¿Proyecto del túnel Xiaobailou de la línea 1 del metro de Tianjin al túnel Xiawafang?

El proyecto del túnel Xiaobailou-Xiawafang es una parte importante de la Línea 1 del Metro de Tianjin (nueva sección). Ubicada en el área central de Tianjin, la máquina de escudos básicamente avanza por debajo de Nanjing Road, Dagu South Road y otras secciones. Las áreas a lo largo de la línea incluyen el área comercial Xiaobailou, el importante centro comercial del distrito de Hexi y las principales áreas de oficinas de Tianjin. Entre ellas, la antigua residencia centenaria de Wang Zhongshan (estructura de ladrillo y madera) se encuentra en el eje de la línea. túnel, con el Banco de Construcción de China y el Edificio Asia Pacífico (en construcción) y otros edificios importantes, hay múltiples tuberías de servicios municipales de alta presión y gran diámetro colocadas sobre el túnel.

La longitud total del túnel de Xiaobailou a Xiawafang es de 2087,699 metros. Los canales de comunicación izquierdo y derecho están fijados en dk 16400,000 metros. El diámetro exterior del túnel es de 6,2 m, el diámetro interior es de 5,5 m. Y el ancho del segmento es de 1,0 m. Adopta un ensamblaje conjunto. La resistencia de diseño del revestimiento es C50 y toda la sección del anillo está dividida en 6 bloques, que constan de 1 bloque de cobertura (F), 2 bloques adyacentes (L) y 3 bloques estándar (B). Para las uniones longitudinales y circunferenciales se utilizan pernos de flexión M30; para impermeabilizar las juntas de los segmentos se utilizan arandelas elásticas (caucho EPDM y caucho hinchable con agua).

II. Condiciones geológicas de ingeniería

Las capas de suelo en esta zona del túnel son principalmente la capa de relleno artificial Cuaternario (acumulación artificial Qml), la primera capa continental (lecho del río-llanura de inundación) Sedimentaria. capa Qc3al), la primera capa marina (capa sedimentaria de mar poco profundo Q24m), la segunda capa continental (capa sedimentaria de lecho de río-llanura de inundación Q14al), la tercera capa continental del Pleistoceno Cuaternario (capa sedimentaria de lecho de río-llanura de inundación Q14al).

El escudo atraviesa principalmente las capas de suelo ④, ④3, ⑤ y ⑥4. Los indicadores físicos y mecánicos de la capa del suelo se muestran en la Tabla 1.

Tabla 1 Indicadores físicos y mecánicos

3. Máquina de escudo

El escudo articulado de equilibrio de presión de tierra alemán Herrick es actualmente el escudo mecánico más avanzado del mundo. equipo. El diámetro del escudo es de 6390 mm, la longitud total es de aproximadamente 48 m, el cuerpo principal tiene una longitud de 8,47 m y el peso es de aproximadamente 300 t. La máquina de escudo * * * tiene 32 gatos (divididos en 16 grupos), una carrera de 2,2 m. un empuje de un solo gato de 1078 kN y un empuje total de 34511 kN. Gato de 14 articulaciones con 150mm de recorrido. La máquina de ensamblaje de escudos tiene 6 grados de libertad y puede moverse en todas las direcciones. La máquina de tornillo tiene una potencia de 110 kW, un diámetro de 700 mm y un par máximo de 190 kNm. El escudo también está equipado con un alimentador de segmentos que puede colocar tres segmentos. La potencia total de la máquina de escudo es de aproximadamente 1000 kW. Debido a la adición de una parte articulada al escudo, el corte del anillo de soporte por el escudo y el corte de la cola del escudo por el anillo de soporte forman un cuerpo vivo, lo que aumenta la sensibilidad del escudo, hace que sea más fácil de controlar. el eje del túnel durante la construcción y mejora en gran medida la segmentación, la fragmentación del arco externo y la filtración de agua del segmento.

IV. Tecnología de construcción del escudo

1. Túnel del escudo

(1) Recorte del portal

Salida del escudo frente al Para el agujero, se debe cavar una pared subterránea continua de 800 mm de espesor (su forma estructural son dos filas de barras principales, barras transversales y barras de conexión por dentro y por fuera) para exponer el suelo reforzado al exterior, y luego se puede promover oficialmente la construcción.

Al perforar un agujero, primero coloque un andamio de acero en el círculo del agujero; agregue una tira de madera delante del cabezal del cortador para evitar que se rompa al retirar los bloques de concreto, taladre cinco agujeros (distribuidos uniformemente); ) a la entrada del hoyo, para observar el suelo externo. Si el suelo está en buenas condiciones, el hormigón del portal se cincelará en bloques. Primero, se cincelan los tendones internos y externos, se cortan los tendones internos y se retienen los tendones externos. Taladre un orificio de elevación en cada pieza de concreto, limpie los fragmentos de concreto que caen en el fondo del círculo del orificio, luego corte las barras de acero externas una por una en el orden de primero hacia abajo y luego hacia arriba, y levante el concreto. bloquear.

