¿Una revisión de las nuevas tecnologías para la construcción de ingeniería subterránea en mi país?
Esto resume una serie de proyectos de construcción de infraestructura a gran escala en mi país en los últimos años, como el ferrocarril Qinghai-Tíbet, el metro de Shenzhen, el túnel que cruza el río Shanghai y otros proyectos subterráneos.
La construcción y la implementación fluida del ferrocarril Qinghai-Tíbet proporcionan una buena base experimental para la construcción de ingeniería subterránea en áreas de suelo congelado de meseta. Al mismo tiempo, la construcción de proyectos de metro urbano también plantea nuevos desafíos para la construcción de proyectos subterráneos en entornos geológicos urbanos complejos; sin embargo, la construcción de grandes puentes, túneles que cruzan ríos e instalaciones marinas dificulta la construcción de proyectos subterráneos submarinos; mayores requisitos técnicos. La construcción y finalización de una serie de infraestructuras a gran escala ha promovido en gran medida el nivel técnico de la construcción de ingeniería subterránea. Resumir y mejorar oportunamente estas nuevas tecnologías de construcción de ingeniería subterránea y otros logros técnicos brindará un buen soporte técnico y garantía para la construcción de ingeniería subterránea en el futuro, y promoverá en gran medida la construcción de ingeniería subterránea en nuestro país. Este artículo combina los logros técnicos de la construcción de ingeniería subterránea en algunos proyectos de infraestructura a gran escala en mi país, como el ferrocarril Qinghai-Tíbet, el metro de Shenzhen y el túnel transversal de Shanghai en los últimos años, para presentar esta nueva tecnología y proporcionar una referencia para proyectos similares en el futuro.
1 Nueva tecnología para la construcción de ingeniería subterránea en zonas de permafrost
El tramo Golmud a Lhasa del ferrocarril Qinghai-Tíbet tiene más de 1.100 kilómetros de longitud y pasa por la meseta Qinghai-Tíbet. La altitud más alta del mundo, conocida como el techo del mundo, y tiene duras condiciones de construcción. También es la primera vez en el mundo que se construye un ferrocarril en una zona de permafrost a gran altitud. No existe una experiencia de construcción madura y el contenido tecnológico es alto.
1.1 Tecnología de construcción de pilotes perforados en áreas de permafrost
La tecnología clave es reducir los diversos calores generados durante el proceso de construcción, como el calor de fricción de la perforación, el calor del relleno suelo y vertido Calor de hidratación del pilote de hormigón, etc. Para evitar cambios repentinos en el campo de temperatura del suelo de cimentación alrededor del pilote, lo que hace que el suelo de cimentación alrededor del pilote se caliente y se derrita dentro de un cierto rango. Al mismo tiempo, debido a los cambios estacionales en las áreas de permafrost, la capa de fusión estacional en la superficie producirá fuerzas de heladas con cambios estacionales. La eliminación de estas fuerzas de heladas también es un foco de pilotes perforados.
Para reducir el impacto del calor de la construcción en el área del suelo congelado y formar un nuevo estado de equilibrio térmico lo antes posible, después de que se vierte el concreto para los pilotes perforados en el área del suelo congelado, debe ir a través de una etapa de proceso de intercambio de calor antes de proceder por encima de la plataforma de construcción. El tiempo general de intercambio de calor es de 60 días. Después de 60 días, la base de pilotes se puede considerar básicamente estable.
Durante el uso, la base del pilote generará fuerza de heladas debido a los cambios estacionales en el suelo congelado. Según la posición y dirección de la fuerza de helada que actúa sobre la superficie de la base, se puede dividir en tres tipos: fuerza de helada tangencial, fuerza de helada horizontal y fuerza de helada normal (ver Figura 1). Las fuerzas horizontales de las heladas se cancelan entre sí, y el principal daño causado por las heladas al proyecto es la fuerza tangencial y la fuerza normal. Durante la construcción del proyecto, se pueden tomar las siguientes medidas para evitar que los cimientos de pilotes se muevan por las heladas: ① Para evitar que los cimientos de pilotes estén sujetos a las fuerzas normales de levantamiento de las heladas, entierre los cimientos de pilotes a una cierta profundidad por debajo del límite superior natural del suelo congelado (2; ) Enterrar los tubos de expansión de acero en el suelo congelado Al menos 0,5 m por debajo del límite superior del suelo, el diámetro interior de la carcasa debe ser 10 cm mayor que el diámetro del pilote y se debe aplicar aceite residual al exterior de la carcasa para reducir la hidrofilicidad de la superficie exterior. No es necesario quitar la carcasa después de que se haya establecido el pilote. ③ Intente utilizar una plataforma de apoyo de pilote alto, taladre y expanda el pilote inferior en áreas con fuertes heladas. ④ Utilice tierra de grano grueso mezclada; con aceite residual para rellenar el exterior de la carcasa y el fondo de la tapa de pilote bajo. Las medidas anteriores pueden reducir eficazmente la fuerza de elevación tangencial de las heladas y la fuerza de elevación de las heladas del suelo congelado en la carcasa (consulte la Figura 2; utilice perforación en seco con una plataforma de perforación giratoria para garantizar la posición correcta del orificio y la verticalidad del orificio perforado); ⑥ El uso de hormigón duradero y de baja temperatura evita el problema del crecimiento lento de la resistencia causado por el vertido de hormigón a baja temperatura.
