¿Alguien puede decirme cómo construir una mazmorra?
1 La ingeniería geotécnica subterránea urbana es una parte importante de la construcción urbana en el nuevo siglo.
Con el rápido desarrollo de la economía nacional, el nivel de urbanización de China también ha aumentado rápidamente, del 18,96% en 1990 al 28,9% a finales de 1997. El aumento del nivel de urbanización marca el rápido desarrollo de la construcción de ingeniería urbana. Sin embargo, la construcción urbana de China sigue básicamente el modelo de desarrollo extensivo de "repartir el pastel", lo que ha traído pérdidas indebidas a la economía nacional. Los principales son:
(1) El área urbana se está expandiendo indefinidamente y la pérdida de tierra cultivada es grave. Los datos de teledetección por satélite muestran que entre 1986 y 1996, el área urbana real de las 31 megaciudades de mi país se expandió en un 50,2% y el área de algunas ciudades aumentó exponencialmente. Se prevé que para 2010, el número total de ciudades en China aumentará de 65.438+640 en 2096 a 1.000, por lo que una gran cantidad de tierras agrícolas estarán ocupadas. A mediados del próximo siglo, el nivel de urbanización de mi país aumentará a aproximadamente el 65%, lo que significa que la población urbana aumentará en más de 700 millones en comparación con 1990. Calculado en base al suelo utilizado por cada población urbana, más de 1 Se ocuparán millones de acres de tierra cultivada. La cuestión de la tierra es la clave para el desarrollo sostenible de China. El rápido crecimiento de la población urbana y la limitación de la escala regional se han convertido en contradicciones destacadas en el desarrollo urbano. El desarrollo urbano debe adoptar un modelo de desarrollo intensivo que ahorre suelo.
(2) La alta densidad de población en las ciudades forma el llamado "síndrome urbano". En primer lugar, se manifiesta en atascos urbanos y velocidades de conducción lentas. Por ejemplo, la velocidad media de las principales carreteras de Beijing es más de un 50% menor que hace 10 años, y está disminuyendo 2 km/h cada año. Hay 506 y 345 automóviles por kilómetro de carretera en Shanghai y Beijing, el doble y varias veces más que en las grandes ciudades de los países desarrollados. En segundo lugar, la infraestructura urbana va a la zaga de la expansión del área urbana y del crecimiento de la población urbana, lo que lleva al deterioro del medio ambiente urbano. En la actualidad, la situación ambiental urbana de mi país es cada vez más grave y la contaminación del aire es cada vez más grave. En más de 500 ciudades de todo el país, menos del 1% de la calidad del aire alcanza el estándar de primer nivel y la superficie de lluvia ácida supera el 40% de la superficie terrestre del país, especialmente en ciudades como Chongqing. El 80% de las aguas residuales urbanas se vierten a los ríos sin tratamiento; las aguas subterráneas urbanas están contaminadas; el asedio de basura es común; la contaminación acústica generalmente excede los estándares, los espacios de construcción están abarrotados, los espacios verdes urbanos se reducen y la ecología se deteriora.
(3) La capacidad general de la ciudad para resistir desastres y daños es baja. En la planificación urbana general, además del control de inundaciones y la defensa civil, también falta una prevención integral de desastres y las medidas de prevención de desastres en infraestructura urbana están en blanco. Para superar las desventajas en esta área, resolver las tres principales crisis de población, medio ambiente y recursos urbanos, curar el "síndrome urbano" e implementar un desarrollo urbano sostenible, los países desarrollados de todo el mundo están utilizando el espacio subterráneo como una nueva tierra. El espacio se ha convertido en el principio rector y la dirección del desarrollo de la construcción urbana y está recibiendo cada vez más atención.
Existe una amplia gama de áreas donde los espacios funcionales urbanos pueden y deben transferirse bajo tierra, incluido el comercio, el transporte, algunas instalaciones municipales, la cultura, el entretenimiento y el ocio, cierta producción industrial, el almacenamiento, la prevención de desastres (refugio ) y espacios de ayuda en casos de desastre, etc. Aprovechar al máximo el espacio subterráneo es la parte más importante del desarrollo urbano tridimensional. Puede lograr los efectos multifuncionales de ampliar la capacidad espacial, aumentar la intensidad del desarrollo, eliminar las bicicletas mixtas, suavizar el tráfico, hacer que las empresas sean más prósperas, aumentar los espacios verdes en el terreno, crear un entorno hermoso y abierto e integrar las compras, el ocio y el entretenimiento. . Comparado con el modelo de desarrollo por encima de la ciudad, es un modelo de desarrollo más razonable.
La solicitud de terrenos y espacios subterráneos se ha convertido en una tendencia inevitable en la construcción y el desarrollo urbano, mostrando ventajas incomparables. Las ciudades comerciales subterráneas (calles), los garajes subterráneos, los teatros subterráneos, los ferrocarriles subterráneos y los sistemas subterráneos de defensa aérea civil en las grandes ciudades nacionales y extranjeras son proyectos urbanos subterráneos bien conocidos. Algunos países han comenzado a implementar y planear el uso de instalaciones subterráneas de recolección y tratamiento de aguas residuales, plantas subterráneas de tratamiento de basura, almacenamiento directo magnético superconductor subterráneo de energía eléctrica, sistemas subterráneos de calefacción y refrigeración, túneles públicos multifuncionales subterráneos (cocanales) y túneles subterráneos. Sistemas espaciales con funciones de resistencia a desastres. Son la dirección de desarrollo de la futura construcción urbana.