Para reducir la pérdida de suelo, la excavación del túnel debe realizarse de forma continua y el tiempo de operación debe acortarse tanto como sea posible. Todo el proceso es supervisado por un oficial de seguridad de tiempo completo, quien rastrea e inspecciona el dispositivo de sellado en el pozo, elimina escombros y fragmentos de concreto en el pozo y protege el dispositivo de sellado.

(2) Refuerzo del suelo

El suelo frente al túnel se refuerza con pilotes de mezcla profunda de φ800 @ 600, y se utilizan pilotes de inyección de lechada de alta presión de φ600 entre los pilotes de mezcla profunda. pilotes y el muro pantalla subterráneo. El tamaño del plano de refuerzo es 7,4 m (ancho) × 25,4 m (largo) y la profundidad del pilote es 18,197 m. Los 5,5 m superiores son el área de refuerzo débil y el resto es el área de refuerzo fuerte. La resistencia del suelo después del refuerzo es qu≥0.8MPa

2. Establezca los parámetros estructurales del agujero.

(1) Ajuste de la presión del suelo de equilibrio

De acuerdo con las condiciones geológicas de la sección de salida del túnel, se utiliza la fórmula de relación de costo agua-suelo para calcular P=0.182MPa, y el método de cálculo agua-suelo (presión del suelo Rankine teóricamente) Calcule Pa≈0.168MPa. Teniendo en cuenta que el escudo debe atravesar suelo reforzado durante la etapa de salida, la presión de equilibrio inicial es 0,175 MPa.

En el avance real, basándose en la retroalimentación de la deformación del suelo, el valor de la presión de equilibrio se cambió a 0,20 MPa (de acuerdo con la fórmula de relación de eficiencia agua-suelo, bajo las condiciones geológicas de Tianjin, la presión de equilibrio estática lateral coeficiente k0 El valor es aproximadamente 0,9 ~ 1,0, por lo que se puede utilizar para calcular la presión de equilibrio positiva en el proceso de avance futuro.

3. Promover la construcción

(1) Control del eje del túnel

El gato de blindaje se divide en cuatro áreas, superior, inferior, izquierda y derecha. Al ajustar la presión de aceite regional, la fuerza resultante de todos los gatos y la fuerza de resistencia que actúa sobre el protector forman un par de fuerzas que es beneficioso para controlar el eje de propulsión.

La posición del eje del túnel está controlada por la desviación horizontal y de elevación del escudo. La dirección de deflexión del escudo debe ajustarse de acuerdo con la posición de la cola del escudo y la sección del anillo, es decir, la deflexión del escudo debe controlarse de acuerdo con la diferencia de longitud entre los gatos izquierdo y derecho y los gatos superior e inferior. .

El espacio entre la cola del escudo y el segmento del anillo es teóricamente de 45 mm, pero en la construcción real se controla dentro de los 50 mm. Dado que la distancia desde la incisión del escudo hasta la cola del escudo es generalmente de aproximadamente 5 m, la posición de la incisión es donde llegará la cola del escudo, por lo que es muy importante controlar la actitud del escudo para el eje del anillo del segmento. Pero detrás del escudo hay una sección circular, por lo que la posición de la sección circular afecta directamente la corrección de la desviación del escudo. Además, una mala postura del protector también hace que la cola del protector apriete los segmentos del tubo, provocando daños y filtraciones de agua. Por lo tanto, el control de la actitud del escudo y el ensamblaje del segmento son complementarios entre sí.

(2) Control de la deformación del suelo

(1) Deformación del suelo provocada por la propulsión del escudo.

Cuando la presión de equilibrio establecida P0 es menor que la presión del suelo medida P1, es decir, la presión de equilibrio es menor que la presión del suelo normal, provocando sobreexcavación y asentamiento del terreno cuando P0 > P1; es decir, la presión de equilibrio es mayor que la presión normal del suelo, lo que resulta en una excavación insuficiente y levantamientos del suelo. Por lo tanto, la velocidad de rotación o la velocidad de propulsión de la máquina de tornillo debe controlarse para controlar la deformación del suelo frente al escudo.

②Deformación del terreno provocada por rejuntados simultáneos.

Los segmentos se ensamblan en la cola del escudo. El diámetro del segmento es de 6,2 m y el diámetro del escudo es de 6,39 m. Hay un anillo con un ancho de 95 mm, que es el espacio de construcción para la construcción del escudo. Si el espacio del edificio no se llena, el suelo circundante se moverá hacia el espacio, provocando hundimiento del suelo. Por lo tanto, se debe utilizar lechada sincrónica para llenar el espacio del edificio durante la construcción del túnel.

El espacio de construcción teórico de cada anillo de propulsión es de 1,87 m3 y la cantidad de lechada de cada anillo es generalmente del 150 % al 250 % del espacio de construcción. La presión de la salida de bombeo debe controlarse según las diferentes profundidades y calidad del suelo, y generalmente es de alrededor de 0,3 MPa.