1.2 Tecnología de construcción de túneles de suelo congelado
Hay poca experiencia como referencia en la construcción de túneles de permafrost en mesetas. El objetivo principal es minimizar el impacto del aumento de temperatura en el suelo congelado y evitar desastres en la construcción. Riesgos operativos causados por el derretimiento del suelo congelado, la compresión, el asentamiento y las fuerzas de las heladas.
La resistencia a la compresión del suelo congelado es muy alta, y su resistencia a la compresión última es incluso equivalente a la del hormigón. Después de que el suelo congelado se derrite, la resistencia a la compresión cae bruscamente, lo que provoca un asentamiento del derretimiento térmico y heladas en la próxima estación fría, lo que a menudo hace que los edificios de ingeniería se vuelvan inestables y difíciles de reparar.
Cuando la temperatura de las rocas sueltas y del suelo que contienen agua desciende a 0°C, se produce hielo, que es el principal signo del estado de congelación. Cuando el agua se convierte en hielo, su volumen aumenta aproximadamente un 9%, lo que provoca que el suelo se congele. Cuando el suelo se congela, el agua en su posición original no solo se congela y se convierte en hielo, sino que también bajo la acción de la fuerza de filtración (succión), el agua se moverá desde el área no congelada al frente de congelación, donde se congela y se convierte en hielo, haciendo la helada del suelo más intensa.
Durante el proceso de congelación, el volumen de agua que se convierte en hielo aumenta, provocando migración de agua, precipitación de hielo, levantamiento de escarcha y desplazamiento del esqueleto del suelo, cambiando así la estructura del suelo. Durante el proceso de fusión, va inevitablemente acompañado por el desplazamiento de partículas del suelo, llenando el espacio descargado por el hielo derretido, provocando derretimiento y consolidación, provocando así un movimiento local del suelo hacia abajo, es decir, asentamiento de fusión en caliente (asentamiento de fusión térmica).
Para evitar el asentamiento del adhesivo termofusible durante la construcción de túneles, la tecnología clave para la construcción de túneles en suelo congelado es tomar medidas de aislamiento térmico.
La tecnología de construcción de aislamiento de túneles incluye principalmente: optimizar la construcción de agujeros abiertos y entradas de túneles en estaciones frías, y agregar sombrillas y cobertizos de aislamiento durante la excavación para bloquear el impacto de la energía de la radiación solar en el suelo congelado.
El túnel principal adopta tecnología de voladura débil y voladura suave para reducir la alteración del suelo congelado y la excavación excesiva. Después de la excavación, se eliminan los cubitos de hielo dispersos en la capa intermedia del arco (pared) y se rocía hormigón rápidamente para sellar la superficie de la roca. utilizado para reducir la contaminación por gases de escape en el túnel. Reducir el número de tiempos de ventilación y el volumen de aire en estaciones cálidas, adoptar medidas como ventilación nocturna y ventilación con ventilador para controlar la temperatura de la cara del túnel por debajo de 5 ° C y minimizar la temperatura. zona de derretimiento de suelo congelado fuera de la sección de excavación de la caverna. Se colocan "capa impermeable, panel aislante y capa impermeable" a lo largo de toda la longitud del túnel para bloquear la alteración del suelo congelado causada por los cambios de temperatura en el túnel una vez completado, garantizando la seguridad operativa.
Los principales factores que afectan las heladas del suelo son el tipo de suelo, el contenido de humedad y las condiciones de congelación. Los científicos criogénicos han demostrado mediante experimentos de larga duración que las heladas en suelos de grano grueso son muy pequeñas o incluso inexistentes, mientras que las heladas en suelos de grano fino son generalmente muy grandes. Cuando el contenido de humedad del suelo es grande, las heladas serán graves. Cuando el contenido de humedad del suelo es inferior a un cierto valor, la tasa de heladas del suelo es cero. Para evitar el impacto de las heladas en la estructura de los túneles abiertos y las compuertas de los túneles, se excavan y rellenan el rico suelo helado, el suelo congelado saturado y las capas de hielo que contienen suelo dentro del rango de heladas de los túneles abiertos y las pendientes de las compuertas del túnel. con suelo de grano grueso Controle estrictamente el contenido de humedad del suelo de grano grueso y proporcione instalaciones impermeables y de drenaje después del llenado.
