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中文Ces dernières années, la méthode de construction TRD a été de plus en plus largement utilisée en Chine, et son application dans les aéroports, la conservation de l'eau, les chemins de fer et d'autres projets d'infrastructure est également en augmentation. Ici, nous discuterons des points clés de la technologie de construction TRD en utilisant le tunnel de Xiongan dans la section souterraine de la nouvelle zone de Xiongan du chemin de fer à grande vitesse de Xiongan Xin comme arrière-plan. Et son applicabilité dans la région du nord. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode de construction TRD présente une bonne qualité de mur et une efficacité de construction élevée, qui peuvent pleinement répondre aux exigences de construction. L'application à grande échelle de la méthode de construction TRD dans ce projet prouve également l'applicabilité de la méthode de construction TRD dans la région nord. , fournissant plus de références pour la construction de TRD dans la région nord.
1. Aperçu du projet
Le chemin de fer à grande vitesse Xiongan-Xinjiang est situé dans la partie centrale de la Chine du Nord, et circule dans les provinces du Hebei et du Shanxi. Il s'étend à peu près dans une direction est-ouest. La ligne part de la gare de Xiongan dans le nouveau district de Xiongan à l'est et se termine à la gare de Xinzhou Ouest du chemin de fer de Daxi à l'ouest. Il traverse le nouveau district de Xiongan, la ville de Baoding et la ville de Xinzhou. , et est relié à Taiyuan, la capitale de la province du Shanxi, via le Daxi Passenger Express. La longueur de la ligne principale nouvellement construite est de 342,661 km. Il s'agit d'un canal horizontal important pour le réseau de transport ferroviaire à grande vitesse dans les « quatre zones verticales et deux horizontales » de la nouvelle zone de Xiongan, et constitue également le « Plan de réseau ferroviaire à moyen et long terme » et les « Huit verticaux et huit horizontaux ». " Le canal principal du chemin de fer à grande vitesse constitue une partie importante du corridor Pékin-Kunming, et sa construction revêt une grande importance pour l'amélioration du réseau routier.
Il existe de nombreuses sections d'offre de conception dans ce projet. Ici, nous prenons la section 1 de l'offre comme exemple pour discuter de l'application de la construction TRD. La portée de la construction de cette section d'appel d'offres est l'entrée du nouveau tunnel de Xiongan (section 1) situé dans le village de Gaoxiaowang, comté de Rongcheng, ville de Baoding. La ligne part de Elle traverse le centre du village. Après avoir quitté le village, il descend par Baigou pour conduire la rivière, puis s'étend du côté sud de Guocun vers l'ouest. L'extrémité ouest est reliée à la gare interurbaine de Xiongan. Le kilométrage de début et de fin du tunnel est Xiongbao DK119+800 ~ Xiongbao DK123+050. Le tunnel est situé à Baoding. La ville est à 3 160 m d'altitude dans le comté de Rongcheng et à 4 340 m dans le comté d'Anxin.
2. Aperçu de la conception TRD
Dans ce projet, le mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale a une profondeur de paroi de 26 m à 44 m, une épaisseur de paroi de 800 mm et un volume total en mètres carrés d'environ 650 000 mètres carrés.
Le mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale est constitué de ciment Portland ordinaire P.O42.5, la teneur en ciment n'est pas inférieure à 25 % et le rapport eau-ciment est de 1,0 ~ 1,5.
L'écart de verticalité du mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale ne doit pas être supérieur à 1/300, l'écart de position du mur ne doit pas être supérieur à +20 mm ~ -50 mm (l'écart dans la fosse est positif), la profondeur du mur l'écart ne doit pas être supérieur à 50 mm et l'épaisseur de paroi ne doit pas être inférieure à l'épaisseur de paroi conçue, l'écart est contrôlé à 0 ~ -20 mm (contrôlez l'écart de taille de la lame de la boîte de découpe).
