Застосування методу будівництва TRD у проекті високошвидкісної залізниці Xiongxin

В останні роки метод будівництва TRD все ширше використовується в Китаї, і його застосування в аеропортах, водоохоронних, залізничних та інших інфраструктурних проектах також зростає. Тут ми обговоримо ключові моменти технології будівництва TRD з використанням тунелю Сюнган у підземній частині Нового району Сюнган високошвидкісної залізниці Сюнган Сінь як фон. І його застосування в північному регіоні. Експериментальні результати показують, що метод будівництва TRD має хорошу якість стін і високу ефективність будівництва, яка може повністю відповідати вимогам будівництва. Широкомасштабне застосування методу будівництва ТРД у цьому проекті також доводить застосовність методу будівництва ТРД у північному регіоні. , надаючи більше довідок для будівництва TRD у північному регіоні.

1. Огляд проекту

Високошвидкісна залізниця Сюнган-Сіньцзян розташована в центральній частині Північного Китаю, проходить в провінціях Хебей і Шаньсі. Проходить приблизно в напрямку схід-захід. Лінія починається від станції Xiongan у новому районі Xiongan на сході та закінчується на західній станції Xinzhou West Station Daxi Railway на заході. Він проходить через новий район Сюнган, місто Баодін і місто Сіньчжоу. , і з’єднаний з Тайюанем, столицею провінції Шаньсі, через Daxi Passenger Express. Протяжність новозбудованої магістралі становить 342,661 км. Це важливий горизонтальний канал для високошвидкісної залізничної транспортної мережі в «чотирьох вертикальних і двох горизонтальних» зонах нового району Сюнган, а також «Середньо- та довгостроковий план залізничної мережі» «Вісім вертикальних і вісім горизонтальних» «Магістральний канал високошвидкісної залізниці є важливою частиною коридору Пекін-Куньмін, і його будівництво має велике значення для покращення мережі доріг.

У цьому проекті є багато розділів проектних заявок. Тут ми беремо розділ 1 пропозиції як приклад для обговорення застосування побудови TRD. Обсяг будівництва цієї частини тендерної пропозиції – це вхід у новий тунель Сюнган (секція 1), розташований у селі Гаосяован, округ Ронгчен, місто Баодін. Лінія починається від Проходить через центр с. Після виходу з села він спускається через Байгоу, щоб вести річку, а потім простягається з південного боку Гоцуня на захід. Західний кінець з'єднаний із міжміським вокзалом Сюнган. Початковий і кінцевий пробіг тунелю Xiongbao DK119+800 ~ Xiongbao DK123+050. Тунель розташований у місті Баодін, висота якого становить 3160 м в окрузі Жунчен і 4340 м в окрузі Аньсінь.

2. Огляд дизайну TRD

У цьому проекті цементно-ґрунтова стінка однакової товщини має глибину стінки 26 ~ 44 м, товщину стінки 800 мм і загальний об’єм квадратних метрів приблизно 650 000 квадратних метрів.

Цементно-ґрунтова стінка рівної товщини виготовлена зі звичайного портландцементу P.O42.5, вміст цементу не менше 25%, водоцементний коефіцієнт 1,0~1,5.

Відхилення вертикальності стінки цементно-ґрунтової змішувальної стінки однакової товщини не повинно перевищувати 1/300, відхилення положення стінки не повинно перевищувати +20 мм ~ -50 мм (відхилення в яму позитивне), глибина стінки відхилення не повинно перевищувати 50 мм, а товщина стінки не повинна бути меншою за проектну товщину стінки, відхилення контролюється на рівні 0 ~ -20 мм (контролюйте відхилення розміру леза ріжучої коробки).

Нормативне значення міцності на необмежений стиск цементно-ґрунтової стінки однакової товщини після 28 днів колонкового буріння становить не менше 0,8 МПа, а коефіцієнт проникності стінки не перевищує 10-7 см/с.

Стіна для змішування цементу та ґрунту однакової товщини використовує триетапний процес будівництва стіни (тобто перша виїмка, відступна виїмка та змішування стіни). Після того, як шар буде викопано та розпушено, проводять обприскування та змішування для затвердіння стіни.

Після завершення змішування цементно-ґрунтової змішувальної стінки однакової товщини, діапазон ріжучого ящика розпилюється та змішується під час процесу підйому ріжучого ящика, щоб забезпечити щільне заповнення та ефективне зміцнення простору, який займає ріжучий ящик щоб запобігти негативному впливу на пробну стінку. .

