伦敦泰晤士河Lee隧道竖井的设计与施工
看白癜风的医院哪家好 http://m.39.net/disease/yldt/bjzkbdfyy/ 小编语 作为英国伦敦合流污水排放系统升级项目的关键部分,Lee隧道是整个项目中率先建设的工程,如今已顺利建成并投入运营。该工程中除了主隧道外还包含4个竖井,其中便包括了当时伦敦最深、最大的竖井。小编将分上下两期为您介绍4个竖井面临的独特技术挑战与施工中应用的解决方案:上篇将介绍竖井内用作初衬的连续墙施工,下篇则将介绍竖井内的二衬施工。工程简介 Lee隧道耗资6.35亿英镑,是伦敦泰晤士城市排水系统升级工程中的第一阶段工程,将把整个伦敦始建于维多利亚时期,至今已经使用了超过年的35处污染最为严重的下水道井点的污水全部收集起来,并从伦敦最大的AbbeyMills合流泵站运送至Beckton污水处理厂。主隧道内径7.2m、长6.9km、平均深度75m,采用直径8.85m的“BusyLizzie”号泥水平衡盾构掘进,使用混凝土管片作为隧道衬砌。隧道掘进于年9月开始,最终于年1月贯通。 工程中还包含4个竖井,其中3个位于Beckton,第4个位于AbbeyMills。这些竖井的连续墙深度在84~98m,内径20~38m,每个竖井都设置一道连续墙形成的增强混凝土初衬,以及一道滑动模板制作的纤维增强混凝土二衬。 竖井内包含了4个关键的混凝土结构: ■地下连续墙; ■底座接头; ■滑动模板内衬; ■内部填充混凝土。 地质特性 工程地质与伦敦东部的典型地质相似,由一系列沉积物,第三纪黏土层与砂层,以及下方的白垩层组成,4个竖井的地质大致相似,从上至下分别为: ■表层沉积物,包括非均质人造填埋层,在Beckton污水厂厚度1~3m,在AbbeyMills厚度为8m; ■极软弱至软弱有机物黏土层,在Beckton污水厂厚度5m,在AbbeyMills厚度仅1m; ■河床沉积物,包括一层中等密度至稠密的沙砾,厚度在4~6m之间; ■伦敦黏土层,是一种坚硬至非常坚硬的裂隙性无机粉质粘土,在上部2m处出现风化导致强度降低。在三个竖井中,伦敦粘土的厚度在5~8m,贝克顿溢流竖井处未发现; ■Harwich层是砂质黏土和黏性砂的混合层,并包含最大直径为10mm的圆形卵石; ■Lambeth层包含坚硬和非常坚硬的裂隙黏土,中间夹有极致密沙层,包含厚度超过1m的钙质胶结层; ■Thanet砂层,为非常致密的粉质细砂层; ■最下层为白垩层,是一种软弱石灰岩层,抗压强度3~6MPa,包含硅质火山带节理。 竖井连续墙 设计特点 Lee隧道的竖井是当时英国最大的竖井,内径20~38m,深度84~98m。设计必须遵循欧洲标准规范,并考虑白垩层的强度,高环向应力,井内的多个开口以及非轴对称载荷等因素。4个竖井的初衬都以多幅连续墙连接而成,单幅厚度1.8m,最大深度98m,在施工中需要考虑:■浇筑用混凝土的成分与配比; ■垂直公差控制在1/之内; ■超长钢筋笼的设计与安装; ■膨润土支护介质的管理; ■施工中通过监测验证设计。 混凝土设计 施工方为连续墙浇筑开发了定制化的配比: ■大面积混凝土浇筑(单幅最大m3)需要保留足够的凝固时间; ■混凝土内含水量不宜过高,防止其流动性太强; ■混凝土强度需要达到60MPa。 连续墙使用C50/60混凝土浇筑,加入70%粒化高炉矿渣粉(GGBS)通过导砂管浇筑,使整幅连续墙实现良好的自密实度(尤其在钢筋密度最高的底板)。为防止浇筑过程出现冷缝,混凝土的和易性维持时间为6小时,矿渣粉降低了早期温度和强度增加的速率,56天后达到60MPa最小抗压强度,可以使后续浇筑混凝土墙幅与之紧密结合。Beckton溢流井与连接井还设置了用于TBM始发与接收的开口,开口处使用玻璃纤维代替钢筋。连续墙开挖 整个竖井的连续墙维护由一系列矩形幅墙连接而成,形成一个类圆形多面体,分为两阶段施工,主墙体的开挖宽度为7.2m,次墙体与其交叠并连接,部分切入主墙体内。主墙体以每周一幅的速度建造,并在建造时协调工期以保证施工可以在距钢筋笼放置和浇筑的安全距离内进行。同时,主墙体开挖也按顺序进行,保证次墙体每一侧的混凝土强度强度相近。开挖时使用了双轮铣设备,设备集成的检测仪器可以在施工中调整开挖的角度,保证1/的垂直公差。开挖期间使用膨润土进行支护,并使用了Koden雷达进行开挖监测,确保连续墙开挖时的位置准确无误。钢筋笼设计与安装 每一幅连续墙内都包含整幅深度的钢筋笼,由于主墙体的长度接近m,因此采用了,3个独立钢筋笼分别进行安装,间距mm。现场能够运输的最大钢筋笼长度为22.5m,因此三联主墙体需要15个钢筋笼,通过螺纹联轴器与绳头卸扣连接。由于墙体之间的交叠部分为梯形,因此双轮铣需要在开挖次墙体时切削出不规则形状。为了使交叠部分形状规则,钢筋笼上增加了聚苯乙烯板,连接在主墙体边缘。■普通的聚苯乙烯在混凝土的挤压下会发生变形导致厚度减小,因此使用了预压缩的聚苯乙烯; ■聚苯乙烯具有一定浮力,因此需要固定在钢筋笼侧面(长度为m的聚苯乙烯使钢筋笼的重量减少了3.5t); ■钢筋笼之间需要隔开,以便在开挖次墙体时去除聚苯乙烯。利用焊接在钢筋笼侧面的叶片弹簧实现。 膨润土管理 使用双轮铣开挖地下墙时,膨润土既作为支护介质,同时也用于将开挖出的渣土泵回地面的介质。一般来说,膨润土通过除砂器分离开挖出的渣土,而经过多次开挖后的膨润土最终会因难以分离渣土而被丢弃。在该工程中,施工方使膨润土干燥后与渣土一同运离现场,污水直接排入Beckton污水厂。后续随着项目的进展,施工方开始将膨润土与絮凝剂混合,将其泵入离心机中,分离出渣土。每天使用m3新膨润土。结语 下期,小编将继续为您介绍竖井内的二衬施工,敬请期待! 本文内容由隧道网综合整理 编辑:Jacob 猜你想看 日本与欧洲盾构设计和施工技术大比拼(上)——设计技术篇 ?- ? |
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