Tóm tắt· Bài viết nghiên cứu nguyên lý kỹ thuật, tính chất vật liệu, tiêu chuẩn lắp đặt và cơ học kết cấu củaMáy khoan thép đường hầmtrong xây dựng ngầm. Cuộc thảo luận đề cập đến các cơ chế truyền tải, cân nhắc về thiết kế và các giao thức kiểm soát chất lượng cần thiết để đảm bảo hỗ trợ đào sâu an toàn và hiệu quả.
01. Chức năng kết cấu của Walers thép đường hầm
A Máy khoan thép đường hầmlà dầm thép nằm ngang được định vị giữa tường chắn và hệ thống giằng. Vai trò chính của nó là thu thập áp lực ngang từ đất và nước ngầm xung quanh, sau đó phân bổ đều các lực này đến các thanh chống, ngăn chặn sự tập trung ứng suất cục bộ có thể làm tổn hại đến tính toàn vẹn của bức tường.
Walers cũng đóng vai trò là hướng dẫn căn chỉnh trong quá trình lắp đặt, cung cấp dung sai xây dựng nhỏ. Trong các hố đào sâu, nhiều tầng ván được lắp đặt ở mỗi hàng thanh chống, tạo ra một khung kết cấu chắc chắn có khả năng chống lại cả tải trọng tĩnh và động. Nếu không có bộ phận phân phối này, hệ thống hỗ trợ sẽ dựa vào các điểm tiếp xúc, làm tăng đáng kể nguy cơ biến dạng hoặc sập tường.
Thu thập và phân phối lại tải
Dầm chữ H, tiết diện hộp hoặc cặp kênh
Được cài đặt ở mỗi cấp hàng thanh chống
02. Lựa chọn vật liệu và tính chất cơ học
Tiết kiệm chi phí cho các hố đào nông với khả năng hàn và độ dẻo tốt.
Cường độ năng suất cao hơn phù hợp với hố móng sâu và tải nặng.
Được sử dụng trong các dự án có yêu cầu kỹ thuật cao đòi hỏi khả năng chống va đập ở nhiệt độ thấp.
Mạ kẽm nhúng nóng hoặc sơn epoxy giúp kéo dài tuổi thọ sử dụng trong môi trường ẩm ướt.
Việc lựa chọn loại thép ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng chống uốn và khả năng chịu tải của waler. Đối với các dự án đường hầm có mực nước ngầm cao hoặc độ sâu lớp phủ đáng kể, các nhà thiết kế thường chỉ định vật liệu cao cấp hơn để chịu được áp lực ngang tăng lên. Khả năng hàn và độ dẻo cũng là những yếu tố quan trọng, vì các kết nối tại hiện trường phải hoạt động đáng tin cậy trong các điều kiện tải trọng thay đổi.
03. Truyền tải và tương tác Strut-Waler
Mối liên hệ giữa thanh chống vàMáy khoan thép đường hầmlà một mặt tiếp xúc quan trọng nơi lực được truyền từ tường tới hệ thống đỡ. Trong điều kiện lý tưởng, waler nhận được áp suất đồng đều và truyền nó dưới dạng lực nén thuần túy tới thanh chống, nhưng các yếu tố trong thế giới thực sẽ đưa ra các thành phần lực bổ sung như lực cắt, uốn và xoắn.
| Loại tải | Phương hướng | Nguyên nhân điển hình | Ưu tiên thiết kế |
|---|---|---|---|
| nén dọc trục | Dọc theo trục thanh chống | Áp lực đất và nước | Phê bình |
| cắt | Song song với mặt waler | Sai lệch, trôi tường | Vừa phải |
| Khoảnh khắc uốn | Giới thiệu về giao diện waler-strut | Độ lệch tâm, xoay tường | Vừa phải |
| Căng thẳng | nén ngược lại | Hiệu ứng nhiệt, bật lại tường | Thỉnh thoảng |
| xoắn | Về trục waler | Tải ngoài trung tâm | Thấp đến trung bình |
Dựa trên phân tích tải trọng kết cấu từ các tài liệu tham khảo kỹ thuật tiêu chuẩn
Ngay cả những độ lệch tâm nhỏ cũng có thể khuếch đại ứng suất một cách đáng kể. Ví dụ: độ lệch 50 mm trong thanh chống 5.000 kN có thể tạo ra mômen uốn 250 kN·m, mômen này phải được tính đến trong thiết kế kết nối. Việc bố trí chi tiết phù hợp các kết nối đầu cuối, bao gồm cả việc sử dụng các thanh tăng cứng và tấm nối, là điều cần thiết để quản lý các tải trọng thứ cấp này.