2 Características y dificultades de la ingeniería geotécnica subterránea urbana
Como todos sabemos, la ingeniería geotécnica subterránea es un campo con una larga trayectoria. Se puede decir que la ingeniería geotécnica ha existido desde los inicios de la humanidad, especialmente después de ingresar a la sociedad industrial. Sin embargo, además de la ingeniería terrestre tradicional, la ingeniería geotécnica urbana se ha desarrollado con el surgimiento de las ciudades modernas. Después de décadas de práctica, tanto el diseño, la construcción, el equipo y la tecnología como la teoría, la tecnología y la experiencia han alcanzado un nivel muy alto. En particular, la ingeniería de rocas subterráneas profundas ha alcanzado un nivel relativamente maduro.
Sin embargo, la ingeniería geotécnica subterránea urbana tiene características diferentes a la ingeniería geotécnica general, principalmente por las siguientes: la mayoría de ellas están enterradas a poca profundidad. Hay densos edificios e instalaciones de transporte en el terreno, y hay muchas tuberías subterráneas. La excavación tiene un gran impacto y las condiciones geológicas son complejas. Es principalmente suelo, que a menudo contiene tierra expansiva, arena y agua subterránea, especialmente en las ciudades costeras a lo largo de los ríos. La excavación en limo y suelo blando es más difícil. Por tanto, la ingeniería geotécnica subterránea urbana tiene muchos problemas especiales que deben resolverse. Principalmente:
(1) Tecnología de construcción de excavaciones de entierro poco profundo y ultrapoco profundo. La profundidad de enterramiento de los proyectos subterráneos urbanos no solo afecta directamente el costo del proyecto, sino que también está relacionada con la conveniencia del proyecto. Por lo tanto, la profundidad de enterramiento de los proyectos urbanos subterráneos es generalmente poco profunda.
En condiciones de enterramiento poco profundo, especialmente en condiciones de entierro ultrasuperficial, los proyectos subterráneos deben abarcar edificios, líneas y calles, y la protección del suelo se convierte en el tema principal en la tecnología de la construcción.
(2) Tecnología de excavación en entornos complejos y hostiles. Como capa de arenas movedizas, suelo expansivo, limo de suelo blando altamente comprimible, roca rota erosionada, estrato de gas de alta concentración, gran afluencia de agua, sulfuro de hidrógeno, karst, alta tensión, tuberías subterráneas, tráfico de camiones terrestres, camiones grandes y edificios densos, etc. . , son todos problemas difíciles en la construcción de ingeniería geotécnica subterránea.
(3) Tecnología de soporte y excavación de túneles de gran sección. Principalmente estaciones de metro, centros comerciales, almacenes, halls, habitaciones, con una luz superior a 10 m.
(4) Tecnología de control de impactos en excavaciones. A medida que disminuye la profundidad de enterramiento del proyecto, aumenta el impacto de la excavación en el terreno. En condiciones de enterramiento ultra somero, el control de los impactos de la excavación está relacionado con muchos factores, como los métodos de excavación, las técnicas de construcción y los métodos de soporte. Es el tema más complejo en la construcción de ingeniería subterránea.
3 Tecnología de excavación de ingeniería geotécnica subterránea urbana y sus condiciones de adaptación
La construcción de ingeniería subterránea urbana en mi país comenzó relativamente tarde. Con la construcción de una gran cantidad de proyectos como defensa aérea civil, metros, centros comerciales subterráneos, almacenes y teatros, etc. Especialmente en los últimos años, la tecnología de excavación del espacio subterráneo urbano se ha desarrollado y mejorado enormemente. La ingeniería geotécnica de excavación subterránea es parte de la ingeniería geotécnica. Es uno de los muchos problemas que enfrenta el desarrollo urbano sostenible, especialmente el desarrollo sostenible de las grandes ciudades de mi país. También es un nuevo tema y tarea que enfrentan los trabajadores de la mecánica de rocas.
1 La ingeniería geotécnica subterránea urbana es una parte importante de la construcción urbana en el nuevo siglo.
Con el rápido desarrollo de la economía nacional, el nivel de urbanización de China también ha aumentado rápidamente, del 18,96% en 1990 al 28,9% a finales de 1997. La mejora del nivel de urbanización marca el rápido desarrollo de la construcción de ingeniería urbana. Sin embargo, la construcción urbana de China sigue básicamente el modelo de desarrollo extensivo de "repartir el pastel", lo que ha traído pérdidas indebidas a la economía nacional. Los principales son:
(1) El área urbana se está expandiendo indefinidamente y la pérdida de tierra cultivada es grave. Los datos de teledetección por satélite muestran que entre 1986 y 1996, el área urbana real de las 31 megaciudades de mi país se expandió en un 50,2% y el área de algunas ciudades aumentó exponencialmente. Se prevé que para 2010, el número total de ciudades en China aumentará de 65.438+640 en 2096 a 1.000, por lo que una gran cantidad de tierras agrícolas estarán ocupadas. A mediados del próximo siglo, el nivel de urbanización de mi país aumentará a aproximadamente el 65%, lo que significa que la población urbana aumentará en más de 700 millones en comparación con 1990. Calculado en base al suelo utilizado por cada población urbana, más de 1 Se ocuparán millones de acres de tierra cultivada. La cuestión de la tierra es la clave para el desarrollo sostenible de China. El rápido crecimiento de la población urbana y la limitación de la escala regional se han convertido en contradicciones destacadas en el desarrollo urbano. El desarrollo urbano debe adoptar un modelo de desarrollo intensivo que ahorre suelo.
