冻和强制解冻的温度场发展与分布规律;4)研究预测及控制冻胀融沉的方法。 （4）盾构隧道端头水平冻结加固现场实测研究：结合具体水平冻结加固工程进行现场实测,分析冻土帷幕在积极冻结和维护冻结阶段的温度变化规律,以判断冻土帷幕是否达到设计要求,确定洞门凿除和盾构进出洞时机。 （5）盾构隧道端头水平冻结加固成套设计、施工工艺、预测和监测的方法研究：研究水平冻结参数设计、施工工艺、冻胀融沉预测及其控制方法,提出相应的人工冻结技术标准。 二、技术原理及性能指标：本项目具有深刻的理论意义和实际意义,是目前我国大规模地铁建设中亟待解决的关键问题之一。其研究内容适度并有新意,特色和创新之处明显。结题报告内容属实,课题内容设计比较科学,项目组有较强的研究基础与能力。本项目已经发表论文10篇,其中EI收录3篇,录用待刊论文3篇;出版专著1部;已申请发明专利6项和实用新型专利6项,其中实用新型专利已授权6项;协助培养硕士研究生3名;其后续研究也被留学人员科技活动择优资助启动类项目（人社厅函[2014]240号）、海南省教育厅高等学校科研项目（Hnky2015-10）和盾构及掘进技术国家重点实验室开放课题（2014-02）基金资助。 三、技术的创造性与先进性：本项目有关盾构进出洞水平冻结杯型冻土壁的温度场和冻结壁解冻规律,国内外尚未见这方面的报道,国内尚无有关地铁联络通道和盾构进出洞冻结施工整套的冻结设计、施工、预测、监测的方法和标准。研究成果将进一步促进冻结技术在我国地铁的广泛应用,具有产业化前景。 四、技术的成熟程度、适用范围和安全性：当前全国城市轨道交通建设如火如荼,大量的联络通道和盾构进出洞需要使用垂直冻结和水平冻结技术施工,本项目研究成果将为联络通道和盾构进出洞水平冻结设计和施工提供坚实的试验、数值和理论依据。 五、应用情况及存在的问题：本项目研究已经达到预期目标,并且还对原计划研究的内容进行了拓展,增加了垂直冻土壁的研究。但是还存在以下问题： 1)针对盾构始发端头典型土层的选择范围较窄,可开展更多土层的室内试验,以更好的服务于工程; 2)针对盾构始发端头加固所需范围来进行数值分析时,只在封门拆除这个最不利工况下进行研究,其它工况还有待进一步分析和研究。 六、历年获奖情况：无。