季节性冻土地区的隧道工程防冻结构探究（论文）.pdf

·50· 1 季节性冻土对防冻结构稳定性的影响 影响隧道工程支护结构稳定性的原因是隧道工程从季节 性冻土地区穿过，在热平衡作用下该地区高温季节地质结构 内的冰融化成水，在低温季节地质结构内的水冻结成冰，并 同时产生冻胀作用。 在隧道工程防冻结构施工中，冻胀类型主要分为了微观 冻胀，细观冻胀、宏观冻胀 3种。 （1）微观冻胀是指围岩中的裂隙水渗入到隧道衬砌混凝 土内部形成的冻胀。这种冻胀类型，会对隧道工程防冻结构 中混凝土施加一定压力，让混凝土内部浸出一定水量，进而 进一步扩大冻胀作用范围，最终发生衬砌结构失稳的问题。 （2）细观冻胀，是指混凝土不密实状态下形成的冻胀作用。 这种冻胀类型，主要存在于衬砌混凝土表面，当环境处于低 温状态时，混凝土表面冻胀反应会随之加剧，甚至会由表面 上深入到混凝土骨料部分，进而在混凝土孔隙逐渐变化基础 上增加水体侵入，最终造成骨料脱落，降低土体强度，产生 隧道结构失稳问题。 （3）宏观冻胀，是指水体结冰而引起的冻胀，主要是因 隧道外部含水量增大而引起的，这种冻胀类型，会产生一定 冻胀压力，增加隧道结构附加荷载，对隧道结构产生一定破 坏作用，使隧道结构失稳。 2 我国目前季节性冻土地区应对技术 吉图珲铁路客专作为我国第一条穿越季节性冻土地区的 高速铁路线路，在设计、施工中提取的经验，对我国后期的 铁路设计有一定的指向意义，在整个隧道工程的设计中，主 要采取以下措施加强隧道的防冻结构。 2.1 ??? S 该结构为带孔小断面排水隧道，主要建设在主洞下方， 相关结构排水系统囊括泄水孔、竖向盲沟、保温出水口、支 导洞等，在围岩、衬砌内的水借由该系统流至泄水洞随即排出， 具有降低隧道工程渗水、路基结冰、冒水、冻胀、挂冰等冻 害现象发生概率的优势，其缺点为工程量大、施工技术复杂。 2.2 /?? ? n 该结构处于隧道工程冻结地区，埋设深度需科学合理， 确保地温可传递至沟内，使地质结构内的水体不再冻结，可 以排出隧道工程，较常应用在 1.5~2.5 m深度范围内的粘性土 冻结区段，具有结构渗透力强、排水效果好等优势，其缺点 为采用明挖施工技术，影响基底及衬砌。 2.3 l1 n 该结构通过浅埋施加保温措施，使水沟内水流通畅且不 会在冬季结冰，较常应用在 1.0~1.5 m冻结深度的粘性土隧道 施工区段，该结构具有施工简单、综合成本低、结构质量优、 不受冻结病害影响等优势，其缺点为该结构受线路坡度、水 沟淤泥问题影响较为严重，一旦出现隧道工程线路坡度不协 调，水沟内淤泥堆积现象，将影响水沟排水能力，随之引发 隧道工程冻害问题。 2.4 Ol1 该结构运用隔热材料，最大程度留住围岩地热，避免围 岩在隧道工程落成后受冷空气影响，与之发生热交换并产生 冻害，规避纵向冷空气对隧道结构的影响，保障隧道围岩衬 砌结构稳定，削减冻融循环对隧道工程的消极影响，具有保 障围岩内水不结冰，减少隧道工程内热交换等优势，该结构 缺点为隔热保温层敷设厚度、长度、方式均对隧道工程防冻 结构产生影响，当前仍未明确与之相关的承建标准，以及防 ［摘 要］ ??R ? ??? ?? 、夫?rN ，修)r????~X7 ，}K?? ?? ，}???R ?V ?N?? ，?N君世冶 、'? ?? ，??]??M? 化凹? ，.VN*n ，??]Q???? 、7众? 。函命? ， ;?A?: ?}会z??君?e ， B
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]Q???]?? ? O坤b?l。 ［关键词］ ??R ?? ； B
]Q ；?Rr ［中图分类号］ TU 74 ；U 456bbbbb ［文献标志码］ Bbbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2019）08–0050–02 Study on Anti -freezing Structure of Tunnel Engineering in Seasonal Frozen Soil Area Feng Ye-jun ［Abstract ］Seasonal frozen soil is composed of soil and rock containing ice. The geological structure is seriously affected by the season.In winter，the stratum is hard，and in summer，the frozen soil will become swamp，resulting in land subsidence，depression and other phenomena， which makes construction unable to proceed smoothly， and will also destroy the foundation and shadow. Safety and stability of construction projects. In recent years， with the overall layout of high-speed railway in Northeast China ，how to solve the freeze-thaw problem and ensure the anti-freezing structure of tunnels has gradually emerged. According to the tunnel construction technology of Jituhui Railway Passenger Special Project，this paper studies the anti-freezi