Ejemplo de ingeniería: el túnel de permafrost de Huofeng en el ferrocarril Qinghai-Tíbet tiene una longitud total de 65.438+0,338 m y es el túnel de permafrost más alto del mundo. El límite superior del permafrost es de 1 a 1,8 m y el espesor del permafrost es de 100 a 150 m. Todas las cuevas están ubicadas en permafrost. Durante el proceso de construcción, se entendieron completamente las características de ingeniería del suelo congelado y se adoptaron técnicas de excavación como lechada de cobertizos para tuberías, anclajes de lechada y voladuras suaves en el pozo, y se utilizó integralmente suelo de grano grueso para reemplazar la capa de cobertura de El pozo abierto toda la sección está equipada con múltiples capas de aislamiento, así como tecnologías como aislamiento, control de temperatura, suministro de oxígeno, inyección de concreto y monitoreo de información, minimizando así el ciclo de descongelación del suelo congelado y reconstruyendo un nuevo túnel térmico de suelo congelado. Sistema de equilibrio para satisfacer las necesidades de construcción segura, de alta calidad y eficiente.
Además, las medidas de prevención de temperatura en áreas de suelo congelado también incluyen tecnología de construcción de lechos de carreteras con ventilación de escollera, tecnología de construcción de lechos de carreteras con suelo de grano fino de alta temperatura, tecnología de construcción de paneles aislantes y construcción de lechos de carreteras con suelo de grano fino de alta temperatura. tecnología, etc Estas medidas pueden reducir en gran medida el impacto de la capacidad de carga de los cimientos en el suelo congelado.
2 Nuevas tecnologías para la construcción de metros y túneles que cruzan ríos
Con el rápido desarrollo de la urbanización en nuestro país, la presión del tráfico en las grandes ciudades aumenta día a día, y las grandes ciudades La construcción a gran escala del metro urbano es inevitable. Cada vez se planean más túneles urbanos a lo largo del río Yangtze. Este tipo de construcción de ingeniería a menudo implica un entorno de construcción severo y a gran escala y técnicas de construcción complejas. A continuación se ofrece una breve introducción a varias tecnologías de construcción nuevas.
2.1 Tecnología de apuntalamiento de cimientos de pilotes en la construcción del metro
La tecnología de apuntalamiento de cimientos de pilotes es inevitable en la construcción del metro. La investigación sobre la tecnología de apuntalamiento de cimientos de pilotes de gran fuerza axial de la Plaza de Grandes Almacenes del Metro de Shenzhen ha resuelto los principales problemas técnicos clave de la tecnología de apuntalamiento de cimientos de pilotes de gran fuerza axial y enriqueció la tecnología de construcción del proyecto de apuntalamiento de cimientos de pilotes.
El apuntalamiento de cimientos por pilotes es una forma común de aplicación de tecnología de apuntalamiento en mi país. La tecnología central del apuntalamiento de cimentaciones con pilotes radica en la conversión de carga entre pilotes nuevos y pilotes viejos. Durante el proceso de conversión, se requiere que la deformación de la estructura de apuntalamiento y los pilotes nuevos se limite al rango permitido de la superestructura. En vista del control de deformación anterior, el mecanismo de apuntalamiento se puede dividir en apuntalamiento activo y apuntalamiento pasivo. El apuntalamiento activo carga principalmente los pilotes nuevos y la estructura de apuntalamiento antes de que se corten los pilotes viejos para eliminar parte de la deformación de los pilotes nuevos y la estructura de apuntalamiento, de modo que la deformación de los pilotes y la estructura después del apuntalamiento se limite a lo permitido. rango. Esta tecnología se utiliza en situaciones donde la fuerza axial es grande y los requisitos de deformación estructural son estrictos. El apuntalamiento pasivo transfiere la carga a pilotes nuevos durante la remoción de pilotes viejos. Después del apuntalamiento, la deformación de pilotes y estructuras es difícil de controlar. Esta tecnología es adecuada para situaciones donde el tonelaje es pequeño y el control de la deformación estructural no es estricto. El proyecto de cimentación de pilotes que sustenta el edificio Department Store Plaza en la sección Guomao Old Street del metro de Shenzhen tiene muchos pilotes de apuntalamiento (6), gran fuerza axial (18000 kN), gran diámetro de pilote (2000 mm), malas condiciones geológicas, alta carga de agua subterránea y La ubicación de apoyo es profunda (2 pisos bajo tierra) y tiene un entorno de uso complejo (efectos de vibración al cruzar el metro por el medio). En la actualidad, no existe una fuerza axial grande similar que sustente ni en el país ni en el extranjero.