(2) La alta densidad de población en las ciudades forma el llamado "síndrome urbano". En primer lugar, se manifiesta en atascos urbanos y velocidades de conducción lentas. Por ejemplo, la velocidad media de las principales carreteras de Beijing es más de un 50% menor que hace 10 años, y está disminuyendo 2 km/h cada año. Hay 506 y 345 automóviles por kilómetro de carretera en Shanghai y Beijing, el doble y varias veces más que en las grandes ciudades de los países desarrollados. En segundo lugar, la infraestructura urbana va a la zaga de la expansión del área urbana y del crecimiento de la población urbana, lo que lleva al deterioro del medio ambiente urbano. En la actualidad, la situación ambiental urbana de mi país es cada vez más grave y la contaminación del aire es cada vez más grave. En más de 500 ciudades de todo el país, menos del 1% de la calidad del aire alcanza el estándar de primer nivel y la superficie de lluvia ácida supera el 40% de la superficie terrestre del país, especialmente en ciudades como Chongqing. El 80% de las aguas residuales urbanas se vierten a los ríos sin tratamiento; las aguas subterráneas urbanas están contaminadas; el asedio de basura es común; la contaminación acústica generalmente excede los estándares, los espacios de construcción están abarrotados, los espacios verdes urbanos se reducen y la ecología se deteriora.
(3) La capacidad general de la ciudad para resistir desastres y daños es baja. En la planificación urbana general, además del control de inundaciones y la defensa civil, también falta una prevención integral de desastres y las medidas de prevención de desastres en infraestructura urbana están en blanco. Para superar las desventajas en esta área, resolver las tres principales crisis de población, medio ambiente y recursos urbanos, curar el "síndrome urbano" e implementar un desarrollo urbano sostenible, los países desarrollados de todo el mundo están utilizando el espacio subterráneo como una nueva tierra. El espacio se ha convertido en el principio rector y la dirección del desarrollo de la construcción urbana y está recibiendo cada vez más atención.
Existe una amplia gama de áreas donde los espacios funcionales urbanos pueden y deben trasladarse bajo tierra, incluido el comercio, el transporte, algunas instalaciones municipales, la cultura, el entretenimiento y el ocio, cierta producción industrial, el almacenamiento, la prevención de desastres (refugio ) y espacios de ayuda en casos de desastre, etc. Aprovechar al máximo el espacio subterráneo es la parte más importante del desarrollo urbano tridimensional. Puede lograr los efectos multifuncionales de ampliar la capacidad espacial, aumentar la intensidad del desarrollo, eliminar las bicicletas híbridas, suavizar el tráfico, hacer que las empresas sean más prósperas, aumentar los espacios verdes en el terreno, crear un entorno hermoso y abierto e integrar las compras, el ocio y el entretenimiento. . Comparado con el modelo de desarrollo por encima de la ciudad, es un modelo de desarrollo más razonable.
La solicitud de terrenos y espacios subterráneos se ha convertido en una tendencia inevitable en la construcción y el desarrollo urbano, mostrando ventajas incomparables. Las ciudades comerciales subterráneas (calles), los garajes subterráneos, los teatros subterráneos, los ferrocarriles subterráneos y los sistemas subterráneos de defensa aérea civil en las grandes ciudades nacionales y extranjeras son proyectos urbanos subterráneos bien conocidos. Algunos países han comenzado a implementar y planear el uso de instalaciones subterráneas de recolección y tratamiento de aguas residuales, plantas subterráneas de tratamiento de basura, almacenamiento directo magnético superconductor subterráneo de energía eléctrica, sistemas subterráneos de calefacción y refrigeración, túneles públicos subterráneos multifuncionales (cocanales) y túneles subterráneos. Sistemas espaciales con funciones de resistencia a desastres. Son la dirección de desarrollo de la futura construcción urbana.
2 Características y dificultades de la ingeniería geotécnica subterránea urbana
Como todos sabemos, la ingeniería geotécnica subterránea es un campo con una larga trayectoria. Se puede decir que la ingeniería geotécnica ha existido desde los inicios de la humanidad, especialmente después de ingresar a la sociedad industrial. Sin embargo, además de la ingeniería terrestre tradicional, la ingeniería geotécnica urbana se ha desarrollado con el surgimiento de las ciudades modernas. Después de décadas de práctica, tanto el diseño, la construcción, el equipo y la tecnología como la teoría, la tecnología y la experiencia han alcanzado un nivel muy alto. En particular, la ingeniería de rocas subterráneas profundas ha alcanzado un nivel relativamente maduro.
