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中文En los últimos años, el método de construcción TRD se ha utilizado cada vez más en China, y también está aumentando su aplicación en aeropuertos, conservación de agua, ferrocarriles y otros proyectos de infraestructura. Aquí, discutiremos los puntos clave de la tecnología de construcción TRD utilizando el túnel Xiongan en la sección subterránea de la nueva área Xiongan del ferrocarril de alta velocidad Xiongan Xin como fondo. Y su aplicabilidad en la región norte. Los resultados experimentales muestran que el método de construcción TRD tiene buena calidad de pared y alta eficiencia de construcción, lo que puede cumplir plenamente con los requisitos de construcción. La aplicación a gran escala del método de construcción TRD en este proyecto también demuestra la aplicabilidad del método de construcción TRD en la región norte. , brindando más referencias para la construcción de TRD en la región norte.
1. Descripción general del proyecto
El ferrocarril de alta velocidad Xiongan-Xinjiang está situado en la parte central del norte de China y recorre las provincias de Hebei y Shanxi. Corre aproximadamente en dirección este-oeste. La línea comienza en la estación Xiongan en el nuevo distrito de Xiongan en el este y termina en la estación Xinzhou West de Daxi Railway en el oeste. Pasa por el nuevo distrito de Xiongan, la ciudad de Baoding y la ciudad de Xinzhou. , y está conectado con Taiyuan, la capital de la provincia de Shanxi, a través del Daxi Passenger Express. La longitud de la nueva línea principal es de 342,661 kilómetros. Es un canal horizontal importante para la red de transporte ferroviario de alta velocidad en las "cuatro áreas verticales y dos horizontales" de la Nueva Área de Xiongan, y también es el "Plan de red ferroviaria a mediano y largo plazo", los "Ocho verticales y ocho horizontales". "El canal principal del ferrocarril de alta velocidad es una parte importante del corredor Beijing-Kunming, y su construcción es de gran importancia para mejorar la red de carreteras.
Hay muchas secciones de oferta de diseño en este proyecto. Aquí tomamos la sección 1 de la oferta como ejemplo para discutir la aplicación de la construcción TRD. El alcance de la construcción de esta sección de licitación es la entrada del nuevo túnel Xiongan (Sección 1) ubicado en la aldea de Gaoxiaowang, condado de Rongcheng, ciudad de Baoding. La línea parte de Pasa por el centro del pueblo. Después de salir del pueblo, desciende a través de Baigou para desembocar en el río y luego se extiende desde el lado sur de Guocun hacia el oeste. El extremo occidental está conectado con la estación interurbana de Xiongan. El kilometraje inicial y final del túnel es Xiongbao DK119+800 ~ Xiongbao DK123+050. El túnel está ubicado en Baoding. La ciudad está a 3160 m en el condado de Rongcheng y a 4340 m en el condado de Anxin.
2. Descripción general del diseño TRD
En este proyecto, el muro de mezcla de cemento y suelo de igual espesor tiene una profundidad de pared de 26 m ~ 44 m, un espesor de pared de 800 mm y un volumen total de metros cuadrados de aproximadamente 650.000 metros cuadrados.
La pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor está hecha de cemento Portland ordinario P.O42.5, el contenido de cemento no es inferior al 25% y la relación agua-cemento es de 1,0~1,5.
La desviación de la verticalidad de la pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor no debe ser mayor que 1/300, la desviación de la posición de la pared no debe ser mayor que +20 mm ~ -50 mm (la desviación hacia el pozo es positiva), la profundidad de la pared la desviación no será mayor que 50 mm y el espesor de la pared no será menor que el espesor de la pared diseñado; la desviación se controla entre 0 y -20 mm (controle la desviación del tamaño de la hoja de la caja de corte).
El valor estándar de la resistencia a la compresión libre de la pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor después de 28 días de perforación con núcleo no es inferior a 0,8 MPa, y el coeficiente de permeabilidad de la pared no es superior a 10-7 cm/s.
El muro de mezcla de cemento y suelo de igual espesor adopta un proceso de construcción de muro de tres pasos (es decir, primera excavación, excavación de retroceso y mezcla de formación de muro). Después de excavar y aflojar el estrato, se realiza la pulverización y mezcla para solidificar la pared.
Una vez completada la mezcla de la pared de mezcla de cemento y tierra de igual espesor, la zona de la caja de corte se rocía y se mezcla durante el proceso de elevación de la caja de corte para garantizar que el espacio ocupado por la caja de corte esté densamente lleno y reforzado de manera efectiva. para evitar efectos adversos en la pared del ensayo. .