La valeur standard de la résistance à la compression non confinée du mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale après 28 jours de carottage n'est pas inférieure à 0,8 MPa et le coefficient de perméabilité du mur n'est pas supérieur à 10-7 cm/s.
Le mur de mélange ciment-sol d'égale épaisseur adopte un processus de construction de mur en trois étapes (c'est-à-dire première excavation, excavation de retrait et mélange formant le mur). Une fois la couche excavée et détachée, une pulvérisation et un mélange sont ensuite effectués pour solidifier le mur.
Une fois le mélange du mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale terminé, la gamme de la boîte de découpe est pulvérisée et mélangée pendant le processus de levage de la boîte de découpe pour garantir que l'espace occupé par la boîte de découpe est densément rempli et efficacement renforcé. pour éviter les effets néfastes sur le mur d'essai. .
3. Conditions géologiques
Conditions géologiques
Les strates exposées à la surface de l'ensemble de la nouvelle zone de Xiongan et de certaines zones environnantes sont des couches meubles quaternaires. L'épaisseur des sédiments quaternaires est généralement d'environ 300 mètres et le type de formation est principalement alluvionnaire.
(1) Tout nouveau système (Q₄)
Le plancher holocène est généralement enfoui entre 7 et 12 mètres de profondeur et est principalement constitué de dépôts alluviaux. Les 0,4 à 8 m supérieurs sont constitués d'argile limoneuse, de limon et d'argile nouvellement déposés, principalement gris à gris-brun et jaune-brun ; la lithologie de la couche inférieure est constituée d'argile limoneuse sédimentaire générale, de limon et d'argile, certaines parties contenant du sable fin limoneux et des couches moyennes. La couche de sable se présente principalement sous la forme d'une lentille et la couleur de la couche de sol est principalement jaune-brun à brun-jaune.
(2) Mettre à jour le système (Q₃)
La profondeur d'enfouissement du sol du Pléistocène supérieur est généralement de 50 à 60 mètres. Il s'agit principalement de dépôts alluviaux. La lithologie est essentiellement argilo-limoneuse, limoneuse, argileuse, sable fin limoneux et sable moyen. Le sol argileux est dur à plasticiser. , le sol sableux est moyennement dense à dense et la couche de sol est principalement gris-jaune-brun.
(3) Système du Pléistocène moyen (Q₂)
La profondeur d'enfouissement du sol du Pléistocène moyen est généralement de 70 à 100 mètres. Il est principalement composé d'argile limoneuse alluviale, d'argile, de limon argileux, de sable fin limoneux et de sable moyen. Le sol argileux est difficilement plastique et le sol sableux est dense. La couche de sol est principalement jaune-brun, brun-jaune, brun-rouge et beige.
(4) La profondeur maximale du sol du nœud oriental le long de la ligne est de 0,6 m.
(5) Dans des conditions de site de catégorie II, la valeur de base de la partition d'accélération du pic sismique du site proposé est de 0,20 g (degré) ; la valeur de partition de période caractéristique du spectre de réponse à l'accélération sismique de base est de 0,40 s.
2. Conditions hydrogéologiques
Les types d'eaux souterraines impliqués dans la plage de profondeur d'exploration de ce site comprennent principalement l'eau phréatique dans la couche de sol peu profonde, l'eau légèrement confinée dans la couche moyenne de sol limoneux et l'eau confinée dans la couche profonde de sol sableux. Selon les rapports géologiques, les caractéristiques de répartition des différents types d'aquifères sont les suivantes :
(1) Eaux de surface
Les eaux de surface proviennent principalement de la rivière de dérivation Baigou (une partie de la rivière adjacente au tunnel est remplie de friches, de terres agricoles et de ceinture verte), et il n'y a pas d'eau dans la rivière Pinghe pendant la période d'enquête.