Sin embargo, la ingeniería geotécnica subterránea urbana tiene características diferentes a la ingeniería geotécnica general, principalmente por las siguientes: la mayoría de ellas están enterradas a poca profundidad. Hay densos edificios e instalaciones de transporte en el terreno, y hay muchas tuberías subterráneas. La excavación tiene un gran impacto y las condiciones geológicas son complejas. Es principalmente suelo, que a menudo contiene tierra expansiva, arena y agua subterránea, especialmente en las ciudades costeras a lo largo de los ríos. La excavación en limo y suelo blando es más difícil. Por tanto, la ingeniería geotécnica subterránea urbana tiene muchos problemas especiales que deben resolverse. Principalmente:
(1) Tecnología de construcción de excavaciones de entierro poco profundo y ultrapoco profundo. La profundidad de enterramiento de los proyectos subterráneos urbanos no solo afecta directamente el costo del proyecto, sino que también está relacionada con la conveniencia del proyecto. Por lo tanto, la profundidad de enterramiento de los proyectos urbanos subterráneos es generalmente poco profunda. En condiciones de enterramiento poco profundo, especialmente en condiciones de entierro ultrasuperficial, los proyectos subterráneos deben abarcar edificios, líneas y calles, y la protección del suelo se convierte en el tema principal en la tecnología de la construcción.
(2) Tecnología de excavación en entornos complejos y hostiles. Como capa de arenas movedizas, suelo expansivo, limo de suelo blando altamente comprimible, roca rota erosionada, estrato de gas de alta concentración, gran afluencia de agua, sulfuro de hidrógeno, karst, alta tensión, tuberías subterráneas, tráfico de camiones terrestres, camiones grandes y edificios densos, etc. . , son todos problemas difíciles en la construcción de ingeniería geotécnica subterránea.
(3) Tecnología de soporte y excavación de túneles de gran sección. Principalmente estaciones de metro, centros comerciales, almacenes, halls, habitaciones, con una luz superior a 10 m.
(4) Tecnología de control de impactos en excavaciones. A medida que disminuye la profundidad de enterramiento del proyecto, aumenta el impacto de la excavación en el terreno. En condiciones de enterramiento ultra somero, el control de los impactos de la excavación está relacionado con muchos factores, como los métodos de excavación, las técnicas de construcción y los métodos de soporte. Es el tema más complejo en la construcción de ingeniería subterránea.
3 Tecnología de excavación de ingeniería geotécnica subterránea urbana y sus condiciones de adaptación
La construcción de ingeniería subterránea urbana en mi país comenzó relativamente tarde. Con la construcción de una gran cantidad de defensa aérea civil, metro, centros comerciales subterráneos, almacenes, teatros y otros proyectos, especialmente en los últimos años, la tecnología de excavación del espacio subterráneo urbano se ha desarrollado y mejorado enormemente. Los túneles y pozos subterráneos urbanos de mi país adoptan métodos de excavación abierta, excavación de cubierta, excavación de cubierta, túneles de protección, tubos sumergidos, congelación y lechada, y algunas de estas tecnologías han alcanzado el nivel avanzado internacional.
3.1 Corte y recubrimiento
El método a cielo abierto tiene las ventajas de una construcción sencilla, rápida, económica y segura, y es la tecnología de excavación preferida en las primeras etapas de túneles subterráneos urbanos. desarrollo del proyecto. Su desventaja es que tiene un gran impacto en el medio ambiente circundante.
Los procesos clave en la excavación a cielo abierto son: descenso del nivel freático, soporte de taludes, excavación de tierra, construcción estructural e ingeniería de impermeabilización. Entre ellas, el soporte de pendientes es la tecnología clave para garantizar una construcción segura. Incluye principalmente:
(1) Tecnología de excavación de pendientes. Adecuado para terrenos abiertos y buenas condiciones geológicas subterráneas. El pozo de cimentación se excava en capas y secciones de arriba a abajo, y la pendiente se cepilla junto con la excavación. Cuando sea necesario, se debe utilizar arcilla de cemento para la protección de pendientes.
(2) Tecnología de soporte de acero. Generalmente se utilizan vigas en I de una sola hilera o pilotes de chapa de acero. Cuando el pozo de cimentación es profundo, se pueden utilizar hileras dobles de pilotes, conectados con tirantes o vigas de conexión para soportar conjuntamente la tensión. Las estructuras de soporte también se pueden formar utilizando refuerzos transversales de acero multicapa o anclajes y vigas de acero de una o varias capas.
③ Tecnología de soporte de pared pantalla. Generalmente, se utilizan cables de acero y cucharas hidráulicas para formar ranuras, y también se pueden usar taladros de cabezales múltiples y equipos de ruedas de corte para formar ranuras. Los muros continuos subterráneos no sólo pueden soportar cargas mayores, sino que también tienen efectos impermeables y son adecuados para suelos blandos y acuíferos sueltos.
