Взаимодействие защитных экранов из труб с грунтовым массивом при строительстве тоннелей мелкого заложения

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 КОНСТРУКТИВНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И
МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭКРАНОВ ИЗ ТРУБ
1.1 Общие положения
1.2 Конструкции и технология возведения труб экрана. Строительство тоннелей под защитой экранов из труб .
1.3 Методы расчета экранов из труб .
Выводы. Задачи исследований
Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ
КРЕПЬЭКРАНМАССИВ ПО ПЛОСКОЙ СХЕМЕ
2.1 Общие положения
2.2 Метод конечных элементов МКЭ применительно к расчету подземных сооружений .
2.3 Методика исследования МКЭ напряженнодеформированного состояния НДС системы крепьэкранмассив с учетом упругопластических свойств грунтов .
2.4 Исследования НДС МКЭ системы крепьэкранмассив с учетом упругопластических свойств фунтов .
2.5 Исследование влияния жесткости опирания поддерживающих элементов в системе крепьэкранмассив по существующей
методике расчета экранов из труб .
Выводы .
Глава 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ КРЕПЬЭКРАНМАССИВ ПО ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СХЕМЕ
3.1 Общие положения
3.2 Построение расчетных моделей в программном комплексе М .
3.3 Моделирование задач определения НДС обделок тоннелей .
3.4 Применение программного комплекса М для расчета напряженнодеформированного состояния системы крепьгрунтовый массив тестовые расчеты
3.5 Разработка пространственной конечноэлементной модели для расчета системы крепьэкранмассив .
3.6 Планирование численного эксперимента
3.7 Методы анализа результатов экспериментальных исследований
3.8 Исследования напряженнодеформированного состояния несущей системы крепьэкранмассив на пространственных моделях Выводы .
Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ ПОД ЗАЩИТОЙ ЭКРАНОВ ИЗ ТРУБ .
4.1 Общие положения .
4.2 Методика мониторинга напряженнодеформированного состояния крепи при строительстве тоннеля под действующей магистралью с применением защитного экрана из труб .
4.3 Экспериментальные исследования НДС временной крепи тоннелей поддерживающих элементов .
4.4 Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований
4.5 Экспериментальные исследования НДС постоянных колонн тоннеля при введении их в работу .
4.6 Исследования НДС труб защитного экрана в процессе строительства тоннеля
4.7 Геодезический мониторинг деформаций конструкций тоннеля, насыпи и ж.д. путей .
4.8 Экспериментальные исследования нагруженности забойной
Выводы .
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ .
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ .
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Расчет крепи Пермского тоннеля ул. Локомотивная 1 Приложение Б. Измеренные усилия изгибающие моменты М и
нормальные силы в рамах временной крепи Пермского тоннеля ул. Локомотивная при проходке .
Приложение В. Результаты измерений нагруженности рам временной
крепи в процессе проходки Волоколамского тоннеля 4 Приложение Г. Справки о внедрении результатов диссертационной
работы
ВВЕДЕНИЕ
Наблюдающееся в последние десятилетия расширение масштабов тоннельного строительства обусловливает необходимость дальнейшего совершенствования технических средств и методов преодоления участков нарушенных и неустойчивых грунтов, встречающихся по трассе горных, подводных и городских тоннелей, сооружаемых закрытым способом , .
При строительстве городских подземных транспортных сооружений мелкого заложения под существующими объектами возникают существенные трудности, связанные с нарушением их нормального функционирования.
В практике тоннелестроения в настоящее время находят применение следующие виды контурной и опережающей крепей арочная, анкерная, набрызгбетонная, бетонные своды, опережающие экраны из грунтоцементных свай, армирующие фибергласовые элементы в призабойной зоне, опорные столбы из вертикальных и наклонных микросвай, экраны из труб и др. .
Экраны из труб устраивают по контуру будущего тоннеля. Экран из труб может служить не только в качестве временной крепи, но и входить в состав постоянной несущей конструкции ,,,,.
Такой способ применяют при строительстве перегонных тоннелей и станций метрополитена, автотранспортных и пешеходных тоннелей преимущественно мелкого заложения на застроенной городской территории, когда использование открытого способа затруднительно или невозможно.
Особенно эффективным этот способ оказывается при строительстве тоннелей под улицами и дорогами, под насыпями и фундаментами зданий в слабых неустойчивых грунтах при глубине заложения от 3 до I м от поверхности земли. Применение указанного способа работ не требует вскрытия дневной поверхности над подземным сооружением, не нарушает условий уличного движения, сводит до минимума сдвижения и деформации поверх
ности земли. При этом в ряде случаев отпадает необходимость в применении искусственного замораживания и химического закрепления грунтов.
Под защитой экранов из труб построены горным способом многие подземные сооружения мелкого заложения станция Венеция метрополитена г. Милана Италия перегонные тоннели в г. Атланте США при строительстве метрополитена под скоростной полосной автомагистралью 15 два пешеходных тоннеля под автомагистралью Оршард в г. Сингапуре тоннель под железной дорогой в Калифорнии США двухъярусная подземная станция метрополитена в г. Сендай Япония под ж.д. путями два параллельных трехполосных тоннеля Мэйко Япония и др. , , .
В зарубежной практике строительства тоннелей способом продавливания известны следующие случаи использования экранов из труб в Японии по такой технологии соорудили два автотранспортных Куруме и Осака Нагойя под железнодорожными путями и один пешеходноколлекторный тоннель в г. Нагато под станционными ж.д. путями и др. .
В России под действующими железнодорожными и автодорожными магистралями сооружены с помощью защитного экрана из труб горным способом автодорожные тоннели на пересечении железнодорожных путей ст. ПермьИ ст. Свердловск ст. Бахаревка г. Пермь, на Волоколамской развязке, пешеходные тоннели в Лужниках, на Волоколамской развязке, под Бутиковским переулком г. Москва, коллекторные тоннели на ул. Вавилова, над станцией Московского метрополитена Ленинский проспект под магазином Ткани в районе Гагаринской развязки, трехсекционные инженерные коллекторные тоннели на км Московской окружной
ж.д. МК МЖД, в МоскваСИТИ у Экспоцентра на 1й Красногвардейской ул. г. Москва методом продавливания автодорожные тоннели под железнодорожными путями Павелецкого направления. Строятся автодорожные тоннели в Москве, СанктПетербурге пос. Мурино проектируются тоннели в Москве Iй Брестская ул., под Шмитовским проездом, на Смоленской ж.д.
под пл. Тестовская, на Варшавском шоссе под Курским направлением МЖД, через грузовую станцию Перерва Курского направления МЖД, в районе платформы Люблино под ж.д. путями Курского направления МЖД , , ,,,, ,,.
В России существует ряд специализированных строительных организаций, которые занимаются устройством защитных экранов из труб, такие как Тоннельный отряд , НПО Космос, ООО Трансстройтоннель, СМУ5 Мосметростроя.
При строительстве тоннелей под защитой экранов из труб возникают различные проблемы, связанные с взаимодействием конструкций экрана с окружающим грунтовым массивом и расположенными поблизости зданиями, сооружениями и инженерными коммуникациями. Для решения этих проблем и обоснованного проектирования и строительства тоннелей под защитой экранов из труб необходимо проведение научных исследований для обеспечения безопасности и надежности при строительстве и эксплуатации тоннелей.
АКТУАЛЬНОСТЬ