¿En qué etapa se construye generalmente la capa de relleno del suelo de los túneles del metro?

I. Corte y recubrimiento

Normalmente, cuando las condiciones del terreno lo permiten, los túneles del metro deben adoptar el método a cielo abierto, pero esto tiene un mayor impacto en el entorno social. La excavación abierta se refiere a un método de construcción que excava el suelo, excava la tierra de arriba a abajo hasta la elevación de diseño, construye el túnel de abajo hacia arriba, completa la estructura principal del túnel y finalmente rellena el pozo de cimentación o restaura el suelo. .

El método a cielo abierto es el método preferido para la construcción de metros en varios países. Generalmente se utiliza cuando el tráfico terrestre y el entorno lo permiten. Las estaciones de metro poco profundas y los túneles de sección a menudo utilizan métodos de corte abierto y cubierta abierta, que son tecnologías de ingeniería de pozos de cimentación profunda. Dado que los proyectos de metro generalmente están ubicados en áreas urbanas con edificios densos, la principal dificultad técnica de los proyectos de pozos de cimentación profundos es proteger el suelo intacto alrededor del pozo de cimentación, evitar el asentamiento superficial y reducir el impacto en los edificios existentes. El método a cielo abierto tiene las ventajas de una tecnología de construcción simple, rápida y económica y, a menudo, se utiliza como la primera opción. Pero sus deficiencias también son obvias, como los atascos de tráfico prolongados, el ruido y las vibraciones y otros impactos ambientales.

El método de corte y cobertura incluye el método de corte y cobertura, el método de corte y cobertura y el método de cobertura de la estructura de soporte del pozo de cimentación.

(1) Abrir la incisión y cubrirla. Para secciones con pocos edificios en tierra, volumen de tráfico pequeño, sitios de construcción grandes y estructuras enterradas poco profundas, así como secciones donde el tránsito ferroviario urbano entra y sale del suelo, se utiliza excavación abierta y cubierta.

(2) La excavación y el recubrimiento de las estructuras de soporte se realizan en el pozo de cimentación. Cuando se utiliza el método de excavación abierta en lugares con sitios de construcción pequeños, suelos con malas propiedades de autosostenimiento, abundante agua subterránea, edificios densos y grandes profundidades de enterramiento, se deben instalar estructuras de soporte adicionales en el pozo de cimentación.

(3) Método de cobertura y excavación. En los casos en que la profundidad del enterramiento sea poco profunda, el sitio sea estrecho y el camino esté ocupado por tráfico terrestre durante mucho tiempo, se puede utilizar el método de cobertura y excavación. Es decir, durante el cierre a corto plazo del tráfico terrestre, se llevan a cabo operaciones de muro pantalla y pilotes perforados, se excava el techo estructural y luego se rellena para restaurar el tráfico terrestre. Luego realice trabajos subterráneos, excave pozos de cimentación, construya edificios y pisos, y utilice las entradas y salidas a ambos lados del túnel para excavar y alimentar materiales.

De acuerdo con la secuencia constructiva de la estructura principal, se divide en tres métodos: método secuencial de cobertura y excavación, método inverso de cobertura y excavación, y método semi-inverso de cobertura y excavación. Este método consiste en completar la estructura de cerramiento circundante en la carretera existente, las vigas verticales y horizontales colocadas en la estructura de cerramiento y el panel de pavimento que reemplaza la superficie de la carretera original. Bajo esta cobertura, el pozo de cimentación se excava en capas de arriba a abajo. de abajo a la elevación de diseño. Luego, la estructura se construye secuencialmente de abajo hacia arriba, y finalmente el suelo de cobertura se restaura al método de cubierta y corte; por el contrario, se construye el techo primero, se restablece el tráfico y luego se construye la estructura; construido de arriba a abajo.

2. Método de excavación encubierta

El método de excavación encubierta es un método de construcción de túneles que excava y construye una estructura de revestimiento bajo tierra sin excavar el suelo bajo ciertas condiciones. Los principales métodos de excavación subterránea incluyen: método de perforación y voladura, método de tunelización con escudo, método de máquina perforadora de túneles, método de excavación subterránea y entierro poco profundo, método de elevación de tuberías, nuevo método austriaco, etc. Entre ellos, se utilizan ampliamente los métodos de excavación subterránea y de entierro poco profundo y los métodos de construcción de túneles de protección. En la actualidad, la construcción de túneles en mi país utiliza principalmente el método de túnel en escudo y el método de entierro poco profundo y excavación subterránea.

1. Método de perforación y voladura

China tiene un territorio extenso y diversos tipos geológicos. Ciudades como Chongqing y Qingdao se encuentran en formaciones de roca dura, y algunas secciones del metro de Guangzhou también se encuentran en formaciones de roca dura. En tales condiciones geológicas, la construcción del metro generalmente utiliza excavación con perforación y voladura y soporte de hormigón proyectado con anclaje (equivalente a los túneles de montaña ordinarios).

