¿Aplicación de la construcción de escudos en el metro de Tianjin?
Al introducir los parámetros importantes en la construcción de túneles de protección de la Línea 1 del Metro de Tianjin y los planes y medidas de protección para el medio ambiente, especialmente estructuras importantes, explica la racionalidad y la racionalidad de introducir la construcción del método de túneles de protección en el Metro de Tianjin. construcción de secciones.
El método de construcción es una tecnología "sin excavación" en la ingeniería subterránea, y su selección y aplicación se ven afectadas por factores relevantes como la geología específica de la ingeniería del suelo y las condiciones hidrogeológicas. Los datos geológicos muestran que Tianjin está situada en una llanura aluvial, y las capas de suelo son principalmente la primera capa continental, la primera capa marina, la segunda capa continental, la tercera capa continental, la segunda capa marina y la cuarta capa continental del Alto Pleistoceno del Cuaternario. Suelos blandos predominantemente limosos y arcillosos. Desde la perspectiva de las condiciones geológicas, el metro de Tianjin es más adecuado para la construcción de túneles de protección. Por lo tanto, la introducción del método de escudo ha solucionado el impacto de la construcción de la sección del metro de Tianjin en el medio ambiente circundante, y el costo del proyecto es menor que el del método de minería.
Basado en la situación real de Tianjin, se introduce la aplicación de la construcción de escudos en la ingeniería del metro de Tianjin.
1 Descripción general
La nueva sección protectora de la línea 1 del metro de Tianjin se divide en la estación Xiaobailou-estación Xia Wafang, la estación Xia Wafang-estación Nanlou y la estación Nanlou: la tercera sección de la estación Tucheng, con una longitud total de 3 440 m. La parte superior de la sección estructural está enterrada a una profundidad de 6 ~ 12 m. El cuerpo de la cueva se ubica principalmente en la primera capa marina, la segunda capa terrestre y la tercera terrestre. Capa del Pleistoceno Superior del Sistema Cuaternario. El diámetro interior del túnel es de 5500 mm y el espesor de la dovela es de 350 mm. Las tres secciones adoptan la tecnología de construcción de avance unidireccional, sin paradas ni cambios de sentido.
De acuerdo con las condiciones geológicas de Tianjin, las máquinas de escudo EPB se utilizan en las tres secciones de licitación. Esta construcción utilizó máquinas de escudo de la compañía alemana Herrick y la compañía japonesa Kawasaki, y ciertos parámetros técnicos se obtuvieron a través de la práctica de ingeniería. La aplicación específica es que la estación Xiaobailou-estación Xiawanafang y la estación Xiawafang-estación Nanlou utilizan máquinas de escudo alemanas Herrick, y la estación Nanlou-estación Tucheng utiliza equipos japoneses Kawasaki.
Basado en la construcción de la estación Xiaobailou-estación Xiawafang, se presenta la aplicación del método de túnel de escudo en el metro de Tianjin desde los siguientes aspectos.
2 Selección de la máquina de protección
La selección de la máquina de protección se basa principalmente en la geología e hidrogeología de ingeniería del estrato del área del proyecto y las condiciones de la línea del proyecto (incluidas las líneas de túneles horizontales y verticales), tipo, condiciones ambientales a lo largo de la línea, obstáculos subterráneos, etc.), y el rendimiento mecánico de la máquina de escudo. Combinado con las características de los estratos uniformemente saturados y débiles en Tianjin, se utiliza una máquina de escudo de equilibrio de presión de tierra con una amplia gama de estratos aplicables, tecnología avanzada y razonable, y aplicaciones maduras en otras áreas.
3 Configuración de parámetros de construcción de propulsión del escudo
(1) Configuración del valor de presión de equilibrio
Según los cálculos, cuando el escudo pasa por la zona de refuerzo, el valor es aproximadamente 0,17 MPa; durante el avance normal de la sección, el valor es aproximadamente 0,20 ~ 0,24 MPa.