Debido a restricciones de dirección y radio mínimo (Rmin=300 m), la línea Fase I del Metro de Shenzhen debe pasar por debajo del podio del edificio Department Store Plaza. Por lo tanto, surge el problema del apuntalamiento de la cimentación de pilotes. El edificio principal de Department Store Plaza tiene 22 pisos, un piso de podio de 9 pisos y un sótano de 3 pisos. Es una estructura de muro de corte con vigas de marco y la base es una base de pilotes independiente con soporte final. La capacidad de carga estándar de la capa de soporte del extremo del pilote (capa fuertemente erosionada) es de 2700 kPa, el diámetro máximo del cuerpo del pilote es de 2000 mm y la fuerza axial máxima de diseño del pilote de apuntalamiento se estima en aproximadamente 18900 kN con base en el piso.
La sección del túnel pasa por Department Store Plaza, Shennan East Road y Huazhong Hotel. Debido a la influencia de la ubicación de la excavación del túnel y su superestructura, algunos pilotes se encuentran en el túnel o cerca del túnel. Es necesario apuntalar los 6 pilotes del podio en el noveno piso de los grandes almacenes (el diámetro del pilote es de 2000 mm). , y la capa de soporte de la base del pilote está toda en la estructura del túnel). (en el lecho de roca debajo de la superficie), la fuerza axial máxima es de 18000 kN.
De acuerdo con la estructura, la forma de los cimientos y el espacio de operación de la plaza de los grandes almacenes, el apuntalamiento de los cimientos de pilotes de la plaza de los grandes almacenes adopta la forma de columnas estructurales de apuntalamiento tipo viga, y los nuevos pilotes de apuntalamiento se colocan manualmente. pilotes excavados. Todo el proyecto de apuntalamiento se lleva a cabo en tres plantas subterráneas.
De acuerdo con los requisitos de deformación de las estructuras de gran altura, la base de pilotes del podio adopta un apuntalamiento activo.
Durante el apuntalamiento, se instala un gato de carga entre la viga de apuntalamiento y el nuevo pilote. El gato se utiliza para cargar de modo que la estructura superior tenga una pequeña cantidad de desplazamiento del gato y, al mismo tiempo, la mayor parte del desplazamiento de asentamiento del nuevo pilote. se precarga durante el levantamiento. La carga activa actuará sobre la estructura original. La carga sobre el pilote se transfiere al nuevo pilote a través de la viga de apuntalamiento, y el aumento del valor superior del pilote (columna) original y el asentamiento del nuevo pilote. también efectivamente controlado. Después de cavar manualmente el agujero hasta el fondo de la viga de apuntalamiento, los pilotes se cortan gradualmente. Después de cortar los pilotes, se excava el túnel, se estabiliza la deformación del revestimiento (el dispositivo del gato se ajusta a tiempo durante el período), las vigas de apuntalamiento se conectan a los nuevos pilotes para formar una estructura permanente y se completa el apuntalamiento. Todo el proceso de apuntalamiento de cimientos de pilotes y construcción de túneles se monitorea y mide estrictamente para garantizar la seguridad estructural.
A través de estrictos cálculos y operaciones de construcción, y mediante investigación técnica, hemos resuelto problemas técnicos como excavación y soporte de cimientos de pilotes, recalce y reemplazo de vigas, corte de cimientos de pilotes y conversión de fuerza en estratos débiles. la seguridad y el uso normal de tuberías subterráneas en edificios de gran altura, centros comerciales, plazas, etc.
El principio de cimentación por pilotes que sustenta este proyecto se muestra en la Figura 3.
2.2 Método de congelación horizontal en la construcción de túneles que cruzan ríos
El método de congelación en la construcción de canales de comunicación de túneles subterráneos es un método de construcción especial que utiliza tecnología de refrigeración artificial para girar el agua en el suelo. en hielo, transformar el suelo natural en suelo congelado, aumentar su resistencia y estabilidad, aislar la conexión entre el agua subterránea y las estructuras subterráneas y llevar a cabo la construcción de canales de comunicación bajo la protección de paredes congeladas.