Todo el proceso de construcción de perforación y voladura se puede resumir en: perforación y voladura, prensado de lastre durante el envío, anclaje de soporte de hormigón proyectado, revestimiento de lechada, complementado con ventilación, drenaje y suministro de energía. Al pasar por zonas geológicas desfavorables, se suelen utilizar una serie de métodos de soporte inicial, como lechadas, estructuras de acero y cobertizos para tuberías. De acuerdo con la geología de la ingeniería, las condiciones hidrológicas y las dimensiones de la sección transversal del túnel, se pueden utilizar varios métodos de excavación para la excavación del túnel con perforación y voladura, tales como: el túnel guía superior primero arquea la pared posterior, el túnel guía inferior primero arquea la pared posterior, el método de paso positivo y el método de paso inverso, el método de excavación de sección completa, el método de excavación de media sección, el método de túnel guía de pared lateral, el método CD y el método CRD. Para la voladura, existen técnicas como la voladura suave y la voladura precortada. El soporte inicial del túnel incluye varillas de anclaje, hormigón proyectado, redes colgantes, arcos de acero, cobertizos para tuberías y otros métodos de soporte. A menudo se utilizan mediciones oportunas y retroalimentación de información para monitorear la seguridad de la construcción y verificar si las medidas de soporte de roca son razonables.

2. Método de túnel en escudo

En el tramo donde la línea de metro cruza el río, la estructura de roca circundante es plástica suelta, saturada o plástica blanda, y las condiciones geológicas de ingeniería. son pobres, por lo que se utiliza una tuneladora de escudo para la construcción. Un escudo es una estructura de tubo de acero móvil que soporta la presión del suelo y puede impulsarse bajo tierra. El extremo frontal del cilindro de acero está equipado con un dispositivo para soportar el suelo excavado, y la sección media del cilindro de acero está equipada con un gato necesario para levantar el anillo de revestimiento del túnel prefabricado o moldeado en el lugar; la cola del cilindro de acero. Cada vez que el escudo avanza una distancia de anillo, se ensambla (o se funde in situ) un revestimiento de anillo debajo del soporte de la cola del escudo, y se presiona mortero de cemento en los espacios alrededor del anillo de revestimiento para evitar que el túnel y el suelo se deslicen. hundimiento. La fuerza de reacción de la propulsión del escudo la soporta el anillo de revestimiento. Antes de la construcción del escudo, se debe construir un pozo, instalar un escudo en el pozo y enviar el suelo excavado por el escudo fuera del suelo a través del canal del pozo.

La aplicación del método de escudo en la construcción de túneles en mi país comenzó en Shanghai en los años 1950 y 1960. Originalmente se utilizaba para construir túneles de drenaje subterráneos urbanos, utilizando máquinas de protección relativamente anticuadas (como las de formato de rejilla, de aire comprimido, de placa enchufable, etc.). A finales de los 80 y principios de los 90, aparecieron máquinas de protección modernas. como el tipo de presión de tierra, el tipo de agua de lodo, etc., etc., se utilizan para construir túneles de metro. El método de protección tiene las ventajas de seguridad, confiabilidad, velocidad y protección ambiental. En la actualidad, este método se ha desarrollado rápidamente en la construcción del metro de China. La mayoría de las tuneladoras utilizadas en los metros urbanos chinos son tuneladoras EPB.

Con la investigación en profundidad sobre el método de construcción de túneles y el aumento de las aplicaciones de ingeniería, también se han desarrollado y mejorado la tecnología de construcción del método de construcción de túneles y la tecnología de soporte para la construcción de máquinas de construcción de túneles: los túneles del metro de Shanghai se construyen básicamente utilizando método de túnel con escudo, que actualmente utiliza escudos redondos dobles para construir dos túneles de intervalo paralelo a la vez, y también usa escudos de sección cuadrada para construir pasajes subterráneos en el túnel de la carretera que cruza el río Dalian Road, que utiliza un escudo de barro y agua con un diámetro de 11,2; m, que es actualmente el escudo de mayor diámetro en China. Un nuevo tipo de máquina de protección compuesta con modos de equilibrio de presión del suelo, equilibrio de presión del aire y equilibrio de presión semiterrestre se ha utilizado con éxito en la construcción de túneles subterráneos en estratos complejos como suelo blando, roca dura y zonas quebradas, ampliando enormemente su aplicación. alcance del método del escudo. Shenzhen, Nanjing, Beijing, Tianjin y otras ciudades tienen diferentes condiciones geológicas e hidrológicas, pero el método del escudo se ha utilizado con éxito para construir túneles de intervalo.

Las principales ventajas del método del escudo son: excepto la construcción del pozo, todas las operaciones de construcción se llevan a cabo bajo tierra, lo que no afectará el tráfico terrestre y reducirá el impacto del ruido y la vibración en el avance del escudo; Los procesos principales, como la excavación y el montaje del revestimiento, se llevan a cabo de forma cíclica, lo que hace que la construcción sea fácil de gestionar y requiera menos trabajadores. La cantidad de movimiento de tierras es pequeña; al cruzar el río, no afectará la navegación; la construcción no se ve afectada por las condiciones climáticas como el viento y la lluvia, cuando se construyen túneles profundos en lugares con malas condiciones geológicas y altos niveles de agua subterránea; Tiene altas ventajas técnicas y económicas.