(2) Ajuste del empuje de la máquina del escudo
En la construcción real, cuando el escudo pasa a través del área de refuerzo, el valor es de aproximadamente 10,000 kn en la sección normal, el valor es de aproximadamente 10,000 kn; 10.000 ~ 13.000 nudos.
(3) Promover la fijación del volumen excavado
Volumen teórico de excavación por anillo = (π×D2×L)/4=32,05m3/anillo.
El volumen de excavación real del túnel de protección se controla en 98 ~ 100, y el volumen de excavación al pasar a través del área de refuerzo es de aproximadamente 32 m3/anillo. Cuando se avanza la sección normal, el volumen de excavación es de aproximadamente 31 ~ 32 m3/anillo.
(4) Ajuste de la velocidad de propulsión
La velocidad de propulsión en el área de refuerzo debe controlarse a aproximadamente 10 mm/min durante la propulsión normal, bajo la premisa de garantizar que la deformación del suelo; Cumple con los requisitos y especificaciones de diseño. La velocidad de propulsión es básicamente de 30 ~ 50 mm/min. En circunstancias normales, puede avanzar de 8 a 10 timbres por día, el más rápido es 20 timbres/día y el más lento es 5 timbres/día.
(5) Ajuste de la presión del aceite del cabezal de corte
El suelo en el área de refuerzo es más duro, el progreso es más lento y el valor de la presión del aceite del cabezal de corte es mayor, generalmente 16 ~ 18 MPa; salir del refuerzo Después de ingresar al área, la máquina de protección avanza normalmente y el valor de la presión del aceite es básicamente de 14 ~ 16 MPa.
4 Control de la deformación del terreno
Hay dos factores principales que afectan la deformación del terreno: propulsión del escudo, lechada sincrónica y lechada suplementaria de pared posterior.
(1) Deformación del terreno causada por el avance del escudo
La máquina de escudo utilizada en esta sección es un escudo de equilibrio de presión del suelo. El rango de ajuste de la presión de equilibrio P0 es
(presión de agua, presión de tierra activa) < P0 lt (presión hidráulica presión de tierra pasiva)
La coincidencia de la presión de equilibrio y la presión de tierra positiva es El objetivo del control es comparar el valor de presión del suelo medido P1 con el valor P0 y llevar a cabo la gestión de desechos correspondiente en función de esta diferencia de presión. El proceso de control es el siguiente:
Cuando P0
Cuando P0 >; Pi, la presión de equilibrio de la máquina de protección es mayor que la presión positiva del suelo, lo que resulta en subexcavación y levantamiento del suelo;
< Cuando p>P0=Pi, la máquina de escudo avanza normalmente.Por lo tanto, el control de presión de equilibrio de la máquina de protección conduce directamente a la deformación del suelo frente a la máquina de protección.
(2) Propulsión del escudo
El diámetro del escudo es de 6,39 m y el diámetro de los segmentos es de 6,2 mm. Si los huecos del edificio después de la construcción del escudo no se llenan, el El suelo circundante se moverá hacia este espacio, provocando el hundimiento del suelo. La inyección sincrónica y la inyección posterior de la pared de revestimiento durante la construcción de túneles de protección son los medios principales para llenar el espacio de construcción entre el suelo y el anillo del segmento, controlar la deformación del suelo y reducir la deformación posterior. También son procesos importantes en la construcción de túneles de protección.
①Rejuntado sincronizado
Espaciamiento teórico de cada anillo: 1,0π(6,392-6,22)/4 = 1,87 m3.
El diámetro exterior del escudo: φ 6,39 metros; el diámetro exterior del segmento: φ 6,2 m
La cantidad de lechada por círculo es generalmente de 150 ~ 250 del espacio del edificio. es decir, inyección sincrónica por círculo. El volumen es de 2,81 ~ 4,68 m3. La presión de la salida de bombeo debe controlarse según las diferentes profundidades y la calidad del suelo, generalmente alrededor de 0,3 MPa.
