Supervisión: Análisis y prevención de fracturas de dovelas durante la construcción de túneles
El daño a los segmentos es un fenómeno común en la construcción de túneles de metro, y también es un problema que afecta a las unidades de construcción. Basado en la experiencia del autor en la construcción de túneles de las Líneas 1 y 2 del Metro de Shanghai, se analizaron varios fenómenos comunes de fractura de segmentos y se propusieron las medidas correspondientes.
Palabras clave: ¿Análisis y prevención de daños en dovelas durante la construcción de túneles?
1 Descripción general
Con el desarrollo y la expansión de las ciudades, el problema de la congestión del tráfico urbano se ha vuelto cada vez más prominente. Para aliviar la congestión del tráfico, el transporte urbano ha evolucionado hacia el aire y el metro. El metro tiene las ventajas de velocidad, comodidad, gran volumen de transporte, ausencia de contaminación, ausencia de ruido y no ocupa espacio. Rápidamente se está convirtiendo en la primera opción para aliviar la congestión del tráfico. Guangzhou, Shenzhen y otros lugares de China también han iniciado la construcción del metro en los últimos años. La Línea 1 del Metro de Shanghai comenzó a construirse en 1990 y se inauguró oficialmente en 1995.
En 1996 se reinició oficialmente la construcción de la Línea 2 del Metro (Fase I), que finalizó en 1999.
En la construcción de túneles de metro, a menudo ocurren una serie de problemas como fracturas de segmentos, filtración de agua del túnel, fugas de lodo, desviación excesiva del eje y hundimiento del terreno. La rotura de segmentos es el fenómeno más común durante la construcción. Debido a la fractura del segmento, no sólo provocará filtraciones de agua y fugas de lodo en el túnel, sino que también afectará el rendimiento del túnel. Por lo tanto, es uno de los problemas más difíciles durante el proceso de construcción del túnel y debe solucionarse adecuadamente. manejado.
2. Localización de los daños del tramo público
Se produjeron fracturas de segmentos a ambos lados del revestimiento del túnel.
El lado exterior del revestimiento generalmente ocurre en el punto de contacto entre el segmento y la carcasa de la máquina de escudo (principalmente en la parte inferior del arco, la conexión entre el bloque estándar y el bloque adyacente, y la tapa bloque); el lado interior generalmente ocurre en el segmento. Las esquinas (principalmente bloques estándar, bloques adyacentes y bloques de cobertura) rara vez aparecen en el medio del segmento. ?
? 3 Daños causados por la manipulación y el apilado
Los golpes durante la manipulación y el apilado a menudo provocan que las piezas pequeñas se rompan en los golpes.
3.1 Operación de ensamblaje del segmento
3.1.1 Durante el ensamblaje, debido a que las superficies de contacto entre el anillo del segmento y entre dos segmentos adyacentes no pueden lograr el paralelismo ideal. En este estado, la concentración de tensiones ocurre primero en las esquinas del revestimiento, lo que resulta en la angulación del segmento.
3.1.2 Al instalar el bloque del prensaestopas, los cinco segmentos instalados primero no eran lo suficientemente redondos y el espacio entre los dos segmentos adyacentes era demasiado pequeño. El bloque del prensaestopas fue empujado hacia adentro, lo que provocó que el bloque del prensaestopas. para separarse de los segmentos adyacentes. Rotura segmentaria en las uniones de los segmentos. A veces, si no se aplica lubricante en ambos lados de acuerdo con los requisitos de diseño, el segmento se romperá y las partes rotas aparecerán en la parte superior del bloque adyacente y en ambos lados del bloque de tapa.
3.1.3 La superficie del anillo frontal es desigual y hay desalineación entre los bloques, lo que hace que el siguiente segmento del anillo se rompa fácilmente durante el montaje.
3.1.4 Al ensamblar, para seguir el ritmo del progreso, si los segmentos se colocan demasiado rápido, chocarán, y si los segmentos están escalonados, se romperán fácilmente.