La tecnología de refrigeración se completa con tres sistemas de circulación que utilizan freón como refrigerante. Los tres sistemas de circulación son el sistema de circulación de freón, el sistema de circulación de salmuera y el sistema de circulación de agua de refrigeración. Tres sistemas de ciclo de refrigeración forman una bomba de calor, que transporta la energía geotérmica en salmuera de baja temperatura al sistema de circulación de freón a través de los orificios de congelación, y luego la transporta al sistema de circulación de agua de refrigeración a través del sistema de circulación de freón, y finalmente la transporta a la atmósfera a través del sistema de circulación de agua de refrigeración. A medida que la salmuera a baja temperatura continúa fluyendo en la formación, el agua en la formación se congela gradualmente, formando una columna de suelo congelado centrada en el tubo congelado, que continúa expandiéndose. Finalmente, las columnas de suelo congelado adyacentes se conectan como un todo para formar. una columna de suelo congelado con cierto espesor y resistencia. Muro de permafrost o cortina de permafrost. El principio del refuerzo de congelación horizontal se muestra en la Figura 4.
En la construcción real, se perforan orificios de congelación horizontalmente, se construyen tuberías de congelación y se utiliza agua salada como medio de transferencia de calor para la congelación. Generalmente, el equipo de refrigeración se instala en el sitio de construcción para enfriar el líquido no congelado (generalmente agua salada) a -22 ~ -32°C. Sus características principales son:
(1) Puede aislar eficazmente el agua subterránea y los estratos sueltos e inestables con un contenido de agua >: 10 % se pueden construir mediante el método de congelación.
(2) La forma y resistencia de la cortina de suelo congelado se pueden organizar y ajustar de manera flexible de acuerdo con las condiciones geológicas y del sitio de construcción. La resistencia del suelo congelado puede alcanzar 4 ~ 10 MPa, lo que puede mejorar eficazmente la eficiencia del trabajo.
(3) El método de congelación no contamina el medio ambiente circundante, no ingresa materia extraña al suelo y genera poco ruido.
(4) Hay muchos factores que afectan la resistencia del suelo congelado. El suelo congelado es una propiedad reológica y su resistencia está relacionada tanto con el origen del suelo congelado como con sus características de estrés. Los principales factores que afectan el suelo congelado son la temperatura de congelación, el contenido de humedad del suelo, la composición de las partículas del suelo, el tiempo de acción de la carga y la velocidad de congelación.
Las tecnologías clave para la construcción del método de congelación incluyen:
(1) Determinar los principales indicadores técnicos de congelación, es decir, determinar el período de congelación activa y la temperatura de la salmuera para mantener la congelación. período y el período de congelación de acuerdo con las condiciones de trabajo reales. Temperatura promedio de la pared del suelo y resistencia del suelo congelado.
(2) Diseño y construcción del orificio congelado, es decir, según el tamaño del plano y las características de tensión estructural del canal de contacto, se lleva a cabo el diseño del diseño del orificio congelado y se determina la deflexión del orificio congelado. ajustado de acuerdo con el diagrama de refuerzo del segmento. El ángulo de desviación hacia afuera de la apertura se controla dentro del rango de 0,5 ~ 10.
(3) Diseñe la estación de refrigeración, realice activamente el mantenimiento y la construcción de la refrigeración, calcule la capacidad de refrigeración y seleccione la unidad de refrigeración de acuerdo con las necesidades de capacidad de refrigeración.
(4)Métodos constructivos y secuencia de excavación y construcción de canales de contacto.
(5)Seguimiento de la construcción.
El proyecto del túnel que cruza el río Shanghai Dalian Road consta de dos túneles de este a oeste. Hay un pasaje de conexión entre los dos túneles. Ambos túneles están ubicados en el fondo del río Huangpu, a unos 400 m de distancia. El canal de conexión (1) está situado en la orilla occidental de Puxi. La distancia entre los centros de los túneles este-oeste es de 35,705 m. La diferencia de altura entre los túneles es de 3,565 m. La distancia libre de los canales de conexión es de aproximadamente 25,665 m. m El canal de conexión (2) está ubicado en la orilla del Pudong. La distancia entre los centros de los túneles este-oeste es de 27,575 metros, la diferencia de altura es de 0,345 metros y la distancia libre de los canales de conexión es de 17,175 metros. Los estratos donde se ubican los dos canales de conexión son limo arenosos y limo arcillosos, con gran coeficiente de permeabilidad y alta presión. Para garantizar la seguridad de la construcción del canal, se adoptó el método de congelación. La práctica de la ingeniería muestra que la tecnología de construcción de congelación de canales de contacto tiene las ventajas de una velocidad de congelación rápida, alta resistencia del suelo congelado, buena uniformidad de la cortina, alta resistencia a fugas, estrecha integración con los segmentos del túnel y una construcción segura y confiable. Puede garantizar la seguridad y confiabilidad de la construcción de canales de comunicación del fondo del río en condiciones de agua de larga distancia, gran profundidad y alta presión. La fusión y la sedimentación son una situación inevitable en la construcción con el método de congelación. La fusión y la sedimentación se pueden compensar y reducir reservando rápidamente los orificios de lechada en túneles y canales de comunicación. En la construcción de varios canales de conexión se ha demostrado plenamente su superioridad y valor socioeconómico.
