¿Tecnología de construcción para hincar tuberías a través de túneles de metro a corta distancia?
La construcción del túnel de elevación de la tubería del cable eléctrico debe pasar por encima del metro en funcionamiento. Se deben tomar medidas estrictas de control de la construcción para controlar la deformación del túnel del metro y limitar la alteración de la construcción al suelo sobre el. túnel del metro. El proyecto adoptó una serie de medidas técnicas, como una meticulosa tecnología de control de estabilidad del equilibrio lodo-agua y tecnología de control de ejes para controlar bien la deformación del túnel del metro. Durante la construcción, se utilizó el software MARC para establecer un modelo de cálculo numérico tridimensional del túnel de elevación de tuberías de cables de energía que pasa a través del túnel del metro. Después de la construcción, los datos medidos coincidieron con los cálculos del modelo, proporcionando una referencia para construcciones similares en el futuro.
1 Descripción general del proyecto y características de construcción
1.1 Descripción general del proyecto
El proyecto del túnel de elevación de tuberías eléctricas de Xizang Road adopta el método de elevación de tuberías curvas tridimensionales, con un Con un diámetro interior de 2,7 m y un diámetro exterior de 2,7 m 3,2 m, la longitud total del túnel de energía es de aproximadamente 3,03 km, comenzando en Xinjiang Road en el norte y terminando en Fuxing Middle Road en el sur. Entre ellos, el pozo de trabajo de elevación de tubería No. 4 está ubicado en la intersección de Xizang Middle Road y Jiujiang Road, y el pozo de trabajo No. 3 está ubicado en la intersección de Xizang Middle Road y Xinzha Road. La longitud de diseño del 4. ~3 sección de licitación es de 576 mm aproximadamente a 108 m del pozo de origen de la tubería), el túnel de elevación de tubería eléctrica pasa por encima del túnel de la Línea 2 del Metro que está en operación La longitud total proyectada de todo el túnel pasa por las líneas superior e inferior de. La línea 2 tiene aproximadamente 25,0 m. Túnel eléctrico y metro La posición relativa de la línea 2 se muestra en la Figura 1.
1.2 Características Arquitectónicas
(1) Los requisitos de protección para el túnel de la Línea 2 del Metro en operación son muy altos, y su valor de control de deformación a largo plazo es: el asentamiento vertical acumulado (levantamiento) es inferior a 2 mm horizontalmente a través del túnel La deformación es inferior a 2 mm y la velocidad de deformación es inferior a 0,2 mm/hora
(2) La tubería de elevación pasa por encima del túnel del metro con una distancia libre de sólo 1,5 m. La distancia de cruce es larga y el alcance de influencia es grande.
(3) En construcciones de cruces similares, a menudo se utiliza el método de escudo, es decir, después de ensamblar el tramo de nariz y el segmento, la construcción posterior tendrá pocas perturbaciones para el túnel que se está cruzando. Sin embargo, este proyecto adopta el método de elevación de tuberías. Después de que pase el morro del avión, la perturbación continuará hasta que toda la sección esté conectada.
(4) La capa de suelo por la que pasa el gato de tubería es arcilla limosa y la calidad del suelo es pobre. Antes de que se levante y cruce el túnel de energía, se completó la construcción de la plaza hundida de Nanjing East Road-Tibet Middle Road. La construcción del cerramiento y la excavación de este proyecto causaron perturbaciones en el suelo sobre la Línea 2 del Metro. La construcción de este proyecto es una perturbación secundaria y varios indicadores del suelo cambian mucho, lo que es más probable que dañe la estabilidad del túnel del metro.
