Геомеханическое обоснование параметров конструкций пилонной станции метрополитена с малоосадочной технологией строительства

Маслак, Владимир Александрович

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обоснование параметров конструкций пилонной станции метрополитена с малоосадочной технологией строительства"

На правах рукописи МАСЛАК Владимир Александрович

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИЙ ПИЛОННОЙ СТАНЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА С МАЛООСАДОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ СТРОИТЕЛЬСТВА

Специальность 25.00.20 -Геомеханика,разрушение горных

пород, рудничная юрогазодипамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

3 ' 2077

4841576

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) и ОАО «Ленметрогипротранс».

Научный руководитель -доктор технических наук, профессор

Протосеня Анатолий Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Фролов Юрий Степанович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник

Смирнов Владимир Алексеевич Ведущее предприятие - ОАО «Метрострой».

Защита диссертации состоится 15 апреля 2011 г. в 13 ч 15 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.06 при Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г.В.Плеханова (техническом университете) по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2 (Ьо-gusl@spmi.ru), ауд.1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института.

Автореферат разослан 14 марта 2011 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д-р техн. наук, профессор

Э.И.БОГУСЛАВСКИЙ

Актуальность темы исследования:

Рост территории городов, создание новых жилых районов приводит к росту пассажиропотоков на городских магистралях и эти потоки превышают возможности наземного транспорта. Решение проблемы возможно развитием сети внеуличного транспорта, наиболее распространенным видом которого является метрополитен.

При строительстве станций метрополитенов, составляющих около 10% длины линий, расходуется до 40% всех вкладываемых средств. Это обусловливает значимость конструктивных, технологических и планировочных решений, направленных на снижение стоимости и трудоемкости работ, ускорение сроков ввода станционных сооружений в эксплуатацию.

Большой вклад в разработку методов расчета обделок тоннелей и исследования процессов взаимодействия подземных сооружений с массивом внесли Айвазов Ю.Н., Баклашов И.В., Булычев Н.С., Ваучский Н.И., Голицинский Д.М., Картозия Б.А., Кулагин Н.И., Меркин В.Е., Протосеня А.Г., Скобенников Г.А., Степанов П.В., Фо-тиева H.H., Фролов Ю.С. и др.

Исследованию работы конструкций станций метрополитенов посвящены работы Антонова А.Ю., Безродного К.П., Гарбера В.А. ДорманаИ.Я., Деменкова П.А., Лиманова Ю.А., Ногина В.А., Силь-вестрова С.Н. и др.

В практике метростроения в нашей стране большое распространение получили трёхсводчатые колонные и пилонные станции. Сооружение этих станций производится по частям, большие объемы работ выполняются вручную, что значительно увеличивает сроки строительства. Разновременность возведения элементов конструкции приводит к усложнению работы узлов сопряжения обделки, особенно в строительный период. Сооружение таких станций приводит к значительным осадкам дневной поверхности, что вызывает деформации зданий и сооружений, расположенных над ними.

Расселение аварийных зданий и их ремонт требуют значительных материальных затрат и времени на восстановление зданий. Особенно недопустима такая ситуация в исторической части города,

когда мемориальные здания и архитектурные памятники подвергаются возможности полного разрушения.

Поэтому тему диссертационной работы, посвященную геомеханическому обоснованию малоосадочных технологий при строительстве трехсводчатых станций, следует считать актуальной.

Цель диссертационной работы; обоснование параметров конструкций, снижение осадок земной поверхности и сроков строительства пилоных трехсводчатых станций.

Идея работы: с целью уменьшения перемещений грунтового массива и осадок земной поверхности при поэтапном раскрытии поперечных сечений тоннелей следует использовать передовую крепь в своде и армирование массива впереди забоя инъекционными анкерами большой длины.