3. Condiciones geológicas
Condiciones geológicas
Los estratos expuestos en la superficie de toda la Nueva Área de Xiongan y algunas áreas circundantes son capas sueltas del Cuaternario. El espesor de los sedimentos cuaternarios es generalmente de unos 300 metros y el tipo de formación es principalmente aluvial.
(1) Sistema nuevo (Q₄)
El suelo del Holoceno generalmente está enterrado a una profundidad de 7 a 12 metros y está formado principalmente por depósitos aluviales. Los 0,4 ~ 8 m superiores son arcilla limosa, limo y arcilla recién depositados, en su mayoría de color gris a marrón grisáceo y marrón amarillento; la litología del estrato inferior es sedimentaria general de arcilla limosa, limo y arcilla, conteniendo algunas partes arena fina limosa y capas medias. La capa de arena tiene principalmente forma de lente y el color de la capa de suelo es mayoritariamente de color amarillo-marrón a marrón-amarillo.
(2)Actualizar el sistema (Q₃)
La profundidad de enterramiento del piso del Pleistoceno superior es generalmente de 50 a 60 metros. Se trata principalmente de depósitos aluviales. La litología es principalmente arcilla limosa, limo, arcilla, arena fina limosa y arena media. El suelo arcilloso es difícil de plástico. , el suelo arenoso es de densidad media a densa y la capa del suelo es mayoritariamente de color gris-amarillo-marrón.
(3) Sistema del Pleistoceno medio (Q₂)
La profundidad de enterramiento del suelo del Pleistoceno medio es generalmente de 70 a 100 metros. Se compone principalmente de arcilla limosa aluvial, arcilla, limo arcilloso, arena fina limosa y arena media. El suelo arcilloso es difícil de plástico y el suelo arenoso tiene una forma densa. La capa del suelo es mayoritariamente de color amarillo-marrón, marrón-amarillo, marrón-rojo y tostado.
(4) La profundidad máxima del nudo oriental del suelo a lo largo de la línea es de 0,6 m.
(5) En las condiciones del sitio de Categoría II, el valor básico de partición de la aceleración máxima del terremoto del sitio propuesto es de 0,20 g (grados); el valor de partición del período característico del espectro de respuesta de aceleración del terremoto básico es 0,40 s.
2. Condiciones hidrogeológicas
Los tipos de agua subterránea involucrados en el rango de profundidad de exploración de este sitio incluyen principalmente agua freática en la capa de suelo poco profunda, agua ligeramente confinada en la capa media de suelo limoso y agua confinada en la capa profunda de suelo arenoso. Según informes geológicos, las características de distribución de los distintos tipos de acuíferos son las siguientes:
(1) Agua superficial
El agua superficial proviene principalmente del río de desvío Baigou (parte del río adyacente al túnel está lleno de terrenos baldíos, tierras de cultivo y cinturones verdes), y no hubo agua en el río Pinghe durante el período del estudio.
(2) Buceo
Túnel Xiongan (Sección 1): Distribuido cerca de la superficie, se encuentra principalmente en la capa poco profunda ②51, ②511, ④21 capa de limo arcilloso, ②7 capa, ⑤1 capa de arena fina limosa y ⑤2 capa de arena media. ②7. La capa de arena fina limosa en ⑤1 y la capa de arena media en ⑤2 tienen mejor capacidad de transporte de agua y permeabilidad, mayor espesor, distribución más uniforme y rico contenido de agua. Son capas permeables al agua de media a fuerte. La placa superior de esta capa tiene entre 1,9 y 15,5 m de profundidad (la elevación es de 6,96 a -8,25 m) y la placa inferior tiene entre 7,7 y 21,6 m (la elevación es de 1,00 a -14,54 m). El acuífero freático es espeso y está distribuido uniformemente, lo cual es muy importante para este proyecto. La construcción tiene un gran impacto. El nivel del agua subterránea disminuye gradualmente de este a oeste, con una variación estacional de 2,0 a 4,0 m. El nivel de agua estable para bucear es de 3,1 a 16,3 m de profundidad (elevación de 3,6 a -8,8 m). Afectada por la infiltración de agua superficial del río Baigou Diversion, el agua superficial recarga el agua subterránea. El nivel del agua subterránea es el más alto en el río Baigou Diversion y sus alrededores DK116+000 ~ Xiongbao DK117+600.
(3) Agua a presión
Túnel Xiongan (Sección 1): Según los resultados del estudio, el agua que soporta presión se divide en cuatro capas.
