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中文Nos últimos anos, o método de construção TRD tem sido cada vez mais utilizado na China, e a sua aplicação em aeroportos, conservação de água, caminhos-de-ferro e outros projectos de infra-estruturas também está a aumentar. Aqui, discutiremos os pontos-chave da tecnologia de construção TRD usando o Túnel Xiongan na seção subterrânea da Nova Área de Xiongan da Ferrovia de Alta Velocidade Xiongan Xin como pano de fundo. E sua aplicabilidade na região Norte. Os resultados experimentais mostram que o método de construção TRD apresenta boa qualidade de parede e alta eficiência construtiva, o que pode atender plenamente aos requisitos de construção. A aplicação em larga escala do método de construção TRD neste projeto também comprova a aplicabilidade do método de construção TRD na região norte. , fornecendo mais referências para construção de TRD na região Norte.
1. Visão geral do projeto
A Ferrovia de Alta Velocidade Xiongan-Xinjiang está localizada na parte central do Norte da China, passando pelas províncias de Hebei e Shanxi. Ele corre aproximadamente na direção leste-oeste. A linha começa na estação Xiongan no novo distrito de Xiongan, no leste, e termina na estação Xinzhou West da ferrovia Daxi, no oeste. Ele passa pelo novo distrito de Xiongan, pela cidade de Baoding e pela cidade de Xinzhou. , e está conectado a Taiyuan, capital da província de Shanxi, através do Daxi Passenger Express. O comprimento da linha principal recém-construída é de 342.661 km. É um importante canal horizontal para a rede de transporte ferroviário de alta velocidade nas áreas "quatro verticais e duas horizontais" da Nova Área de Xiongan, e é também o "Plano da Rede Ferroviária de Médio e Longo Prazo" Os "Oito Verticais e Oito Horizontais "O canal principal da ferrovia de alta velocidade é uma parte importante do Corredor Pequim-Kunming e sua construção é de grande importância para a melhoria da rede rodoviária.
Existem muitas seções de propostas de design neste projeto. Aqui tomamos a seção 1 da licitação como exemplo para discutir a aplicação da construção de TRD. O escopo de construção desta seção de licitação é a entrada do novo Túnel Xiongan (Seção 1) localizado na vila de Gaoxiaowang, condado de Rongcheng, cidade de Baoding. A linha começa em Passa pelo centro da vila. Depois de sair da aldeia, desce por Baigou para desaguar no rio e depois se estende do lado sul de Guocun para oeste. A extremidade oeste está conectada à estação intermunicipal de Xiongan. A quilometragem inicial e final do túnel é Xiongbao DK119+800 ~ Xiongbao DK123+050. O túnel está localizado em Baoding. A cidade tem 3.160 m no condado de Rongcheng e 4.340 m no condado de Anxin.
2. Visão geral do projeto TRD
Neste projeto, a parede de mistura cimento-solo de igual espessura tem uma profundidade de parede de 26m ~ 44m, uma espessura de parede de 800mm e um volume total em metros quadrados de aproximadamente 650.000 metros quadrados.
A parede de mistura cimento-solo de igual espessura é feita de cimento Portland comum P.O42.5, o teor de cimento não é inferior a 25% e a proporção água-cimento é de 1,0 ~ 1,5.
O desvio de verticalidade da parede da parede de mistura de cimento-solo de igual espessura não deve ser superior a 1/300, o desvio de posição da parede não deve ser superior a +20mm~-50mm (o desvio para dentro do poço é positivo), a profundidade da parede o desvio não deve ser superior a 50 mm e a espessura da parede não deve ser inferior à espessura da parede projetada, o desvio é controlado em 0 ~ -20 mm (controle o desvio de tamanho da lâmina da caixa de corte).
O valor padrão da resistência à compressão não confinada da parede de mistura cimento-solo de igual espessura após 28 dias de perfuração não é inferior a 0,8 MPa, e o coeficiente de permeabilidade da parede não é superior a 10-7 cm/s.
A parede de mistura cimento-solo de espessura igual adota um processo de construção de parede em três etapas (ou seja, primeira escavação, escavação de recuo e mistura de formação de parede). Depois que o estrato é escavado e solto, a pulverização e a mistura são realizadas para solidificar a parede.
Após a conclusão da mistura da parede de mistura cimento-solo de igual espessura, a faixa da caixa de corte é pulverizada e misturada durante o processo de elevação da caixa de corte para garantir que o espaço ocupado pela caixa de corte seja densamente preenchido e efetivamente reforçado para evitar efeitos adversos na parede de teste. .