Основные задачи работы:

- проведение натурных исследований изменения напряженно-деформированного состояния несущих элементов подземных сооружений станций метрополитена и вмещающего массива;

- разработка геомеханической модели взаимодействия массива и обделки станции метрополитена глубокого заложения;

- создание объемной численной модели, учитывающей конструктивные особенности станции и технологию ее возведения, а также деформационные свойства грунта и бетона;

- сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований, разработка практических рекомендаций.

Методы исследований: натурные наблюдения за напряженно-деформированным состоянием подземных сооружений станции метрополитена; математическое моделирование с использованием метода конечных элементов; сравнительный анализ результатов исследований с натурными данными.

Научная новизна работы:

- установлены закономерности формирования пространственного напряженно-деформированного состояния конструкции станции метрополитена и массива грунтов в зависимости от технологии строительства и способов воздействия на вмещающий грунтовый массив, в частности:

- в опережающих забой инъекционных анкерах и экранах из труб в кровле выработки;

- во временной крепи выработки;

- в конструктивных элементах станции.

Защищаемые научные положения:

1. Для управления напряженно-деформированным состоянием вмещающего массива и конструкции станции, сооружаемой с использованием малоосадочной технологии, следует обеспечить упрочнение кровли и забоя тоннеля с учетом основных этапов её строительства.

2. Использование передового защитного экрана в своде при раскрытии калотты среднего тоннеля станции в сочетании с временной крепью и армированием забоя инъекционными анкерами позволит уменьшить смещения грунтового массива и осадки земной поверхности по сравнению с традиционной технологией его строительства.

3. Параметры конструкции обделки трехсводчатой станции метрополитена пилонного типа должны определяться на основе учета совместной работы обделки и временной крепи, этапов раскрытия поперечных сечений тоннелей и армирования грунтового массива.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны рекомендации по выбору параметров конструктивных элементов и технологии сооружения трехсводчатых станций пилонного типа.

2. Предложена и обоснована малоосадочная технология строительства трехсводчатых станций метрополитенов пилонного типа глубокого заложения с механизацией этапов строительства.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: обеспечивается натурными исследованиями работы подземных сооружений метрополитена, использованием современных методов геомеханики, сходимостью расчетных величин с натурными данными.

Апробация диссертации. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на Международных конференциях «Проблемы геомеханики и механики подземных сооружений» (Тульский государственный университет, Тула, 2008, 2009)

«Геотехнические проблемы мегаполисов» (Москва, 2010); на НТС ОАО «Ленметрогипротранс»; на заседаниях кафедры Строительства горных предприятий и подземных сооружений СПГТИ (ТУ) и получили одобрение.

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований, участии в проведении натурных исследований, анализе натурных данных, разработке геомеханической модели, проведении численного моделирования и разработке практических рекомендаций.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, 4 из которых - в изданиях, входящих в Перечень ВАК Ми-нобрнауки РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 5 глав, введение и заключение, список использованной литературы из 110 наименований, 72 рисунков и 5 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 диссертационной работы представлены осадки дневной поверхности, деформации зданий при сооружении различных типов станционных комплексов Санкт-Петербургского метрополитена. Определены причины осадок. Представлены инженерно-геологические условия строительства. Сформулированы цель и задачи исследований.

В главе 2 представлена концепция методов строительства пи-лонных станций, обеспечивающих значительное снижение осадок дневной поверхности. Приведены результаты натурных исследований статической работы опережающих забой экранов из труб при строительстве железнодорожных тоннелей трассы БАМ, на основании которых разработана концепция.

В главе 3 изложен промышленный эксперимент с проведением натурных исследований изменения напряженно-деформированного состояния элементов подземных сооружений станций метрополитена и вмещающего массива. Приведены технологические и конструктивные решения, обеспечивающие значительное снижение осадок дневной поверхности при сооружении руддвора и венттоннеля шахты 620 в протерозойских глинах. Представлен геотехнический мо-

ниторинг сопровождения строительства с натурными исследованиями напряженно-деформированного состояния системы "тоннель-массив".