2.3 Tecnología de construcción de excavación subterránea del agujero medio para la estructura de tres arcos y dos columnas de la estación de metro.
Con el desarrollo del metro urbano y el tránsito ferroviario rápido en mi país, cada vez más ciudades grandes están construyendo metros.
Dado que la mayoría de las secciones por las que pasa el metro son áreas comerciales prósperas, algunas secciones se ven afectadas por costos de demolición, ocupación del tráfico, protección de tuberías subterráneas, protección de reliquias culturales antiguas, protección ambiental, etc. Y la excavación abierta (excavación de cubierta) de las estaciones de metro está restringida, por lo que la construcción solo se puede llevar a cabo utilizando el método de excavación subterránea, lo que lleva a la aparición de estaciones de metro de excavación subterránea.
La estación Ciqikou de la línea 5 del metro de Beijing, la estación Temple of Heaven East Gate y la estación Chongwenmen adoptaron el método de excavación oculta de tres arcos y dos columnas para respaldar integralmente la tecnología de construcción, garantizando la calidad y seguridad de la proyecto y completar las tareas de construcción a tiempo. Se han logrado buenos beneficios sociales. Esta tecnología es adecuada para la construcción de estacionamientos subterráneos, centros comerciales subterráneos, autopistas de gran luz y túneles ferroviarios, como estaciones de excavación subterránea de doble capa de gran luz, túneles de múltiples arcos con poca capacidad de autoestabilización de las rocas circundantes. etc.
Características técnicas del método de excavación subterránea en la construcción de la estación:
(1) El método de construcción CRD (diafragma) completó la excavación del túnel medio y formó el soporte inicial para la caja fuerte. Sistema de protección del túnel medio.
(2) Complete la placa inferior, la viga inferior, la columna de tubería de acero, la placa intermedia, la viga superior y el arco central del túnel medio para formar un sistema de soporte estable del túnel medio que soporte la carga principal del entorno. roca y proporcionar seguridad para la excavación del túnel lateral.
(3) El método CRD se utiliza para completar simétricamente la excavación del túnel lateral.
(4) Retire el sistema de soporte inicial temporal y complete la construcción del revestimiento secundario del túnel lateral.
(5) Durante el proceso de modificación del sistema, las longitudes de los segmentos se determinan razonablemente y se agregan soportes de acero.
(6) Aprovechar plenamente el papel del seguimiento y la medición y utilizar la información para guiar la construcción.
El principio técnico del método de construcción del túnel de la estación de excavación subterránea: dividir el túnel de gran luz con geología pobre en tres partes y dividir cada parte en tiras para garantizar la seguridad durante la excavación. Primero, se forma una estructura temporal en la etapa inicial del túnel, y se aplica una estructura de revestimiento permanente a la estructura temporal para formar un soporte estable en el medio para soportar la carga principal de la roca circundante. Luego, cada bloque de la sección lateral del túnel se excava simétricamente para finalmente formar la estructura general. Durante el proceso de transformación del sistema, se agregaron soportes de acero según las condiciones de monitoreo. El flujo del proceso es: preparación de la construcción → cobertizo de tubería de avance → refuerzo de lechada → excavación de varias partes del túnel intermedio → colocación de una capa impermeable → piso del túnel intermedio y viga inferior → columnas → placa intermedia del túnel intermedio → viga superior y arco intermedio → tubería de avance cobertizo → Nota Refuerzo de lechada → Excavación de varias partes del túnel lateral → Eliminación de tabiques temporales → Colocación de capa impermeable → Suelo del túnel lateral → Pared lateral y placa intermedia → Arco lateral → Lechada detrás del revestimiento secundario. La estación de metro de tres arcos y dos columnas se construyó utilizando el método de excavación subterránea, como se muestra en la Figura 5.
La estación Ciqikou es la estación de transferencia entre la línea 5 del metro de Beijing y la prevista línea 7 del metro de Beijing. La estación tiene 180 metros de largo, 21,87 metros de ancho y 14.933 metros de alto. El área de construcción de la estación es de 12244,2 m2 y la profundidad de cobertura principal de la estación es de 9,8 ~ 10,3 m. La estación es una estructura de isla de doble capa con tres arcos y dos columnas. El primer piso subterráneo de la estación es el nivel del vestíbulo de la estación, con pasajes reservados para el intercambio con la Línea 7, y el segundo piso subterráneo es el nivel del andén. Este método se adoptó en la construcción de la estación, lo que garantizó la seguridad y la calidad de la construcción del proyecto y logró el éxito.