(2) Plongée
Tunnel de Xiongan (Section 1) : Distribué près de la surface, principalement trouvé dans la couche peu profonde ②51, la couche ②511, la couche ④21 de limon argileux, la couche ②7, la couche ⑤1 de sable fin limoneux et la couche de sable moyen ⑤2. ②7. La couche de sable fin limoneux en ⑤1 et la couche de sable moyenne en ⑤2 ont une meilleure capacité d'eau et une meilleure perméabilité, une grande épaisseur, une distribution plus uniforme et une riche teneur en eau. Ce sont des couches moyennement à fortement perméables à l’eau. La plaque supérieure de cette couche a une profondeur de 1,9 à 15,5 m (l'altitude est de 6,96 m à -8,25 m) et la plaque inférieure a une profondeur de 7,7 à 21,6 m (l'altitude est de 1,00 m à -14,54 m). L'aquifère phréatique est épais et uniformément réparti, ce qui est très important pour ce projet. La construction a un grand impact. Le niveau de la nappe phréatique diminue progressivement d'est en ouest, avec une variation saisonnière de 2,0 à 4,0 m. Le niveau d'eau stable pour la plongée est de 3,1 à 16,3 m de profondeur (altitude de 3,6 à 8,8 m). Affectées par l'infiltration des eaux de surface de la rivière Baigou Diversion, les eaux de surface rechargent les eaux souterraines. Le niveau de la nappe phréatique est le plus élevé dans la rivière Baigou Diversion et dans ses environs DK116+000 ~ Xiongbao DK117+600.
(3) Eau sous pression
Tunnel de Xiongan (section 1) : Selon les résultats de l'enquête, l'eau sous pression est divisée en quatre couches.
La première couche d'aquifère d'eau confinée est constituée de ⑦1 de sable limoneux fin, de ⑦2 de sable moyen et est localement distribuée dans ⑦51 de limon argileux. Sur la base des caractéristiques de répartition de l'aquifère dans la section souterraine du projet, l'eau captive de cette couche est numérotée comme aquifère captif n°1.
Le deuxième aquifère d'eau confinée est constitué de ⑧4 sables limoneux fins, ⑧5 de sable moyen et est localement distribué dans ⑧21 limons argileux. L'eau confinée dans cette couche est principalement distribuée dans Xiongbao DK122+720~Xiongbao DK123+360 et Xiongbao DK123+980~Xiongbao DK127+360. Étant donné que la couche de sable n° 8 dans cette section est distribuée de manière continue et stable, la couche de sable n° 84 dans cette section est finement divisée. Les aquifères de sable, ⑧5 de sable moyen et ⑧21 de limon argileux sont divisés séparément dans le deuxième aquifère confiné. Sur la base des caractéristiques de répartition de l'aquifère dans la section souterraine du projet, l'eau captive de cette couche est numérotée comme aquifère captif n° 2.
La troisième couche d'aquifère confiné est principalement composée de ⑨1 sable fin limoneux, ⑨2 sable moyen, ⑩4 sable fin limoneux et ⑩5 sable moyen, qui sont localement distribués dans les limons locaux ⑨51.⑨52 et (1021.⑩22. Distribution à partir de la section souterraine Caractéristiques de l'aquifère technique, cette couche d'eau confinée est numérotée n° ③ aquifère confiné.
La quatrième couche d'aquifère confiné est principalement composée de ①3 sable fin limoneux, ①4 sable moyen, ⑫1 sable fin limoneux, ⑫2 sable moyen, ⑬3 sable fin limoneux et ⑬4 sable moyen, qui sont localement répartis dans ①21.①22.⑫51.⑫52. .⑬21.⑬22 Dans un sol poudreux. Sur la base des caractéristiques de répartition de l'aquifère dans la section souterraine du projet, l'eau captive de cette couche est numérotée comme aquifère captif n° 4.