(4) Tecnología de soporte de pilotes de hormigón colado in situ. Generalmente existen dos métodos: excavación manual o perforación mecánica. El hormigón ordinario y el hormigón submarino se vierten en agujeros perforados para formar pilotes. El soporte puede utilizar filas dobles de pilotes y vigas de conexión de hormigón, o pilotes y tirantes transversales o varillas de anclaje para formar un sistema que soporte tensiones.
(5) Tecnología de soporte de pared con clavos para suelo. En el suelo in situ, utilice perforación mecánica o una pala Luoyang para crear agujeros artificialmente, agregue barras de acero o tubos de acero muy juntos, inyecte externamente mortero de cemento o lechada y rocíe hormigón para combinar el suelo, las barras de acero y las superficies de hormigón proyectado para formar sistema de soporte de clavos del suelo.
(6) Tecnología de soporte de anclaje (cable). Después de colocar las barras de acero o cables en los agujeros, se procederá al relleno. Después de alcanzar la resistencia, se ancla junto con la pared de pilotes y las varillas de anclaje pretensadas soportan la misma fuerza. Adecuado para pendientes elevadas y lugares con cargas pesadas.
(7) Métodos de soporte de estructuras de hormigón y acero. De acuerdo con el cálculo del diseño, el sistema de soporte interno de concreto y el sistema de soporte interno de la estructura de acero se vierten en diferentes posiciones de excavación para formar un sistema de soporte de marco con pilotes moldeados en el lugar o muros de diafragma subterráneos para soportar la presión lateral del suelo. El sistema debe retirarse al realizar la estructura. Adecuado para zonas con edificios densos de gran altura y estratos de limo blando.
3.2 Método de excavación subterránea
Es adecuado para lugares de la ciudad donde no se puede utilizar excavación abierta y construcción de cobertura. También es adecuado para capas sueltas y capas sueltas que contienen agua.
Generalmente, el diseño y la construcción deben basarse en los principios del "Nuevo Método Austriaco", con un fuerte soporte inicial y primero lechada y luego excavación. Los principios de construcción son: "Tubería por delante, lechada estricta, excavación corta, soporte fuerte, sellado rápido y mediciones frecuentes".
Generalmente, se utiliza un tubo de acero de 30 ~ 50 mm para sacar el conducto del techo y luego se inyecta cemento o lechada química para formar un "cuerpo de piedra" para mejorar la capacidad de autoestabilización de la roca circundante. La profundidad de cada excavación es de aproximadamente 0,75 m. Primero, realice una excavación circular para dejar el suelo central, rocíe de 5 a 8 cm de concreto por adelantado, levante arcos y malla de acero y luego rocíe de 25 a 30 cm de concreto para formar el soporte inicial. , y proceder después de la capa impermeable.
Los métodos de excavación subterránea incluyen tecnologías de construcción de excavación subterránea de un solo arco de un solo tramo y de múltiples arcos y múltiples tramos. La estación Xidan del metro de Beijing es una estación de múltiples arcos con múltiples tramos. También hay estaciones de metro de tres arcos, estaciones de metro de cuatro arcos, estaciones de metro de cinco arcos, túneles de autopistas y centros comerciales subterráneos. El centro comercial subterráneo Tianwaitian de Beijing es una estructura de cinco arcos. También existe la tecnología de construcción de excavación de paredes planas. El método de excavación subterránea tradicional en el mundo tiene una estructura arqueada en la parte superior. Mi país ha creado la tecnología de construcción de excavación subterránea ultra poco profunda con partes superiores planas y paredes rectas, como el cruce de la calle Chang'an en Beijing.
El método de perforación y voladura se utiliza a menudo al excavar bajo tierra en roca. Para proteger la capacidad de autosostenimiento de las rocas circundantes, se utiliza ampliamente la tecnología de voladura suave. Para reducir el impacto de la vibración en el suelo, también se utilizan voladuras diferenciales y parámetros de voladura razonablemente diseñados para reducir la vibración.
3.3 Método de excavación de capa de cobertura
Se refiere al método de excavación y construcción estructural donde el soporte del talud es una estructura de marco compuesta por muros continuos y pilotes de concreto colados en el lugar, con una placa de cubierta sobre ella. Tiene las ventajas de ser rápido, económico y seguro, tiene menos impacto en el medio ambiente que el método de excavación abierta y tiene un costo menor que el método de excavación subterránea. Adecuado para edificios de gran altura en zonas urbanas.
El método de recubrimiento y excavación se divide en dos tipos: el método de recubrimiento y excavación inverso, que excava capa por capa de poco profundo a profundo, y construye la estructura capa por capa y el método de construcción directa, que; cava hasta el fondo y luego construye la estructura. El primero es adecuado para situaciones con condiciones geológicas complejas y grandes tramos de excavación, mientras que el segundo es todo lo contrario.
3.4 Método de túnel con escudo
Se refiere al método de avance del túnel con escudo de acero cilíndrico en sección transversal completa. Los métodos de construcción incluyen manual, semimecanizado y totalmente mecanizado. El escudo es propulsado por gatos hidráulicos. El método del escudo puede completar túneles con diámetros que van desde decenas de centímetros hasta más de diez metros, así como proyectos a gran escala con escudos dobles, triples y cuádruples. Adecuado tanto para acuíferos no consolidados estables como inestables.
