Анализ параметров механизированной проходки тоннелей для определения характеристик перебора грунта
https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-49-56
Аннотация
Ведение горнопроходческих работ в условиях современного города требует проведения дорогостоящих мероприятий по обеспечению сохранности существующих зданий. В среднем на 1 км строящейся линии метрополитена Москвы приходится до 17–20 зданий. Анализ и сопоставление данных геотехнического мониторинга с результатами геотехнических расчетов для подземного строительства открытым и закрытым способами в условиях плотной городской застройки продемонстрировал неудовлетворительную сходимость расчетных и фактических данных. Основными факторами этого явления являются: недостаточность данных инженерно-геологических изысканий; несоответствие принимаемой расчетной модели реальному поведению грунта под нагрузкой; недостаточная квалификация исполнителей; перебор грунта. Публикация направлена на решение актуальной научно-технической задачи определения характеристик перебора грунта при механизированной проходке тоннелей. На первом этапе исследования были направлены на идентификацию ключевых причин и факторов, определяющих количественные параметры перебора грунта в условиях подземного строительства в городах при закрытом способе горностроительных работ. Среди таких факторов выделяются следующие: несоответствие диаметра резания наружному диаметру обделки, перемещения грунтового массива перед забоем, неполное заполнение тампонажным раствором заобделочного пространства, неполное заполнение пространства за оболочкой щита глинистым или медленно твердеющим тампонажным раствором или их отсутствие, человеческий фактор (низкая квалификация персонала). Коэффициент перебора устанавливается на основе предложенной эмпирической зависимости его значений от глубины заложения тоннеля. Экспериментальные данные позволили установить зависимости коэффициента перебора при разных глубинах заложения тоннеля, а также при диаметрах тоннелей от 4 до 10 м для тоннелепроходческого механизированного комплекса с активным пригрузом забоя. Практическое значение проведенных исследований состоит в установлении диапазона изменения значений эмпирического коэффициента – от 0,5 % (для щитов с условным диаметром 10 м) до 5 % (для щитов условным диаметром 4 м). Разработка организационных мероприятий и обоснование технологических решений по обеспечению сохранности существующих зданий в комплексе с научно-техническим сопровождением подземного строительства позволила примерно на 6 мес. сократить срок проходки перегонов между станциями «Окская» и «Нижегородская» Некрасовской линии Московского метрополитена, а также и обеспечить экономию порядка 2,5 млрд руб.
Об авторе
Д. С. Конюхов
АО «Мосинжпроект»
Россия
Россия
Дмитрий Сергеевич Конюхов – кандидат технических наук, доцент, Руководитель отдела научного сопровождения строительства
Scopus ID 6507981388
г. Москва
Список литературы
1. Потапова Е. В. Типология сооружений метрополитена для задач классификации геотехнических рисков. Горные науки и технологии. 2021;6(1):52–60. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-1-52-60
2. Мангушев Р.А., Сапин Д.А., Кириллов В. М. Влияние типа конечных элементов при численном моделировании ограждений котлованов на конечную осадку фундаментов соседних зданий. В: Механика грунтов в геотехнике и фундаментостроении: Материалы международной научно-технической конференции. Новочеркасск; 2018. С. 708–718.
3. Куликова Е. Ю. Методические основы повышения эколого-технологической надежности городских подземных сооружений. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2020;(6–1):176–185. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2020-61-0-176-185
4. Никифорова Н. С., Коннов А. В. Прогноз деформаций оснований окружающей застройки с учетом защитных мероприятий. Основания, фундаменты и механика грунтов. 2020;(6):7–12.
5. Gong Zh., Li Y., Liu M., Tang C. A case study for large excavation constructed by open cutting with under mining method in Xuzhou, China. In: World Tunnel Digital Congress and Exhibition (WTC) 2020 and the 46th General Assembly. 11–17 September 2020. Kuala Lumpur, Malaysia. 2020. Pp. 721–724.
