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中文近年、中国ではTRD工法が普及しており、空港、水道、鉄道などのインフラプロジェクトでも適用が増えています。ここでは、雄安新高速鉄道雄安新区地下区間の雄安トンネルを背景に、TRD建設技術のポイントを解説します。そしてそれは北部地域でも適用可能です。実験結果は,TRD工法が良好な壁品質と高い施工効率を有し,建設要件を十分に満たすことができることを示した。本事業におけるTRD工法の大規模適用は、北部地域におけるTRD工法の適用可能性を証明するものでもある。、北部地域の TRD 建設に関するさらなる参考資料を提供します。
1. プロジェクト概要
雄安新疆高速鉄道は中国北部の中央部に位置し、河北省と山西省を走っています。ほぼ東西方向に走っています。この路線は東の雄安新区雄安駅から始まり、西の大渓鉄道の新州西駅で終わります。雄安新区、保定市、新州市を通過します。、山西省の省都である太原までは大溪旅客特急で結ばれています。新設される本線の延長は342.661km。雄安新区の「縦4本、横2本」エリアの高速鉄道輸送網の重要な横路であり、「中長期鉄道網計画」の「縦8本、横8本」でもある。 「高速鉄道幹線道路は北京-昆明回廊の重要な部分であり、その建設は道路網の改善にとって非常に重要です。
このプロジェクトには多くのデザイン入札セクションがあります。ここでは、入札セクション 1 を例として、TRD 建設の適用について説明します。今回の入札区間の工事範囲は、保定市栄城県高小望村にある新雄安トンネル（工区1）の入り口である。ラインは村の中心を通過します。村を出ると白溝を経て川に導き、国村の南側から西に延びる。西端は雄安市外駅に接続されています。トンネルの開始と終了の走行距離は雄宝 DK119+800 ～ 雄宝 DK123+050 です。トンネルは保定市にあり、市の標高は栄成県で3160メートル、安新県で4340メートルである。
2. TRD設計の概要
今回の等厚セメント・土混合壁は、壁深さ26m～44m、壁厚800mm、総平方メートル容積約65万平方メートルとなっております。
等しい厚さのセメントと土壌の混合壁はP.O42.5普通ポルトランドセメントで作られ、セメント含有量は25％以上、水セメント比は1.0〜1.5です。
等しい厚さのセメントと土の混合壁の壁の垂直偏差は1/300を超えてはならず、壁の位置の偏差は+20mm〜-50mmを超えてはなりません（ピットへの偏差は正です）、壁の深さは偏差は50mmを超えてはならず、壁の厚さは設計された壁の厚さ以上でなければなりません。偏差は0〜-20mmで制御されます（カッティングボックスブレードのサイズ偏差を制御します）。
コア掘削28日後の等厚セメント・土混合壁の一軸圧縮強度の標準値は0.8MPa以上、壁透過係数は10-7cm/s以下である。
等厚セメント土混合壁は、一次掘削、後退掘削、造壁混合という三段階の壁施工プロセスを採用しています。地層を掘削してほぐした後、噴霧・混合して壁を固めます。
等しい厚さのセメントと土壌の混合壁の混合が完了した後、カッティングボックスの持ち上げプロセス中にカッティングボックスの範囲にスプレーして混合し、カッティングボックスが占めるスペースを高密度に充填し、効果的に補強します。トライアルウォールへの悪影響を防ぐため。。
3. 地質条件
地質条件
雄安新区全体とその周辺地域の表面に露出した地層は第四紀の緩い層です。第四紀の堆積物の厚さは一般に約 300 メートルで、地層の種類は主に沖積層です。
(1) 新システム（Q₄）
完新世の底は一般に深さ 7 ～ 12 メートルに埋まっており、主に沖積堆積物です。上部0.4～8mは新たに堆積したシルト質粘土、シルト、粘土で、大部分が灰色から灰褐色、黄褐色である。下層の岩質は一般的な堆積性のシルト質粘土、シルト、粘土であり、一部には細かいシルト質の砂と中層が含まれています。砂層はほとんどがレンズ状に存在し、土層の色は黄褐色から黄褐色が多い。
(2)システムアップデート(Q₃)
上部更新世の層の埋没深さは一般に 50 ～ 60 メートルです。主に沖積堆積物です。岩質は主にシルト質粘土、シルト、粘土、シルト質細砂、中程度の砂です。粘土質の土壌はプラスチックになりにくいです。、砂質土壌は中密度から高密度で、土壌層はほとんどが灰黄褐色です。
