前言

盾构进出洞时，受地面环境限制无法进行搅拌桩和旋喷桩施工，或在化学加固后探孔时发现有严重漏水漏砂现象，为提高盾构隧道端头土体强度和充分止水，保证盾构进出洞安全，通常采用杯型水平冻结工法进行盾构隧道端头土体加固。当采用该工法作为端头地层加固方式时，确定冻结加固所需范围及加固工艺、掌握冻土帷幕温度场发展与分布规律、分析各影响因素对温度场的影响、控制冻胀融沉对周围环境的影响等是需要解决的关键问题。

本书以南京、苏州地区地铁建设为工程背景，采用室内试验、数值模拟、理论研究及工程应用与实测相结合的综合研究方法，对盾构隧道端头杯型冻结壁温度场发展与分布规律展开研究。通过研究，首先提出了目前我国盾构隧道端头常用加固方式及其适用性，对南京、上海等城市盾构隧道端头的加固方式进行了经验总结，形成了南京、苏州地区地铁穿越典型土层的冻土热物理、力学参数表格化数据。然后结合数值模拟，分析了盾构进出洞杯型冻结壁的合理性，研究了杯型冻结壁温度场发展与分布规律以及盐水温度、土体导热系数、土体容积热容量、土体相变潜热、原始地温和不同土层等因素对杯型冻结壁温度场的影响。接着对杯型冻结壁自然解冻温度场进行了三维数值模拟分析，并研究土体导热系数、比热容、含水率和环境温度等因素变化对人工冻土自然解冻温度场的影响。同时，结合具体加固工程建立二维数值模型对热水循环时（即强制解冻时）冻土解冻温度场进行了研究，对影响强制解冻效果的一些主要因素进行了敏感性分析，提出了盾构进出洞水平冻结强制解冻的施工工艺。最后对苏州地铁火车站盾构始发杯型冻结工程进行了相关实测研究，结合实测数据和南京、苏州、上海、无锡等城市地铁施工的实际经验，提出了盾构进出洞采用人工冻结技术的设计、施工工艺、预测、监测的成套方法和标准。

本书可供从事人工冻结技术在城市地下工程中应用的研究、设计、施工技术人员和工程项目管理人员参考，也可供岩土工程、隧道及地下工程等专业的高等院校师生参考。

本书的研究工作是在3位作者的导师——南京林业大学土木工程学院杨平教授的精心指导下完成的，是他将作者引入了隧道及地下工程这一广阔领域，在此表示衷心感谢！感谢新加坡国立大学土木与环境工程系Lee Fook Hou教授、同济大学地下建筑与工程系唐益群教授和中铁时代建筑设计院有限公司张皖湘书记的支持与帮助！本书的写作与出版还得到了海南大学高水平学术著作资助项目（海大发展规划〔2014〕6号）、海南省自然科学基金项目（514205）、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）、海南大学中西部计划学科建设项目（ZXBJH-XK011）和盾构及掘进技术国家重点实验室开放课题的资助，在此表示衷心感谢！

鉴于作者水平有限，书中难免会有错误和纰漏之处，敬请各位专家和广大读者批评指正。

胡俊

2015年6月写于NUS-CPT