В главе 4 выполнена постановка задачи и разработана геомеханическая модель взаимодействия конструкции станции с грунтовым массивом. Создана объемная конечно-элементная модель пи-лонной трёхсводчатой станции, учитывающая этапы ее строительства, обоснованы параметры конструкций пипонной трёхсводчатой станции.

В главе 5 представлена методика и результаты расчета напряженно-деформированного состояния конструкции станции на разных этапах строительства. Проведено сравнение результатов расчета с данными натурных исследований и выявлена их сходимость.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Для управления напряженно-деформированным состоянием вмещающего массива и конструкции станции, сооружаемой с использованием малоосадочной технологии, следует обеспечить упрочнение кровли и забоя тоннеля с учетом основных этапов её строительства.

Трудоемкие операции по креплению кровли и лба забоя, разработка грунта вручную характерны для традиционной технологии строительства станционных тоннелей Петербургского метрополитена. Интенсивное проявление горного давления и значительные смещения кровли и лба выработки вызывают осадки земной поверхности и повреждения подземных коммуникаций и наземных объектов.

Малоосадочная технология строительства станций реализована применением временной крепи и упрочнением свода и забоя выработки.

Средний станционный тоннель строится по малоосадочной технологии строительства (рис. 1). Функцию временной крепи выполняют металлические арки, постоянная обделка - монолитная железобетонная конструкция. Боковые станционные тоннели сооружаются по обычной для таких станций технологии, диаметр тоннелей 8,5 м. Обделка из железобетонных тюбингов.

Стены среднего тоннеля на начальном этапе исследований принимались прямолинейными. Расчеты показали, что такая форма станционного тоннеля характеризуется значительными растягивающими напряжениями в боках обделки и на сопряжениях свода и стен, стены и лотка. Далее исследовалось сечение среднего станционного тоннеля с криволинейными стенами (рис. 2).

Рис. 1. Конструкция передовой крепи среднего станционного тоннеля (защитный экран в своде; фиберглассовые анкера в забое): 1 - монолитная железобетонная обделка; 2 - стальные арки; 3 - трубы, заполненные цементным раствором; 4 - бетон или набрызгбетон;

5 - фиберглассовые инъекционные анкера

Для численного моделирования процесса формирования напряженно-деформированного состояния системы «массив-обделка» с учетом малоосадочной технологии строительства среднего станционного тоннеля рассмотрены 6 основных этапов строительства станции. На каждом этапе строительства моделировались подвига-ние забоя и работа несущих конструкций станции.

Первый этап строительства. Сооружение опережающего забой экрана из труб в сводовой части и инъекционных фиберглассо-вых анкеров, проходка калотты среднего тоннеля с креплением ар-кобетоном. Величина заходки 0,8 м.

Рис. 2. Трехсводчатая пилонная станция с криволинейным очертанием

среднего тоннеля

Второй этап строительства. Разрабатывается калотта среднего тоннеля с последующим возведением постоянной обделки из монолитного железобетона заходками по 2 м. Высота уступа ядра 6 м. Толщина обделки принималась равной 0,4 м, 0,5 м и 0,6 м.

Третий этап строительства: Разработка нижнего уступа высотой 2,8 м и возведение постоянной обделки обратного свода среднего тоннеля. Заходки по 2 м.

Четвертый и пятый этапы строительства. Проходка соответственно левого и правого тоннелей.

Шестой этап строительства. Раскрытие и бетонирование проемов. Проемы сооружаются с каждой стороны среднего тоннеля последовательно, начиная со стороны левого тоннеля.

2. Использование передового защитного экрана в своде при раскрытии калотты среднего тоннеля станции в сочетании с временной крепью и армированием забоя инъекционными анкерами позволит уменьшить смещения грунтового .массива и осадки земной поверхности по сравнению с традиционной технологией его строительства.