3. Геологічні умови

Геологічні умови

Відкриті шари на поверхні всього Нового району Сюнган і деяких прилеглих територій є четвертинними пухкими шарами. Товщина четвертинних відкладень зазвичай становить близько 300 метрів, а тип утворення переважно алювіальний.

(1) Нова система (Q₄)

Підлога голоцену, як правило, похована на глибину від 7 до 12 метрів і складається переважно з алювіальних відкладень. Верхні 0,4~8 м — це щойно відкладена мулиста глина, мул і глина, переважно від сірого до сіро-коричневого та жовто-коричневого; літологія нижньої товщі являє собою загальну осадову мулисту глину, мул і глину, деякі частини містять дрібний мулистий пісок і середні шари. Шар піску здебільшого існує у формі лінзи, а колір шару ґрунту переважно від жовто-коричневого до коричнево-жовтого.

(2)Оновити систему (Q₃)

Глибина поховання поверхонь верхнього плейстоцену зазвичай становить від 50 до 60 метрів. В основному це алювіальні відкладення. Літологія представлена в основному мулистою глиною, мулом, глиною, алевритовим дрібним піском і середнім піском. Глинистий грунт важко пластичний. , піщаний ґрунт від середньої щільності до щільного, шар ґрунту переважно сіро-жовто-коричневий.

(3) Система середнього плейстоцену (Q₂)

Глибина поховання середньоплейстоценового дна зазвичай становить від 70 до 100 метрів. Складається в основному з алювіальної алевритової глини, глини, глинистого мулу, мулистого дрібного піску та середнього піску. Глинистий грунт важко пластичний, а піщаний знаходиться в щільному вигляді. Ґрунтовий шар переважно жовто-бурий, буро-жовтий, буро-червоний і коричневий.

(4) Максимальна глибина східного вузла ґрунту вздовж лінії становить 0,6 м.

(5) В умовах майданчика Категорії II базове значення розподілу пікового прискорення землетрусу для запропонованого місця становить 0,20 g (градус); базове значення періоду розділення спектра прискорення відгуку на землетрус становить 0,40 с.

2. Гідрогеологічні умови

Типи підземних вод, залучені до діапазону досліджуваних глибин на цій ділянці, в основному включають фреатичні води в неглибокому шарі ґрунту, злегка замкнуті води в середньому мулистому шарі ґрунту та замкнуті води в глибокому піщаному шарі ґрунту. Згідно з геологічними звітами, характеристики розподілу різних типів водоносних горизонтів наступні:

(1) Поверхневі води

Поверхневі води надходять в основному з водовідведення річки Байгоу (частина річки, що прилягає до тунелю, заповнена пустирями, сільськогосподарськими угіддями та зеленим поясом), а в річці Пінхе немає води протягом періоду дослідження.

(2) Дайвінг

Тунель Сюнган (секція 1): поширений біля поверхні, в основному в неглибокому шарі ②51, ②511, ④21 шарі глинистого мулу, ②7 шарі, ⑤1 шарі мулистого дрібного піску та ⑤2 середньому шарі піску. ②7. Мулистий шар дрібного піску в ⑤1 і середній шар піску в ⑤2 мають кращу водонепроникність і проникність, велику товщину, більш рівномірний розподіл і багатий вміст води. Це середні та міцні водопроникні шари. Верхня плита цього шару має глибину 1,9~15,5 м (висота 6,96м~-8,25м), а нижня плита — 7,7~21,6м (висота 1,00м~-14,54м). Фреатичний водоносний горизонт потужний і рівномірно розподілений, що дуже важливо для цього проекту. Будівництво має великий вплив. Рівень ґрунтових вод поступово знижується зі сходу на захід із сезонним коливанням 2,0–4,0 м. Стабільний рівень води для дайвінгу становить 3,1~16,3м (висота 3,6~-8,8м). Під впливом інфільтрації поверхневих вод із річки Байгоу, поверхневі води поповнюють підземні води. Рівень ґрунтових вод найвищий на річці Байгоу та її околицях DK116+000 ~ Xiongbao DK117+600.

(3) Вода під тиском

Тунель Сюнган (секція 1): згідно з результатами дослідження, напірна вода розділена на чотири шари.

