¿Cuáles son los problemas de ingeniería geotécnica de la propuesta Línea 1 del Metro de Hangzhou?
¿Cuáles son los problemas de ingeniería geotécnica de la Línea 1 del Metro de Hangzhou propuesta? Los siguientes profesores de consultoría y licitación de Zhongda los responderán para su referencia.
1 Introducción
La línea 1 del metro comienza en la ciudad de Linping, distrito de Yuhang en el norte, y pasa por Qiaosi, Pengbu, la estación de tren del este, la estación de autobuses del este, la plaza Wulin y. Yan'an Road, Chengzhan Road, Chengzhan Railway Road, Qiutao Road, Qianjiang Road, distrito de Fuxing, luego cruce el río Qiantang por el cuarto puente de Qianjiang hasta el distrito de Xiaoshan, luego gire por Beitang Road hasta Shixin Road y finalmente Shushan Depot, con. una longitud total de unos 52 km. Entre ellas, las secciones desde la estación Xinglongcun hasta la estación Phoenix City y la sección del centro del distrito Xiaoshan son todas líneas subterráneas, con una profundidad de enterramiento de aproximadamente 10 a 20 m por debajo de la superficie actual, el resto son líneas elevadas o líneas terrestres; Algunas de las líneas de metro están ubicadas en zonas del centro con densas multitudes, edificios densos y tráfico intenso.
2. La composición y características del suelo de cimentación a lo largo de la línea
La ciudad de Hangzhou está ubicada en la región norte de Zhejiang en la intersección de la llanura de Hangjiahu y la zona montañosa en el oeste de Zhejiang. , el curso inferior del río Qiantang y el extremo sur del canal Beijing-Hangzhou. Su ubicación geográfica es 30°15′ de latitud norte y 120°10′ de longitud este. Debido a la historia geológica de haber sido afectada por múltiples transgresiones y regresiones, el área es montañosa y el río Qiantang pasa a través de la ciudad, lo que da como resultado los numerosos accidentes geográficos y las capas de suelo complejas y cambiantes de Hangzhou.
Hay dos tipos principales de accidentes geográficos en el área a lo largo de la línea de metro. La primera es la llanura aluvial adyacente al río Qiantang. Es un área de suelo limoso y arenoso acumulado en el mar aluvial en la desembocadura del río Qiantang. Debido a diferentes edades de acumulación y condiciones de consolidación, las propiedades son diferentes. , que varía de suelto a medio denso verticalmente, la forma cambia y el espesor es generalmente de unos 20 m. Debajo se encuentra el suelo limoso y arcilloso depositado por las fases alternas del mar y la tierra a unos 40-50 m de profundidad; la capa de grava redonda acumulada en el antiguo lecho del río Qiantang, en un estado de densidad media a densa, con el fondo La profundidad de entierro del lecho de roca es generalmente de 50 a 65 m por debajo de la superficie. El otro tipo es el área de suelo cohesivo depositado por las fases alternas de mar y tierra. Se concentra principalmente en la ciudad vieja de Hangzhou, es decir, desde la estación Genshanmen hasta la estación Zhonghe Road y la sección de Xiaoshan Shixin Road. Suave y duro Generalmente, los 20 m superiores están cubiertos con suelo arcilloso blando. Principalmente, el lecho de roca inferior está enterrado a unos 40-45 m bajo tierra.