В начале 1980-х годов на железнодорожных тоннелях БАМ были впервые применены опережающие забой экраны из труб. Результаты натурных исследований этих конструкций стимулировали разработку малоосадочной технологии.

Основные элементы малоосадочной технологии прошли промышленные испытания при строительстве выработок руддвора и нижнего вентузла шахты 620 Петербургского метрополитена. Все выработки расположены в плотных протерозойских глинах с большим перекрытием в своде.

Для изучения работы несущих элементов крепи и оценки возможности применения данного типа крепи при строительстве подземных выработок с использованием малоосадочной технологии необходимо решить следующие задачи:

- определить напряжённо-деформированное состояние элементов крепи и вмещающего грунтового массива в натурных условиях;

- оценить устойчивость массива в призабойной зоне;

- определить осадки дневной поверхности.

Напряжённо-деформированное состояние массива и крепи выработок оценивалось:

- по нормальным тангенциальным напряжениям в арках крепи;

- по смещениям грунтового массива в призабойной зоне;

- по усилиям в фиберглассовых анкерах;

- по результатам маркшейдерского мониторинга за смещением элементов крепи.

Нормальные тангенциальные напряжения по периметру арки определялись с помощью струнных деформометров ПЛДС-400 в соответствии с программой исследований. В соответствии с технологией проходки и крепления «цикл» состоял из пяти арок различного сечения. Датчиками оснащались первая и пятая арка (рис. 3). Для определения изгибающих моментов в крепи датчики располагались на внешнем и внутреннем контурах.

Усилия в анкерах определялись при помощи арматурных динамометров ПС АС. Замеры выполнялись после разработки каждой заходки. Полученные результаты позволили скорректировать величину перехлёста анкеров и их число в забое.

Для оценки устойчивости массива применялся метод, основанный на регистрации естественных импульсов электромагнитного поля Земли.

Аномалии устанавливались путём сравнения показаний ЕЭМИ (естественные электромагнитные импульсы) в пунктах профилей, проложенных на пройденных участках тоннеля, на разных этапах строительства.

Регистрацию электромагнитной эмиссии (ЕИЭМПЗ) проводили непосредственно в забое. Замеры снимались ежедневно. Этапы работ по циклам наблюдений увязывались во времени с шагом 1015 м.

Результаты измерений сравнивались с критериальными величинами и, таким образом, уровень напряжений и степень устойчивости призабойной зоны определялся сопоставлением оценочных критериев с результатами измерений.

На опытных участках в поперечном сечении измерительными приборами оснащено два узла по два датчика (рис. 3).

Рис. 3. Схема расположения датчиков на стальной арке

На рис. 4 представлен процесс изменения во времени нормальных тангенциальных напряжений в узле 2.

11

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110120130140

Продолжительность наблюдений, сутки -^-внешний контур —и—внутренний контур

Рис. 4. Изменение нормальных тангенциальных напряжений в стальной

арке

Анализ натурных наблюдений показывает, что в течение первых 4 месяцев наблюдений напряжения в арке возрастают. В дальнейшем имеет место снижение интенсивности роста напряжений, но их стабилизации не отмечается. Напряжения на конец наблюдений составляли в боках на внутреннем контуре с обеих сторон 28 МПа, а на внешнем - 48 МПа.

После установки анкеров и последующей разработки забоя выполнялись измерения по датчикам. Эти измерения проводились после разработки каждой заходки. На каждый анкер устанавливались три датчика.

На рис. 5 показано изменение продольной силы в анкере.

Первые показания датчиков были зафиксированы на расстоянии до забоя 4 м. При дальнейшем приближении забоя усилия в анкере возрастают.

Расчёт напряжений в анкерах показывает, что их величины весьма значительны. Вместе с тем, имелись анкера, потерявшие работоспособность из-за проскальзывания по контакту «анкер-массив».

Абсолютное удлинение анкера до 6-8 мм. При заходке 0,8 м оно сопоставимо с результатами натурных замеров смещения приза-бойиой части массива, достигающего 11 мм.

