Аналитический метод расчета коэффициента технологического перебора грунта при организации производства горно-строительных работ с применением механизированной проходки тоннелей

Для организации производства горнопроходческих работ характерно значительное расхождение расчетных и фактических осадок зданий и сооружений, особенно при щитовой проходке тоннелей метрополитенов. В статье приводятся причины такого несоответствия. Закрытый способ строительства отличается наибольшими осадками, при моделировании деформаций грунтового массива в случае разработки грунта закрытым способом. Важнейшимажнейшим расчетным параметром является перебор грунта, его величина равна отношению площади удаляемого при проходке грунта, расположенного в пределах контура выработки, к площади поперечного сечения выработки. Перечислены причины перебора грунта в случае проходки тоннелей закрытым способом, приводящего к технологическим деформациям поверхности. Описаны проведенные в этой области исследования, принятые допущения и даны итоговые результаты анализа в виде зависимости коэффициента перебора грунта от диаметра щита для различных типов грунта. Все исследования выполнены на примере проходки конкретного строительного объекта — двухпутного перегонного тоннеля под станцией «Печатники» Люблинско-Дмитровской линии московского метрополитена, проводившейся в сложных горно-геологических условиях под комплексом подземных сооружений. Отмечается соизмеримость полученных величин с результатами зарубежных исследований в этом направлении. Сделан вывод о том, что организация горнопроходческих работ с применением механизированной щитовой проходки должна основываться на результатах модельных исследований величины коэффициента технологического перебора грунта в зависимости от диаметра щита, типа грунта (глина, суглинок, супесь, песок) и учитывать данные геотехнического мониторинга на объектах метростроения. Только при таком подходе могут быть минимизированы осадки земной поверхности.

Ключевые слова: геотехнический мониторинг, глина, горнопроходческие работы, перебор грунта, песок, расчетные осадки, суглинок, супесь, тоннель метрополитена, фактические осадки, щитовой способ проходки.
Как процитировать:

Куликова Е. Ю., Конюхов Д. С., Потокина А. М., Устинов Д. В. Аналитический метод расчета коэффициента технологического перебора грунта при организации производства горно-строительных работ с применением механизированной проходки тоннелей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 6−2. — С. 305—315. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_305.

Благодарности:
Номер: 6
Год: 2022
Номера страниц: 305-315
ISBN: 0236-1493
UDK: 624.191
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_62_0_305
Дата поступления: 14.01.2022
Дата получения рецензии: 05.04.2022
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.05.2022
Информация об авторах:

Куликова Елена Юрьевна — докт. техн. наук, профессор, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия, fragrante@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-9290-671X;
Конюхов Дмитрий Сергеевич — канд. техн. наук, доцент, Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия, gidrotehnik@inbox.ru, ORCID ID 0000-0001-8635-232Х;
Потокина Анна Михайловна — инженер, ОАО «Мосинжпроект», Москва, Россия, ann.potokina@mail.ru, https://orcid.org/0000-0002-4899-1638;
Устинов Дмитрий Владимирович — старший преподаватель, НИТУ «МИСиС», ustinov.d@gmail.com.

 

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Конюхов Д. С., Бородина Е. В. Расчетно-эмпирический метод прогнозирования технологических деформаций при устройстве «стены в грунте» траншейного типа» // Маркшейдерский вестник. — 2021. — № 5−6. — С. 19−26.

2. Конюхов Д. С. Анализ параметров механизированной проходки тоннелей для определения характеристик перебора грунта // Горные науки и технологии. — 2022. — № 7(1). — C. 49−56. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-1-49−56.

3. Конюхов Д. С., Казаченко С. А. Основные факторы, влияющие на сходимость расчетных и фактических значений деформаций существующих зданий // Горная промышленность. — 2022. — № 2. — С. 103−111. https://doi.org/10.30686/1609-9192-20222-103−111.

4. 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. — № 2. — C. 5−14. DOI: 10.15593/2224−9826/2021.2.01.

5. Chung-Jung Lee, Bing-Ru Wu, and Shean-Yau Chiou. Soil Movements Around a Tunnel in Soft Soils. Proc. Natl. Sci. Counc. ROC(A), 23(2). — Repub. China, 1999, pp. 235−247.

6. Bourget A. P. F., Chiriotti E., Patrinieri E. Evolution of risk management during an underground project’s life cycle. Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art — Peila, Viggiani & Celestino (Eds). — London, Taylor & Francis Group. 2019, pp. 4375−4385.

7. Мангушев Р. А., Никифорова Н. С. Технологические осадки зданий и сооружений в зоне влияния подземного строительства / Под ред. Р. А. Мангушева. — М.: Изд-во АСВ, 2017. — 168 с.

8. Тупиков М. М. Особенности деформирования грунтового массива и сооружений при строительстве мелкозаглубленных коммуникационных тоннелей в городских условиях. Автореф. …. канд. техн. наук. — М.: МГУПС, 2011. — 24 с.

9. Bakker K. J., Bezuijen A., Broere W., Kwast E. A. Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground. Proceedings of the 5th International Symposium TC28. Amsterdam, the Netherlands, 2005.

10. Mahdi S., Gastebled O., Khodr S. Back analysis of ground settlements induced by TBM excavation for the north extension of Paris metro, line 12. Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art — Peila, Viggiani & Celestino (Eds). — London, Taylor & Francis Group. 2019, pp. 2606−2615.

11. 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. Tunnels and Underground Cities: Engineering and Innovation meet Archaeology, Architecture and Art — Peila, Viggiani & Celestino (Eds). — London, Taylor & Francis Group. 2019, pp. 5855−5864.

12. Kulikova E. Yu., Balovtsev S. V. Risk control system for the construction of urban underground structures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, 962(4), 042020. DOI: 10.1088/1757−899X/962/4/042020.

13. Потапова Е. В. Методика оценки геотехнических рисков для объектов метрополитена с использованием ресурса Big Data // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2–1. — С. 164–173. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21-0-164173.

14. Потапова Е. В. Типология сооружений метрополитена для задач классификации геотехнических рисков // Горные науки и технологии. — 2021. — № 6(1). — C. 52−60. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-1-52-60.

15. Зиновьева О. М., Кузнецов Д. С., Меркулова А. М., Смирнова Н. А. Цифровизация систем управления промышленной безопасностью в горном деле // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2–1. — С. 113−123. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-21−0-113-123.

16. Potapova E. V. Expert-statistical approach to the analysis of geotechnical risks in the construction of metro facilities. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, 962(4), 042052. DOI:10.1088/1757−899X/962/4/042052

17. Xing-Tao Lin, Ren-Peng Chen, Huai-Na Wu, Hong-Zhan Cheng. Deformation behaviors of existing tunnels caused by shield tunneling undercrossing with oblique angle // Tunneling and Underground Space Technology. 2019, vol. 89, рр. 78−90. DOI: 10.1016/j. tust.2019.03.021.

18. Лебедев М. О. Обоснование выбора метода расчета напряженно-деформированного состояния крепей и обделок транспортных тоннелей // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 1. — С. 47−60. DOI: 10.25018/0236-14932020-1-0−47−60.

19. Куликова А. А., Овчинникова Т. И. К вопросу снижения геоэкологических рисков на горнодобывающих предприятиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 2–1. — С. 251–262. DOI: 10.25018/0236-1493-202121−0-251-262.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.