La primera capa del acuífero de agua confinada consta de ⑦1 arena fina limosa, ⑦2 arena media y se distribuye localmente en ⑦51 limo arcilloso. Con base en las características de distribución del acuífero en la sección subterránea del proyecto, el agua confinada en esta capa se clasifica como el acuífero confinado No. 1.
El segundo acuífero de agua confinada consta de ⑧4 arena fina limosa, ⑧5 arena media y se distribuye localmente en ⑧21 limo arcilloso. El agua confinada en esta capa se distribuye principalmente en Xiongbao DK122+720~Xiongbao DK123+360 y Xiongbao DK123+980~Xiongbao DK127+360. Dado que la capa de arena No. 8 en esta sección está distribuida de manera continua y estable, la capa de arena No. 84 en esta sección está finamente dividida. Los acuíferos de arena, ⑧5 de arena media y ⑧21 de limo arcilloso se dividen por separado en el segundo acuífero confinado. Con base en las características de distribución del acuífero en la sección subterránea del proyecto, el agua confinada en esta capa se numera como acuífero confinado No. 2.
La tercera capa del acuífero confinado se compone principalmente de ⑨1 arena fina limosa, ⑨2 arena media, ⑩4 arena fina limosa y ⑩5 arena media, que se distribuyen localmente en limo local ⑨51.⑨52 y (1021.⑩22). Distribución desde la sección subterránea Características del acuífero de ingeniería, esta capa de agua confinada se numera como acuífero confinado No. ③.
La cuarta capa del acuífero confinado se compone principalmente de ①3 arena fina limosa, ①4 arena media, ⑫1 arena fina limosa, ⑫2 arena media, ⑬3 arena fina limosa y ⑬4 arena media, que se distribuyen localmente en ①21.①22.⑫51.⑫52 .⑬21.⑬22 En suelo polvoriento. Con base en las características de distribución del acuífero en la sección subterránea del proyecto, el agua confinada en esta capa se numera como acuífero confinado No. 4.
Túnel Xiongan (Sección 1): La elevación del nivel de agua estable del agua confinada en la sección Xiongbao DK117+200~Xiongbao DK118+300 es de 0 m; la elevación estable del nivel de agua confinada en la sección Xiongbao DK118+300~Xiongbao DK119+500 es -2 m; la elevación estable del nivel de agua confinada de la sección de agua presurizada desde Xiongbao DK119+500 a Xiongbao DK123+050 es -4 m.
4. Prueba de pared de prueba
Los silos longitudinales estancos de este proyecto se controlan según tramos de 300 metros. La forma de la cortina impermeable es la misma que la de la cortina impermeable en ambos lados del pozo de cimentación adyacente. El sitio de construcción tiene muchas esquinas y secciones graduales, lo que dificulta la construcción. También es la primera vez que el método de construcción TRD se utiliza a tan gran escala en el norte. La aplicación regional para verificar las capacidades de construcción del método y equipo de construcción TRD bajo las condiciones del estrato, la calidad de la pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor, la uniformidad de la mezcla de cemento, la resistencia y el rendimiento de impermeabilización, etc., mejoran varios parámetros de construcción y construcción oficial Realice una prueba de pared de prueba de antemano.
Requisitos de diseño del muro de prueba:
El espesor de la pared es de 800 mm, la profundidad es de 29 m y la longitud del plano no es inferior a 22 m;
La desviación de la verticalidad de la pared no será mayor que 1/300, la desviación de la posición de la pared no será mayor que +20 mm ~ -50 mm (la desviación hacia el foso es positiva), la desviación de la profundidad de la pared no será mayor que 50 mm, la pared el espesor no será menor que el espesor de pared diseñado y la desviación se controlará entre 0 y -20 mm (controle la desviación de tamaño del cabezal de la caja de corte);
El valor estándar de la resistencia a la compresión libre de una pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor después de 28 días de perforación con núcleo no es inferior a 0,8 MPa, y el coeficiente de permeabilidad de la pared no debe ser superior a 10-7 cm/s;
Proceso de construcción:
El muro de mezcla de cemento y suelo de igual espesor adopta un proceso de construcción de formación de muro de tres pasos (es decir, excavación avanzada, excavación de retroceso y mezcla de formación de muro).
El espesor de la pared de prueba es de 800 mm y la profundidad máxima es de 29 m. Está construido utilizando la máquina de método de construcción TRD-70E. Durante el proceso de prueba del muro, la operación del equipo fue relativamente normal y la velocidad promedio de avance del muro fue de 2,4 m/h.
