首頁 > 路橋資訊 > 正文

地鐵隧道穿越五里墩橋墩沉降不超4毫米

2016-05-24　

        合肥地鐵建設正酣，你可知道，就在安徽建筑大學，有一個實驗室名為“建筑結(jié)構(gòu)與地下工程重點實驗室”，那里的科研工作者們，努力通過各種實驗，著力解決地鐵區(qū)間隧道和車站安全快速施工關(guān)鍵技術(shù)，為合肥地鐵建設安全保駕護航。

        實驗室里有臺迷你“鉆地龍”

        盾構(gòu)盡管是一個很專業(yè)的詞語，不過對合肥人來說并不陌生，因為合肥修地鐵，經(jīng)常要用到盾構(gòu)施工。

        “使用盾構(gòu)機械在地下掘進，用機械把土送出洞外，同時拼裝預制混凝土管片，形成隧道結(jié)構(gòu)……”安徽省建筑結(jié)構(gòu)與地下工程重點實驗室副主任席培勝教授簡單明了的解釋了盾構(gòu)施工，在地鐵施工中，盾構(gòu)法施工被認為是最安全、對環(huán)境影響最小的一種方法，也是合肥地鐵建設中常用的施工方法，盾構(gòu)機又被稱形象的稱為“鉆地龍”。

        在合肥地鐵施工現(xiàn)場看到一條“鉆地龍”不足為奇，如果在實驗室里有條“鉆地龍”，是不是出乎你的意料呢？

        安徽建筑大學建筑結(jié)構(gòu)與地下工程重點實驗室里就有一條“鉆地龍”。高高立起的“龍門吊”下面，是一個兩米多深的“井”，“井”里一臺“盾構(gòu)機”正待掘進……走進這間實驗室，仿佛走進了熱火朝天的地鐵建設工地，只不過，比起現(xiàn)實中的地鐵施工現(xiàn)場來，這里所有的設備都“小幾號”。這套復雜的設備構(gòu)成了一個“大型盾構(gòu)掘進模擬實驗平臺”。

        身價百萬可模擬各種地下環(huán)境

        在合肥地鐵的施工過程中，普通的盾構(gòu)機重達數(shù)百噸，開挖直徑動輒六七米。在實驗室里的迷你版“盾構(gòu)機”是按照1:5的比例制造。

        記者看到，與現(xiàn)實中的地鐵施工現(xiàn)場不同，這臺迷你盾構(gòu)機的掘進面是一個用鋼板圍成的兩米多高的“盒子”，“盒子”里裝啥，則完全模擬地下環(huán)境，并可以根據(jù)需要隨時調(diào)整?！俺擞谐煞植煌耐寥澜Y(jié)構(gòu)，還可以布設各種管線?！卑不战ㄖ髮W曹廣勇博士告訴記者，在土壤結(jié)構(gòu)中還埋有十幾個壓力傳感器和變形傳感器，在實驗的過程中，隨時得出各種參數(shù)，方便科研人員了解施工過程中對環(huán)境的影響。“軌道交通工程均處于人口密集、建筑設施密布的城市中。就拿地鐵3號線來說吧，它下穿了多座橋梁甚至河流?！辈軓V勇介紹說，這套“大型盾構(gòu)掘進模擬實驗平臺”還可以加設實驗設備，模擬下穿橋梁、河流的場景?！笆┕ぶ忻媾R的地下環(huán)境經(jīng)常不能改變，但盾構(gòu)施工的推進模式、推進速度、刀盤扭矩、刀盤轉(zhuǎn)速和貫入度等都對周圍土體穩(wěn)定性有不同的影響。通過模擬實驗，我們可以獲取盾構(gòu)掘進參數(shù)與土體穩(wěn)定性規(guī)律，為施工提供科學的參考。”

        席培勝教授告訴記者，這套設備完全由實驗室自主設計研發(fā)，委托加工企業(yè)進行加工。別看它外表粗獷，“身價”可值上百萬元呢！

        在復雜地底尋找一條安全通道

        為什么要搞“大型盾構(gòu)掘進模擬實驗平臺”？那是因為盾構(gòu)法施工雖然優(yōu)點很多，不過還是會對地層及地表環(huán)境產(chǎn)生影響?！皫r土開挖不可避免地產(chǎn)生對巖土體的擾動，并引起洞室周圍地表發(fā)生位移和變形。當位移和變形超過一定的限度時，勢必危及地面建筑設施、道路和地下管線的安全?！边@套“大型盾構(gòu)掘進模擬實驗平臺”，就是科研人員攻克地鐵施工中各種技術(shù)難題的重要工具。

        席培勝告訴記者，在施工中，人們總是盡量避免對開挖面周邊土體的擾動，減少對周圍環(huán)境可能造成的不利影響?！暗叵颅h(huán)境非常復雜，土壤成分復雜，還經(jīng)常分布有各種管線，掘進過程中稍有不慎，就可能導致建筑物開裂、傾斜，地下管線斷裂等嚴重后果。盾構(gòu)機掘進過程中會造成周圍地表發(fā)生多大的位移和變形？會不會對天然氣、自來水等管線造成影響？有沒有可能影響橋梁安全？這些都需要在實驗室中先進行模擬實驗，然后再來尋求最佳解決方法。而模擬實驗離不開盾構(gòu)掘進模擬實驗平臺?！毕淌谡f。

        掘地百米深尋合肥“土質(zhì)密碼”

        在地下結(jié)構(gòu)研究中，常常要采用理論分析、數(shù)值模擬、物理模型實驗、現(xiàn)場實測相結(jié)合的綜合研究方法。因此在實驗室里，除了能看到“大型盾構(gòu)掘進模擬實驗平臺”和模擬礦山環(huán)境的“三維相似材料物理模擬實驗平臺”這樣“高大威猛”的實驗設備，還有不少看起來不起眼的實驗設備進行的是數(shù)值模擬，為地下結(jié)構(gòu)研究提供各種具體參數(shù)。

        普通家用熱水器大孝通過各種線纜相連接……“非飽和土三軸儀”模樣不起眼，身價一樣不菲。“英國進口的，全套配齊100多萬元?！毕鄤俳淌诟嬖V記者，土壤中常常充滿孔隙，當這些孔隙由水和空氣填充時，它們就有了一個專業(yè)的名字——非飽和土，合肥地下基本都是非飽和土。在地鐵施工中，不同的土壤在施工中可能會產(chǎn)生不同的地層位移和地表沉降，如何施工才能安全快捷，“非飽和土三軸儀”可以幫助科研人員獲得不同土壤的實驗參數(shù)。

        規(guī)劃中的合肥地鐵共有15條線路，地下情況紛繁復雜。有了強大的實驗設備，科研人員還需要在合肥地下尋找不同的土壤來進行分析。席培勝告訴記者，目前實驗室在合肥的各個區(qū)域地鐵線路沿線已經(jīng)設了一百多個取樣點，最深可以取到地下上百米深的土樣。實驗室里不僅進行非飽和土的三軸實驗，還可以進行巖石三軸實驗和凍土實驗。

        

上一篇：劉慧:讓高鐵早日奔馳在寧夏大地
下一篇：中鐵十一局五公司昭巧項目部甘家寨隧道順利貫通