Consulte la Tabla 1 para conocer la proporción de lechada.
②Enlechado detrás del muro
Cuando el escudo avanza a un área especial y hay edificios (antigua residencia de Wang Zhongshan) o tuberías que necesitan ser protegidos en el suelo, el La lechada se puede realizar de acuerdo con la situación real y el monitoreo de la deformación del suelo se puede utilizar para ajustar la lechada detrás de la pared de manera oportuna. La lechada puede ser doblemente líquida. El valor de la presión, la cantidad y la ubicación específica de la lechada dependen de la situación real. Generalmente, la presión de la lechada es de 0,3 ~ 0,4 MPa.
Consulte la Tabla 2 para conocer la proporción de lodo.
5 Principales medidas técnicas constructivas
(1) Controlar estrictamente los parámetros constructivos del escudo.
Para garantizar que el escudo avance a lo largo del eje de diseño, se deben tomar las siguientes medidas para controlar la presión del suelo, la velocidad de avance y la cantidad de excavación de incisión, y minimizar la fluctuación de la presión de equilibrio. Al mismo tiempo, durante el proceso de avance de la curva, teniendo en cuenta la diferencia de presión frente al cabezal de corte, es necesario ajustar y controlar sincrónicamente los valores de presión hidráulica izquierda y derecha y las carreras de avance izquierdo y derecho. gatos para avanzar a lo largo del eje de diseño. Las medidas específicas incluyen: ① Observar y ajustar la presión de equilibrio de la máquina de protección de manera oportuna según el volumen de excavación y el equipo de monitoreo del sistema (2) Predecir la presión normal del suelo con anticipación según la calidad del suelo desenterrado y los estratos revelados en el estudio geológico; informe y ajústelo hacia arriba o hacia abajo de manera oportuna La máquina de protección equilibra la presión; (3) Controle estrictamente la presión del contenedor de tierra y el volumen de excavación para evitar la sobreexcavación y la subexcavación; del cabezal de corte de acuerdo con las propiedades mecánicas del suelo y las propiedades mecánicas de la máquina de protección ⑤ Acelerar la velocidad de montaje de cada anillo para reducir el tiempo de residencia de la máquina de protección en suelo blando; La velocidad debe controlarse a 2 ~ 4 cm/min. Al atravesar edificios, la velocidad de propulsión debe controlarse en aproximadamente 65438 ± 0 cm/min.
(2) Controlar estrictamente el importe de la rectificación.
El avance curvo del escudo es en realidad tangente a la curva, por lo que la clave para el avance es asegurar el control del cabezal del escudo. Durante la construcción curva, el anillo para la construcción de avance del escudo es una corrección, que debe medirse y corregirse con frecuencia. La cantidad de corrección debe ser lo más pequeña posible para garantizar que el anillo del bloque de cuña esté siempre dentro del plano vertical radial de la curvatura. radio. Controle y domine la amplitud de una corrección de escudo para que la corrección sea lo más uniforme y estable posible y reduzca el impacto de la corrección en el suelo circundante. Al mismo tiempo, bajo buenas condiciones para asegurar el control de la deformación frente al escudo, la construcción del escudo debe ser equilibrada y uniforme para reducir el impacto de la construcción del escudo en el suelo.
Durante la construcción de tramos curvos se deben controlar estrictamente las posiciones de montaje de las dovelas. Si la posición del segmento no es la ideal y el segmento doblado no puede corregir la deflexión, se deben utilizar cuñas de corcho para ajustarlo de manera que el segmento quede en la posición ideal y se garantice el eje del escudo.
(3) Controlar la lechada detrás del revestimiento
La calidad, cantidad, posición y presión de la lechada deben controlarse estrictamente durante el avance, y los parámetros de la lechada deben ajustarse en cualquier momento. tiempo basado en el seguimiento de la deformación durante el proceso de construcción. Si es necesario, se debe utilizar lechada detrás de la pared para el control. Durante el proceso constructivo se adoptó el método de vinculación entre avance y lechada. Cuando la lechada no cumple con los requisitos, se suspende el avance del escudo para evitar la deformación del suelo.