Sección 3.1.5 Huevo de Pato Horizontal
El revestimiento del túnel * * * consta de seis partes. Después de ensamblarlo en un anillo, el diámetro exterior es de 6200 mm y el diámetro interior es de 5500 mm. Una vez ensamblado el anillo, los diámetros horizontal y vertical del revestimiento tienen distintos grados de desviación y la desviación permitida de diseño es de 10 mm. Generalmente, después de ensamblarse en un anillo, el diámetro transversal aumenta y el diámetro longitudinal disminuye, lo que comúnmente se conoce como huevo de pato horizontal. Por lo tanto, el espacio entre el revestimiento y la carcasa protectora disminuye lateralmente y aumenta verticalmente. El revestimiento del huevo de pato horizontal tiene principalmente dos funciones:
(1) Reducir la distancia neta entre el revestimiento y la cubierta interior de la máquina de escudo, especialmente cuando la postura del escudo no coincide con la postura del segmento. es fácil hacer que el escudo raye el segmento durante el avance. La fractura ocurre generalmente en la superficie del arco exterior del segmento, especialmente en la conexión entre el bloque estándar y el bloque adyacente.
(2) Cuando el diámetro de los segmentos es el diámetro diseñado después de ensamblarlos en un anillo, las muescas de las costuras longitudinales de los segmentos deben ser completamente consistentes. El forro es horizontal, lo que provoca que las costuras longitudinales del forro se abran ligeramente, quedando algunas muescas ya coincidentes y otras aún desconchadas. Debido a la concentración desigual de tensiones, los segmentos son propensos a fracturarse. En este caso, el aplastamiento generalmente se concentra en las esquinas de la superficie del arco interior del segmento, y el tiempo de aplastamiento ocurre después de que el segmento abandona la cola del escudo.
3.2 La actitud de la máquina de escudo es inconsistente con la actitud del segmento.
3.2.1 Durante el proceso de construcción del túnel, para controlar el eje del túnel, es necesario medir la postura del escudo y la postura del segmento círculo por círculo, y ajustar varios parámetros de propulsión de manera oportuna en función de los datos de medición. Cuando la relación relativa entre el segmento y la máquina de protección es consistente, es decir, cuando el segmento y la máquina de protección son básicamente concéntricos y el plano normal del segmento es básicamente perpendicular a la dirección de avance de la máquina de protección, el segmento será menos roto.
En el proceso de construcción real, la relación relativa entre el segmento y la máquina de protección a menudo no se puede mantener en un estado ideal. Cuando hay un ángulo entre la superficie del anillo del segmento y la dirección de avance de la máquina de protección, el segmento en la dirección de la fuerza resultante se rompe fácilmente.
3.2.2 El ángulo entre el eje de la máquina de protección y el eje circunferencial del segmento es demasiado grande.
El proceso de avance del escudo es también un proceso de corrección continua. La relación relativa entre la máquina del escudo y el anillo de revestimiento del segmento no siempre se puede mantener en un estado ideal, especialmente al girar, los segmentos curvados verticalmente y las correcciones son grandes, la distancia entre el arco exterior del segmento y la pared interior de la cola del escudo. se distribuye de manera desigual a lo largo de la dirección circunferencial, lo que resulta en que la distancia en un lado es pequeña y la distancia en el otro lado es grande, lo que fácilmente puede causar el fenómeno de "atascado", es decir, los dos chocan. Tan pronto como la máquina de escudo avance, cierta parte del segmento se romperá.
3.2.3 Anillo de revestimiento deficiente
Hay muchas razones para un anillo de revestimiento deficiente, como corrección de desviación, mala calidad del ensamblaje, inclusión de lodo en las costuras anulares, etc. La mala superficie anular del segmento provoca una tensión desigual en el segmento, provocando que el segmento se rompa en el lugar de concentración de la tensión.
