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  • 1 # 上海工地

    答:

    以下案例可以參考

    近日,上海軌道交通18號線18標殷高路站-長江南路站區間上下行線盾構機均已順利完成進洞接收。

    ▲圖1 盾構進洞殷高路站-長江南路站盾構區間線路地處寶山區繁雜的建構築物群下方,其中尤以接收井前的超近距離連續穿越南何支線鐵路、逸仙路高架、軌道交通3號線高架最為複雜。南何支線鐵路是較為繁忙的貨運鐵路線,逸仙路高架與軌交3號線皆為寶山區通往市區的主幹交通線路。

    ▲圖2 盾構區間環境示意圖▲圖3 盾構穿越既有構築物空間佈置圖

    盾構穿越期間主要地層為全斷面灰色淤泥質粘土,屬高含水量、高壓縮性、低強度、低滲透性的飽和粘性土,具有較高的靈敏度,明顯的觸變特性。在動力作用下極易破壞土體結構,使土體強度聚然降低。盾構穿越此三處重要建構築物時稍有不慎,極有可能會造成大範圍的交通癱瘓、不可挽回的經濟損失與惡劣的社會影響。

    工地君帶大家來看專案部是如何攻克難點,保證盾構穿越的安全。

    風險一:淺覆土下穿薄弱基礎鐵路

    南何支線鐵路包括五道民用鐵路以及一道軍用鐵路,日常運輸流量較大。鐵軌下部為煤渣基礎,埋深僅2.0m,隧道下穿最小豎向淨距為10.6m

    穿越期間必須保證鐵路正常使用,因此要求施工期間的鐵軌與路基沉降控制在±10mm以內。要在嚴格的控制標準下實現淺覆土盾構下穿薄弱基礎鐵路,是一項巨大的挑戰。風險二:超近距離側穿高架路立柱樁基

    逸仙高架路為雙向四車道的南北走向快速路,高架樁基均為450×450預製方樁,樁長30米。盾構與樁基的最小水平距離為1.9m由於盾構推進造成的樁基受力變形將直接傳遞至上方立柱,而立柱的任何輕微傾斜都會對高架路的安全造成影響,因此對於長度近12m、直徑近7m的盾構機而言,如何精確側穿1.9m外的高架樁基並減少對其影響是一項艱鉅的任務。

    風險三:超近距離側穿軌交線路立柱樁基

    軌道交通3號線是一條南北走向的軌交主幹線路,日均載客流量極大。高架樁基為φ600PHC管樁,樁長53.0米。盾構與樁基的最小水平距離為2.2m。上、下行線需先後穿越同一樁基,二次穿越造成的影響相當複雜,對盾構側穿的控制標準將更加嚴格,給施工帶來挑戰。鑑於如此複雜的施工工況、嚴苛的控制標準,專案部為確保周邊環境安全,秉持“創新引領發展、科技鑄就未來”的發展理念,創新性地應用了一套盾構推進精細化控制技術:

    一、數值模擬建模為盾構推進提供理論指導

    根據上海軟土地質的特點,科研創新團隊採用了HS等向硬化彈塑性模型為本工程進行數值模擬建模,針對盾構穿越鐵路以及高架時的土體變形、鐵軌沉降、構築物變形進行了研究;

    透過引數分析的方式得到了盾構機各項引數調整下週邊環境的變形響應,為穿越段期間盾構引數的調整方案提供了精確的理論指導。

    ▲數值模擬雲圖▲立柱傾斜趨勢預測

    二、現場試驗為盾構推進提供可靠指導

    為進一步確保穿越段構築物的安全,在穿越前選取了30環作為試驗段,並設定靜力水準儀、深埋應力計與深埋測斜計進行監測。透過在試驗段期間對盾構機各項引數進行調整,得到各項引數下地表土體以及深層土體的力學響應,為穿越段期間盾構引數的調整方案提供了可靠指導。

    ▲試驗段監測儀器

    ▲俯檢視

    ▲側檢視

    地表沉降變化趨勢深層土體位移變化趨勢三、基於雲平臺的自動化監測為盾構推進提供實時反饋

    在南何支線鐵路的穿越過程中,對鐵軌變形進行了全自動無人值守的線上監測。

    在每處測點上佈置稜鏡反射點供全自動全站儀進行資料採集,而後透過資料採集系統智慧化一體化測控終端裝置將變形資料無線傳輸到監測管理雲平臺,再透過雲平臺進行監測報表的釋出。在逸仙高架路與3號線高架路的穿越過程中,對高架立柱傾斜也採用了全自動無人值守的線上監測。

    以上自動監測方案是盾構推進過程中監測資料實時、可靠、精確的保證,也為穿越過程中周邊構築物的安全作出了保障。

    ▲自動監測儀器

    ▲變形監測遠端介面

    除周邊環境的實時監測外,盾構機自身的各項引數也同樣重要。在盾構掘進過程中,透過遠端監控介面對盾構機總推力、刀盤扭矩、刀盤轉速、切口土壓力、推進速度、同步注漿量、同步注漿壓力等各項主要引數進行實時監控,確保實際推進過程中的資料即為推進方案中的設定值。

    ▲圖15 盾構機推進資訊遠端介面

    四、精細化施工控制為盾構推進提供系統性動態方案

    為實現盾構作業的精細化,依靠各類資訊化手段實時獲取資料,每推進一環,都需要根據現場實測結果調整盾構推進引數,做為下一環管片的推進控制依據,流程如下圖所示。

    ▲資訊化分析流程圖

    透過應用“盾構推進精細化控制技術”,上行線區間盾構成功穿越了越南何支線鐵路、逸仙路高架、軌道交通3號線高架三個重大風險區域。

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