2 Medidas técnicas de construcción clave
2.1 Seleccione una máquina elevadora de tuberías con cabezal de corte grande con equilibrio de lodo y agua.
Una gran cantidad de prácticas de ingeniería en el país y en el extranjero han demostrado que la máquina perforadora de tuberías con equilibrio de lodo y agua a gran escala tiene la mayor precisión y el mejor efecto en el control del hundimiento del terreno. ¿Esta estructura utiliza tipo panel? Para la máquina elevadora de tubería de equilibrio de agua y lodo con cuchilla grande de 2,7 m, la tierra cortada ingresa a la cámara de lodo desde el espacio de la cuchilla de corte principal. La tierra en la cámara de lodo se rompe en lodo bajo la acción de la varilla agitadora y el lodo detrás. el cabezal cortador. Al controlar la presión del lodo y la gravedad específica del lodo en la cámara de lodo, se equilibra la presión del agua y del suelo en la superficie de excavación, de modo que la superficie de excavación esté siempre en un estado estable. El diseño y la disposición de la espada ancha tipo panel también se refieren a las formas relacionadas de las máquinas perforadoras de túneles japonesas, que pueden lograr el mejor efecto de corte, al mismo tiempo que suavizan la entrada de lodo y minimizan la alteración de la superficie de excavación, de modo que la superficie de excavación esté en el mejor estado de equilibrio y la máquina La tensión de compresión generada por el suelo delante del cabezal se reduce considerablemente y la alteración del suelo fuera del plano de corte también se reduce en consecuencia.
2.2 Tecnología de control de lechada de lodo tixotrópico
Se forma una capa de camisa de lodo tixotrópico con buen rendimiento entre la pared exterior de la junta de elevación de la tubería y la capa de suelo, que no solo puede aumentar exponencialmente. Reduce la resistencia al elevación y también tiene un buen efecto en el control del asentamiento superficial y la reducción de la alteración del suelo. Por lo tanto, durante el cruce, para garantizar la formación de una capa de lodo completa, la calidad del lodo se controla estrictamente, se selecciona bentonita de alta calidad y la proporción de lodo se optimiza continuamente en función de la situación de elevación 100 m antes del cruce, y la se determina que la proporción de lodo es: bentonita: CMC: carbonato de sodio = 1000 ∶60:8 (la proporción en peso, la misma a continuación) Controle la proporción de lodo mientras controla la calidad de la mezcla del lodo; después de que el lodo mezclado se deje reposar durante 24 horas, la viscosidad del embudo debe ser superior a 26 segundos y se debe agitar nuevamente antes de usarlo.
En segundo lugar, al aplicar lechada, también nos centramos en los siguientes cuatro aspectos:
(1) El dispositivo de parada de agua en el orificio debe garantizar que no haya fugas y que el rendimiento de sellado entre la interfaz de la junta y el relé sea bueno. que es la razón de la formación de lodo.
(2) A partir del orificio de salida de agua, la lechada en el orificio de salida de agua puede evitar que la tubería se atasque después de entrar en el suelo, provocando consecuencias negativas. "regresar al suelo"; el movimiento de la tubería bajo la condición de "suelo posterior" causará una gran alteración del suelo;
(3) La lechada sincrónica en la cola hace que la cabeza de la bolsa de lodo continúe extenderse aleatoriamente. Si la inyección no se realiza a tiempo, es fácil que la tierra se acumule fuera de la carcasa, especialmente al pasar por el túnel del metro. Es muy importante asegurar la formación de la capa de lodo de cola para reducir la alteración del suelo;
(4) Lechada regular a lo largo de la tubería para compensar la penetración de la lechada en la capa de suelo. En el levantamiento posterior después de pasar por el túnel del metro, ayuda a reducir la perturbación por fricción en el suelo sobre el túnel del metro cuando la tubería avanza.
2.3 Tecnología de medición y control de ejes
Controlar el eje de elevación de la tubería es la clave para garantizar la postura de elevación de la tubería en la sección de cruce. 30 m antes de ingresar a la sección de cruce, la frecuencia de medición del gato se incrementa a 1 vez/m, y el eje de gato se revisa cada 15 m para garantizar que el cabezal de gato esté en una actitud precisa antes de ingresar a la sección de cruce, y se controla la desviación del eje. dentro de 10 mm
Después de ingresar a la sección de cruce, mida la postura de elevación de la tubería cada 50 cm para garantizar un empuje, prueba y corrección diligentes. Evite la corrección forzada debido a una desviación excesiva del eje y minimice la alteración del suelo fuera de la tubería.