3. Condições geológicas
Condições geológicas
Os estratos expostos na superfície de toda a Nova Área de Xiongan e algumas áreas circundantes são camadas soltas do Quaternário. A espessura dos sedimentos quaternários é geralmente de cerca de 300 metros, e o tipo de formação é principalmente aluvial.
(1) Sistema totalmente novo (Q₄)
O fundo do Holoceno é geralmente enterrado de 7 a 12 metros de profundidade e é composto principalmente por depósitos aluviais. Os 0,4 ~ 8 m superiores são argila siltosa, silte e argila recém-depositados, principalmente cinza a marrom-acinzentado e marrom-amarelado; a litologia do estrato inferior é geralmente argila sedimentar siltosa, silte e argila, com algumas partes contendo areia fina e siltosa e camadas médias. A camada de areia existe principalmente na forma de uma lente, e a cor da camada de solo é principalmente marrom-amarelada a amarelo-marrom.
(2)Atualizar o sistema (Q₃)
A profundidade de sepultamento do piso do Pleistoceno Superior é geralmente de 50 a 60 metros. São principalmente depósitos aluviais. A litologia é principalmente argila siltosa, silte, argila, areia fina siltosa e areia média. O solo argiloso é difícil de plastificar. , o solo arenoso é de densidade média a densa, e a camada do solo é principalmente cinza-amarelada-marrom.
(3) Sistema do Pleistoceno Médio (Q₂)
A profundidade de sepultamento do piso do Pleistoceno médio é geralmente de 70 a 100 metros. É composto principalmente de argila siltosa aluvial, argila, silte argiloso, areia fina siltosa e areia média. O solo argiloso é difícil de plastificar e o solo arenoso é denso. A camada do solo é principalmente marrom-amarelada, amarelo-marrom, vermelho-marrom e castanho-amarelado.
(4) A profundidade máxima do solo no nó oriental ao longo da linha é de 0,6 m.
(5) Nas condições do local da Categoria II, o valor básico da partição de aceleração do pico do terremoto do local proposto é de 0,20g (grau); o valor básico da partição do período característico do espectro de resposta à aceleração do terremoto é 0,40s.
2. Condições hidrogeológicas
Os tipos de águas subterrâneas envolvidas na faixa de profundidade de exploração deste local incluem principalmente água freática na camada rasa do solo, água ligeiramente confinada na camada média do solo argiloso e água confinada na camada profunda do solo arenoso. De acordo com relatórios geológicos, as características de distribuição dos vários tipos de aquíferos são as seguintes:
(1) Águas superficiais
A água superficial provém principalmente do rio de desvio Baigou (parte do rio adjacente ao túnel é preenchida por terrenos baldios, terras agrícolas e cinturão verde), e não há água no Rio Pinghe durante o período da pesquisa.
(2) Mergulho
Túnel Xiongan (Seção 1): Distribuído próximo à superfície, encontrado principalmente na camada rasa ②51, camada ②511, camada de silte argiloso ④21, camada ②7, camada ⑤1 de areia fina e siltosa e camada de areia média ⑤2. ②7. A camada de areia fina e siltosa em ⑤1 e a camada de areia média em ⑤2 têm melhor capacidade de retenção de água e permeabilidade, grande espessura, distribuição mais uniforme e rico teor de água. São camadas permeáveis à água de média a forte. A placa superior desta camada tem 1,9 ~ 15,5 m de profundidade (a elevação é de 6,96 m ~ -8,25 m) e a placa inferior tem 7,7 ~ 21,6 m (a elevação é de 1,00 m ~ -14,54 m). O aquífero freático é espesso e bem distribuído, o que é muito importante para este projeto. A construção tem um grande impacto. O nível das águas subterrâneas diminui gradualmente de leste para oeste, com uma variação sazonal de 2,0~4,0m. O nível de água estável para mergulho é de 3,1 ~ 16,3 m de profundidade (elevação de 3,6 ~ -8,8 m). Afetadas pela infiltração de águas superficiais do rio Baigou, as águas superficiais recarregam as águas subterrâneas. O nível das águas subterrâneas é mais alto no rio Baigou Diversion e suas proximidades DK116+000 ~ Xiongbao DK117+600.
(3) Água pressurizada
Túnel Xiongan (Seção 1): De acordo com os resultados da pesquisa, a água portadora de pressão é dividida em quatro camadas.