3.3 Al avanzar, los segmentos se tensionan de manera desigual.
Cuando el escudo avanza, la fuerza de propulsión se transmite al segmento a través de la junta de la bomba de aceite. El área de contacto entre la junta de la bomba de aceite y el segmento es el área de concentración de tensión. Si la superficie del revestimiento es desigual o hay un ángulo entre la superficie del revestimiento y el anillo del segmento de tubería, el segmento de tubería se romperá.
3.4 Distribución irrazonable de la lechada de lechada sincrónica
La distribución irrazonable de la lechada de lechada sincrónica no provocará directamente la rotura del segmento, pero provocará que el segmento se "bloquee" y provocará que el segmento romperse. Después de la inyección sincrónica, la lechada en la parte superior del túnel fluirá gradualmente hacia la parte inferior, lo que dará como resultado más lechada en la parte inferior y menos lechada en la parte superior, lo que hará que el túnel flote y el segmento superior (especialmente el conexión entre el bloque prensaestopas y el bloque adyacente) y el escudo. El espacio en la carcasa interior de la máquina se reduce, provocando que el segmento se rompa durante el avance.
¿Calidad de 3,5 segmentos? Hay algunos problemas de calidad en el segmento entregado al sitio, como una capa protectora demasiado gruesa, tiempo de curado insuficiente, muchas grietas en el segmento y la resistencia del segmento reparado no cumple con los requisitos de diseño. romperse durante la construcción.
3.6 Estadísticas sobre las causas de las fracturas de segmentos
4. Medidas específicas para la manipulación y el apilamiento
4.1 Levante suave y lentamente durante la manipulación y sea firme al aterrizar; apilamiento No debe exceder las 3 capas y los patines deben estar colocados correctamente.
4.1.1 La tira de goma se envuelve alrededor del cable de acero del segmento de elevación, lo que puede desempeñar un papel de amortiguación durante el proceso de elevación. También se puede utilizar un cable de nailon en lugar del cable de acero.
4.1.2 Seleccione y coloque la cuña, y coloque una tira de goma en la posición de descanso del segmento del automóvil del segmento para que desempeñe un papel amortiguador.
4.2 Medidas específicas para el montaje del segmento
4.2.1 Pegue las tiras de impermeabilización de las esquinas, las juntas de transmisión de fuerza y las láminas de caucho de amianto que corrigen la desviación según sea necesario.
4.2.2 Antes del montaje, mida la diferencia de altura mutua entre los segmentos del anillo anterior, incluidas las direcciones circunferencial y radial. De acuerdo con los datos de medición, ajuste la cuña correctora pegada para garantizar la planitud del toroide ensamblado.
4.2.3 Antes del montaje, limpie los bloques de lodo y el lodo en la sección del anillo anterior para garantizar que la superficie del anillo esté limpia y libre de lodo.
4.2.4 Al realizar el montaje, asegúrese de la redondez del anillo de respaldo y asegúrese de que los bloques estén bien alineados. La secuencia de expansión y contracción de la bomba de aceite de propulsión debe ser coherente con la secuencia de montaje segmentada. Al instalar los bloques estándar y los bloques adyacentes en ambos lados, la bomba de aceite debe contraerse y extenderse al mismo tiempo para reducir la desalineación de los segmentos entre los anillos.
4.2.5 Antes de instalar el bloque prensaestopas, mida y asegure la distancia entre los dos bloques adyacentes en la parte superior. Ajuste la distancia entre los dos bloques adyacentes empujando la expansión y contracción de la bomba de aceite, y. controle que sea más pequeño que el valor de diseño. Es aproximadamente 6 mm más grande para facilitar la instalación suave del bloque prensaestopas.
4.2.6 Al avanzar la sección curva vertical, el bloque inferior del arco debe bajarse o elevarse según la situación real para reducir el "bloqueo" del segmento.