2.4 Formulación razonable de los principales parámetros de construcción
Según la experiencia de construcción y los resultados de investigación de proyectos similares, se puede ver que durante el proceso de construcción del gato de tubería, la presión del agua y del suelo Más adelante, la velocidad de elevación de la tubería y la actitud de elevación de la tubería tienen un impacto significativo en el proceso de construcción de la elevación de la tubería. La deformación del entorno circundante y los túneles construidos adyacentes tiene un impacto significativo. La postura del levantamiento de tuberías depende de la precisión de la medición del levantamiento y del efecto de la corrección. Sin embargo, es difícil determinar la presión positiva del agua y del suelo y la velocidad de propulsión. Sobre la base de un estudio cuidadoso de los datos geológicos y de escuchar las opiniones de los expertos pertinentes, se tendrá en cuenta la necesidad de proteger la seguridad del túnel de la Línea 2 del Metro para garantizar que los valores de asentamiento de la superficie de la intersección de Nanjing East Road y varios edificios subterráneos y sobre el suelo no exceden el estándar, y la velocidad de avance final y la presión positiva del suelo y del agua del cabezal de corte son las siguientes: la velocidad de avance es de 20 mm/min la presión del agua y del suelo en la parte delantera del; El cabezal de corte es aproximadamente 1,00 ~ 1,05 veces la presión estática del suelo en el centro de la punta del cortador.
2.5 Sistema de rectificación de múltiples conjuntos de tubos de rectificación especiales
Utilizar múltiples conjuntos de sistemas de corrección para formar un arco de flexión general, que favorece la flexión suave de la tuneladora y uniones de tuberías posteriores. Además de los cuatro grupos de ocho cilindros correctores en el propio cabezal de la máquina, para este proyecto también se seleccionó un sistema de corrección compuesto por seis tubos correctores especiales. El tubo rectificador especial es un tubo especial con fosas. En cada junta de tubo se pueden conectar cuatro bombas de aceite rectificador, dispuestas hacia arriba y hacia abajo en una diagonal de 45°. Cuando la tubería entre en la sección curva, inicie el cilindro de aceite corto y coloque una junta de madera en la sección transversal de la junta de la tubería para formar un ángulo incluido consistente con el diseño. Durante el proceso de construcción, la carrera del cilindro de urdido se ajusta continuamente de acuerdo con los cambios en el eje.
2.6 Información Construcción
Para controlar el impacto de la construcción en el entorno circundante y en la Línea 2 del Metro, se monitorean los entornos externos como el asentamiento superficial, la deformación de las tuberías subterráneas y la deformación de los edificios. , Se utilizan series de tiempo, análisis de regresión y otros métodos para predecir y guiar la construcción. Paralelamente se realizó el seguimiento del asentamiento, desplazamiento lateral y deformación del tramo del túnel de la Línea 2 del Metro. Durante la etapa de cruce, cuando la tubería avanza hasta 30 m frente al túnel del metro, se monitorea el valor inicial. Antes de llegar a la línea del túnel del metro, la frecuencia de monitoreo diaria se establece en 2 veces cuando el cabezal de la máquina de elevación de tuberías avanza por encima del túnel del metro, la frecuencia de monitoreo se ajusta a una vez cada 2 horas después de que el cabezal de la máquina pasa por la parte superior del túnel; túnel del metro, la frecuencia de monitoreo vuelve a dos veces al día. Si la deformación excede el valor de alarma, será rastreada y monitoreada en cualquier momento.
2.7 Controlar la calidad del desplazamiento de la lechada
Cuando el túnel de potencia en la sección 4~3 está conectado, el orificio de lechada de lechada tixotrópica debe usarse a tiempo para reemplazar la lechada tixotrópica fuera del Tubería con lechada de cemento puro. Se realizará un refuerzo de lechada doble líquida en el suelo dentro de los 3 m fuera de la tubería del túnel de energía y dentro de los 30 m a ambos lados de la sección de proyección del túnel de energía que pasa a través del túnel de energía y la sección de proyección de. el túnel de la Línea 2 del Metro para reducir el asentamiento posterior del oleoducto.
3 Comparación entre simulación numérica tridimensional y medición real
3.1 Modelo de cálculo
Área de cálculo del modelo: 100 m (dirección vertical del túnel de elevación de tubería eléctrica) × 60 m (túnel de elevación de tubería eléctrica) Dirección horizontal del túnel) × 40 m (profundidad), el software de cálculo es MARC. El suelo se simula con elementos macizos y el revestimiento del túnel se simula con elementos de concha. El proceso de construcción simulado de elevación de tuberías se divide en 13 pasos de construcción.