A primeira camada de aquífero de águas confinadas consiste em ⑦1 areia fina e siltosa, ⑦2 areia média e é distribuída localmente em ⑦51 silte argiloso. Com base nas características de distribuição do aquífero na secção subterrânea do projecto, a água confinada nesta camada é numerada como aquífero confinado nº 1.
O segundo aquífero de águas confinadas consiste em ⑧4 areia fina e siltosa, ⑧5 areia média e é distribuído localmente em ⑧21 lodo argiloso. A água confinada nesta camada é distribuída principalmente em Xiongbao DK122+720~Xiongbao DK123+360 e Xiongbao DK123+980~Xiongbao DK127+360. Como a camada de areia nº 8 nesta seção é distribuída de forma contínua e estável, a camada de areia nº 84 nesta seção é finamente dividida. Os aquíferos de areia, ⑧5 de areia média e ⑧21 de silte argiloso são divididos separadamente no segundo aquífero confinado. Com base nas características de distribuição do aquífero na secção subterrânea do projecto, a água confinada nesta camada é numerada como aquífero confinado nº 2.
A terceira camada do aquífero confinado é composta principalmente por ⑨1 areia fina siltosa, ⑨2 areia média, ⑩4 areia fina siltosa e ⑩5 areia média, que são distribuídas localmente no local ⑨51.⑨52 e (1021.⑩22 silte. Distribuição da seção subterrânea Características do aquífero de engenharia, esta camada de água confinada é numerada como No. ③ aquífero confinado.
A quarta camada do aqüífero confinado é composta principalmente de ①3 areia fina e siltosa, ①4 areia média, ⑫1 areia fina siltosa, ⑫2 areia média, ⑬3 areia fina siltosa e ⑬4 areia média, que são distribuídas localmente em ①21.①22.⑫51.⑫52. .⑬21.⑬22 Em solo pulverulento. Com base nas características de distribuição do aquífero na secção subterrânea do projecto, a água confinada nesta camada é numerada como aquífero confinado nº 4.
Túnel Xiongan (Seção 1): A elevação estável do nível de água das águas confinadas na seção Xiongbao DK117+200~Xiongbao DK118+300 é de 0m; a elevação estável do nível de água confinada na seção Xiongbao DK118+300~Xiongbao DK119+500 é de -2m; A elevação estável do nível de água da seção de água pressurizada de Xiongbao DK119+500 a Xiongbao DK123+050 é de -4m.
4. Teste de parede experimental
Os silos longitudinais estanques deste projeto são controlados em seções de 300 metros. A forma da cortina estanque é a mesma da cortina estanque em ambos os lados do poço de fundação adjacente. O canteiro de obras possui muitos cantos e trechos graduais, dificultando a construção. É também a primeira vez que o método de construção TRD é utilizado em tão grande escala no norte. Aplicação regional, a fim de verificar as capacidades de construção do método de construção e equipamento TRD sob as condições do estrato, a qualidade da parede da parede de mistura de cimento-solo de espessura igual, uniformidade de mistura de cimento, resistência e desempenho de parada de água, etc., melhorar vários parâmetros de construção e construção oficial. Realize um teste de parede de teste com antecedência.
Requisitos de projeto de parede de teste:
A espessura da parede é de 800 mm, a profundidade é de 29 m e o comprimento do plano não é inferior a 22 m;
O desvio de verticalidade da parede não deve ser superior a 1/300, o desvio de posição da parede não deve ser superior a +20mm~-50mm (o desvio para dentro do poço é positivo), o desvio de profundidade da parede não deve ser superior a 50mm, a parede a espessura não deve ser inferior à espessura da parede projetada e o desvio deve ser controlado entre 0 ~ -20 mm (controle o desvio de tamanho da cabeça da caixa de corte);
O valor padrão da resistência à compressão não confinada de uma parede de mistura cimento-solo de igual espessura após 28 dias de perfuração não é inferior a 0,8 MPa, e o coeficiente de permeabilidade da parede não deve ser superior a 10-7 cm/s;
Processo de construção:
A parede de mistura de cimento-solo de espessura igual adota um processo de construção de formação de parede em três etapas (ou seja, escavação avançada, escavação de recuo e mistura de formação de parede).
A espessura da parede de teste é de 800 mm e a profundidade máxima é de 29 m. É construído usando a máquina do método de construção TRD-70E. Durante o processo de parede experimental, a operação do equipamento foi relativamente normal e a velocidade média de avanço da parede foi de 2,4m/h.