En términos de tecnología de construcción, existen muchos métodos de construcción de túneles con protección, como la construcción de túneles con protección de lodo y agua, el método de equilibrio de la presión del suelo (que puede controlar el asentamiento del suelo), la construcción de túneles con protección mecanizada abierta, la construcción de túneles con protección de presión de aire, cuchillo que inserta el túnel del escudo, escudo híbrido, etc. En formaciones rocosas también se pueden utilizar tuneladoras (escudos de roca).
Además, también se han desarrollado en el país y en el extranjero tecnologías sin zanjas conocidas como "tuzas", que incluyen perforación piloto, perforación direccional, lanzas de impacto, tuberías de apisonamiento, elevación de tuberías horizontales y perforación con barrena. ¿Se completará la próxima elevación de la pista del Aeropuerto Capital de China utilizando este método? 273 mm, espesor de pared 8 mm, longitud 110 m, utilizado como tubo de acero para instalar cables de comunicación. La longitud de tendido de tuberías más larga de China puede alcanzar los 500 m, el diámetro máximo de tendido de tuberías es de 800 mm y el equipo de tendido de tuberías ha alcanzado el nivel avanzado internacional.
3.5 Método de congelación
El método de congelación de formación es un método de construcción que utiliza congelación artificial para consolidar capas inestables de arena suelta o capas de roca blanda y cortar el agua subterránea. Se perfora una cierta cantidad de agujeros de congelación alrededor del proyecto subterráneo que se va a excavar. El agua salada a baja temperatura proporcionada por el equipo de refrigeración circula a través de la tubería de suministro de líquido en la tubería de congelación, de modo que se forma una pared congelada que es impermeable y tiene una cierta temperatura. La fuerza para resistir la presión del suelo se forma localmente en la formación. La construcción de excavación se lleva a cabo bajo su protección. Una vez finalizado el proyecto, la pared congelada se derritió y la roca y el suelo volvieron a su estado original. Este método es adecuado para acuíferos sueltos y se ha utilizado ampliamente en minas de carbón. Este método se ha utilizado con éxito en áreas complejas y difíciles como las líneas 1 y 2 del metro de Shanghai, el pozo de cimentación de la estación de bombeo de la planta de agua Yangshupu de Shanghai y el túnel Dabeiyao del metro de Beijing. Se probó por primera vez la tecnología de congelación horizontal y la tecnología de congelación rápida con nitrógeno líquido. tiempo.
3.6 Método del tubo sumergido (caja)
El método del tubo sumergido (caja) es un método en el que la estructura prefabricada de hormigón armado se suelda a la placa de acero del cabezal y luego se vierte agua. liberado y flotado hasta el lugar diseñado. Métodos de construcción geotécnica submarina. Hay una gran cantidad de ejemplos de construcción de minas de carbón tanto en el extranjero como en el país. El túnel del río Guangzhou Pearl adopta este método. Es adecuado para la construcción de pozos en las partes submarinas de túneles que cruzan ríos y mares y en capas de suelo poco profundas.
3.7 Método de perforación
El método de perforación es un método de construcción de pozos y agujeros geotécnicos ampliamente utilizado y tecnológicamente avanzado. Todo el trabajo de excavación se realiza en el suelo, los trabajadores no necesitan "entrar en el suelo" y la intensidad del trabajo es baja. Utiliza una plataforma de perforación especial de gran diámetro (el diámetro de perforación nacional más grande es de 9,3 m) para impulsar la tubería de perforación y la broca para perforación, protección de paredes de lodo, eliminación de escoria de aire comprimido, flotación y hundimiento de paredes de pozos y el pozo detrás del La pared se llena con cemento, etc., y con una única perforación avanzada, se expande el agujero en etapas. Este método se ha aplicado con éxito en 47 pozos profundos en minas de carbón de mi país. Además, también existe una tecnología de construcción antiperforación ascendente. Los métodos de perforación se han utilizado con éxito en complejos proyectos geotécnicos submarinos como minería, ferrocarriles, transporte, defensa nacional y energía hidroeléctrica.
3.8 Método de inyección
El método de inyección se refiere a una tecnología de construcción que utiliza equipos de inyección y tecnología de inyección seleccionada para perforar agujeros para refuerzo geotécnico. Ha sido ampliamente utilizado durante mucho tiempo. Según los diferentes materiales de lechada, existen lechada de líquido simple y doble, lechada de cemento, lechada de cemento de arcilla y lechada de material químico; según las diferentes maquinarias de lechada, hay lechada por gravedad y lechada a presión, lechada de penetración y lechada por chorro.
El método de inyección por chorro de alta presión desarrollado en los últimos años ha desempeñado un papel único en el refuerzo de la ingeniería geotécnica y la prevención del agua, como el método de pilotes de inyección por chorro de alta presión, el método de pared de inyección por chorro fijo de alta presión, método de inyección de lechada horizontal, etc. Durante la construcción de la Línea 1 del Metro de Shanghai, se utilizó el método de pilotes de inyección de lechada de alta presión de triple tubo para realizar el bloqueo de cortina de agua y el refuerzo anti-filtración del estrato de limo, y el efecto fue ideal.