El modelo de cálculo y la relación de posición relativa entre el gato de tubería eléctrica y la Línea 2 se muestran en las Figuras 2 y 3.
3.2 Parámetros de cálculo
Los parámetros del material del suelo y del revestimiento se muestran en la Tabla 1 y Tabla 2.
3.3 Análisis de resultados
La deformación vertical y lateral de la Línea 2 del Metro cambia con la distancia de elevación como se muestra en las Figuras 4 y 5.
Durante el proceso de construcción de la elevación de tuberías a través del túnel de la Línea 2 del Metro, se monitorearon de cerca los cambios en el túnel del metro y el entorno circundante. Los datos de medición reales muestran que debido a la selección científica y razonable de los parámetros de construcción y la implementación efectiva de diversas medidas técnicas, el impacto de la elevación eléctrica del túnel en el túnel operativo de la Línea 2 del Metro y el entorno circundante es pequeño y está estrictamente controlado dentro de lo permitido. rango. La deformación del túnel de la Línea 2 del Metro se muestra en la Figura 6.
En la Figura 5, el origen de las coordenadas está a 40 m de la línea 2; la deformación vertical representa un valor flotante positivo; el desplazamiento lateral positivo representa hacia el pozo de trabajo No. 4 y el valor negativo representa hacia el. El número 3 funciona bien. Sin considerar el refuerzo del suelo, luego de que el túnel de elevación de tubería eléctrica pasa por el túnel del metro, la deformación vertical máxima teórica del túnel de la Línea 2 del Metro es de 3,3 mm y la deformación lateral máxima es de 0,39 mm.
In In En la Figura 6, los valores de deformación del túnel son todos positivos, lo que indica flotación; el punto inicial de la distancia de elevación se calcula a partir de 80 m desde el pozo de trabajo No. 4 (es decir, 30 m antes de cruzar la longitud total del túnel del metro). La sección 4~3 tiene 576 m, que es la longitud del túnel que cruza la Línea 2 del Metro. 25 m, la distancia de elevación correspondiente es de 30 ~ 55 m. Dos meses después de la finalización del túnel de energía, la deformación flotante acumulada del túnel del metro fue de 0,84 mm, lo que resultó en un desplazamiento lateral de 0,2 mm.
Los resultados del cálculo muestran que la flotabilidad máxima del túnel de escudo de la Línea 2 es de 3,3 mm. Tongji Shuguang realizó un cálculo de elementos finitos bidimensionales. Los resultados del cálculo muestran que la elevación máxima del túnel de protección de la Línea 2 es de 3,0 mm y el resultado de la medición real es de 0,8 mm. El valor medido real concuerda con el valor calculado. Dado que el túnel de elevación de tuberías tiene un cierto ángulo con el túnel del metro, la construcción de elevación de tuberías tiene un cierto impacto en la deformación lateral del metro, como se muestra en la Figura 5.
4 Conclusiones
(1) Según las condiciones geológicas específicas, las condiciones ambientales y las características del proceso de construcción, se han adoptado medidas técnicas de control razonables, como la protección de muros de barro y el posterior refuerzo con lechada del suelo circundante. han sido formulados y los parámetros técnicos de construcción razonables brindan garantía técnica para un cruce sin problemas.
(2) Durante el proceso de construcción, de acuerdo con los principios de la construcción de información, se deben mejorar varios parámetros de construcción de manera oportuna para minimizar el impacto de la construcción en el túnel del metro.
(3) Con base en el impacto del proceso de construcción del hincado de tuberías en la Línea 2 del Metro, se realizó una simulación numérica tridimensional detallada. La tendencia de deformación de los valores medidos concuerda bien con los valores de simulación calculados y el error de deformación acumulativo es pequeño.
(4) El túnel de elevación de tuberías eléctricas cruzó con éxito la actualmente operativa Línea 2 del Metro, que ha acumulado cierta experiencia para la construcción de este tipo de proyectos en el futuro y tiene un buen valor de referencia.
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