Resultados do teste:
Requisitos de teste para a parede de teste: Como a parede de teste é extremamente profunda, o teste de resistência do bloco de teste de lama, o teste de resistência da amostra central e o teste de permeabilidade devem ser realizados imediatamente após a conclusão da parede de mistura de cimento-solo de igual espessura.
Teste de bloco de teste de pasta:
Testes de resistência à compressão não confinada foram conduzidos em amostras de núcleos de paredes de mistura cimento-solo de igual espessura durante os períodos de cura de 28 e 45 dias. Os resultados são os seguintes:
De acordo com os dados de teste, a resistência à compressão não confinada das amostras do núcleo da parede de mistura cimento-solo de igual espessura é superior a 0,8 MPa, atendendo aos requisitos do projeto;
Teste de penetração:
Realize testes de coeficiente de permeabilidade em amostras de núcleo de paredes de mistura cimento-solo de igual espessura durante os períodos de cura de 28 e 45 dias. Os resultados são os seguintes:
De acordo com os dados de teste, os resultados do coeficiente de permeabilidade estão entre 5,2×10-8-9,6×10-8cm/seg, o que atende aos requisitos do projeto;
Teste de resistência à compressão do solo de cimento formado:
Um teste de resistência à compressão provisório de 28 dias foi conduzido no bloco de teste de pasta de parede de teste. Os resultados do teste ficaram entre 1,2 MPa-1,6 MPa, o que atendeu aos requisitos do projeto;
Um teste de resistência à compressão provisório de 45 dias foi conduzido no bloco de teste de pasta de parede de teste. Os resultados do teste ficaram entre 1,2MPa-1,6MPa, o que atendeu aos requisitos do projeto.
5. Parâmetros construtivos e medidas técnicas
1. Parâmetros de construção
(1) A profundidade de construção do método de construção TRD é de 26m ~ 44m e a espessura da parede é de 800 mm.
(2) O líquido de escavação é misturado com bentonita sódica e a relação água-cimento W/B é 20. A lama é misturada no local com 1000kg de água e 50-200kg de bentonita. Durante o processo de construção, a proporção água-cimento do líquido de escavação pode ser ajustada de acordo com os requisitos do processo e as características da formação.
(3) A fluidez da lama misturada com fluido de escavação deve ser controlada entre 150 mm e 280 mm.
(4) O fluido de escavação é usado no processo de autocondução da caixa de corte e na etapa avançada de escavação. Na etapa de escavação de recuo, o fluido de escavação é injetado adequadamente de acordo com a fluidez da lama misturada.
(5) O líquido de cura é misturado com cimento Portland comum grau P.O42.5, com teor de cimento de 25% e relação água-cimento de 1,5. A relação água-cimento deve ser controlada ao mínimo sem reduzir a quantidade de cimento. ; Durante o processo de construção, a cada 1.500 kg de água e 1.000 kg de cimento são misturados à lama. O líquido de cura é usado na etapa de mistura de formação de parede e na etapa de levantamento da caixa de corte.
2. Pontos-chave do controle técnico
(1) Antes da construção, calcule com precisão as coordenadas dos pontos de canto da linha central da cortina de bloqueio de água com base nos desenhos de projeto e nos pontos de referência de coordenadas fornecidos pelo proprietário e revise os dados de coordenadas; use instrumentos de medição para definir e, ao mesmo tempo, prepare a proteção da estaca e notifique as unidades relevantes. Realize a revisão da fiação.
(2) Antes da construção, use um nível para medir a elevação do local e use uma escavadeira para nivelar o local; a má geologia e os obstáculos subterrâneos que afetam a qualidade da parede formada pelo método de construção TRD devem ser resolvidos antecipadamente antes de prosseguir com o método de construção TRD, construção de cortina de retenção de água; ao mesmo tempo, devem ser tomadas medidas adequadas para aumentar o teor de cimento.
(3) As áreas locais moles e baixas devem ser preenchidas com solo plano a tempo e compactadas camada por camada com uma escavadeira. Antes da construção, de acordo com o peso do equipamento do método construtivo TRD, medidas de reforço como assentamento de chapas de aço deverão ser realizadas no canteiro de obras. A colocação de placas de aço não deve ser inferior a 2 As camadas são colocadas paralelamente e perpendicularmente à direção da vala, respectivamente, para garantir que o canteiro de obras atenda aos requisitos de capacidade de carga da fundação do equipamento mecânico; para garantir a verticalidade do bate-estaca e da caixa de corte.
