Диссертация (1173128), страница 21
Текст из файла (страница 21)
3. К профилактическим мерам относятся рациональное расположение трассы тоннеля и глубины его заложения в соответствии с конкретными топографическими, инженерно — геологическими и градостроительными условиями. К защитным мерам относятся искусственное замораживание, химическое закрепление и струнная цементация грунтов до начала продавливания с целью увеличения сцепления с и модуля деформации Ео грунта. Эти меры также способствуют предотвращению разрушения грунта во время строительства или после его завершения.
4. К конструктивно — технологическим мерам относится поддержание устойчивости забоя во время строительства путем надлежащего проектирования ножевой части, уменьшение сопротивления трения и исключение строительного зазора путем закачки раствора бентонитовой суспензии под определенным 150 давлением в кольцевое пространство во время продавливания или применение упругих антифрикционных мембран в виде полиэтиленовых, стальных или алюминиевых листов, помещаемых между грунтом и перекрытием (а иногда — и стенками) тоннельных секций. Кроме того, можно использовать опережающую забойную крепь в виде стальных или фибергласовых нагелей, а также нанесение на лобовую поверхность забоя слоя набрызг-бетона или фибронабрызгбетона.
5. Усилие продавливания может быть определено из первоначального проекта, с учетом инженерно-геологических свойств грунта (с, д, Ео), площади поперечного сечения тоннеля (Вв Нз) и глубины его заложения тоннеля (Н~). б. При расположении тоннеля непосредственно под автомобильными или железными дорогами наиболее эффективными методом является применение опережающей контурной крепи в виде защитных экранов из труб. Трубы диаметром от 85 до 2500 мм размещают по контуру перекрытия или перекрытия и стен будущего тоннеля, что минимизирует или исключает деформации поверхности земли. Как показали проведенные в диссертационной работе исследования напряженно-деформированного состояния системы «тоннель грунтовый массив>> без экрана из труб и в сочетании с экраном из труб на пространственной математической модели с применением программного комплекса «РЬАХ13 31.> — Т1)ХХЕЬ», использование защитных экранов из труб позволяет уменьшить максимальные деформации поверхности земли более чем на б5%.
151 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 1. Сегодня в крупнейших городах Социалистической Республики Вьетнам— Ханое и Хошимине, несмотря на строительство метрополитена, остро поставлена задача комплексного решения проблем городского транспорта, сформулированная в соответствующем решении правительства страны в отношении развития городского транспорта до 2020 г.
и на перспективу 2030 г., в том числе широкое использование подземного пространства, включая устройство тоннелей для пропуска транспорта и пешеходов, прокладка метрополитена, постройка подземных гаражей, автостоянок и т.п. 2. При строительстве тоннелей под транспортными магистралями и коммуникациями используют различные методы, в том числе метод продавливания. Этот метод находит ширикое применение в России, ФРГ, Англии, США, Японии и др.
странах вследствие обеспечения сохранности наземных и подземных сооружений, отсутствия перерывов в движении транспортных средств по пересекаемой магистрали, высоких технико-экономических показателей, повышения безопасности работ, ограничения деформаций грунтового массива и дневной поверхности в зоне строительства. 3. Расширение области применения метода продавливания требует научного обоснования конструктивных и технологических параметров, а также прогнозирования деформаций грунтового массива и поверхности земли.
В связи с этим в диссертационной работе с целью изучения деформаций в системе «тоннель— грунтовый массив» применены математические модели на основе реализованного в программном комплексе «РЬАХ18 ЗР— Т1)ХХЕЬ» метода конечных элементов. 4. Разработана пространственная математическая модель системы «тоннель— грунтовый массив». Продавливание тоннеля моделируется «пошаговым» методом в программном комплексе «РЬАХ18 ЗР— Т1Л~ПМЕЬ» с использованием критерия Мора — Кулона. Эта модель ввиду ее достаточно высокой эффективности и достоверности формируемых результатов (сравнительно высокая сходимость— расхождение с результатами натурных наблюдений не более 8,3 %) применена в теоретических исследованиях.