4.3 Medidas específicas durante el proceso de avance
4.3.1 Antes del avance, verifique la integridad de cada junta de la bomba de aceite y reemplácela a tiempo si está dañada. Al mismo tiempo, observe cuidadosamente el grado de ajuste entre la junta y el anillo del segmento, agregue asbesto o cuñas de goma para ajustar el desajuste y comience a empujar después de confirmar el ajuste.
4.3.2 Al avanzar el escudo, se deben ajustar varios parámetros de construcción de manera oportuna según los requisitos de diseño, los cambios en la capa de suelo por la que pasa el escudo, la carga superior y los datos de medición, y el escudo. La actitud debe controlarse estrictamente dentro de la desviación permitida de diseño en el interior. Al mismo tiempo, combinado con las condiciones reales del revestimiento del túnel, la postura del escudo debe ajustarse adecuadamente para que la máquina del escudo y el segmento sean lo más concéntricos posible sin exceder el rango de desviación.
4.3.3 Cuando el ángulo entre el segmento y el eje de la máquina de protección es grande y el espacio entre el segmento y la carcasa de la máquina de protección es pequeño, se debe ajustar la actitud de la máquina de protección , se pueden tomar las siguientes medidas:
(1) Pegar una cuña correctora para ajustar el anillo de revestimiento
(2) Al avanzar, el medio anillo delantero avanza a lo largo del eje original; del segmento, y el espacio entre el segmento y la carcasa aumenta. Luego, la postura del escudo se ajustará cuando se avance la segunda mitad del anillo.
La combinación de las dos medidas anteriores puede reducir el ángulo entre el segmento y la máquina de protección y, al mismo tiempo, reducir el daño externo del segmento.
4.3.4 Durante la inyección sincrónica, controlar la distribución del volumen y la presión de la inyección. Cuando no haya espacio entre el segmento y la parte superior de la carcasa, aumente la cantidad de lechada y la presión en el orificio de lechada superior, y no aplique lechada en el orificio de lechada inferior, de modo que la lechada presione el segmento hacia abajo; No hay hueco entre el sector y la parte inferior del caparazón, la situación es exactamente la contraria. Durante el avance normal, bajo la premisa de que la cantidad total de lechada permanece sin cambios, reducir la cantidad de lechada de los orificios de lechada en la parte inferior del segmento puede reducir la flotación del segmento. Al avanzar y corregir la sección curva, la postura del segmento se puede ajustar seleccionando deliberadamente orificios de lechada sincrónicos en la cola del escudo y cambiando la distribución del volumen de lechada y la presión de cada orificio de lechada. ?
4.4 Controlar la calidad del segmento.
Las dovelas que ingresan a la obra deben inspeccionarse una por una. Si se descubre que un segmento tiene problemas de calidad obvios, debe devolverse resueltamente al fabricante para evitar que un segmento no calificado se vaya al pozo. Al mismo tiempo, se asigna una persona dedicada como responsable de la producción de segmentos, quien puede ir a la fábrica para comprender el estado de producción de los segmentos, informar rápidamente al fabricante sobre cualquier problema de calidad de los segmentos descubierto durante la construcción e instar al fabricante para mejorar el proceso de producción y mejorar la calidad de los segmentos. Si el segmento tiene problemas menores de calidad, se puede reparar. Debe repararse en el terreno, marcarse y mantenerse hasta la resistencia de diseño antes de poder usarse en el pozo.
5. Conclusión
Durante el proceso de construcción del túnel, al tomar diversas medidas, especialmente el control de la calidad de las operaciones de ensamblaje de segmentos, la probabilidad de fractura del segmento se redujo en un 50% en comparación con el proceso. original Izquierda y derecha, especialmente en la conexión entre el bloque estándar y el bloque adyacente, reduce el fenómeno de filtración de agua y fuga de lodo causado por la fractura del segmento, lo cual es de cierta importancia para mejorar la calidad del túnel y garantizar la operación segura. del túnel.