Según una gran cantidad de datos de perforación, pruebas in situ y resultados de pruebas geotécnicas en interiores, el contenido de humedad natural de la arcilla blanda limosa de Hangzhou es generalmente de alrededor de 30 a 45, y la proporción de vacíos naturales es generalmente de alrededor de 0,85 a 1,50 La resistencia de la punta del cono de la sonda cónica estática de doble puente es de aproximadamente 500-800 Kpa, el módulo de compresión es de aproximadamente 1,5-3,0 Mpa y la capacidad de carga de la base fk es de aproximadamente 70-80 Kpa. El limo está parcialmente intercalado o intercalado. . Las propiedades de la arcilla blanda son similares a las del suelo arcilloso limoso de Shanghai. Las propiedades del suelo limoso y arenoso (distribuido principalmente en el este de la ciudad) formado por la colisión de los estuarios a ambos lados del río Qiantang varían mucho debido a las diferencias en la edad de acumulación, el entorno de depósito y las condiciones de consolidación. Los datos muestran que su densidad generalmente cambia de densidad suelta a media, el contenido de agua generalmente es de alrededor de 23 a 35, la relación de vacíos es de aproximadamente 0,8 a 1,1, la resistencia del extremo de detección estática del puente doble es generalmente de 2000 a 9000 Kpa. y el número de penetraciones estándar es promedio: 8~20 golpes/30 cm. La composición de las partículas es principalmente limo, que generalmente se presenta como limo arcilloso y limo arenoso, que son finos en la parte superior y gruesos en el fondo, lo que se ajusta a las reglas generales de sedimentación. Su módulo de compresión es de 6~20Mpa y la capacidad de carga de la base fk es de aproximadamente 80~220Kpa.
En resumen, las características generales de cada capa de suelo dentro del rango de excavación de la línea subterránea son: alto contenido de agua y gran proporción de huecos, alta compresibilidad, baja resistencia, suelo arcilloso blando limoso con alta sensibilidad y agua débil. permeabilidad, el suelo limoso y el suelo arenoso tienen buena permeabilidad al agua y son propensos a fenómenos de arenas movedizas y tuberías.
3. Problemas geotécnicos que pueden surgir durante la excavación de líneas subterráneas
(1) Problemas de resistencia de la capa de suelo de cimentación
El suelo de cimentación dentro de la rango de excavación Se trata principalmente de limo saturado, arena y arcilla blanda, que generalmente tienen propiedades de baja resistencia, por lo que la construcción de túneles con escudo es más fácil.
Debido a la diferencia de resistencia entre el limo, la arena y la arcilla blanda, y a la presencia de suelo arcilloso plástico a una profundidad de unos 15-20 m en algunos tramos (como el tramo de la carretera de Yan'an), que es bastante diferente del tramo superior Arcilla blanda, hay dos tipos de suelo en la superficie de excavación. Para estratos con diferentes resistencias, es fácil hacer que la capa débil se descargue demasiado y demasiado rápido durante el proceso de excavación, lo que provoca que el suelo se hunda o provoque la caída. escudo se desvíe en la dirección de la línea. Al mismo tiempo, debido a las características de baja resistencia, el túnel debe revestirse a tiempo y se deben tomar las medidas correspondientes de impermeabilización durante la excavación del túnel para evitar la liberación de tensiones y el asentamiento en los estratos de la superficie de excavación. La arcilla blanda de Hangzhou todavía tiene características de alta sensibilidad, por lo que tiene características tixotrópicas y reológicas obvias. Bajo la acción del poder, puede causar fácilmente daños a la estructura del suelo y reducir la resistencia, y el drenaje y la consolidación del suelo lleva mucho tiempo. Por ejemplo, una construcción incorrecta puede causar fácilmente un asentamiento grande y desigual después de la construcción. Por lo tanto, el desplazamiento debe controlarse estrictamente durante el proceso de construcción para evitar el avance serpenteante tanto como sea posible.
(2) Problema de deformación de la capa de suelo de cimentación
El suelo de base del túnel es principalmente limo y suelo blando limoso, que tienen las características de baja resistencia y alta compresibilidad, por lo que debe ser Comprobar la resistencia y deformación del suelo base. Al mismo tiempo, el limo, la arena y la arcilla blanda tienen diferentes características de deformación y diferentes asentamientos por compresión. Cuando el túnel pasa a través de los dos estratos, es fácil causar diferencias de asentamiento cerca de la interfaz. Además, existen diferencias obvias en las características de consolidación de los dos tipos de suelo de cimentación. El exceso de presión del agua de los poros del suelo limoso y del suelo arenoso se disipa rápidamente y el tiempo de consolidación es corto, mientras que el período de consolidación de la arcilla blanda es largo. el asentamiento posterior a la construcción causado por la construcción es diferente, lo que resulta en un asentamiento diferencial.