Перший шар замкнутого водоносного горизонту складається з ⑦1 дрібного мулистого піску, ⑦2 середнього піску та локально поширений у ⑦51 глинистому мулі. Виходячи з характеристик розподілу водоносного горизонту в підземній частині проекту, закрита вода в цьому шарі позначена як замкнутий водоносний горизонт № 1.

Другий замкнутий водоносний горизонт складається з ⑧4 дрібного мулистого піску, ⑧5 середнього піску та локально поширений у ⑧21 глинистому мулі. Обмежена вода в цьому шарі в основному розподіляється в Xiongbao DK122+720~Xiongbao DK123+360 і Xiongbao DK123+980~Xiongbao DK127+360. Оскільки шар піску № 8 у цьому розрізі розподілений безперервно і стабільно, шар піску № 84 у цьому розрізі є тонкодисперсним. Піщаний, ⑧5 середній піщаний і ⑧21 глинистий мулистий водоносний горизонт окремо поділяються на другий обмежений водоносний горизонт. Виходячи з характеристик розподілу водоносного горизонту в підземній частині проекту, закрита вода в цьому шарі позначена як замкнутий водоносний горизонт № 2.

Третій шар замкнутого водоносного горизонту в основному складається з ⑨1 мулистого дрібного піску, ⑨2 середнього піску, ⑩4 мулистого дрібного піску та ⑩5 середнього піску, які локально поширені в місцевих ⑨51.⑨52 та (1021.⑩22 мулу. Поширення з підземної секції Характеристики інженерного водоносного горизонту, цей шар замкнутої води пронумерований як № ③ замкнутий водоносний горизонт.

Четвертий шар замкнутого водоносного горизонту в основному складається з ①3 дрібного мулистого піску, ①4 середнього піску, ⑫1 дрібного мулистого піску, ⑫2 середнього піску, ⑬3 дрібного мулистого піску та ⑬4 середнього піску, які локально поширені в ①21.①22.⑫51.⑫52 .⑬21.⑬22 У порошкоподібному ґрунті. Виходячи з характеристик розподілу водоносного горизонту в підземній частині проекту, закрита вода в цьому шарі позначена як замкнутий водоносний горизонт № 4.

Тунель Сюнган (Секція 1): Стабільна висота рівня замкнутої води в секції Сюнбао DK117+200~Сюнбао DK118+300 становить 0 м; стабільний обмежений рівень води в секції Xiongbao DK118+300~Xiongbao DK119+500 становить -2 м; стабільний рівень води в секції з водою під тиском від Xiongbao DK119+500 до Xiongbao DK123+050 становить -4 м.

4. Пробна стінка

Водозапірні поздовжні силоси цього проекту контролюються за 300-метровими ділянками. Форма гідрозапірної завіси така ж, як і завіса з обох сторін сусіднього котловану. Будівельний майданчик має багато кутів і поступових ділянок, що ускладнює будівництво. Це також перший випадок, коли метод будівництва TRD був використаний у такому великому масштабі на півночі. Регіональне застосування з метою перевірки будівельних можливостей методу та обладнання для будівництва TRD в умовах шару, якості стінки цементно-ґрунтової стінки однакової товщини, однорідності змішування цементу, міцності та водозатримки тощо, покращення різні параметри конструкції та офіційно побудувати Провести пробне випробування стіни заздалегідь.

Вимоги до дизайну пробної стіни:

Товщина стінки 800мм, глибина 29м, довжина площини не менше 22м;

Відхилення вертикальності стіни не повинно перевищувати 1/300, відхилення положення стіни не повинно перевищувати +20 мм ~ -50 мм (відхилення в яму позитивне), відхилення глибини стіни не повинно перевищувати 50 мм, стіна товщина не повинна бути меншою за проектну товщину стінки, а відхилення має контролюватися від 0 до -20 мм (контролюйте відхилення розміру головки ріжучої коробки);

Процес будівництва:

Стіна для змішування цементу та ґрунту однакової товщини використовує триетапний процес утворення стінки (тобто попередня виїмка, відступна виїмка та змішування стінки).

Товщина стіни пробної стіни становить 800 мм, а максимальна глибина - 29 метрів. Виготовляється за допомогою будівельної машини TRD-70E. Під час процесу пробної стіни робота обладнання була відносно нормальною, а середня швидкість просування стіни становила 2,4 м/год.