№2.

№1 >

№3

2 3 4 5 6 7 8 9 Продолжительность наблюдений, сутки

10

Рис. 5. Изменение продольной силы в анкере: №№ 1-3 - номера датчиков

Анализ результатов натурных наблюдений за осадками земной поверхности в зоне влияния строительства подземных сооружений шахты 620 показывает, что величины параметров находятся в пределах точности измерений, т.е. осадки отсутствуют.

3. Параметры конструкции обделки трехсводчатой станции метрополитена пиленного типа должны определяться на основе учета совместной работы обделки и временной крени, этапов раскрытия поперечных сечений тоннелей и армирования грунтового массива.

Разработанная дискретная конечно-элементная модели малоосадочной трехсводчатой пилонной станции включала 20 полигональных арок из двутавра №30. Для анализа напряженного состояния временной крепи наибольший интерес представляли арки, расположенные в середине целика и проема (рис.6).

В нижней части арки напряжения возрастают по мере подви-гания забоя верхнего свода среднего тоннеля, достигая максимальных значений на этом этапе 15 МПа. В своде и в боках арки при на-

хождении забоя в непосредственной от нее близости напряжения достигают максимальной величины 57 и 48 МПа соответственно. По мере его удаления, они значительно снижаются до 23 МПа в своде и 19 МПа в боку. Эту разгрузку арок можно объяснить вступлением в работу постоянной обделки среднего тоннеля.

60

50

й40 и

§30 £

1*20 К

10

о

25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 Этапы моделирования —шп аркн -»-верх арки —*-бок арки

Рис. 6. Величины напряжений в средней арке по проему между тоннелями на различных этапах строительства: I - раскрытие свода среднего тоннеля; II - раскрытие ядра сечения и крепление среднего тоннеля; III - раскрытие обратного свода среднего тоннеля; IV - раскрытие левого бокового тоннеля; V - раскрытие правого бокового тоннеля; VI - раскрытие проемов

Разработка обратного свода и проходка первого бокового тоннеля никаких существенных изменений в напряженном состоянии арки не вызывают.

При разработке второго бокового тоннеля наблюдается некоторое снижение напряжений во всех точках замеров.

Разработка первых двух проемов не оказывает значительного влияния на формирование напряженного состояния арки, происходит только небольшое перераспределение напряжений: увеличение

на 2 МПа в верхней части арки и снижение на такую же величину в боку. Разработка 3 и 4 проемов приводит к обратной ситуации - в своде наблюдается снижение, а в боку увеличение напряжений до 22 МПа.

На конечном этапе строительства напряжения в своде арки составили 13 МПа. Места перехода растягивающих напряжений в сжимающие расположены в нижней части боков арки. Величина напряжений там близка к нулю.

Для проверки достоверности разработанной конечно-элементной модели, описывающей взаимодействие металлической арки с грунтовым массивом, проведено сравнение полученных результатов напряжений в арке с данными натурных замеров (табл. 1).

Таблица 1

Напряженное состояние металлической арочной конструкции в характерных участках

№ участка Контур Замеренные напряжения в арках, МПа Расчетные показатели напряжений, МПа при коэффициенте бокового давления

Узел 1 Узел 2 Узел 1,2

0,2 0,4 0,6

1 Внешний 50 45 63 67 76

Внутренний 30 25 73 63 89

2 Внешний 82 - 63 67 76

Внутренний 65 35 73 63 89

Расчет арочной крепи выполнялся по схеме совместного взаимодействия грунтового массива с элементами временной крепи. Технология возведения временной крепи предполагает заполнение бетоном (набрызгбетоном) межрамного пространства сразу после установки арки в проектное положение. Зазор между стальной аркой и грунтовым массивом при расчёте принимался равным нулю. Отставание арки временной крепи от забоя составило 0,4 м. Коэффициент а, учитывающий последовательность ведения проходческих работ и момент установки крепи, равен 0,4.