Se debe prestar atención a los siguientes puntos durante el proceso de inyección para garantizar el efecto de la inyección:
①Controle el tiempo de inyección para garantizar que las medidas de inyección se tomen en el mejor momento;
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( 2) Según las condiciones del suelo, determine la lechada sincrónica, la lechada semisincrónica, la lechada de avance trasero y la lechada trasera
③Según las diferentes condiciones del suelo (calidad del suelo, presión del suelo, presión; cojinete, presión del agua, etc.) Determine la presión y el volumen de inyección sincrónicos. ) y condiciones de excavación;
(4) Tomar medidas para evitar que la lechada inyectada posteriormente se escape de las juntas de la cola del escudo y el segmento de la cara de trabajo;
⑤Según el efecto de llenado y el propósito (ya sea considerando cuestiones como la antifiltración), la lechada secundaria debe adoptarse de manera adecuada ⑥ Garantizar la calidad de los materiales de lechada y la idoneidad del proceso de lechada.
Aunque el eje diseñado es una curva suave, en el proceso de avance real, el eje de excavación debe ser una línea discontinua y el volumen de excavación fuera de la curva es mayor. Esto conducirá inevitablemente a la pérdida de suelo en el exterior de la curva y los espacios entre los edificios aumentarán durante el proceso de excavación. Por lo tanto, durante el proceso de inyección sincrónica para llenar los espacios de construcción, es necesario aumentar la cantidad de inyección fuera de la sección curva y al mismo tiempo reforzar el suelo exterior para que el suelo exterior pueda proporcionar suficiente soporte al segmento y reducir el desplazamiento horizontal del túnel Asegúrese de que el escudo pueda avanzar suavemente a lo largo del eje de diseño.
(4) Medidas correctivas para edificios con sobrepeso y lechada mejorada de seguimiento del suelo.
Cuando el escudo pasa por secciones importantes, se debe fortalecer el monitoreo y análisis de la deformación del terreno y ajustar los parámetros de propulsión de manera oportuna. Si la deformación del edificio del suelo excede el rango de advertencia, se debe realizar una lechada líquida doble detrás de la pared a través de los orificios de lechada del segmento en el túnel, y se debe realizar una lechada de seguimiento del suelo para proteger el edificio.
6 dificultades de construcción
(1) Construcción de un túnel de escudo a través de la "antigua residencia de Wang Zhongshan"
Entre Pukou Road y Nanjing Road, hay una torre arriba el eje del escudo La centenaria "antigua residencia de Wang Zhongshan" (estructura de ladrillo y madera) está ubicada sobre una base natural con una base de pared de ladrillo de 1,0 m. Para proteger este edificio, se imponen requisitos estrictos al eje de propulsión del escudo. y control de la deformación del terreno. Para controlar los puntos clave, se tomaron las medidas técnicas anteriores para el control durante la construcción, y también se tomaron las siguientes medidas.
(1) Reforzar la lechada de seguimiento del terreno.
Dado que la "Antigua Residencia de Wang Zhongshan" es muy sensible a la deformación, cuando el túnel de protección pasa 200 m por delante del edificio, se entierran de antemano tubos de flores de lechada que se pueden inyectar a lo largo de la periferia del edificio, y se disponen un cierto número de controles de seguimiento. Cuando el escudo pasa a través de un edificio, si la deformación del edificio del suelo excede el rango de advertencia, se debe realizar una lechada de doble líquido detrás de la pared a través de los orificios de lechada del segmento en el túnel, y la lechada de seguimiento del suelo se debe realizar en un oportunamente para ajustar y controlar el asentamiento del edificio. Sólo las medidas de inyección de cemento son más efectivas y directas para proteger los edificios.
