gscienceMining Science and Technology (Russia)Горные науки и технологии2500-0632The National University of Science and Technology MISiIS (NUST MISIS)10.17073/2500-0632-2016-1-67-72gscience-20Research ArticleCONSTRUCTION OF MINING ENTERPRISES AND UNDERGROUND SPACE DEVELOPMENTСТРОИТЕЛЬСТВО ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ И ОСВОЕНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВАEvaluation of jet grouting efficiency as means of minimizing of the harmful effect of escalator tunnel constructionОценка эффективности струйной цементации грунта как средства снижения вредного влияния проходки эскалаторных тоннелейВолоховЕ. М.VolohovE. M.volohov@spmi.ruНовоженинС. Ю.NovozheninS. U.

assistant lecturer

snovx@mail.ruНациональный минерально-сырьевой университет «Горный»РоссияNational mineral resources university (Mining university)Russian Federation201613052016016772Copyright © Volohov E.M., Novozhenin S.U., 20162016Волохов Е.М., Новоженин С.Ю.Volohov E.M., Novozhenin S.U.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://mst.misis.ru/jour/article/view/20

The article describes the escalator tunnel construction using tunnel boring machines in St. Petersburg. To reduce the harmful effects of underground construction on the Earth's surface in the mouth of the tunnel technology is used jet grouting rock mass. Based on the analysis of field data of the earth surface subsidence and rock strata proved the effectiveness of the jet grouting technology. Subsidence of the surface and within the grouting area, are approximately null. The fact that the development of subsidence occurs mainly outside the zone of jet grouting soil is shown. A method of reducing subsidence by grouting additional unstable rocks in the massif, which will reduce the harmful effects of underground construction for an massif and the earth's surface, is offered. To assess the efficiency of the proposed method, a numerical modeling based on the finite element method is carried out. According to the modeling results it is revealed that the proposed method will reduce the subsidence at the surface by 2-3 times.

В статье рассмотрен новый метод строительства эскалаторных тоннелей тоннелепроходческими механизированными комплексами в Санкт-Петербурге. Для снижения вредного влияния подземного строительства на земную поверхность в устьевой части тоннеля применяется технология струйной цементации породного массива. На основе анализа данных натурных наблюдений за сдвижением земной поверхности и породной толщи доказана эффективность применяемой технологии. Оседания, зафиксированные в массиве и на поверхности в пределах грунтоцементного участка, практически нулевые. Показано, что развитие опасных оседаний и деформаций происходит в основном за пределами зоны струйной цементации грунта. Предложен способ снижения этих оседаний за счет дополнительной цементации неустойчивых пород в массиве, которая позволит уменьшить вредное влияние подземного строительства на массив и земную поверхность. Для оценки эффективности предложенного метода проведено численное моделирование на основе метода конечных элементов. Результаты расчетов показывают, что предлагаемая методика позволит снизить оседания на земной поверхности в 2–3 раза.

