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opebet·网址 - 盾构装上“透视眼”同济大学解决地铁隧道穿越敏感建构筑物关键技术

2020-01-09 13:21:11 来源:班交网 浏览:1666

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opebet·网址,说明:第二代产品在济南地铁的应用

目前,越来越多的城市开始修建地铁。盾构机是地铁施工中最重要的施工设备。但是,盾构施工会引起土体沉降,在穿越旧住宅建筑、地铁隧道、电力隧道等敏感建筑物和构筑物时,会导致现有建筑物和构筑物变形和开裂。如何提前感知并有效控制可能的沉降?同济大学土木工程学院谢雄耀教授的团队成功开发了“穿越敏感建筑物和结构的深埋地铁隧道关键技术和设备”,为这一难题提供了创新的解决方案,就像在盾构机上安装一双“透视眼”。在本周开幕的中国国际工业博览会上亮相后,其结果肯定会“令人瞠目结舌”。

思路从控制地层损失率开始

盾牌就像一只巨大的穿山甲,挖掘泥土,运输淤泥,推进并在城市的地下安装部分,从而完成了地铁隧道的“空白房间”的建设。谢雄耀教授表示,随着中国城市的不断扩张和互联互通需求的进一步增强,迫切需要建设大量的轨道交通项目,盾构隧道也在经历快速发展。城市核心区地下空间的发展、密集的建筑物和构筑物以及复杂的地质环境,使得盾构近距离穿越敏感建筑物和构筑物时,容易发生开挖面不稳定、相邻建筑物和构筑物沉降过大、开裂甚至坍塌等安全事故。因此,有效控制隧道穿越产生的沉降十分重要。

由于解决穿越市中心引起的纠纷的成本非常高,人们通常希望解决方案很少甚至根本不存在,那么如何实现这一点呢?从控制地层损失率入手,在地层损失预测、微扰动施工控制、注浆实时传感和沉降协同控制四个方面实现了实质性创新,提出了“沉降发生前传感和控制”的理念,形成了盾构施工微沉降智能预警方法和技术,解决了盾构隧道近距离安全高效穿越敏感建筑物和构筑物的关键技术问题。

说明:产品在超大直径盾构隧道-上海北交叉通道中的应用

准确判断同步灌浆

“在盾构隧道施工中,沉降的主要原因是盾构机开挖形成的直径大于拼装管片的直径。该间隙通过盾尾墙后面的灌浆进行填充。在施工过程中,我们只能控制灌浆压力和灌浆总量。至于发生了什么以及灌浆是如何分布在砌块后面的,现有的方法是不可见的。如果注入的泥浆无法填充盾尾的间隙,盾尾上方的土壤将沉降并转移到地表的敏感建筑物和结构上,这将导致房屋变形和开裂。”谢教授说,“我们小组提出的方法是通过雷达解决这个问题。雷达天线发射的电磁波穿透该段并通过泥浆和土壤反射回来。两者的反射信号有明显的差异。通过找出这种差异,可以区分泥浆在管段和土壤之间的分布。这就像在盾构机上安装一双“眼睛”,它们是“透视眼”。为了更快、更准确地判断同步注浆的情况,他们的团队研制了一种检测车后墙注浆的设备。该设备能在两分钟内自动完成墙体灌浆情况的检测。如果发现灌浆未满,可在沉降发生前及时安排二次灌浆。

找出地层沉降的发展规律

这项技术的实现取决于创新的四个方面。首先,对沉降机理进行了大量的模型试验和数值模拟,找出了盾构穿越不同类型建筑物和构筑物的地层损失和沉降发展规律。二是在沉降控制措施方面积累了丰富的工程经验,并提出了新的注浆浆液配比。第三,发明车载盾构墙背注浆雷达实时检测设备,通过“分段”观察实际注浆情况,并能在沉降发生前对注浆进行两次补充。第四,为盾构施工信息联动交流开发了一系列软件平台,打破了现有施工过程中地面与地下沟通不畅的障碍,使项目经理、工程师、业主等受益。随时随地掌握盾构施工情况。

目前,该成果已成功应用于上海地铁、南宁地铁、济南地铁、上海长江隧道、北越通道等国内标志性工程和莫斯科地铁三号线等国际工程。实现了旧住宅建筑、铁路轨道、火车站建筑、地铁隧道、机场跑道、电力隧道、建筑桩基等敏感建筑的跨越,沉降控制在10毫米以内,直接经济效益12.59亿元。该成果已申请40项专利,并获得上海市优秀发明金奖,总体上达到国际先进水平,部分地区达到国际先进水平。它极大地促进了盾构穿越建筑物和构筑物的科技进步,保护了城市地下空间的建设。

新民晚报首席记者王翰

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