Dependiendo de la relación entre el edificio y las líneas, los tubos de flores se pueden rellenar repetidamente a lo largo del perímetro con una distancia de 1,5 m y una profundidad de enterramiento de 8 a 10 m. La proporción de los principales materiales del lodo se muestra en la Tabla 3.
(2)Monitoreo del método de nivelación estática.
De acuerdo con el diseño y la forma de los cimientos del edificio, combinados con la relación plana entre la estructura y las líneas, las tuberías de monitoreo y comunicación están enterradas en cada esquina y en el medio de cada lado de la estructura.
Debido a las medidas de construcción adecuadas y a los comentarios de la informatización de la construcción, el asentamiento final fue de -10,4 mm, completamente controlado dentro del rango de asentamiento permitido (según el análisis inferido, el asentamiento máximo de la "Antigua Residencia de Wang Zhongshan" fue aproximadamente 25 mm), garantizando la seguridad de la antigua residencia de la celebridad.
(2) Cruzar la alcantarilla de ladrillos
El tamaño de la sección transversal de la alcantarilla de ladrillo es de 2,35 mx 2,35 m, ubicada en la intersección de Dagu South Road, Diwei Road y Carretera Jianshan, distrito de Hexi, ciudad de Tianjin.
La dirección general de la alcantarilla de ladrillos es en dirección a Diwei Road y en diagonal hacia Dagu South Road. Según la investigación, el lado coreano se construyó en 1958 y todavía se utiliza en la actualidad. Las profundidades del túnel en las intersecciones entre Hanfang y los túneles de las líneas izquierda y derecha desde la estación Nanlou hasta la estación Tucheng son 13,224 m y 13,596 m respectivamente. La alcantarilla cuadrada está situada a 3 m bajo tierra y la distancia libre desde el túnel es de aproximadamente 8.246 m.
Según el análisis de cálculo teórico, el asentamiento de las alcantarillas cuadradas debe controlarse dentro de los 20 mm. Al cruzar estructuras subterráneas durante la construcción, al tomar las siguientes medidas, el asentamiento del suelo y la deformación causada por el túnel de protección pueden reducirse básicamente. controlado dentro de 5 ~ 20 mm:
(1) De acuerdo con los datos del equipo de monitoreo automático de propulsión del escudo y el monitoreo terrestre, ajuste oportunamente la presión frente al escudo y controle razonablemente la velocidad de propulsión;
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(2) Controlar estrictamente el suelo. La presión de la cámara y el volumen de excavación se controlan para evitar la sobreexcavación y la subexcavación;
(3) Controlar los cambios en la postura de propulsión del escudo para mantener el equilibrio. y construcción uniforme y reducir la perturbación de la formación. El cuerpo del túnel de protección en la alcantarilla cuadrada está ubicado en una curva de 300 metros de radio. La actitud del escudo y el rango de corrección único se controlan para que la cantidad de corrección sea uniforme y estable para reducir el impacto de la corrección en el suelo circundante;
④Control La calidad de la lechada, la presión de la lechada y el volumen de la lechada están sincronizados para reducir la deformación del suelo después de que se avanza el escudo.
7 Conclusiones
(1) Se tuvo en cuenta la construcción de radio pequeño al seleccionar el tipo de escudo, por lo que se seleccionó un escudo articulado con un dispositivo de gato corrector. Ajustar la posición de la cola del escudo puede mejorar la posición relativa de la cola del escudo y los segmentos, para facilitar el montaje de los segmentos y controlar mejor el eje de propulsión del túnel.
(2) Ajustar la relación de apertura y la presión del cabezal de corte es crucial para controlar el hundimiento del terreno. La práctica ha demostrado que, tomando medidas auxiliares, se puede controlar bien el asentamiento dentro del rango de diseño.
(3) Fortalecer el monitoreo de partes clave durante la construcción para garantizar la realización de la construcción basada en información es un medio importante para lograr los objetivos esperados.
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