сдвижение и деформацииэскалаторный тоннельструйная цементацияданные натурных наблюдениймоделированиеМКЭdisplacements and deformationsescalator tunneljet groutingthe data of field observationsmodelingfinite element methodReferencesНовоженин, С. Ю. Прогноз сдвижений и деформаций горных пород при сооружении эскалаторных тоннелей метрополитена тоннелепроходческими механизированными комплексами: дисс. канд. техн. наук: 25.00.16 / Новоженин Сергей Юрьевич. – Санкт-Петербург, 2014. – 147 с.Novozhenin, S. Ju. Prognoz sdvizhenij i deformacij gornyh porod pri sooruzheniiLunardi. P. Ground improvement by means of jetgrouting, Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Ground Improvement, 1997, vol. 1(2), pp. 65-85.jeskalatornyh tonnelej metropolitena tonneleprohodcheskimi mehanizirovannymi kompleksami [Prediction of displacement and deformation of rocks in the construction of metro escalator tunnels tunnel boring mechanized complexes]: diss. kand. tehn. nauk: 25.00.16 / Novozhenin Sergej Jur'evich. – Sankt-Peterburg, 2014. – 147 p.Mitchell, J. K. (1981), Soil improvement—State of the art report, Proceedings of the 10th ICSMFE, Stockholm, 4, pp. 509–565.Lunardi. P. Ground improvement by means of jet-grouting, Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Ground Improvement, 1997, vol. 1(2), pp. 65-85.Moseley M. P., Kirsch K. (ed.). Ground improvement. – CRC Press, 2004.Mitchell, J. K. (1981), Soil improvement—State of the art report, Proceedings of the 10th ICSMFE, Stockholm, 4, pp. 509–565.Малинин, А. Г. Струйная цементация грунтов: монография / А. Г. Малинин. – Пермь: Пресстайм, 2007. – 168 с.Moseley M. P., Kirsch K. (ed.). Ground improvement. – CRC Press, 2004.Burke G. K. Jet grouting systems: advantages and disadvantages //GeoSupport 2004: Innovation and Cooperation in the Geo-Industry. – 2004.Malinin, A. G. Strujnaja cementacija gruntov [Jet grouting soil]: monograph/ A. G. Malinin. – Perm: Presstime, 2007. – 168 p.Miki, G. and Nakanishi, W. (1984), Technical progress of the jet grouting method and its newest type, Proceedings of the International Conference on In-situ Soil and Rock Reinforcement, Paris, pp. 195-200.Burke G. K. Jet grouting systems: advantages and disadvantages //GeoSupport 2004:Hamidi B. et al. The Application of Jet Grouting for the Construction of Sydney International Airport Runway End Safety Area //Australian Geomechanics. – 2010. – Т. 45. – №. 4. – С. 21.Innovation and Cooperation in the Geo-Industry. – 2004.Tornaghi, R. and Cippo, A. P. (1985), Soil improvement by jet grouting for the solution of tunneling problems, Proceedings of the 4th International Symposium Tunnelling ′85, Brighton, England, Institution of Mining and Metallurgy, British Tunnelling Society, and the Transport and Road Research Laboratory, Dept. of Transport, pp. 265-276.Miki, G. and Nakanishi, W. (1984), Technical progress of the jet grouting method and its newest type, Proceedings of the International Conference on In-situ Soil and Rock Reinforcement, Paris, pp. 195-200.Маслак, В. А. Геотехнический мониторинг при щитовой проходке наклонного тоннеля санкт–петербургского метрополитена [Текст] / В. А. Маслак [и др.] // Известия ТулГУ. Науки о Земле. – 2010. – Вып.2. – С. 152–159.Hamidi B. et al. The Application of Jet Grouting for the Construction of SydneyInternational Airport Runway End Safety Area //Australian Geomechanics. – 2010. – Т. 45. – №. 4. – С. 21.International Airport Runway End Safety Area //Australian Geomechanics. – 2010. – Т. 45. – №. 4. – С. 21.Tornaghi, R. and Cippo, A. P. (1985), Soil improvement by jet grouting for the solution of tunneling problems, Proceedings of the 4th International Symposium Tunnelling ′85, Brighton, England, Institution of Mining and Metallurgy, British Tunnelling Society, and the Transport and Road Research Laboratory, Dept. of Transport, pp. 265-276.Tornaghi, R. and Cippo, A. P. (1985), Soil improvement by jet grouting for the solution of tunneling problems, Proceedings of the 4th International Symposium Tunnelling ′85, Brighton, England, Institution of Mining and Metallurgy, British Tunnelling Society, and the Transport and Road Research Laboratory, Dept. of Transport, pp. 265-276.Maslak, V. A. Geotehnicheskij monitoring pri shhitovoj prohodke naklonnogo tonnelja sankt–peterburgskogo metropolitena [Geotechnical monitoring during shield tunneling sloping tunnel of the St. Petersburg metro] Izvestija TulGU. Nauki o Zemle. – 2010. – Vyp.2. – P. 152–159.Maslak, V. A. Geotehnicheskij monitoring pri shhitovoj prohodke naklonnogo tonnelja sankt–peterburgskogo metropolitena [Geotechnical monitoring during shield tunneling sloping tunnel of the St. Petersburg metro] Izvestija TulGU. Nauki o Zemle. – 2010. – Vyp.2. – P. 152–159.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.