Моделирование влияния деформаций породного массива на перегонные тоннели глубокого заложения линии метрополитена
С.А. Жуков1, М.А. Бубнов2, Н.С. Наумов3
1 АО «Мосинжпроект», г. Москва, Российская Федерация
2 Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, г. Москва, Российская Федерация
3 Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, г. Москва, Российская Федерация
Горная Промышленность №5 / 2024 стр.190-196
Резюме: В статье рассмотрено влияние подвижек грунтового массива на перегонные тоннели глубокого заложения линии метрополитена. В основу исследования легли данные, полученные при натурном обследовании участка тоннеля, подвергшегося нештатной ситуации. Смещения массива, вмещающего тоннель, в период эксплуатации последнего могут происходить из-за нарушения режима подземных вод, вызванного обильными водопритоками к тоннельной выработке. Причиной деформации перегонных тоннелей в процессе их эксплуатации могут быть также карстовые пустоты, особенно заполненные водой, что повлечет прорыв воды в тоннель. Если эти пустоты заполнены рыхлыми отложениями, то это тоже может послужить причиной появления значительных местных нагрузок на обделку. Для оценки возможности горизонтального смещения тоннелей проведен ряд численных экспериментов, которые предполагали моделирование вмещающего тоннель участка грунтового массива протяженностью 25 м. На первом этапе проводилось моделирование усадки грунта в условиях постепенной проходки тоннеля щитовым способом, на втором – фронта горизонтальных смещений. Установлены зависимости смещения обделок от расстояния до фронта смещения породного массива. При проведении численных экспериментов установлено, что основные геологические процессы, которые могли привести к деформации тоннелей, происходили на расстоянии более 20 м от кромки одного из них.
Ключевые слова: метрополитен, перегонный тоннель, смещение массива, грунтовый массив, численное моделирование
Для цитирования: Жуков С.А., Бубнов М.А., Наумов Н.С. Моделирование влияния деформаций породного массива на перегонные тоннели глубокого заложения линии метрополитена. Горная промышленность. 2024;(5S):190–196. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2024-5S-190-196
Информация о статье
Поступила в редакцию: 27.08.2024
Поступила после рецензирования: 23.10.2024
Принята к публикации: 26.10.2024
Информация об авторах
Жуков Сергей Анатольевич – генеральный директор, АО «Мосинжпроект», г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0007-6492-6696; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
Бубнов Михаил Александрович – кандидат технических наук, доцент, передовая инженерная школа, Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0006-5041-8597
Наумов Максим Сергеевич – ведущий инженер отдела, Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет, г. Москва, Российская Федерация; https://orcid.org/0009-0000-1148-1530
Список литературы
1. Дуванский А.В. Разработка методики учета тектонических нагрузок при расчете тоннелей глубокого заложения. Строительство и техногенная безопасность. 2013;(47):56–61. Duvansky A.V. Development of a methodology to account for tectonic loads in calculation of deep tunnels. Construction and Industrial Safety. 2013;(47):56–61. (In Russ.)
2. Гуськов И.А., Пестрякова Е.А., Харитонов С.С., Титов Е.Ю. Методы оценки осадок при проходке тоннелей с использованием тоннелепроходческих механизированных комплексов. Транспортные сооружения. 2019;6(3). https://doi.org/10.15862/18SATS319 Guskov I.A., Pestryakova E.A., Kharitonov S.S., Titov E.Yu. Methods for estimating sediment during tunneling using a mechanized tunneling. Russian Journal of Transport Engineering. 2019;6(3). (In Russ.) https://doi.org/10.15862/18SATS319
3. Куликова Е.Ю. Выработка управленческих решений в сфере безопасности подземного строительства. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2014;(1):79–82. Kulikova E.Yu. Making of administrative decisions in the field of safety of underground building. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2014;(1):79–82. (In Russ.)
4. Алымов В.Т., Крапчатов В.П., Тарасова Н.П. Анализ техногенного риска. М.: Интеграция; 1999. 160 с.
5. Бурков В.Н., Грацианский Е.В., Дзюбко С.И., Щепкин А.В. Модели и механизмы управления безопасностью. М.: СИНТЕГ; 2001. 153 с.
6. 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):113–123. https://doi.org/10.25018/0236-1493-2021-21-0-113-123 Zinovieva O.M., Kuznetsov D.S., Merkulova A.M., Smirnova N.A. Digitalization of industrial safety management systems in mining. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(2-1):113–123. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236-14932021-21-0-113-123
7. 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 Potapova E.V. Typology of metro structures for the tasks of geotechnical risk classification. Mining Science and Technology (Russia). 2021;6(1):52–60. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/2500-0632-2021-1-52-60
8. Kulikova E.Yu., Balovtsev S.V. Risk control system for the construction of urban underground structures. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020;962:042020. https://doi.org/10.1088/1757-899X/962/4/042020
9. Кауфман Л.Л., Лысиков Б.А. Геотехнические риски в подземном строительстве (обзор зарубежного опыта) [под общ. ред. Л.Л. Кауфмана]. Донецк: Норд-Пресс; 2009. 362 c.
10. Гарбер В.А. Нештатные ситуации в подземных транспортных сооружениях. Подземные горизонты. 2018;(16):20–25. Garber V.A. Non-routine events in underground transport structures. Underground Horizons. 2018;(16):20–25. (In Russ.)
11. Sousa R.L. Risk analysis for tunneling projects: Thesis (Ph. D.). Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Civil and Environmental Engineering; 2010. Available at: http://hdl.handle.net/1721.1/58282 (accessed: 13.08.2024).
12. Чунюк Д.Ю. Особенности классификации и составляющие геотехнического риска в строительстве. Промышленное и гражданское строительство. 2013;(9):42–44. Chunyuk D.Yu. Features of classification and components of geotechnical risk in construction. Industrial and Civil Engineering. 2013;(9):42–44. (In Russ.)
13. Khine P.P., Shun W.Z. Big data for organizations: A review. Journal of Computer and Communications. 2017;5(3):40–48. https://doi.org/10.4236/jcc.2017.53005
14. Reis M.S., Gins G. Industrial process monitoring in the Big Data / Industry 4.0 Era: from detection, to diagnosis, to prognosis. Processes. 2017;5(3):35. https://doi.org/10.3390/pr5030035
15. Mishra R.K., Janiszewski M., Uotinen L.K.T., Szydlowska M., Siren T., Rinne M. Geotechnical risk management concept for intelligent deep mines. Procedia Engineering. 2017;191:361–368. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.192
16. Hebblewhite B.K. Geotechnical risk in mining methods and practice: critical issues and pitfalls of risk management. In: Wesseloo J. (ed.) MGR 2019: Proceedings of the First International Conference on Mining Geomechanical Risk. Perth: Australian Centre for Geomechanics; 2019, pp. 299–308. https://doi.org/10.36487/ACG_rep/1905_17_Hebblewhite
