Проблема оценки влияния горных работ на объекты наземной инфраструктуры

Исследуется актуальная проблема оценки вредного влияния горных работ на здания и сооружения на земной поверхности. Степень вредного влияния на объекты наземной инфраструктуры определяется прогнозируемыми значениями деформаций. Исходя из этого, принимается решение о необходимости применения мер охраны для подрабатываемых объектов. Однако, несмотря на интенсивные темпы освоения подземного пространства крупных городов, обеспечение охраны и защиты зданий на поверхности не всегда может быть эффективно реализовано вследствие отсутствия фиксированной методологии. Цель исследования заключается в анализе существующих отечественных и зарубежных методов оценки деформированного состояния зданий в зоне их подработки, определении достоинств и недостатков существующих подходов, обозначении перспективных путей решения заявленной проблемы. Анализ показал, что наибольшей состоятельностью обладает показатель суммарных деформаций l, поскольку одновременно учитывает горизонтальные деформации и деформации кривизны, а также конструктивные особенности здания. В качестве примера рассмотрен реальный случай подработки исторического здания при строительстве наклонного хода станции метро «Адмиралтейская» в городе Санкт-Петербург. При анализе натурных данных маркшейдерско-геодезических измерений выявлено, что рассмотренные критерии не дают единую оценку степени подработки здания. Тем не менее, наибольшей достоверностью характеризуется показатель суммарных деформаций. В завершение приведены рекомендации по разработке комплексного критерия, учитывающего взаимодействие системы «подземное сооружение – грунт – здание».

Волохов Е. М., Кожухарова В. К., Бритвин И. А., Савков Б. М., Жерлыгина Е. С. Проблема оценки влияния горных работ на объекты наземной инфраструктуры // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 8. – С. 72–93. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_8_0_72.

Волохов Евгений Михайлович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: volohov@spmi.ru, ORCID ID: 0000-0003-4430-4172,
Кожухарова Василина Константиновна¹ — аспирант, e-mail: s225049@stud.spmi.ru, ORCID ID: 0009-0008-0705-3646,
Бритвин Илья Александрович¹ — аспирант, e-mail: s205048@stud.spmi.ru, ORCID ID: 0000-0002-1561-0835, 
Жерлыгина Екатерина Сергеевна¹ — канд. техн. наук, старший научный сотрудник, e-mail: bazilyak.e.s@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-3404-0863,
Савков Борис Михайлович — генеральный директор, ООО «ГИРО», e-mail: giro08@mail.ru,
¹ Санкт-Петербургский горный университет,

Кожухарова В.К., e-mail: s225049@stud.spmi.ru.

1. Novozhenin S. U., Vystrchil M. G., Bogdanova K. A. Analysis of the mathematical modelling results of displacements and deformations induced by the construction of the escalator tunnel of «Mining Institute» station in Saint Petersburg // Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1661, no. 1, article 012105. DOI: 10.1088/1742-6596/1661/1/012105.

2. Карасев М. А., Сотников Р. О. Прогноз напряженного состояния набрызг-бетонной крепи при многократном сейсмическом воздействии // Записки Горного института. — 2021. — Т. 251. — С. 626—638. DOI: 10.31897/PMI.2021.5.2.

3. Protosenya A. G., Lebedev M. O., Karasev M. A., Belyakov N. A. Geomechanics of lowsubsidence construction during the development space in large cities and megalopolises // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development. 2019, vol. 9, no. 5, pp. 1005—1014.

4. Ignatiev S. A., Sudarikov A. E., Imashev A. Zh. Determination of the stress-strain state of rock mass and zone of inelastic deformation around underground mine excavation using modern methods of numerical modeling // Journal of Sustainable Mining. 2021, vol. 20, no. 3, pp. 220—227. DOI: 10.46873/2300-3960.1324.

5. Nguyen Tai Tien, Do N. A., Karasev M. A., Kien D. V., Dias D. Influence of tunnel shape on tunnel lining behavior // ICE Proceedings Geotechnical Engineering, 2021, vol. 174, no. 4, pp. 355—371. DOI: 10.1680/jgeen.20.00057.

6. Протосеня А. Г., Иовлев Г. А. Прогноз пространственного напряженно-деформированного состояния физически нелинейного грунтового массива в призабойной зоне тоннеля // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 5. — С. 128—139. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-5-0-128-139.

7. Юнгмейстер Д. А., Ячейкин А. И. Обоснование рациональной конструкции исполнительного органа тоннелепроходческого щита для условий шахт Метростроя СанктПетербурга // Записки Горного института. — 2021. — Т. 249. — С. 441—448. DOI: 10.31897/ PMI.2021.3.13.