(4) A construção de paredes de mistura de cimento-solo de igual espessura adota um método de construção de formação de parede em três etapas (ou seja, escavação primeiro, escavação de recuo e mistura de formação de parede). O solo da fundação é totalmente misturado, mexido para se soltar e depois solidificado e misturado na parede.
(5) Durante a construção, o chassi do bate-estacas TRD deve ser mantido na horizontal e a haste guia na vertical. Antes da construção, um instrumento de medição deve ser usado para realizar testes de eixo para garantir que o bate-estaca TRD esteja corretamente posicionado e o desvio vertical da estrutura guia da coluna do bate-estaca deve ser verificado. Menos de 1/300.
(6) Prepare o número de caixas de corte de acordo com a profundidade projetada da parede de mistura de cimento-solo de igual espessura e escave as caixas de corte em seções para conduzi-las até a profundidade projetada.
(7) Quando a caixa de corte for cravada sozinha, utilize instrumentos de medição para corrigir a verticalidade da haste guia do bate-estaca em tempo real; ao mesmo tempo que garante a precisão vertical, controle ao mínimo a quantidade de injeção de fluido de escavação para que a lama misturada esteja em um estado de alta concentração e alta viscosidade. para lidar com mudanças estratigráficas drásticas.
(8) Durante o processo construtivo, a precisão vertical da parede pode ser gerenciada através do inclinômetro instalado dentro da caixa de corte. A verticalidade da parede não deve ser superior a 1/300.
(9) Após a instalação do inclinômetro, proceda à construção de uma parede de mistura cimento-solo de igual espessura. A parede formada no mesmo dia deve sobrepor-se à parede formada em pelo menos 30cm~50cm; a parte sobreposta deve garantir que a caixa de corte esteja vertical e não inclinada. Mexa lentamente durante a construção para misturar completamente e agitar o líquido de cura e a lama misturada para garantir a sobreposição. qualidade. O diagrama esquemático da construção sobreposta é o seguinte:
(11) Após a conclusão da construção de uma seção da face de trabalho, a caixa de corte é retirada e decomposta. O hospedeiro TRD é usado em conjunto com o guindaste sobre esteiras para retirar a caixa de corte em sequência. O tempo deve ser controlado dentro de 4 horas. Ao mesmo tempo, um volume igual de lama misturada é injetado no fundo da caixa de corte.
(12) Ao retirar a caixa de corte, não deve ser gerada pressão negativa no furo para causar assentamento da fundação circundante. O fluxo de trabalho da bomba de rejunte deve ser ajustado de acordo com a velocidade de retirada da caixa de corte.
(13) Fortalecer a manutenção dos equipamentos. Cada turno se concentrará na verificação do sistema de energia, corrente e ferramentas de corte. Ao mesmo tempo, um grupo gerador de backup será configurado. Quando a fonte de alimentação principal está anormal, o fornecimento de polpa, a compressão de ar e as operações normais de mistura podem ser retomados em tempo hábil no caso de uma queda de energia. , para evitar atrasos que causem acidentes de perfuração.
(14) Reforçar o acompanhamento do processo construtivo do TRD e a inspeção de qualidade das paredes formadas. Se forem encontrados problemas de qualidade, você deve entrar em contato proativamente com o proprietário, o supervisor e a unidade de projeto para que medidas corretivas possam ser tomadas em tempo hábil para evitar perdas desnecessárias.
6. Conclusão
A metragem quadrada total das paredes de mistura de cimento e solo de espessura igual deste projeto é de aproximadamente 650.000 metros quadrados. Atualmente é o projeto com maior volume de construção e projeto de TRD entre os projetos nacionais de túneis ferroviários de alta velocidade. Foram investidos um total de 32 equipamentos TRD, dos quais os produtos da série TRD da Shanggong Machinery representam 50%. ; A aplicação em larga escala do método de construção TRD neste projeto mostra que quando o método de construção TRD é usado como cortina impermeável em um projeto de túnel ferroviário de alta velocidade, a verticalidade da parede e a qualidade da parede acabada são garantido, e a capacidade do equipamento e a eficiência do trabalho podem atender aos requisitos. Também prova que o método de construção TRD é eficaz em A aplicabilidade na região norte tem certo significado de referência para o método de construção TRD na engenharia e construção de túneis ferroviários de alta velocidade na região norte.
Horário da postagem: 12 de outubro de 2023