Tunnel de Xiongan (section 1) : L'élévation stable du niveau d'eau des eaux confinées dans la section Xiongbao DK117+200~Xiongbao DK118+300 est de 0 m ; l'élévation stable du niveau d'eau confinée dans la section Xiongbao DK118+300 ~ Xiongbao DK119+500 est de -2 m ; l'élévation stable du niveau d'eau de la section d'eau sous pression de Xiongbao DK119+500 à Xiongbao DK123+050 est de -4 m.
4. Test du mur d'essai
Les silos longitudinaux étanches de ce projet sont contrôlés selon des sections de 300 mètres. La forme du rideau d'étanchéité est la même que celle du rideau d'étanchéité des deux côtés de la fosse de fondation adjacente. Le chantier comporte de nombreux virages et sections progressives, ce qui rend la construction difficile. C’est aussi la première fois que la méthode de construction TRD est utilisée à si grande échelle dans le Nord. Application régionale afin de vérifier les capacités de construction de la méthode et de l'équipement de construction TRD dans les conditions de strate, la qualité du mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale, l'uniformité du mélange de ciment, la résistance et les performances d'arrêt de l'eau, etc., améliorer divers paramètres de construction et construire officiellement. Effectuer au préalable un test de mur d'essai.
Exigences de conception du mur d’essai :
L'épaisseur du mur est de 800 mm, la profondeur est de 29 m et la longueur du plan n'est pas inférieure à 22 m ;
L'écart de verticalité du mur ne doit pas être supérieur à 1/300, l'écart de position du mur ne doit pas être supérieur à +20 mm ~ -50 mm (l'écart dans la fosse est positif), l'écart de profondeur du mur ne doit pas être supérieur à 50 mm, le mur l'épaisseur ne doit pas être inférieure à l'épaisseur de paroi conçue et l'écart doit être contrôlé entre 0 et 20 mm (contrôler l'écart de taille de la tête de la boîte de découpe) ;
La valeur standard de la résistance à la compression non confinée d'un mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale après 28 jours de carottage n'est pas inférieure à 0,8 MPa, et le coefficient de perméabilité du mur ne doit pas être supérieur à 10-7 cm/s ;
Processus de construction :
Le mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale adopte un processus de construction de mur en trois étapes (c'est-à-dire excavation avancée, excavation de retrait et mélange formant le mur).
L'épaisseur du mur d'essai est de 800 mm et la profondeur maximale est de 29 m. Il est construit à l’aide de la machine de méthode de construction TRD-70E. Au cours du processus d'essai du mur, le fonctionnement de l'équipement était relativement normal et la vitesse moyenne d'avancement du mur était de 2,4 m/h.
Résultats des tests :
Exigences de test pour le mur d'essai : étant donné que le mur d'essai est extrêmement profond, le test de résistance du bloc d'essai de boue, le test de résistance de la carotte et le test de perméabilité doivent être effectués rapidement après l'achèvement du mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale.
Test de bloc d'essai de boue :
Des essais de résistance à la compression en milieu libre ont été effectués sur des carottes de murs de mélange ciment-sol d'épaisseur égale pendant les périodes de cure de 28 et 45 jours. Les résultats sont les suivants :
Selon les données d'essai, la résistance à la compression non confinée des échantillons de noyau de mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale est supérieure à 0,8 MPa, répondant aux exigences de conception ;
Tests d'intrusion :
Effectuer des tests de coefficient de perméabilité sur des carottes de murs de mélange ciment-sol d'épaisseur égale pendant les périodes de cure de 28 et 45 jours. Les résultats sont les suivants :
Selon les données de test, les résultats du coefficient de perméabilité se situent entre 5,2 × 10-8-9,6 × 10-8 cm/sec, ce qui répond aux exigences de conception ;
Test de résistance à la compression du sol en ciment formé :
Un essai intermédiaire de résistance à la compression de 28 jours a été effectué sur le bloc d'essai de coulis de mur d'essai. Les résultats des tests se situaient entre 1,2 MPa et 1,6 MPa, ce qui répondait aux exigences de conception ;
Un essai intermédiaire de résistance à la compression de 45 jours a été effectué sur le bloc d'essai de coulis de mur d'essai. Les résultats des tests se situaient entre 1,2 MPa et 1,6 MPa, ce qui répondait aux exigences de conception.
