Delist.ru

методика определения эффективных параметров тоннельных обделок из набрызгбетона (19.08.2010)

Автор: Щелочкова Татьяна Николаевна

Приведенный в главе пример расчета одного сечения тоннеля, находящегося в неких инженерно-геологических условиях, дает наглядное представление («в цифрах») об особенностях и деталях предлагаемой методике.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

Разработаны математические пространственные и плоские модели системы «крепь – массив», отражающие основные технологические этапы ведения проходческих работ применительно к транспортным тоннелям, сооружение которых осуществляется горным способом сплошного забоя с набрызгбетонной крепью в скальных устойчивых грунтах.

На основании результатов теоретических исследований установлено, что при аналогичных параметрах сооружения тоннелей (технологии ведения проходческих работ, характеристиках набрызгбетонной крепи, величине бытовых напряжений в зоне проходки тоннельных выработок) точки на диаграмме равновесных состояний «деформации – напряжения», соответствующие моментам включения в работу набрызгбетонной крепи, лежат на одной линии, для которой автором диссертации предложено название «линия начальной разгрузки грунтового массива» («ЛНРМ»).

По результатам численных экспериментов выявлена экспоненциальная зависимость для ориентировочного определения степени падения бытовых напряжений в грунтовом массиве на длине призабойной неподкрепленной зоны тоннельной выработки, проходка которой осуществляется способом сплошного забоя.

Проведены натурные экспериментальные исследования деформированного состояния системы «крепь – массив», сравнительный анализ данных которых с результатами соответствующих численных расчетов, выполненных с использованием установленной в ходе теоретических исследований зависимости деформаций неподкрепленного контура тоннельной выработки и напряжений в окружающем грунтовом массиве в момент включения в работу набрызгбетонной крепи (ЛНРМ на диаграмме равновесных состояний «деформации – напряжения»), подтвердил принципиальную возможность применения данной зависимости для определения степени падения бытовых напряжений в грунтовом массиве на длине призабойной зоны тоннельной выработки в расчетах, выполняемых на плоских конечно-элементных моделях.

Экспериментальные исследования позволили установить, что на этапе проходки калоттной части тоннельной выработки вертикальные напряжения в грунтовом массиве в области шелыги свода тоннеля при включении в работу набрызгбетонной крепи должны составлять 60 – 80% от бытовых напряжений, действующих в грунтовом массиве до начала строительства. При этом размеры поперечного сечения, инженерно-геологические условия на участке строительства, характеристики обделки и технология сооружения тоннеля должны соответствовать параметрам станции «Чкаловская» Екатеринбургского метрополитена.

На основании результатов теоретических и экспериментальных исследований разработана методика определения эффективных параметров тоннельных обделок из набрызгбетона на основе статических расчетов системы «крепь – массив», выполняемых численными методами, в которых с большей точностью и достоверностью учитывается степень разгрузки грунтового массива в призабойной зоне тоннельной выработки. Область применения методики распространяется на тоннели, сооружение которых осуществляется способом сплошного забоя в неоднородных скальных грунтах.

Результаты работы применяются в учебном процессе на кафедре мостов и транспортных тоннелей Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ). Отдельные результаты работы использованы в филиале ОАО ЦНИИС «НИЦ «Тоннели и метрополитены» при проектировании конструкции и разработке проекта мониторинга первичной набрызгбетонной обделки свода станции «Чкаловская» Екатеринбургского метрополитена, а также при проведении поверочных расчетов набрызгбетонной крепи автодорожного тоннеля №1 первой очереди строительства Дублера Курортного проспекта от р.Агура до ул.Земляничная в г.Сочи.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 научных статьях:

Меркин В.Е., Чеботаев В.В., Щекудов Е.В., Щелочкова Т.Н. Оптимизация конструкции обделки большепролетных подземных выработок, сооружаемых по технологии НАТМ. // Транспортное тоннелестроение. Современный опыт и перспективные разработки: сб. науч. тр. ОАО ЦНИИС, вып. 248. – М., 2008. – С.7-11.

Чеботаев В.В., Щелочкова Т.Н. Расчетное обоснование параметров первичной набрызг-бетонной обделки станции метрополитена. // Транспортное тоннелестроение. Современный опыт и перспективные разработки: сб. науч. тр. ОАО ЦНИИС, вып. 248. – М., 2008. – С.12-17.

Меркин В.Е., Чеботаев В.В., Щекудов Е.В., Гиренко И.В., Щелочкова Т.Н., Дозорец Ю.И., Смирнов В.А., Веселовский В.Н., Ляхов С.В. Эффективная конструкция односводчатой станции Екатеринбургского метрополитена с первичной обделкой из набрызг-бетона. // Особенности освоения подземного пространства и подземной урбанизации в крупных городах мегаполисах: сб. тр. междунар. конф. – М., 2008. – С.100-101.

Маковский Л.В., Щекудов Е.В., Страхов А.М., Щелочкова Т.Н. Оптимизация конструкции двухслойной обделки тоннелей. // Наука и техника в дорожной отрасли, №1. – М., 2009. – С.10-11.

V. Merkin, V. Chebotaev, Ye. Shchekudov, T. Shchelochkova, Yu. Dozorets, V. Smirnov, V. Veselovsky, S. Liahov. The efficient construction of single-vault station with primary shotcrete lining used for the underground in Yekaterinburg. // Proceedings of ITA-AITES World tunnel congress 2009 and the 35th ITA-AITES General Assembly. – Budapest, Hungary, 2009. – С.112-113.

Щелочкова Т.Н. Исследование напряженно-деформированного состояния грунтового массива в призабойной зоне тоннеля, сооружаемого горным способом. // Транспортное строительство, № 3. – М., 2010. – С. 10-12.

2D-модель

3D-модель

загрузка...