人工地层冻结法已广泛应用于地铁隧道工程,相对于其它施工工法而言,人工地层冻结法具有较大的技术优势,能适用于各类复杂的地质条件。但地铁隧道冻结法施工期地层的冻胀现象一直以来都是工程中所关注的焦点。本文对人工地层冻结法在地铁隧道工程中的应用现状以及地铁隧道冻结期地层冻胀的研究现状进行了综述,并对冻土成分及形成过程、冻土热物理参数、力学特性、冻胀机理及分类进行了叙述。本文以地铁双线隧道水平冻结施工工程为研究对象,考虑6种双线隧道净间距(0.25D、1.OD、1.5D、2.0D、2.5D 和 3.0D)、3 种隧道净埋深(6m、12m 和 18m)、2种冻结方式(同时冻结和依次冻结),基于冻土的正交各向异性变形特征,采用热力耦合数值模拟方法,选用ABAQUS有限元软件,对不同隧道埋深、间距和冻结方式等影响因素下的地层冻胀规律进行了研究。研究结果表明,随着双线隧道净间距的增大,两隧道冻结的相互影响作用越来越小,地表最大竖向冻胀位移也越来越小;随着隧道埋深的不断增大,地表最大竖向冻胀位移不断减小;双线隧道同时冻结方式下的地表竖向冻胀位移小于依次冻结。本文最后以德国菲尔特地铁双线隧道水平冻结施工为工程背景(该双线隧道净间距1.16m、净埋深8.5m),同样选用ABAQUS有限元软件,进一步对不同冻结方式下的地层冻胀规律进行了研究。结果表明,双线隧道同时冻结21day后冻结壁达到设计厚度,而依次冻结合计需42day,因冻结时间的不同,相对于同时冻结方式,依次冻结方式下的地层冻胀位移略大。本文研究成果对地铁双线隧道水平冻结工程的设计和施工具有一定的参考价值和意义。图60表6参78