8. Протосеня А. Г., Алексеев А. В., Вербило П. Э. Прогноз напряженно-деформированного состояния и устойчивости лба забоя тоннеля при пересечении нарушенных зон грунтового массива // Записки Горного института. — 2022. — Т. 254. — C. 252—260. DOI: 10.31897/PMI.2022.26.

Литературу с п. 9 по п. 17 смотри в REFERENCES.

18. Бочаров С. И. Разработка методики прогнозирования повреждений зданий, расположенных над горными выработками, на основе многомерного математического моделирования: Афтореф. дис. канд. техн. наук. — Новочеркасск: НПИ, 1984. — 24 с.

19. Варлашкин В. М., Муллер Р. А., Марков В. В. О выборе оптимального показателя суммарных деформаций для определения степени повреждений эксплуатируемых многоэтажных зданий при подработке в Донецком бассейне // Труды ВНИМИ. — 1965. — № 35. — С. 112—145.

20. Варлашкин В. М., Марков В. В. Обобщение случаев подработки гражданских зданий в Донбассе. — М.: Центрогипрошахт, 1961. — 112 с.

21. Решетов Г. А. Износ и предельные условия эксплуатации гражданских зданий на подрабатываемых территориях: Aвтореф. дис. … канд. техн. наук. — Л.: ЛИИЖТ, 1975. — 23 с.

22. Шагалов С. Е., Муллер Р. А., Марков В. В. Защита и подработка зданий и сооружений. — М.: Недра, 1974. — 256 с.

23. Балезин Р. Л., Шулятьев О. А., Шулятьев С. О., Буслов А. С. Выявление критериев, определяющих ограничение деформаций оснований фундаментов высотных зданий // Вестник НИЦ «Строительство». — 2021. — Т. 29. — С. 13—27. DOI: 10.37538/2224-94942021-2(29)-13-27.

Литературу с п. 24 по п. 36 смотри в REFERENCES.

37. Волохов Е. М., Зеленцов С. Н., Хуцкий В. П. Проблемы нормативного и методического обеспечения оценки вредного влияния подземного строительства и мониторинга деформаций для условий Санкт-Петербурга // Записки Горного института. — 2012. — № 199. — C. 260—262.

38. Токарь Р. А. О расчете оснований по деформациям // Труды института НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. — 1956. — Т. 30. — С. 5—38.

39. Польшин Д. Е. О расчетах оснований сооружений по предельным состояниям // Основания. Фундаменты и механика грунтов. — 1959. — № 1. — С. 9—11.

40. Васильев Б. Д. Возведение капитальных зданий на сильно сжимаемых основаниях. — М., 1952. — 128 с.

41. Цытович Н. А. Основания и фундаменты на мерзлых грунтах. — М.: Академия наук СССР, 1958. — 168 с.

42. Polshin D. Е., Tokar R. А. Maximum allowable non-uniform settlement of structures // International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 1957, vol. 1, рр. 402— 405.

43. Васенин В. А. Оценка осадок исторической застройки Санкт-Петербурга по результатам длительных мониторинговых наблюдений / Современные геотехнологии в строительстве и их научно-техническое сопровождение: Cборник международной научно-технической конференции, посвященной 80-летию образования кафедры геотехники СПбГАСУ (механики грунтов, оснований и фундаментов ЛИСИ) и 290-летию российской науки. — 2014. — С. 20—26.

44. Конюхов Д. С. Безопасность существующей застройки при производстве подземных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 8. — С. 158—167. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_158.

45. Куликова Е. Ю., Конюхов Д. С. Мониторинг риска аварий при освоении подземного пространства // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 1. — С. 97—103. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_1_0_97.

46. Дашко Р. Э., Лохматиков Г. А. Верхнекотлинские глины Санкт-Петербургского региона как основание и среда уникальных сооружений: инженерно-геологический и геотехнический анализ // Записки Горного института. — 2022. — Т. 254. — C. 180—190. DOI: 10.31897/PMI.2022.13.

47. Хатум Х. М., Мустафин М. Г. Оптимизация места расположения роботизированных станций наблюдений за деформациями зданий и сооружений // Геодезия и картография. — 2020. — Т. 81. — С. 2—13. DOI: 10.22389/0016-7126-2020-963-9-2-13.

48. Вальков В. А., Виноградов К. П., Валькова Е. О., Мустафин М. Г. Создание растров высокой информативности по данным лазерного сканирования и аэрофотосъемки // Геодезия и картография. — 2022. — Т. 83. — С. 40—49. DOI: 10.22389/0016-7126-989-11-4049.