Результати тестування:

Вимоги до випробувань пробної стіни: оскільки пробна стінка надзвичайно глибока, випробування на міцність блоку для випробування суспензії, випробування на міцність керна та випробування на проникність слід проводити негайно після завершення змішування цементно-ґрунтової стінки однакової товщини.

Випробування суспензії блок тестування:

Необмежені випробування на міцність на стиск були проведені на зразках керна цементно-ґрунтової суміші однакової товщини протягом 28-денного та 45-денного періодів твердіння. Результати такі:

Згідно з даними випробувань, необмежена міцність на стиск цементно-ґрунтових змішувальних зразків стінки однакової товщини перевищує 0,8 МПа, що відповідає проектним вимогам;

Тестування на проникнення:

Проведіть випробування коефіцієнта проникності на кернових зразках стін цементно-ґрунтової суміші однакової товщини протягом 28-денного та 45-денного періодів твердіння. Результати такі:

Згідно з даними випробувань результати коефіцієнта проникності знаходяться в межах 5,2×10-8-9,6×10-8 см/с, що відповідає проектним вимогам;

Випробування міцності на стиск сформованого цементного ґрунту:

28-денне проміжне випробування на міцність на стиск було проведено на випробувальному блоці шламу випробувальної стінки. Результати випробувань були між 1,2-1,6 МПа, що відповідало вимогам конструкції;

45-денне проміжне випробування на міцність на стиск було проведено на випробувальному блоці шламу випробувальної стінки. Результати випробувань були між 1,2-1,6 МПа, що відповідало вимогам проекту.

5. Параметри будівництва та технічні заходи

1. Параметри конструкції

(1) Глибина будівництва методу будівництва TRD становить 26 м ~ 44 м, а товщина стіни становить 800 мм.

(2) Екскаваційну рідину змішують з натрієвим бентонітом, а водоцементне співвідношення W/B становить 20. Суспензію змішують на місці з 1000 кг води та 50-200 кг бентоніту. У процесі будівництва водоцементне співвідношення екскаваційної рідини можна регулювати відповідно до вимог процесу та характеристик пласта.

(3) Текучість розчину, змішаного з екскаваційною рідиною, повинна контролюватися між 150 мм і 280 мм.

(4) Екскаваційна рідина використовується в процесі самостійного приводу ріжучої коробки та етапі попередньої екскавації. На етапі відступної виїмки екскаваційну рідину вводять належним чином відповідно до плинності змішаного розчину.

(5) Рідина для затвердіння змішується зі звичайним портландцементом марки P.O42.5 із вмістом цементу 25% і водоцементним співвідношенням 1,5. Водоцементне співвідношення слід контролювати до мінімуму, не зменшуючи кількість цементу. ; У процесі будівництва кожні 1500 кг води та 1000 кг цементу змішуються в розчин. Рідина для затвердіння використовується на етапі змішування для формування стінок і етапі підйому різального ящика.

2. Основні моменти технічного контролю

(1) Перед будівництвом точно обчисліть координати кутових точок центральної лінії водозапірної завіси на основі проектних креслень і опорних точок координат, наданих власником, і перегляньте дані координат; Використовуйте вимірювальні прилади, щоб викласти, і в той же час підготуйте захист палі та повідомте відповідні підрозділи Проведіть перевірку проводки.

(2) Перед будівництвом використовуйте рівень, щоб виміряти висоту ділянки, і використовуйте екскаватор, щоб вирівняти майданчик; Погана геологія та підземні перешкоди, які впливають на якість стіни, утвореної за допомогою методу будівництва TRD, повинні бути розглянуті заздалегідь, перш ніж продовжити будівництво водозахисної завіси методом будівництва TRD; в той же час необхідно вжити відповідних заходів Збільшити вміст цементу.

(3) Місцеві м’які та низинні ділянки необхідно своєчасно засипати простим ґрунтом і шар за шаром ущільнювати екскаватором. Перед будівництвом, відповідно до ваги обладнання методу будівництва TRD, на будівельному майданчику слід провести заходи з посилення, такі як укладання сталевих пластин. Укладання сталевих плит має бути не менше 2. Шари укладають паралельно та перпендикулярно напрямку траншеї відповідно, щоб забезпечити відповідність будівельного майданчика вимогам щодо несучої здатності основи механічного обладнання; для забезпечення вертикальності палебійної та врізної коробки.