5. Paramètres de construction et mesures techniques
1. Paramètres de construction
(1) La profondeur de construction de la méthode de construction TRD est de 26 m à 44 m et l'épaisseur de paroi est de 800 mm.
(2) Le liquide d'excavation est mélangé avec de la bentonite de sodium et le rapport eau-ciment W/B est de 20. Le coulis est mélangé sur place avec 1 000 kg d'eau et 50 à 200 kg de bentonite. Pendant le processus de construction, le rapport eau-ciment du liquide d'excavation peut être ajusté en conséquence en fonction des exigences du processus et des caractéristiques de la formation.
(3) La fluidité de la boue mélangée au fluide d'excavation doit être contrôlée entre 150 mm et 280 mm.
(4) Le fluide d'excavation est utilisé dans le processus d'entraînement autonome de la boîte de découpe et dans l'étape d'excavation avancée. Lors de l'étape d'excavation de retrait, le fluide d'excavation est injecté de manière appropriée en fonction de la fluidité de la boue mélangée.
(5) Le liquide de cure est mélangé avec du ciment Portland ordinaire de qualité P.O42.5, avec une teneur en ciment de 25 % et un rapport eau-ciment de 1,5. Le rapport eau-ciment doit être contrôlé au minimum sans réduire la quantité de ciment. ; Pendant le processus de construction, 1 500 kg d’eau et 1 000 kg de ciment sont mélangés au coulis. Le liquide de durcissement est utilisé dans l'étape de mélange pour former la paroi et dans l'étape de levage de la boîte de découpe.
2. Points clés du contrôle technique
(1) Avant la construction, calculez avec précision les coordonnées des points d'angle de la ligne centrale du rideau étanche à l'eau sur la base des dessins de conception et des points de référence de coordonnées fournis par le propriétaire, et examinez les données de coordonnées ; utiliser des instruments de mesure pour définir, et en même temps préparer la protection des pieux et informer les unités concernées. Effectuer une revue du câblage.
(2) Avant la construction, utiliser un niveau pour mesurer l'élévation du site et utiliser une excavatrice pour niveler le site ; la mauvaise géologie et les obstacles souterrains qui affectent la qualité du mur formé par la méthode de construction TRD doivent être traités à l'avance avant de procéder à la construction du rideau coupe-eau selon la méthode de construction TRD ; en même temps, des mesures appropriées doivent être prises pour augmenter la teneur en ciment.
(3) Les zones meubles et basses locales doivent être remblayées à temps avec de la terre plate et compactées couche par couche à l'aide d'une excavatrice. Avant la construction, en fonction du poids des équipements du mode de construction TRD, des mesures de renforcement telles que la pose de tôles d'acier doivent être effectuées sur le chantier. La pose de plaques d'acier ne doit pas être inférieure à 2. Les couches sont posées respectivement parallèlement et perpendiculairement à la direction de la tranchée pour garantir que le chantier de construction répond aux exigences de capacité portante des fondations des équipements mécaniques ; pour assurer la verticalité du batteur de pieux et de la boîte de découpe.
(4) La construction de murs de mélange ciment-sol d'épaisseur égale adopte une méthode de construction de mur en trois étapes (c'est-à-dire, excavation d'abord, excavation de retrait et mélange formant mur). Le sol de fondation est entièrement mélangé, agité pour se détacher, puis solidifié et mélangé au mur.
(5) Pendant la construction, le châssis du batteur de pieux TRD doit être maintenu horizontal et la tige de guidage verticale. Avant la construction, un instrument de mesure doit être utilisé pour effectuer des tests d'axe afin de garantir que le batteur de pieux TRD est correctement positionné et que la déviation verticale du cadre de guidage de la colonne du battage de pieux doit être vérifiée. Moins de 1/300.