Resultados de la prueba:
Requisitos de prueba para la pared de prueba: Dado que la pared de prueba es extremadamente profunda, la prueba de resistencia del bloque de prueba de lechada, la prueba de resistencia de la muestra del núcleo y la prueba de permeabilidad deben realizarse inmediatamente después de que se complete la pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor.
Prueba de bloque de prueba de lodo:
Se realizaron pruebas de resistencia a la compresión libre en muestras de núcleos de paredes de mezcla de cemento y suelo de igual espesor durante los períodos de curado de 28 y 45 días. Los resultados son los siguientes:
Según los datos de las pruebas, la resistencia a la compresión libre de las muestras del núcleo de la pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor es superior a 0,8 MPa, cumpliendo con los requisitos de diseño;
Pruebas de penetración:
Realizar pruebas de coeficiente de permeabilidad en muestras de núcleos de paredes de mezcla de cemento y suelo de igual espesor durante los períodos de curado de 28 y 45 días. Los resultados son los siguientes:
Según los datos de las pruebas, los resultados del coeficiente de permeabilidad están entre 5,2×10-8-9,6×10-8cm/seg, lo que cumple con los requisitos de diseño;
Prueba de resistencia a la compresión del suelo de cemento formado:
Se realizó una prueba de resistencia a la compresión provisional de 28 días en el bloque de prueba de lechada del muro de prueba. Los resultados de la prueba estuvieron entre 1,2 MPa y 1,6 MPa, lo que cumplió con los requisitos de diseño;
Se realizó una prueba de resistencia a la compresión provisional de 45 días en el bloque de prueba de lechada del muro de prueba. Los resultados de la prueba estuvieron entre 1,2 MPa y 1,6 MPa, lo que cumplió con los requisitos de diseño.
5. Parámetros constructivos y medidas técnicas.
1. Parámetros de construcción
(1) La profundidad de construcción del método de construcción TRD es de 26 m a 44 m y el espesor de la pared es de 800 mm.
(2) El líquido de excavación se mezcla con bentonita de sodio y la relación agua-cemento W/B es 20. La lechada se mezcla en el sitio con 1000 kg de agua y 50-200 kg de bentonita. Durante el proceso de construcción, la proporción agua-cemento del líquido de excavación se puede ajustar de acuerdo con los requisitos del proceso y las características de la formación.
(3) La fluidez del lodo mezclado con fluido de excavación debe controlarse entre 150 mm y 280 mm.
(4) El fluido de excavación se utiliza en el proceso de autoimpulsión de la caja de corte y en el paso de excavación de avance. En la etapa de excavación de retroceso, el fluido de excavación se inyecta apropiadamente de acuerdo con la fluidez del lodo mezclado.
(5) El líquido de curado se mezcla con cemento Portland ordinario de grado P.O42.5, con un contenido de cemento del 25% y una relación agua-cemento de 1,5. La relación agua-cemento debe controlarse al mínimo sin reducir la cantidad de cemento. ; Durante el proceso de construcción, cada 1.500 kg de agua y 1.000 kg de cemento se mezclan con la lechada. El líquido de curado se utiliza en la etapa de mezcla de formación de pared y en la etapa de elevación de la caja de corte.
2. Puntos clave del control técnico
(1) Antes de la construcción, calcule con precisión las coordenadas de los puntos de las esquinas de la línea central de la cortina impermeable según los dibujos de diseño y los puntos de referencia de coordenadas proporcionados por el propietario, y revise los datos de las coordenadas; utilizar instrumentos de medición para establecer y al mismo tiempo preparar la protección del pilote y notificar a las unidades pertinentes. Llevar a cabo la revisión del cableado.
(2) Antes de la construcción, use un nivel para medir la elevación del sitio y use una excavadora para nivelar el sitio; La mala geología y los obstáculos subterráneos que afectan la calidad de la pared formada por el método de construcción TRD deben abordarse con anticipación antes de continuar con la construcción de cortina impermeable con el método de construcción TRD; al mismo tiempo, se deben tomar las medidas adecuadas. Aumentar el contenido de cemento.
(3) Las áreas locales blandas y bajas deben rellenarse a tiempo con tierra plana y compactarse capa por capa con una excavadora. Antes de la construcción, de acuerdo con el peso del equipo del método de construcción TRD, se deben llevar a cabo medidas de refuerzo en el sitio de construcción, como la colocación de placas de acero. La colocación de placas de acero no debe ser inferior a 2. Las capas se colocan paralelas y perpendiculares a la dirección de la zanja, respectivamente, para garantizar que el sitio de construcción cumpla con los requisitos de capacidad de carga de la base del equipo mecánico; para asegurar la verticalidad del martinete y la caja de corte.