(4) Будівництво цементно-ґрунтових змішувальних стінок однакової товщини використовує триступеневий метод будівництва стінок (тобто спочатку земляні роботи, відступна земляні роботи та змішування стінок). Грунт фундаменту повністю перемішують, перемішують, щоб розпушити, а потім твердіють і змішують зі стіною.

(5) Під час будівництва шасі палебійної установки TRD слід тримати горизонтально, а направляючу штангу – вертикально. Перед будівництвом слід використовувати вимірювальний інструмент для проведення випробування осі, щоб переконатися, що забійний пристрій TRD правильно розташований, і слід перевірити вертикальне відхилення направляючої рами стовпа забивного. Менше 1/300.

(6) Підготуйте кількість ріжучих ящиків відповідно до проектної глибини стінки цементно-ґрунтової стінки однакової товщини та викопайте різальні короби секціями, щоб забити їх на проектну глибину.

(7) Коли ріжуча коробка забивається сама, використовуйте вимірювальні інструменти, щоб відкоригувати вертикальність направляючого стрижня палізабійника в реальному часі; забезпечуючи вертикальну точність, контролюйте мінімальну кількість екскаваційної рідини, щоб змішаний розчин був у стані високої концентрації та високої в’язкості. щоб впоратися з різкими стратиграфічними змінами.

(8) Під час процесу будівництва вертикальну точність стіни можна контролювати за допомогою інклінометра, встановленого всередині ріжучої коробки. Вертикальність стіни не повинна перевищувати 1/300.

(9) Після встановлення інклінометра перейдіть до будівництва цементно-ґрунтової стінки однакової товщини. Стіна, сформована в той же день, повинна перекривати сформовану стіну не менше ніж на 30 см ~ 50 см; частина, що перекривається, повинна забезпечувати вертикальне положення ріжучого ящика, а не нахилене. Повільно перемішуйте під час будівництва, щоб повністю змішати та перемішати затверджуючу рідину та змішаний розчин, щоб забезпечити перекриття. якість. Принципова схема конструкції перекриття виглядає наступним чином:

(11) Після завершення побудови ділянки виробки різальний ящик витягують і розкладають. Хост TRD використовується в поєднанні з гусеничним краном для послідовного витягування різального ящика. Час слід контролювати протягом 4 годин. У той же час рівний об'єм змішаного розчину вводять на дно різального ящика.

(12) Під час витягування ріжучої коробки в отворі не повинен створюватися негативний тиск, який може спричинити осідання навколишньої основи. Робочий потік тампонажного насоса слід регулювати відповідно до швидкості витягування різального ящика.

(13) Посилити обслуговування обладнання. Кожна зміна буде зосереджена на перевірці системи живлення, ланцюга та ріжучого інструменту. Одночасно буде налаштована резервна генераторна установка. Якщо мережеве живлення не відповідає нормі, подачу целюлози, стиснення повітря та нормальні операції змішування можна своєчасно відновити у разі відключення електроенергії. , щоб уникнути затримок, які спричинять нещасні випадки під час буріння.

(14) Посилити моніторинг процесу будівництва ТРД та перевірку якості сформованих стін. Якщо виявлено проблеми з якістю, вам слід заздалегідь зв’язатися з власником, керівником і проектним підрозділом, щоб своєчасно вжити заходів щодо усунення непотрібних втрат.

6. Висновок

Загальна площа цементно-ґрунтових стін однакової товщини в цьому проекті становить приблизно 650 000 квадратних метрів. Наразі це проект із найбільшим обсягом будівництва та проектування TRD серед вітчизняних проектів високошвидкісних залізничних тунелів. Загалом було інвестовано 32 обладнання TRD, з яких продукти серії TRD Shanggong Machinery становлять 50%. ; Широкомасштабне застосування методу будівництва TRD у цьому проекті показує, що коли метод будівництва TRD використовується як водозапірна завіса в проекті високошвидкісного залізничного тунелю, вертикальність стіни та якість готової стіни є гарантовано, а потужність обладнання та ефективність роботи можуть відповідати вимогам. Це також доводить, що метод будівництва TRD є ефективним у Застосовність у північному регіоні має певне довідкове значення для методу будівництва TRD у проектуванні та будівництві високошвидкісних залізничних тунелів у північному регіоні.

Час публікації: 12 жовтня 2023 р