3. Método de la máquina perforadora

Se utiliza cuando la profundidad del enterramiento es poco profunda, pero el sitio es estrecho y el entorno de tráfico terrestre no permite la perturbación por vibración de la voladura. para el método del escudo para romper formaciones rocosas débiles. Este método utiliza principalmente máquinas perforadoras de brazo para la excavación, que se ve muy afectada por las condiciones geológicas.

4.NATM

Cuando las líneas de transporte ferroviario urbano pasan a través de un lecho de roca, la roca circundante tiene una cierta capacidad de autoestabilización. Generalmente se adopta la construcción NATM, es decir, se utilizan hormigón proyectado y anclajes como medios de soporte principales, y al mismo tiempo se ejerce la función de autosoporte de la roca circundante, de modo que ésta y la estructura de soporte formen un sistema completo de soporte del túnel. Se puede adoptar un diseño de información, es decir, basándose en los datos de monitoreo de la construcción, se puede utilizar para ajustar el diseño original en cualquier momento para hacerlo más razonable.

NATM es la abreviatura de Nuevo Método Austriaco de Túneles. El texto original es NATM. El concepto de NATM fue propuesto por el profesor austriaco ICZ en la década de 1950. Es un método constructivo basado en la experiencia en ingeniería de túneles y la teoría de la mecánica de rocas, combinando varillas de anclaje y hormigón proyectado como principal medio de soporte. Después de muchos estudios prácticos y teóricos en algunos países, se obtuvo en los años 1960. Desde entonces, este método se ha desarrollado rápidamente en muchos proyectos subterráneos en Europa occidental, Europa del Norte, Estados Unidos y Japón, y se ha convertido en uno de los nuevos símbolos técnicos de la ingeniería de túneles moderna. NATM se introdujo en China en la década de 1960 y se desarrolló rápidamente a finales de la década de 1970 y principios de la de 1980. Hasta ahora se puede decir que NATM es indispensable en todos los proyectos subterráneos claves y difíciles. NATM casi se ha convertido en un método básico para construir túneles en rocas circundantes débiles y quebradas.

En mi país, NATM a menudo se denomina el "método de construcción con hormigón proyectado con anclaje". Cuando se utiliza este método para construir túneles subterráneos, la alteración del suelo es mínima y la inversión del proyecto es relativamente pequeña. Se ha acumulado una experiencia madura en construcción y la calidad del proyecto puede garantizarse bien. Cuando se utiliza este método para la construcción, para estratos de roca, se puede utilizar una excavación única o de sección completa, soporte de hormigón proyectado de anclaje y revestimiento compuesto de soporte de hormigón proyectado de anclaje, y se puede realizar un revestimiento secundario si es necesario para los estratos del suelo; Generalmente es necesario realizar excavaciones y soporte durante el proceso. El estrato debe reforzarse antes del revestimiento y la construcción solo se puede llevar a cabo después de la precipitación bajo la condición de agua subterránea. NATM se utiliza ampliamente en proyectos subterráneos, como túneles de montaña, metros urbanos, almacenes subterráneos, talleres subterráneos y túneles de minas.

En mi país, el uso de los principios NATM para construir metros se ha convertido en un método de construcción importante, especialmente cuando el sitio de construcción es limitado, las condiciones estratigráficas son complejas y cambiantes y la estructura de ingeniería subterránea es compleja.

El principio de soporte de NATM es: la roca circundante es a la vez un objeto de carga y una estructura de carga; el círculo de soporte de la roca circundante y el cuerpo de soporte forman un cuerpo unificado del túnel, que es un sistema mecánico; la excavación y sostenimiento del túnel. La protección tiene como objetivo mantener y mejorar la capacidad autoportante de la roca circundante.

NATM utiliza hormigón proyectado y soporte de anclaje como principales métodos de soporte, porque el soporte de hormigón proyectado del anclaje puede formar una capa delgada y flexible que está estrechamente unida a la roca circundante, lo que permite un cierto grado de deformación coordinada de la roca circundante. , sin someter la estructura de soporte a una presión excesiva.

La secuencia constructiva se puede resumir en: excavación → soporte inicial → soporte secundario.

Los trabajos de excavación incluyen: perforación, carga, voladura, ventilación, retirada de escorias, etc. Las operaciones de excavación y las operaciones iniciales de apoyo se realizan simultáneamente. La primera operación de soporte incluye: fumigación primaria, soporte de anclaje, redes, montaje de arcos de acero y fumigación repetida. Después del soporte inicial, cuando la deformación de la roca circundante se estabiliza, el soporte secundario y el sellado posterior, es decir, el soporte permanente (u hormigón proyectado o arco de hormigón vertido), pueden mejorar la seguridad y mejorar la capacidad de carga de todo el soporte. Este Este tipo de sincronización de soporte se puede obtener a partir de los resultados del monitoreo.