(4) La construcción de muros de mezcla de cemento y suelo de igual espesor adopta un método de construcción de formación de muros de tres pasos (es decir, excavación primero, excavación de retroceso y mezcla de formación de muros). La tierra de cimentación se mezcla completamente, se agita para aflojarla y luego se solidifica y se mezcla con la pared.
(5) Durante la construcción, el chasis del martinete TRD debe mantenerse horizontal y la varilla guía vertical. Antes de la construcción, se debe utilizar un instrumento de medición para realizar pruebas de eje para garantizar que el martinete TRD esté colocado correctamente y se debe verificar la desviación vertical del marco guía de la columna del martinete. Menos de 1/300.
(6) Prepare la cantidad de cajas de corte de acuerdo con la profundidad de pared diseñada de la pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor y excave las cajas de corte en secciones para conducirlas a la profundidad diseñada.
(7) Cuando la caja de corte se introduce sola, utilice instrumentos de medición para corregir la verticalidad de la varilla guía del martinete en tiempo real; Al tiempo que garantiza la precisión vertical, controle la cantidad de inyección de fluido de excavación al mínimo para que el lodo mezclado esté en un estado de alta concentración y alta viscosidad. para hacer frente a cambios estratigráficos drásticos.
(8) Durante el proceso de construcción, la precisión vertical de la pared se puede controlar a través del inclinómetro instalado dentro de la caja de corte. La verticalidad de la pared no debe ser superior a 1/300.
(9) Después de la instalación del inclinómetro, proceder con la construcción de una pared de mezcla de cemento y suelo de igual espesor. El muro formado el mismo día debe superponerse al muro formado por no menos de 30 cm a 50 cm; la parte superpuesta debe garantizar que la caja de corte esté vertical y no inclinada. Revuelva lentamente durante la construcción para mezclar completamente y revuelva el líquido de curado y el lodo mezclado para asegurar que se superpongan. calidad. El diagrama esquemático de la construcción superpuesta es el siguiente:
(11) Una vez completada la construcción de una sección de la cara de trabajo, la caja de corte se retira y se descompone. El host TRD se utiliza junto con la grúa sobre orugas para sacar la caja de corte en secuencia. El tiempo debe controlarse dentro de las 4 horas. Al mismo tiempo, se inyecta un volumen igual de lodo mezclado en el fondo de la caja de corte.
(12) Al sacar la caja de corte, no se debe generar presión negativa en el orificio para causar el asentamiento de los cimientos circundantes. El flujo de trabajo de la bomba de inyección debe ajustarse de acuerdo con la velocidad de extracción de la caja de corte.
(13) Fortalecer el mantenimiento de los equipos. Cada turno se centrará en revisar el sistema de energía, la cadena y las herramientas de corte. Al mismo tiempo se configurará un grupo electrógeno de respaldo. Cuando el suministro de energía eléctrica es anormal, el suministro de pulpa, la compresión de aire y las operaciones normales de mezcla se pueden reanudar de manera oportuna en caso de un corte de energía. , para evitar retrasos que provoquen accidentes de perforación.
(14) Fortalecer el seguimiento del proceso de construcción del TRD y la inspección de calidad de los muros formados. Si se encuentran problemas de calidad, debe comunicarse de manera proactiva con el propietario, el supervisor y la unidad de diseño para que se puedan tomar medidas correctivas de manera oportuna para evitar pérdidas innecesarias.
6. Conclusión
La superficie total de los muros de mezcla de cemento y suelo de igual espesor de este proyecto es de aproximadamente 650.000 metros cuadrados. Actualmente es el proyecto con mayor volumen de construcción y diseño de TRD entre los proyectos nacionales de túneles ferroviarios de alta velocidad. Se ha invertido un total de 32 equipos TRD, de los cuales los productos de la serie TRD de Shanggong Machinery representan el 50%. ; La aplicación a gran escala del método de construcción TRD en este proyecto muestra que cuando el método de construcción TRD se utiliza como cortina de retención de agua en un proyecto de túnel ferroviario de alta velocidad, la verticalidad de la pared y la calidad de la pared terminada son Garantizado, y la capacidad del equipo y la eficiencia del trabajo pueden cumplir con los requisitos. También demuestra que el método de construcción TRD es efectivo en La aplicabilidad en la región norte tiene cierta importancia de referencia para el método de construcción TRD en la ingeniería y construcción de túneles ferroviarios de alta velocidad en la región norte.
Hora de publicación: 12 de octubre de 2023