(6) Préparez le nombre de boîtes de coupe en fonction de la profondeur de paroi conçue du mur de mélange ciment-sol d'épaisseur égale, et creusez les boîtes de coupe par sections pour les enfoncer jusqu'à la profondeur conçue.
(7) Lorsque la boîte de coupe est enfoncée par elle-même, utilisez des instruments de mesure pour corriger la verticalité de la tige de guidage du batteur de pieux en temps réel ; tout en assurant la précision verticale, contrôlez la quantité d'injection de fluide d'excavation au minimum afin que la boue mélangée soit dans un état de concentration élevée et de viscosité élevée. afin de faire face à des changements stratigraphiques drastiques.
(8) Pendant le processus de construction, la précision verticale du mur peut être gérée grâce à l'inclinomètre installé à l'intérieur de la boîte de découpe. La verticalité du mur ne doit pas être supérieure à 1/300.
(9) Après l'installation de l'inclinomètre, procéder à la construction d'un mur de mélange ciment-sol d'égale épaisseur. Le mur formé le même jour doit chevaucher le mur formé d'au moins 30 à 50 cm ; la partie superposée doit garantir que la boîte de découpe soit verticale et non inclinée. Remuer lentement pendant la construction pour bien mélanger et remuer le liquide de cure et la boue mélangée pour assurer le chevauchement. qualité. Le diagramme schématique de la construction superposée est le suivant :
(11) Une fois la construction d'une section du front de taille terminée, la boîte de découpe est retirée et décomposée. L'hôte TRD est utilisé conjointement avec la grue sur chenilles pour retirer la boîte de découpe en séquence. Le temps doit être contrôlé dans les 4 heures. Parallèlement, un volume égal de boue mélangée est injecté au fond de la caisse de découpe.
(12) Lors du retrait de la boîte de coupe, aucune pression négative ne doit être générée dans le trou pour provoquer le tassement des fondations environnantes. Le débit de travail de la pompe à injection doit être ajusté en fonction de la vitesse de retrait de la boîte de coupe.
(13) Renforcer la maintenance des équipements. Chaque quart de travail se concentrera sur la vérification du système électrique, de la chaîne et des outils de coupe. Parallèlement, un groupe électrogène de secours sera configuré. Lorsque l'alimentation secteur est anormale, l'alimentation en pâte, la compression de l'air et les opérations normales de mélange peuvent reprendre rapidement en cas de panne de courant. , pour éviter les retards provoquant des accidents de forage.
(14) Renforcer le suivi du processus de construction du TRD et l'inspection de la qualité des murs formés. Si des problèmes de qualité sont détectés, vous devez contacter de manière proactive le propriétaire, le superviseur et l'unité de conception afin que des mesures correctives puissent être prises en temps opportun pour éviter des pertes inutiles.
6. Conclusion
La superficie totale des murs de mélange ciment-sol d'égale épaisseur de ce projet est d'environ 650 000 mètres carrés. Il s'agit actuellement du projet avec le plus grand volume de construction et de conception TRD parmi les projets nationaux de tunnels ferroviaires à grande vitesse. Au total, 32 équipements TRD ont été investis, dont 50 % sont les produits de la série TRD de Shanggong Machinery. ; L'application à grande échelle de la méthode de construction TRD dans ce projet montre que lorsque la méthode de construction TRD est utilisée comme rideau d'étanchéité dans un projet de tunnel ferroviaire à grande vitesse, la verticalité du mur et la qualité du mur fini sont Garanti, et la capacité de l'équipement et l'efficacité du travail peuvent répondre aux exigences. Cela prouve également que la méthode de construction TRD est efficace en L'applicabilité dans la région nord a une certaine importance de référence pour la méthode de construction TRD dans l'ingénierie et la construction de tunnels ferroviaires à grande vitesse dans la région nord.
Heure de publication : 12 octobre 2023