6. Hewitt P., Suthagaran V. Dealing with the challenges of ground response on deep urban excavations adjacent to underground transport infrastructure in Australia. In: World Tunnel Digital Congress and Exhibition (WTC) 2020 and the 46th General Assembly. 11–17 September 2020. Kuala Lumpur, Malaysia. 2020. Pp. 801–806.
7. Konyukhov D. S., Polyankin A. G., Kazachenko S.A. An analysis of the factors which influence geotechnical calculations and monitoring data agreement. In: Proceedings of International Tunneling Symposium in Turkey. Challenges of Tunneling. Istanbul, Turkey. 2017. Pp. 51–63.
8. Устинов Д. В. Влияние выбора модели вмещающего массива на результаты моделирования проходки перегонных тоннелей метрополитена. Геотехника. 2018;(5–6):34–50.
9. Lee Ch.-J., Wu B.-R., Chiou Sh.-Y. Soil Movements Around a Tunnel in Soft Soils. In: Proceedings of the National Science Council, Republic of China (A). China. 1999;23(2):235-247.
10. Bourget A. P. F., Chiriotti E., Patrinieri E. Evolution of risk management during an underground project’s life cycle. In: Peila D., Viggiani G., Celestino T. (eds.). Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art. London: Taylor & Francis Group; 2019. Pp. 4375–4385. https://doi.org/10.1201/9780429424441-463
11. Мангушев Р.А., Никифорова Н. С. Технологические осадки зданий и сооружений в зоне влияния подземного строительства. Под ред. Мангушева Р. А. М.: Изд-во АСВ; 2017. 168 с.
12. Discussion sessions. Session 2: Bored tunnels: Construction. In: Bakker K. J., Bezuijen A., Broere W., Kwast E.A. (eds.) Proc. of the 5th International symposium “Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground”. Netherlands, 2005. Pp. 945–950.
13. Тупиков М. М. Особенности деформирования грунтового массива и сооружений при строительстве мелкозаглубленных коммуникационных тоннелей в городских условиях. [Автореферат дис…. канд. техн. наук]. М.: МГУПС, 2011. 24 с.
14. Mahdi S., Gastebled O., Khodr S. Back analysis of ground settlements induced by TBM excavation for the north extension of Paris metro, line 12. In: Peila D., Viggiani G., Celestino T. (eds.). Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art. London: Taylor & Francis Group; 2019. Pp. 2606–2615. https://doi.org/10.4324/9781003031635-6
15. Mahdi S., Gastebled O., Ningre H., Senechal M. Grand Paris Express, Line 15 East – predictive damage analysis combining continuous settlement trough modelling, risk management, automated vulnerability checks and visualization in GIS. In: Peila D., Viggiani G., Celestino T. (eds.). Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art. London: Taylor & Francis Group; 2019. Pp. 5855–5864. https://doi.org/10.4324/9781003031871-9
16. El Houari N., Allal M. A., Abou Bekr N. Numerical simulation of the mechanical response of the tunnels in the saturated soils by Plaxis. Jordan Journal of Civil Engineering. 2011;5(1):9–31. URL: https://jjce.just.edu.jo/issues/show_paper.php?pid=171
17. Voznesensky A. S., Kidima-Mbombi L. K. Formation of synthetic structures and textures of rocks when simulating in COMSOL Multiphysics. Mining Science and Technology (Russia). 2021;6(2):65–72. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-2-65-72
18. Тер-Мартиросян А. З., Кивлюк В. П., Исаев И. О., Шишкина В. В. Определение фактического коэффициента перебора (участок «Косино» – «Юго-Восточная»). Construction and Geotechnics. 2021;12(2):5–14. https://doi.org/10.15593/2224-9826/2021.2.01
Рецензия
Для цитирования:
Конюхов Д.С. Анализ параметров механизированной проходки тоннелей для определения характеристик перебора грунта. Горные науки и технологии. 2022;7(1):49-56. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-49-56
For citation:
Konyukhov D.S. Analysis of mechanized tunneling parameters to determine the overcutting characteristics. Mining Science and Technology (Russia). 2022;7(1):49-56. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-49-56
Просмотров:
1265
Послать статью по эл. почте 