Además, la arcilla blanda todavía tiene características de fluencia, y el asentamiento posterior será grande y llevará mucho tiempo, lo que resultará en una deformación suave y grande durante la construcción y operación. Se han producido problemas de ingeniería similares en algunas líneas de metro nacionales construidas en estratos de suelo blando. Por lo tanto, se debe prestar suficiente atención al problema de la deformación durante el diseño y la construcción.
(3) Problemas con el agua subterránea
Hay tres tipos de agua subterránea en el área: agua estancada superior, agua freática poco profunda y agua confinada profunda. El nivel freático generalmente es de 1 a 4 m. debajo de la superficie. El acuífero de agua confinada es una capa profunda de grava redonda. El nivel del agua generalmente cambia periódicamente cada año y la altura del agua confinada generalmente se encuentra entre 6 y 7 metros por debajo de la superficie. Dentro del alcance de la excavación de túneles, la arcilla blanda es un estrato débilmente permeable, mientras que el limo y la arena tienen buena permeabilidad al agua y su coeficiente de permeabilidad es generalmente de 10-5 ~ 10-4 cm/s. Durante el proceso de excavación del túnel, el túnel debe revestirse a tiempo y se debe aplicar lechada para evitar que el limo y la arena causen arenas movedizas y oleadas de tuberías bajo la acción de la diferencia de altura del agua. Los problemas de aguas subterráneas son particularmente importantes en la excavación de fosos de estaciones subterráneas y se les debe prestar suficiente atención. Debido a la gran profundidad de excavación, se debe considerar la influencia del agua confinada más baja.
(4) Problemas con la excavación del pozo de fundación de estaciones subterráneas
Porque las estaciones subterráneas se concentran principalmente en las áreas del centro, con densos edificios circundantes, muchas tuberías subterráneas, condiciones ambientales complejas y estaciones subterráneas. La profundidad del entierro es grande y el pozo de cimentación es profundo, generalmente entre 10 y 20 m, las condiciones del suelo son malas y el nivel del agua subterránea es alto; Al excavar un pozo de cimentación, el suelo en la pared del pozo no puede sostenerse por sí solo bajo la acción del agua y la presión del suelo. Se deben tomar medidas de soporte efectivas para evitar el colapso y afectar la seguridad del proyecto y el medio ambiente circundante. Según la experiencia en esta región, para fosos de cimentación tan profundos y grandes, generalmente se utilizan paredes continuas subterráneas o soportes de pilotes en hilera, combinados con soportes internos o tiradores de anclaje. Al mismo tiempo, se deben realizar cortinas de impermeabilización y trabajos de drenaje. Durante la construcción, se debe realizar un control eficaz del entorno circundante.
Dado que hay muchas estaciones subterráneas y la cantidad de ingeniería de pozos de cimentación es grande, los métodos convencionales son costosos y tienen un ciclo largo, por lo que se deben desarrollar y utilizar nuevas tecnologías y procesos tanto como sea posible. como nuevos tipos de pilotes y nuevas paradas de agua, medidas de precipitación, etc.
(5) Impacto y prevención de la construcción de ingeniería en el medio ambiente
La construcción de la línea subterránea provocará cambios en el campo de tensión en el suelo circundante, el suelo de la base del túnel rebotará y la El contacto de la arcilla blanda cambiará la resistencia estructural del suelo, la precipitación provocará la reconsolidación del suelo, etc. Todos estos factores tendrán un impacto en el medio ambiente circundante. Cuando la construcción del túnel está cerca de edificios (estructuras) del suelo, causará efectos adversos como hundimientos y asentamientos.
