在沈阳某新建盾构隧道下穿既有铁路工程中，既有铁路路基在季节性冻土反复冻融条件下，土体力学参数存在变化。根据不同季节施工时路基冻土的状态选用相应的物理参数，通过有限元模拟计算分析在考虑路基冻土处于冻结及融化两种状态下盾构隧道下穿既有铁路时铁路路基的沉降变化，针对性地提出盾构下穿施工期间既有铁路沉降的控制措施。
冻结法广泛用于盾构隧道的旁通道施工,但设计上对于冻结引起的作用在隧道上的冻胀力还没有明确取值方法,其主要原因之一是缺乏现场测量数据。以上海长江隧道的旁通道施工为背景工程,采用新型土压力计监测。首先介绍了PAD式土压力计的基本特征和安装方法,然后介绍了自动数据采集和测点设置原则,接着通过实例重点说明电缆保护的重要性和保护措施。上述监测工作保证了全部5个土压力计的正常工作,并获得了有效的实测数据。数据显示,冻结工法造成的最大荷载增量远小于预期值,这主要是由于施工上设置了泄压孔,从而减少了作用在管片上的冻胀力。
冻结法施工广泛运用隧道联络通道,而在含盐较高的土层中运用冻结法施工与普通土层则有所不同。本文依托上海长江隧道2#联络通道冻结工程,考虑到含盐土层的影响,对双排管冻结公式进行了修正,得出在高含盐地区的冻土帷幕温度场的形成规律,并计算出冻土帷幕厚度及平均温度等指标,进而指导并确保在这种复杂工程中冻结施工的安全。
盾构隧道联络通道冻结法施工时冻土帷幕的流行计算方法是平面应变问题的荷载-结构模型,按框架结构用结构力学法计算。为考察该方法的准确性和适用性,将考虑土层作用的结合弹性地基梁的结构力学法与荷载-结构、土层-结构模型的平面应变问题数值计算以及联络通道和集水井整体三维数值计算进行比较。结果表明,上述方法所得的应力分布规律基本一致,但数值差异较大。综合分析表明,传统结构力学法在一定程度上降低安全储备后比结合弹性地基梁的结构力学法更具适用性,但三维数值计算更为准确。