04. Tiêu chuẩn cài đặt và giao thức an toàn
Việc lắp đặt waler an toàn và hiệu quả đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu quy định. Các yêu cầu chính bao gồm:
- Đánh giá đất:Walers có thể được bỏ qua trong các rãnh có độ sâu không quá 2,4 m, miễn là đất đủ cứng và rắn để cho phép thiếu sót đó một cách an toàn theo quy định của địa phương.
- Căn chỉnh và san lấp mặt bằng:Walers phải được lắp đặt theo chiều ngang và kết nối chắc chắn với tường chắn để đảm bảo truyền tải đồng đều.
- Kiểm tra mô men xoắn và mối nối:Tất cả các kết nối phải được kiểm tra các giá trị mô-men xoắn thích hợp và tính toàn vẹn của mối nối để ngăn ngừa hỏng hóc sớm trong quá trình đào.
- Chế độ kiểm tra:Việc giám sát thường xuyên sự biến dạng, tình trạng mối hàn và khả năng chống ăn mòn là rất cần thiết trong suốt quá trình đào.
Lưu ý an toàn:Các khung pháp lý như Quy định về An toàn và Sức khỏe Nghề nghiệp (British Columbia) và các quy tắc bảo vệ quốc gia khác nhau cung cấp các quy định chi tiết về việc triển khai waler ở các loại đất và độ sâu đào khác nhau.
05. Tùy chỉnh và khả năng thích ứng kỹ thuật
Các dự án đường hầm rất khác nhau về hình học, điều kiện đất đai và yêu cầu tải trọng. cácMáy khoan thép đường hầmhiếm khi là một thành phần phù hợp với tất cả; tùy chỉnh thường là cần thiết để đáp ứng nhu cầu cụ thể của dự án.
Kích thước và hình dạng mặt cắt ngang
- Dầm chữ I và dầm chữ H đôi hoặc nhiều phần để tăng khả năng chịu tải.
- Phần hộp có khả năng chống xoắn cao khi chịu tải không đều.
- Độ dài và độ dày tường tùy chỉnh dựa trên tính toán ứng suất chi tiết.
Năng lực quy trình sản xuất
- Cắt laser cho độ chính xác về kích thước và độ vừa vặn.
- Hàn được bảo vệ bằng khí CO₂ cho các mối nối chắc chắn, không có khuyết tật.
- Lớp phủ phun cát và chống ăn mòn cho độ bền lâu dài.
Lưu ý sản xuất:Các nhà cung cấp có uy tín cung cấp khả năng tùy chỉnh đầy đủ dựa trên bản vẽ của khách hàng hoặc yêu cầu cụ thể tại địa điểm, đảm bảo rằng waler phù hợp với các thông số thiết kế chính xác cho từng dự án.
06. Tài liệu tham khảo trường hợp và bối cảnh pháp lý
Các dự án cơ sở hạ tầng quy mô lớn chứng tỏ vai trò quan trọng của máy đóng thép. Đối với Đường hầm thủy triều Thames, các dầm waler nặng tổng cộng 77 tấn đã được sản xuất để hỗ trợ các hệ thống chống đỡ thẳng đứng và ngăn chặn sự sụp đổ của đất trong quá trình đào. Các thành phần này được chế tạo theo tiêu chuẩn BS EN 1090 Execution Class 2, với quá trình kiểm tra không phá hủy (NDT) nghiêm ngặt để đảm bảo hiệu suất không có khuyết tật.
Trong các ứng dụng đường hầm tiện ích, waler được thiết kế để thích ứng với môi trường ứng suất phức tạp đồng thời kiểm soát biến dạng hố móng. Khả năng tái chế và góp phần rút ngắn chu kỳ xây dựng của chúng phù hợp với các nguyên tắc công trình xanh hiện đại. Tuân thủ quy định là điều kiện tiên quyết cho bất kỳ dự án đào hầm nào; các tiêu chuẩn như AS 1657, AS/NZS 2865 và các quy định bảo vệ quốc gia khác nhau xác định các yêu cầu về thiết kế, lắp đặt và kiểm tra đối với hệ thống waler.
Câu hỏi thường gặp
Tất cả các thông số kỹ thuật đều phải được phân tích kỹ thuật theo từng dự án cụ thể. Luôn tham khảo ý kiến của các chuyên gia có trình độ để thiết kế và lắp đặt.