3 Tecnología de construcción de cimientos submarinos
3.1 Construcción de ingeniería de cimientos marinos
Con la construcción de infraestructura, hay cada vez más proyectos marinos, como puentes que cruzan el mar. Varios puentes están planificados y en construcción, como el Proyecto Cross-Sea de la Bahía de Bohai, el Proyecto Cross-Sea del Estuario del Río Yangtze, el Proyecto Cross-Sea de la Bahía de Hangzhou (en construcción) y el Proyecto Cross-Sea del Estuario del Río Perla. Proyecto, el Proyecto del Estrecho de Qiongzhou, etc., que contribuyen a la construcción de infraestructura marítima trajeron nuevos desafíos. Es una tendencia inevitable el uso de pilotes de cimentación largos y de gran diámetro para proyectos a gran escala a través del mar y a través de ríos. Se utilizarán ampliamente pilotes de tubos de acero estructurales, carcasas de acero temporales y pilotes de tubos de acero temporales para plataformas marinas. Estos han planteado nuevos requisitos para los martinetes. Un buque de pilotaje equipado con un marco de pilotes alto, un potente sistema de potencia de elevación de pilotes, un martillo de pilotaje de alta energía y un avanzado sistema de posicionamiento y medición GPS de pilotes en alta mar puede completar con éxito la tarea de martillar y hundir pilotes en el mar.
En términos generales, el sistema de pilotaje en alta mar incluye una combinación de buques pilotadores, portadores de pilotes, buques ancla, remolcadores y barcos de tráfico. Desde la perspectiva del proceso de hundimiento de pilotes de tubos de acero, el barco de pilotaje es el cuerpo principal del pilote de tubos de acero y consta principalmente de las siguientes partes: sistema de casco (incluido el casco, sistema de anclaje y sistema de energía), marco del pilote y su sistema de suspensión y sistema de hundimiento de martillo (incluido el martillo de pilotaje y pilotes de reemplazo), sistema de medición y posicionamiento GPS de pilotaje en alta mar, etc. En particular, el GPS puede realizar la recopilación y el procesamiento automático de datos durante el proceso de posicionamiento de los barcos de construcción lejos de la costa. Puede reflejar la posición actual y diseñada de los pilotes en forma de gráficos y números, lo que hace que sea conveniente para los operadores realizar ajustes. la posición del barco para el pilotaje de construcción. Al mismo tiempo, puede generar automáticamente informes de pilotaje y datos de reproducción, lo que brinda comodidad para el pilotaje en alta mar.
El posicionamiento de pilotes offshore se logra mediante el “Sistema de Medición y Posicionamiento de Pilotes Offshore GPSRTK”, como se muestra en la Figura 6.
Tres receptores GPS instalados en el barco piloto reciben enlaces de datos de frecuencia fija transmitidos por estaciones de referencia establecidas en tierra y estaciones de referencia en el mar como datos de referencia para el posicionamiento. Su principio de funcionamiento: durante el posicionamiento, la posición, dirección y actitud del casco se controlan en modo RTK a través de una estación móvil GPS fijada en el barco de pilotaje y, al mismo tiempo, se utilizan dos telémetros sin prismas fijados en el barco para determine la posición relativa del pilote a una determinada elevación. Con base en la posición del marco del pilote del casco, la posición real del cuerpo del pilote en la elevación de diseño se calcula y se muestra en la pantalla de la computadora del sistema. Al comparar con las coordenadas de diseño, el barco se mueve y se corrige hasta que la desviación cumpla con los requisitos. La inclinación del cuerpo del pilote está controlada por el marco del pilote. Basado en la escala dibujada en el cuerpo del pilote por el haz horizontal rojo emitido por el telémetro sin prisma, el sistema calcula la elevación superior del pilote.
Antes del posicionamiento específico, ingrese las coordenadas del centro de diseño, la elevación, el ángulo de torsión del plano y otros parámetros del pilote que se colocará en la computadora. Durante el posicionamiento, la pantalla puede mostrar datos y gráficos de la posición del pilote en tiempo real, así como la posición y desviación diseñadas del pilote. El comandante del buque de pilotaje puede indicarle que lo coloque correctamente en función de la información relevante mostrada.
Esta tecnología es adecuada para la construcción de hundimiento de pilotes de tubos de acero estructurales, revestimientos de acero temporales y pilotes de tubos de acero temporales para plataformas submarinas en océanos y ríos. Tiene las siguientes ventajas obvias: ① Puede operar en. áreas marítimas con condiciones de mar severas; (2) Puede adaptarse a la construcción de pilotes de pilotes de tubos de acero de diámetro ultralargo; ③ Puede cumplir con la construcción de pilotes de pilotes inclinados con diferentes ángulos de inclinación y ángulos de deflexión planos; a través de diferentes capas de suelo ⑤ Medición y posicionamiento simples Es rápido y la precisión cumple con los requisitos ⑥ Período de construcción corto (todo el proceso de construcción de una sola pila de tubos de acero con un diámetro de 1,6 my una longitud de 80 m solo toma 2,5 horas; ). Esto se está practicando en el proyecto del Puente de la Bahía de Hangzhou en construcción.