El método de combinar pilotes de inyección de lechada a alta presión y pilotes moldeados in situ se utiliza ampliamente en proyectos de protección de taludes de fosos de cimentación de edificios de gran altura.
4 Impacto de la excavación en la ingeniería geotécnica subterránea urbana y protección del medio ambiente
El impacto de la excavación en la ingeniería geotécnica subterránea urbana se refiere al movimiento de las rocas circundantes y el hundimiento del suelo causado por la excavación, sin incluir otros efectos perturbadores. La excavación subterránea provocará inevitablemente el desplazamiento y la deformación de la roca y el suelo circundantes. Dado que la profundidad de la excavación es pequeña, su impacto inevitablemente se extenderá al suelo, pero debido al ancho limitado de la excavación, su impacto también se puede controlar. El alcance y alcance del impacto depende de muchos factores. Para proyectos de excavación de túneles poco profundos y ultra someros, depende principalmente del método de excavación, la luz de la sección, la forma del túnel guía, la maquinaria, los métodos y tiempos de soporte, la rigidez de los componentes, el relleno, la carga del suelo (carga dinámica y estática), las propiedades geotécnicas del cuerpo y Bombeo y drenaje de aguas subterráneas.
Según investigaciones de medición reales, la sección de hundimiento del terreno causada por la excavación del túnel generalmente tiene forma de cuenca y generalmente se describe mediante una curva integral de probabilidad.
Para el asentamiento del suelo causado por la excavación de túneles poco profundos y ultra someros, el valor máximo de asentamiento se compone aproximadamente del asentamiento antes del soporte del espacio de excavación, el asentamiento causado por el bombeo de agua subterránea y el asentamiento después. la composición del soporte del espacio de excavación. Estos asentamientos se pueden minimizar tomando algunas medidas para reducirlos. Según los resultados de la construcción del metro de Beijing, Shanghai y Guangzhou, el asentamiento acumulativo máximo de los edificios de gran altura a ambos lados de la "Línea Fu8" del Metro de Beijing es de sólo 2,5 mm, y el asentamiento acumulativo máximo del terreno directamente encima de la estación Xidan de la El metro de Beijing no supera los 30 mm; el metro de Guangzhou tiene un túnel que pasa por la ciudad Tianhe Road, la vía principal del distrito. La cima del túnel está a 7 metros de la carretera. La formación es una capa de arena fina llena de agua y hay tuberías de suministro de agua, tuberías de alcantarillado y cables bajo tierra. El volumen de tráfico terrestre es de aproximadamente 6,5438+0,2 millones de vehículos día y noche, y grandes camiones portacontenedores con una carga de 30 a 60 toneladas pasan rápidamente. Después de la excavación, según la observación de 128 puntos de medición, el asentamiento máximo fue de 20,7 mm, cifra inferior al estándar internacional de control de asentamientos del suelo.
Según la práctica de entierro poco profundo y excavación subterránea en el país y en el extranjero, las medidas para reducir el hundimiento del suelo son las siguientes:
(1) Pre-refuerzo de la roca circundante. Para reforzar rocas blandas y suelos, generalmente se utilizan túneles piloto o pre-inyección de sección completa. Para masas rocosas débiles o rotas, se utiliza lechada previa a presión de un solo líquido o de doble líquido; para masas de suelo suelto, se utiliza lechada por chorro de alta presión de un solo líquido o de doble líquido.
(2) Fuerte apoyo. Estos incluyen refuerzo previo, aumento de la rigidez de los miembros de soporte y relleno detrás del muro. Hay dos métodos de soporte avanzado: cobertizo para tuberías y tablero enchufable. La profundidad de perforación del cobertizo para tuberías está limitada por el tamaño del orificio piloto. También se puede utilizar como tubería de lechada y es aplicable a una amplia gama de condiciones. La regleta debe estar enchufada y es resistente al agua, pero no se puede utilizar en suelos de guijarros. El apoyo oportuno puede reducir efectivamente la cantidad de hundimiento antes del apoyo. El tubo de anclaje con pies de bloqueo se utiliza para estabilizar la base de los componentes de soporte paso a paso, creando buenas condiciones para la excavación inferior y la instalación de soporte, y reduciendo el asentamiento de los componentes de soporte superiores. Aumentar la rigidez de los miembros de soporte puede reducir la cantidad de asentamiento después del apoyo. El relleno detrás del muro es una medida eficaz para reducir el espacio entre la estructura de soporte y el macizo rocoso. Después del soporte primario y el soporte secundario, se utiliza el método de lechada de conductos pequeños para el relleno.
(3) Excavar paso a paso y brindar apoyo oportuno. La práctica ha demostrado que la excavación paso a paso y el apoyo oportuno pueden reducir eficazmente el asentamiento de rocas y terrenos circundantes. Por ejemplo, el cruce de la calle Chang'an en Beijing tiene una gran luz (luz de excavación de 11,6 m), un enterramiento ultrapoco profundo (el espesor de la capa superior del suelo es de solo 0,6 ~ 1,0 m), una gran carga dinámica y muchas tuberías subterráneas. Para reducir el asentamiento del terreno, se utilizó el "método de mesohole" para la construcción paso a paso, y el asentamiento del terreno se redujo a 24 mm, con buenos resultados.