La proporción de mezcla de la lechada de cemento se muestra en la Tabla 2 y la consistencia de la lechada de cemento es de 9 a 11 cm.

③Monitoreo del suelo

El monitoreo del suelo se utiliza para reflejar la deformación del suelo, y la información sobre la deformación del suelo es una de las condiciones importantes para guiar la construcción. Los parámetros de propulsión del escudo deben formularse en función de la información sobre la deformación del terreno, por lo que es necesario brindar información oportuna y precisa.

(3) Montaje de dovelas

El túnel se ensambla a partir de seis dovelas prefabricadas de hormigón armado, y la forma anular es una pequeña tapa insertada longitudinalmente.

La calidad del ensamblaje de las dovelas afecta directamente la calidad de conformado final del túnel, por lo que se deben controlar los siguientes puntos al ensamblar las dovelas:

(1) Durante el proceso de ensamblaje de las dovelas, la planitud de la superficie del anillo de revestimiento debe controlarse estrictamente de acuerdo con La pendiente del eje del túnel determina la cantidad de avance del anillo, que se controla en función de la ovalidad medida del segmento;

(2) Controlar estrictamente la circunferencia y la longitud. compactación del segmento después de que se forma el anillo;

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(3) Antes de impermeabilizar el segmento, se deben limpiar el anillo y la cara del extremo del segmento, y luego se pegan tiras de goma impermeables

(4) Durante el proceso de ensamblaje, es necesario retirar la cola del escudo para el ensamblaje. Además de la basura y los escombros en el sitio, se debe prestar atención a la correcta colocación del segmento, especialmente la colocación del primer segmento, lo que afectará la calidad de todo el segmento después de que se forme el anillo y su posición relativa al escudo;

⑤De acuerdo con el informe de medición del anillo completo y el espacio entre el segmento y la carcasa del escudo, use el dispositivo de bisagra para ajustar rápida y completamente la postura de ensamblaje del segmento;

⑥Después de ensamblar cada segmento, extienda el gato y controle la fuerza de empuje requerida, y luego ensamble la siguiente sección, completando así el ensamblaje de un anillo;

⑦ Después del ensamblaje de cada segmento, ajuste la ovalidad del anillo a tiempo para cumplir con los requisitos y luego ajuste el gato. La fuerza superior evita cambios repentinos en la postura del escudo;

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⑧Controle estrictamente la planitud del anillo, controle los pasos de los segmentos adyacentes y evite que los segmentos se rompan en las uniones de los segmentos adyacentes;

⑨Controle el avance del anillo y verifique con frecuencia la perpendicularidad entre el anillo del segmento y el eje de diseño del túnel Cuando el avance del segmento excede la cantidad de control, se deben usar cuñas para corregirlo para garantizar que el anillo del segmento sea perpendicular al eje de diseño del túnel;

⑩Controle la diferencia de altura. entre anillos adyacentes para no exceder el rango permitido; controlar la rotación del segmento y corregir rápidamente la dirección de rotación y la cantidad del segmento.

Los segmentos anulares están conectados mediante pernos longitudinales y circunferenciales. La estanqueidad de la conexión afectará directamente al rendimiento general y la calidad del túnel. Por lo tanto, después de ensamblar cada segmento de anillo, los pernos longitudinales y circunferenciales que conectan los segmentos de anillo deben apretarse a tiempo al empujar el siguiente anillo, los pernos longitudinales deben apretarse bajo la fuerza del gato después de empujar el segmento de anillo hacia afuera; el marco, debe Apretar nuevamente los pernos longitudinales y circunferenciales.

resumen de la construcción del verbo (abreviatura del verbo)

1 La elevación central del túnel entre Xiaobailou y Xiawashi en la Línea 1 del Metro de Tianjin es básicamente -9 ~ -9 ~ -13 m. La capa de arcilla limosa es más adecuada para la construcción de túneles de protección. Sin embargo, esta sección está compuesta por la primera capa marina y la segunda capa terrestre, y las capas del suelo interactúan entre sí. Las capas superior e inferior del suelo cambian mucho y la calidad del suelo local es arenosa. Entonces, el escudo está conduciendo.

2. Según la presión de equilibrio real medida durante la excavación del escudo, el coeficiente de presión de equilibrio estático lateral calculado mediante el cálculo de retroalimentación es 0,9 ~ 1,0. La presión de equilibrio calculada utilizando este valor es cercana a la presión real del suelo. Es fácil de controlar la deformación del suelo.

3. Cuando el escudo avanza a esta altura, el empuje es básicamente de 10 000 ~ 12 000 kn y la velocidad de avance es de aproximadamente 4 cm/min.

4. A través del control de la construcción y medidas auxiliares, la mayoría de las deformaciones del terreno se pueden controlar dentro del rango de 5 ~ -10 mm.

Xiaobailou-Xiawa, Línea 1 del Metro de Tianjin La construcción Los métodos y medidas técnicas adoptados en el túnel Fangfang se pueden utilizar como referencia para otros túneles del metro de Tianjin (utilizando el método del escudo).

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