La razón por la cual el método de construcción de túneles de protección puede usarse ampliamente en la ingeniería subterránea urbana es que puede controlar el impacto de la construcción en el entorno circundante en una medida muy pequeña, pero no puede eliminarse por completo.
A medida que avanza el escudo, generalmente se producirá deformación de los cimientos, como presión desequilibrada del suelo y del agua sobre la superficie de la excavación, lo que provocará que la superficie de la excavación pierda el equilibrio, descarga excesiva de lodo, alteración de los estratos circundantes debido al avance del escudo y una caída en el agua subterránea. nivel y fugas de agua, etc. Todos estos efectos producirán áreas sueltas en un cierto rango por encima del túnel, provocando hundimientos del terreno o incluso colapso.
El Metro de Hangzhou se construirá con limo saturado, arena y arcilla blanda. Para garantizar la seguridad del entorno circundante y la construcción del túnel, se deben adoptar técnicas de construcción adecuadas, la ruta de propulsión y la velocidad. controlado, y los alrededores deben evitarse tanto como sea posible. Antes de la construcción, se debe llevar a cabo una investigación detallada sobre el uso de edificios y estructuras a lo largo de la línea, especialmente cimientos de pilotes y tuberías subterráneas, y todo el proceso de monitoreo dinámico de edificios y estructuras adyacentes, caminos de superficie y tuberías subterráneas dentro del alcance de Se debe llevar a cabo una influencia, especialmente en áreas como Yan'an Road y Municipal Construction. Este trabajo es particularmente importante en áreas urbanas antiguas como la sección Xinlu. Los edificios (estructuras) que puedan verse afectados pero que no puedan ser demolidos deben reforzarse y protegerse con antelación.
(6) Problemas de estudios de ingeniería geotécnica
"En la construcción de ingeniería, los estudios son lo primero". Los datos de estudios geológicos detallados, completos, precisos y confiables son muy importantes. para la construcción del metro es extremadamente importante. Sobre esta base, se pueden predecir de antemano los factores adversos que pueden encontrarse en la dirección de avance del frente de construcción durante el proceso de construcción del túnel, como estratos, obstáculos, agua subterránea, etc. para que se puedan tomar las medidas efectivas correspondientes con antelación, para garantizar que la construcción se desarrolle sin problemas y de forma segura.
Los dos tipos de estratos en los que se debe centrarse durante el estudio de ingeniería geotécnica para la construcción del metro de Hangzhou son la arcilla blanda, el limo y el suelo arenoso. La profundidad de la investigación generalmente debe estar dentro de los 30 m, excepto para las estaciones subterráneas. , debería ser más profundo. Centrarse en identificar la distribución y regularidad de los dos tipos de estratos, sus características de resistencia y deformación, características dinámicas bajo cargas dinámicas cíclicas alternativas, composición de partículas y permeabilidad de limo y arena, propiedades de fluencia de arcilla blanda, saturación, propiedades de licuefacción sísmica de limo. suelo, etc También se deben identificar las aguas subterráneas.
Debido a las limitaciones de las pruebas geotécnicas en interiores, se debe utilizar una gran cantidad de métodos de prueba in situ en los estudios del metro, como pruebas de presión lateral, pruebas de expansión lateral de pala plana, pruebas de corte de placa transversal, pruebas de poro. mediciones de presión de agua y sondeos estáticos, sondeos dinámicos de cono y otros medios para obtener datos de prueba precisos y confiables.
Dado que hay una gran cantidad de proyectos que se han construido o están en construcción a lo largo de la línea, estos datos del proyecto deben recopilarse, analizarse, seleccionarse y utilizarse en su totalidad, en primer lugar, puede ahorrar la inversión del proyecto. y segundo, puede maximizar la precisión del estudio al mismo tiempo, que también puede usarse para analizar y tomar medidas efectivas para proteger estos edificios adyacentes.
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