(4) La tecnología de recarga de precipitaciones es un método eficaz para controlar las aguas subterráneas y reducir el hundimiento del terreno, y se ha utilizado ampliamente en la construcción del metro de Beijing. Generalmente se trata de "bombeo superficial y llenado profundo" o "bombeo primero y luego llenado". Según mediciones reales en la "Línea Fu8" del Metro de Beijing, después de utilizar este método, el asentamiento de los edificios de gran altura en ambos lados fue inferior a 2,5 mm.
Vale la pena estudiar que el "material de fraguado rápido con alto contenido de agua" que se ha probado con éxito en mi país en los últimos años tiene la capacidad de consolidar rápidamente capas de arena que contienen agua. Si se puede probar en ingeniería subterránea, tendrá buenas perspectivas de aplicación para evitar que el agua subterránea se filtre en los espacios de los edificios.
5. Nuevos desarrollos en tecnología de excavación de ingeniería geotécnica subterránea extranjera
(1) Mecanización total. Mecanización desde protección de taludes, excavación de tierra, construcción estructural incluida instalación de arcos, hormigón proyectado, preparación y manipulación de lodo, etc. , utilizando tecnología informática para su seguimiento, garantizando así una construcción segura, rápida y una excelente calidad del proyecto.
(2) El método del escudo se ha desarrollado enormemente. En los últimos 30 años, Gran Bretaña, Estados Unidos, Francia, Japón y otros países han adoptado una gran cantidad de tecnologías de construcción de escudos. Japón ha producido cerca de 10.000 máquinas de escudo para la construcción de metros, ferrocarriles, carreteras, proyectos de conservación de agua y redes de tuberías. Han surgido máquinas de escudo doble, triple y cuádruple, que pueden completar la excavación de una estación de metro de tres tramos. Japón está concibiendo y diseñando un escudo de 80 m de diámetro para construir zonas solares y residenciales artificiales bajo tierra.
(3) La construcción de túneles con microescudos y la tecnología sin zanjas se utilizan ampliamente. Se utiliza principalmente para la construcción de tuberías de agua de lluvia, alcantarillado, tuberías de agua y conductos de cables de diversos diámetros. El micro escudo es un escudo con un diámetro de menos de 2 m. Se excava mediante un cabezal de corte, la dirección y la pendiente se controlan mediante control remoto y posicionamiento satelital, y luego se instalan los segmentos. La tecnología sin zanjas utiliza microperforaciones para perforar orificios a través de una rueda de corte y luego devolver la tubería de perforación para instalar la tubería o el cable.
(4) Tecnología de construcción con bloques prefabricados. Después de la excavación, utilice una máquina de ensamblaje para instalar el anillo del arco y dejar orificios de lechada en los segmentos. Una vez completado el ensamblaje del revestimiento, se realiza la inyección desde los orificios de inyección hasta la parte posterior de la pared para tapar los espacios y mejorar la * * * interacción entre la roca circundante y el revestimiento.
La luz de arco único más grande construida con este método en Francia es de 24,48 metros
(5) Tecnología de construcción con ranurado previo. Italia, Francia y otros países han fabricado máquinas preranuradoras de estratos. Utilizan cadenas para cortar el estrato a lo largo del arco en ranuras de 15 cm de ancho y de 4 a 5 m de largo, y luego rocían hormigón en las ranuras y excavan la tierra debajo. protección para realizar capa impermeabilizante y revestimiento secundario para formar el túnel.
(6) Método de elevación de tuberías y cobertizo de tuberías grandes. Cuando se construye una estación de metro, se vierte hormigón en el tubo de elevación para formar un gran cobertizo para tuberías y luego se lleva a cabo una excavación subterránea bajo su protección.
(7) Método de excavación subterránea por micropresión. La construcción se realiza en un entorno de aire comprimido de 1 atmósfera y según el principio del "Nuevo Método Austriaco". La ventaja es que puede descargar agua subterránea y garantizar que la superficie de trabajo esté seca debido a la existencia de presión de aire, puede reducir el asentamiento del suelo y puede reducir los costos de revestimiento;
(8) La excavación digital, también conocida como perforación computarizada, es adecuada para la excavación de proyectos de roca dura. En los túneles digitales el avance de la tubería de perforación es programado y además automático de un pozo a otro. La tuneladora puede gestionar tres juegos de tubos de perforación al mismo tiempo. Su función es supervisar el movimiento de los tubos de perforación y realizar ajustes cuando sea necesario. La posición del pozo, la profundidad del pozo y la secuencia de excavación se han preestablecido en el software de la tuneladora. El rayo láser controla la dirección de excavación y logra un posicionamiento estricto de los agujeros, logrando así la optimización del proceso de excavación y la excavación. de túneles curvos. Las ventajas de los túneles digitales son: controlar la sobreexcavación en la excavación de túneles; optimizar el plan de excavación y eliminar las mediciones manuales en la superficie de trabajo; , método de excavación subterránea, método de excavación de cubierta, método de protección, método de tubo sumergido, método de congelación y método de lechada, etc. Algunas de estas tecnologías han alcanzado el nivel avanzado internacional.