(3) 中期更新世システム (Q₂)
更新世中期の底の埋没深さは一般に70〜100メートルです。主に沖積シルト質粘土、粘土、粘土質シルト、シルト質細砂、中程度の砂から構成されています。粘土質の土壌は硬く、砂質の土壌は緻密な形状をしています。土壌層はほとんどが黄褐色、黄褐色、赤褐色、黄褐色です。
(4) 路線沿いの東節土壌の最大深さは 0.6m である。
(5) カテゴリー II の敷地条件では、提案敷地の基本地震ピーク加速度分配値は 0.20g (度) である。基本地震加速度応答スペクトル特性の周期分割値は0.40秒です。
2. 水文地質学的条件
このサイトの探査深度範囲に含まれる地下水の種類は、主に浅い土壌層の湿潤水、中間のシルト質土壌層のわずかに閉じ込められた水、および深い砂質土壌層の閉じ込め水が含まれます。地質学的報告によると、さまざまなタイプの帯水層の分布特性は次のとおりです。
(1) 地表水
地表水は主に白溝分水川（トンネルに隣接する川の一部は荒地、農地、緑地帯で埋まっている）からのものであり、調査期間中平河川には水はありません。
(2) ダイビング
雄安トンネル（セクション1）：地表付近に分布し、主に浅層の②51層、②511層、④21粘土シルト層、②7層、⑤シルト質細砂1層、⑤中砂層。②７．⑤1のシルト質細砂層と⑤2の中砂層は、保水性と透水性に優れ、厚さが厚く、より均一に分布し、含水量が豊富です。中程度から強い透水性を有する層です。この層の上部プレートの深さは1.9〜15.5m（標高6.96m〜-8.25m）、下部プレートの深さは7.7〜21.6m（標高1.00m〜-14.54m）です。水蒸気帯水層は厚く均一に分布しており、これはこのプロジェクトにとって非常に重要です。建設の影響は大きい。地下水位は東から西に向かって徐々に低下し、季節変動は2.0～4.0mです。ダイビング可能な安定水位は水深3.1～16.3m（標高3.6～-8.8m）です。白溝分水川からの地表水の浸透の影響を受け、地表水は地下水を涵養します。地下水位が最も高いのは白溝分水川とその付近のDK116+000～雄堡DK117+600である。
(3) 加圧水
雄安トンネル（セクション1）：調査結果によると、耐圧水は4つの層に分かれています。
被限定水帯水層の第 1 層は、⑦1 の細粒シルト質砂、⑦2 中程度の砂から構成され、局所的には⑦51 粘土質シルトが分布しています。プロジェクトの地下セクションの帯水層の分布特性に基づいて、この層の拘束水は第 1 拘束帯水層として番号付けされます。
第二被圧帯水層は、⑧4の細粒シルト質砂、⑧5中程度の砂からなり、局所的には⑧21粘土質シルトが分布しています。この層の閉じ込め水は主に雄堡DK122+720～雄堡DK123+360と雄堡DK123+980～雄堡DK127+360に分布している。この区間の No.8 砂層は連続的に安定して分布しているため、この区間の No.84 砂層は細かく分割されています。砂、⑧5 中砂、⑧21 粘土質シルト帯水層は第 2 被限定帯水層に分けられます。プロジェクトの地下セクションの帯水層の分布特性に基づいて、この層の拘束水は第 2 拘束帯水層として番号付けされます。
被圧帯水層の第 3 層は、主に⑨1 シルト質細砂、⑨2 中砂、⑩4 シルト細砂、⑩5 中砂から構成されており、局地的には⑨51.⑨52 および (1021.⑩22 シルト) に局所的に分布している。工学的帯水層の特徴、この閉じ込められた水の層は、No.③の閉じ込められた帯水層として番号付けされます。
被圧帯水層の第 4 層は主に①3 細シル質砂、①4 中砂、⑫1 シル質細砂、⑫2 中砂、⑬3 シルト細砂、⑬4 中砂からなり、①21.①22.⑫51.⑫52 に局所的に分布している。 .⑬21.⑬22 粉状の土の中。プロジェクトの地下セクションの帯水層の分布特性に基づいて、この層の拘束水は第 4 拘束帯水層として番号付けされます。
雄安トンネル（セクション1）：雄堡DK117+200～雄堡DK118+300区間の拘束水の安定水位上昇は0mです。雄宝DK118+300〜雄宝DK119+500区間の安定拘束水位上昇は-2m、雄宝DK119+500から雄宝DK123+050までの加圧水区間の安定水位上昇は-4mである。
4. トライアルウォールテスト