3.2 Tecnología de construcción de ataguías de acero de doble pared que se hunden sin barco guía
Hay dos eslabones débiles en la construcción de los cimientos que afectan el progreso del proyecto, a saber, la ataguía de pilotes de chapa de acero perforada. cimentación de pilotes y el cajón se hunde hasta la base de la base, y el cajón se hunde hasta la base. La ataguía impermeable instalada en la parte superior del cajón es generalmente débil y la disposición del proceso de bombeo en la ataguía está limitada por el nivel del agua de la construcción. (2) La base del cajón está incrustada en la capa de roca y requiere mucha mano de obra para eliminar las rocas erosionadas. Lleva mucho tiempo, especialmente en rápidos de aguas profundas, y el progreso del proyecto restringe directamente el cruce seguro de las inundaciones. toda la fundación. En comparación, la base de pilotes aburridos de ataguía de acero de doble pared adopta una estructura impermeable de ataguía de acero de doble pared, que absorbe las ventajas de las dos estructuras de construcción anteriores. Es esencialmente una estructura de edificio que combina un eje flotante circular con una ataguía impermeable, que puede soportar una mayor presión de agua hacia adentro o hacia afuera. En términos generales, la disposición de los procesos de construcción de cimientos no se ve afectada por los cambios externos estacionales del nivel del agua.
La ataguía de acero de doble pared se compone de una pared de placa interior y una pared de placa exterior, que están conectadas por soportes rígidos. Dado que hay una cavidad entre las dos paredes y el fondo está cerrado por pies de hoja anulares, tiene capacidad de autoflotación. Cuando la sección inferior flota, la pared del tablero se puede elevar sección por sección de acuerdo con la capacidad de elevación del equipo, y el contrapeso se puede inyectar en la cavidad y succionar con una máquina de succión de lodo para hacer que se hunda hasta la ataguía de acero. se hunde hasta la posición diseñada. Mantenga la estabilidad vertiendo concreto sellado hacia atrás bajo el agua y luego construya pilotes perforados de acuerdo con los requisitos de diseño.
Se adopta la construcción de hundimiento de la ataguía de acero de doble pared sin barco guía. Debido a la eliminación del enorme barco guía y el sistema de vigas de conexión, la fuerza del viento y del agua que soporta el sistema de anclaje es grande. reducido, simplificando así el proceso de anclaje. La configuración y construcción de los equipos aceleró el avance de la construcción y ahorró equipos de acero y agua. Al mismo tiempo, la estructura de ataguía de acero de doble pared es un cajón flotante, que no sólo facilita la flotación en el lugar, sino que también puede soportar una mayor presión de agua y superar las deficiencias del lijado del fondo al hundirse. Además, la ataguía absorbe el barro y se hunde en poco tiempo, lo que hace que la construcción sea segura. Es especialmente adecuado para proyectos de construcción acuáticos con altas condiciones de navegación, áreas de construcción estrechas, capas de suelo arenoso, arcilloso y guijarros, y donde es imposible instalar un barco guía.
Esta tecnología se utilizó en la construcción de los cimientos submarinos del puente sobre el río Luzhou Yangtze en el ferrocarril Longnan en Sichuan, completando con éxito la tarea de construcción de los cimientos en aguas profundas y garantizando que el puente se completara a tiempo. Para construcciones similares de cimientos en aguas profundas, tiene un amplio valor de promoción y aplicación.
4 Conclusión
Mi país tiene un vasto territorio, un entorno geográfico natural diferente, una calidad de suelo diferente y fuertes características regionales de ingeniería subterránea, lo que hace que la construcción de ingeniería subterránea sea muy diferente y complejo. La innovación continua basada en las características de diferentes proyectos es la base para mejorar la tecnología de construcción de ingeniería subterránea. Este artículo presenta varias tecnologías nuevas de construcción de ingeniería subterránea completadas en nuestro país en los últimos años, con la esperanza de brindar algo de inspiración para la construcción de ingeniería subterránea. Sobre esta base, por un lado, promovemos activamente la aplicación de estas nuevas tecnologías y, lo que es más importante, continuamos innovando sobre la base de la aplicación, para que la construcción de ingeniería subterránea de mi país continúe alcanzando nuevas alturas.
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