152 5. Создана матрица планирования численного эксперимента, которая содержит геометрические факторы (размеры поперечного сечения тоннеля и глубина его заложения), инженерно-геологические факторы (физико- механические и прочностно-деформационные свойства грунтов) и технологические факторы (величина строительного зазора и усилие продавливания), изменяющиеся на различных уровнях. Проведены и проанализированы 29 серий численных экспериментов по результатам которых выявлены соответствующие закономерности и построены графики ДС системы «тоннель — грунтовый массив». 6. Методом тренд-анализа, получены, зависимости, позволяющие оценить варианты конструктивно-технологических решений, влияние как отдельных факторов, так и их совокупности на максимальные деформации поверхности земли и параметры мульды деформаций при продавливании тоннелей. Разработана модель множественной линейной регрессии для прогнозирования максимальных деформаций при продавливании тоннелей, а также оценки и ранжирования влияния основных параметров.
7. При оценке влияния совокупности восьми факторов было установлено, что наибольшее влияние на деформации поверхности земли оказывают ширина тоннеля (-34',4), сцепление грунта (-25',4), высота тоннеля (-14',4) и модуль деформации грунта (-14О4). Максимальная вертикальная деформация поверхности земли увеличивается на 76,93;4 при изменении ширины тоннеля от 3,6 до 8,0 м и уменьшается на 88,36'.4 при увеличении коэффициента сцепления грунта от 1 до 30 кПа.
Результаты исследования также показали, что угол внутреннего трения грунта практически не влияет на деформации поверхности земли. 8. Результаты исследований показанные, что глубина заложения тоннеля оказывает наибольшее влияние на абсциссы точки перегиба 1 (58,27%) и максимальную кривизну мульды деформаций lс „(33,07%); ширина тоннеля оказывает наибольшее влияние на максимальный наклон 1„,„, (58,81%) и минимальный радиус мульды деформаций А,„„(48,71%). 153 9. Степень риска повреждений дорожного покрытия автомобильных и полотна железных дорог при продавливании под ними тоннелей определяется максимальными деформациями поверхности земли и зависит от параметров мульды деформаций.
Согласно Руководству по проектированию дорожных покрытий, опубликованному ТхРОТ (США-2011) существуют четыре степени риска дорожных покрытий и железнодорожного полотна и в тех случаях, когда степень риска более 2, требуются специальные защитные меры: искусственное закрепление грунтов, лба забоя, применение специальной ножевой части, уменьшение сопротивления трения по поверхности обделки, устройство опережающей контурной или забойной крепи.
10. При расположении тоннеля непосредственно под автомобильными или железными дорогами наиболее эффективной мерой минимизации деформаций является применение защитных экранов из труб, имеющих существенные преимущества перед другими методами стабилизации грунтового массива.
Как показали проведенные в диссертационной работе исследования на пространственной математической модели с применением программного комплекса «РЬАХ1К ЗР— Т1ЛММЕЬ», использование защитных экранов из труб позволяет уменьшить максимальные деформации поверхности земли более чем на 65;о. Дальнейшие исследования должны быть направлены на: разработку и научное обоснование нормативных документов по продавливанию тоннелей в условиях крупнейших городов Вьетнама; возможность применения метода продавливания в более широком диапазоне инженерно-геологических условий, включая когезионные грунты (плотные глины и суглинки и др.); - оценку влияния на деформации грунтового массива и поверхности земли колебаний уровня грунтовых вод в процессе продавливания тоннелей.
оценку влияние временных динамических нагрузок от транспортных средств на деформированное состояние системы «тоннель — грунтовый массив» при продавливании тоннелей под автомобильными и железными дорогами на небольшой глубине (менее 1 м). 154 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Адлер Ю.П. Введение в эксперимент! Ю.П. Адлер. — М.: Наука, 1972. — 157 с. 2. Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий ! 10.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. — М.: Наука, 1976. — 280 с. 3.
Ашмарин И.П. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов ! И.П. Ашмарин, Н.Н. Васильев, В.А. Амбросов. — Л.: Издательство Ленинградского университета, — 1971. 4. Березанцев В.Г. Осесимметричная задача теории предельного равновесия сыпучей среды ! В.Г. Березанцев. — М.: Гостехиздат, 1952. — 120 с. 5. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений ! Н.С. Булычев. — М.: Недра, 1994. — 382 с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