本プロジェクトの止水縦サイロは 300 メートルの区間ごとに管理されている。止水カーテンの形状は隣接する基礎ピットの両側の止水カーテンと同じです。工事現場は曲がり角や緩やかな箇所が多く、工事が困難です。TRD工法が北部でこれほど大規模に採用されるのは初めてだ。TRD工法・設備の地層条件下での施工能力、等厚セメント土混合壁の壁質、セメント混合均一性、強度、止水性能等の向上を検証するための地域適用さまざまな施工パラメータを決定し、正式に施工します。事前に試壁試験を実施します。
試験壁の設計要件:
壁の厚さは800mm、深さは29m、平面の長さは22m以上あります。
壁の垂直度の偏差は 1/300 を超えてはならず、壁の位置の偏差は +20mm ～ -50mm を超えてはなりません (ピットへの偏差は正です)、壁の深さの偏差は 50mm を超えてはなりません。厚さは設計された壁厚以上でなければならず、偏差は0〜-20mmの間で制御されなければなりません（カッティングボックスヘッドのサイズ偏差を制御します）。
コア掘削の28日後の等しい厚さのセメントと土の混合壁の一軸圧縮強度の標準値は0.8MPa以上であり、壁の浸透係数は10-7cm/秒を超えてはなりません。
建設プロセス:
等厚セメント土混合壁は、先行掘削、後退掘削、造壁混合の3段階造壁工法を採用しています。
試験壁の壁厚は800mm、最大深さは29mです。TRD-70E工法機械を使用して施工しております。試験壁プロセス中、装置は比較的正常に動作し、平均壁前進速度は 2.4m/h でした。
試験結果：
試験壁の試験要件：試験壁は非常に深いため、スラリー試験ブロック強度試験、コアサンプル強度試験、浸透性試験は、同じ厚さのセメントと土壌の混合壁が完成した後、速やかに実施する必要があります。
スラリー試験ブロック試験:
一軸圧縮強度試験は、28 日間および 45 日間の養生期間中に、等しい厚さのセメントと土壌の混合壁のコアサンプルに対して実施されました。結果は次のとおりです。
試験データによると、等しい厚さのセメントと土壌の混合壁コアサンプルの一軸圧縮強度は 0.8MPa を超え、設計要件を満たしています。
侵入テスト:
28 日間および 45 日間の養生期間中に、等しい厚さのセメントと土壌の混合壁のコア サンプルに対して透水係数試験を実施します。結果は次のとおりです。
試験データによると、透過係数の結果は 5.2×10-8 ～ 9.6×10-8 cm/sec であり、設計要件を満たしています。
成形セメント土圧縮強度試験：
試験壁スラリー試験ブロックに対して 28 日間の中間圧縮強度試験を実施しました。試験結果は 1.2MPa ～ 1.6MPa であり、設計要件を満たしていました。
試験壁スラリー試験ブロックに対して 45 日間の中間圧縮強度試験を実施しました。試験結果は1.2MPa～1.6MPaの間であり、設計要件を満たしていました。
5. 建設パラメータと技術的対策
1. 構築パラメータ
(1) TRD工法の施工深さは26m～44m、壁厚は800mmです。
(2) 掘削液はナトリウムベントナイトと混合され、水セメント比 W/B は 20 です。スラリーは現場で水 1000kg とベントナイト 50 ～ 200kg と混合されます。建設プロセス中、掘削液の水セメント比は、プロセスの要件と地層の特性に応じて調整できます。
(3) 掘削液混合泥の流動性は 150mm～280mm に制御する。
(4) 掘削液はカッティングボックスの自動運転工程と先行掘削工程で使用されます。後退掘削工程では、混合泥水の流動性に応じて掘削流体を適宜注入する。
(5) 硬化液は、セメント含有量 25%、水セメント比 1.5 の P.O42.5 グレード普通ポルトランドセメントと混合されます。水セメント比は、セメントの量を減らさずに最小限に制御する必要があります。;建設プロセス中に、1500kgの水と1000kgのセメントがスラリーに混合されます。硬化液は、造壁混合工程とカッティングボックス引き上げ工程で使用される。
2. 技術管理のポイント
(1) 施工前に、設計図と施主から提供された座標基準点に基づいて、止水カーテンの中心線の角点の座標を正確に計算し、座標データを検討する。測定器を使用して設置すると同時に杭保護を準備し、関係部門に通知します。 配線の見直しを実行します。
(2) 建設前に、水平器を使用して敷地の高さを測定し、掘削機を使用して敷地を水平にします。TRD工法による止水カーテン工事を行う前に、TRD工法で形成される壁の品質に影響を与える不良地質や地下障害物に事前に対処する必要があります。同時に、セメント含有量を増やす適切な措置を講じる必要があります。
(3) 地元の軟弱な低地地域は、適時に平地土で埋め戻し、掘削機で層ごとに圧縮しなければなりません。施工前に、TRD工法設備の重量に応じて、施工現場に鋼板を敷設するなどの補強対策を行ってください。鋼板の敷設は 2 層以上である必要があります。建設現場が機械設備の基礎の支持力の要件を確実に満たすように、鋼板の層はそれぞれトレンチの方向に平行および垂直に敷設されます。パイルドライバーとカッティングボックスの垂直性を確保するため。
(4) 等厚セメント土混合壁の施工は、先行掘削、後退掘削、造壁混合の三段階造壁工法を採用している。基礎土を十分に混ぜ、かき混ぜてほぐし、固めて壁に混ぜ込みます。
(5) 施工中、TRD パイルドライバーのシャーシは水平に、ガイドロッドは垂直に保ってください。建設前に、測定器を使用して軸テストを実施し、TRD 杭打ち機が正しく位置決めされていることを確認し、杭打ち機柱ガイド フレームの垂直偏差を確認する必要があります。1/300以下です。
(6) 等厚セメント土混合壁の設計壁深さに応じた数のカッティングボックスを用意し、カッティングボックスを分割して掘削し、設計深さまで打ち込みます。
(7) カッティングボックスを単独で打ち込む場合は、測定器を使用して杭打機ガイドロッドの垂直度をリアルタイムで修正します。鉛直精度を確保しつつ、掘削液の注入量を最小限に制御し、混合泥土を高濃度・高粘度の状態にします。急激な地層変化に対応するため。
(8) 施工中、カッティングボックス内に設置された傾斜計により壁の垂直精度を管理できます。壁の垂直度は 1/300 以下にしてください。
(9) 傾斜計の設置後、等しい厚さのセメントと土壌の混合壁の構築を進めます。同日に形成された壁は、形成された壁と30cm〜50cm以上重なっていなければなりません。重なり合う部分は、カッティングボックスが垂直で傾いていないことを確認する必要があります。施工中はゆっくりと撹拌し、養生液と混合泥が重なり合うように十分に混合、撹拌してください。品質。オーバーラップ構造の概略図は次のとおりです。
(11) 切羽の一部の構築が完了したら、カッティングボックスを引き抜いて分解します。TRDホストとクローラクレーンを併用し、カッティングボックスを順次引き出します。時間は4時間以内に管理する必要があります。同時に、同量の混合泥がカッティングボックスの底部に注入されます。
(12) カッティングボックスを引き抜く際、穴内に負圧が発生して周囲の基礎が沈下しないようにしてください。グラウトポンプの作動流量は、カッティングボックスを引き出す速度に応じて調整する必要があります。
(13) 設備のメンテナンスを強化する。各シフトは、動力システム、チェーン、切削工具のチェックに重点を置きます。同時に、バックアップ発電機セットが構成されます。主電源に異常がある場合、停電時にもパルプ供給、空気圧縮、通常の混合操作を適時に再開できます。、掘削事故を引き起こす遅延を避けるため。
(14) TRD建設プロセスの監視と形成された壁の品質検査を強化する。品質上の問題が見つかった場合は、不必要な損失を避けるために適時に是正措置を講じられるよう、所有者、監督者、設計部門に積極的に連絡する必要があります。
6. 結論
このプロジェクトの等厚セメントと土の混合壁の総面積は約 650,000 平方メートルです。現在、国内の高速鉄道トンネルプロジェクトの中で、TRDの建設・設計量が最大のプロジェクトとなっている。合計32台のTRD設備が投資されており、そのうち上公機械のTRDシリーズ製品が50%を占めています。;今回のTRD工法の大規模適用により、高速鉄道トンネル事業における止水カーテンとしてTRD工法を適用した場合、壁の垂直性や仕上がり壁の品質が良好であることが分かりました。設備能力と作業効率が保証され、要件を満たすことができます。また、北部地域における適用可能性は、北部地域の高速鉄道トンネル土木・建設における TRD 工法にとって一定の参考となる意義があることを証明した。
投稿日時: 2023 年 10 月 12 日