Как видно из табл. 1, результаты математического моделирования показали согласие с результатами натурных замеров при коэффициенте бокового давления равном 0,4.

Выявлено, что на этапе раскрытия нижнего уступа среднего станционного тоннеля наибольшее влияние на напряженно-деформированное состояние обделки оказывает радиус кривизны на участке сопряжения стенки нижнего уступа и прямолинейной части лотка. В связи с этим было принято решение сооружать обратный свод среднего станционного тоннеля в виде сводчатого лотка.

Графики развития сжимающих напряжений по внутренней поверхности обделки на различных этапах строительства приведены на рис. 7.

18

16

ей s

а 12 s

I ю

о.

с g 8

£

I6

я

0

Г

IV V V

III fj л г

"V VI

II г )т /

J vJS i****

р .«, г Г ч

45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 Этапы моделирования

-*-Т.1 Обратный свод -«-Т.2 Ню бока -^-Т.З Середина бока —"-Т.4 Свод

Рис. 7. Графики развития сжимающих напряжений по внутренней поверхности обделки на различных этапах строительства: II - раскрытие ядра сечения и крепление среднего тоннеля; III - раскрытие обратного свода среднего тоннеля; IV - раскрытие левого бокового тоннеля; V - раскрытие правого бокового тоннеля; VI - раскрытие проемов

На первом этапе разрабатывается калотта среднего тоннеля под защитой временной крепи. На втором этапе вступает в работу обделка среднего тоннеля. При этом в её боках происходит формирование сжимающих напряжений, величина которых достигает 5 МПа. Раскрытие обратного свода вызывает перераспределение напряжений в боках обделки, в нижней части происходит их резкое возрастание до 9,5 МПа, в середине они снижаются до 3,5 МПа. После возведения обратного свода изменения напряжений в стенах незначительны.

При разработке левого бокового тоннеля наблюдается небольшое увеличение напряжений на внутренней поверхности обратного свода и резкий рост на поверхности середины бока обделки.

При разработке проемов наблюдается полная стабилизация сжимающих напряжений (8 МПа) на внутреннем контуре обратного свода. При этом в боках происходит скачкообразный рост сжимающих напряжений. В верхнем своде сжимающие напряжения равномерно возрастают в течение всего периода строительства станции с 0,4 до 1,2 МПа.

На внутренней поверхности среднего тоннеля в течение всего периода строительства происходит равномерный рост сжимающих напряжений, но их величины не превышают расчетного предела прочности на сжатие бетона класса В35. Это дает основание считать, что постоянная обделка среднего тоннеля станции толщиной 0,5 м и сводчатая форма лотка рациональны.

Наряду со сжимающими напряжениями численные эксперименты показывают, что на внутренней поверхности обделки в обратном своде формируются растягивающие тангенциальные напряжения. При разработке верхнего свода левого бокового тоннеля величина их изменяется от 0,4 до 4,0 МПа.

Возведение левого тоннеля не оказывают значительного влияния на величину растягивающих тангенциальных напряжений в обратном своде.

Разработка верхнего свода правого бокового тоннеля увеличивает интенсивность роста растягивающих напряжений. На этом этапе они возрастают на 60%, достигая величины 8 МПа. При дальнейшем строительстве правого бокового тоннеля, процесс развития рас-

тягивающих напряжений на внутренней поверхности обратного свода среднего тоннеля аналогичен картине, полученной при строительстве левого бокового тоннеля. Раскрытие проемов приводит к увеличению напряжений до максимальной их величины 10 МПа.

На наружной поверхности обратного свода наблюдается обратная картина. В момент вступления обделки обратного свода в работу происходит рост растягивающих напряжений, достигающих величины 1,1 МПа, а затем их резкое снижение при разработке верхнего свода первого бокового тоннеля. Дальнейшее строительство станции приводит к постепенному уменьшению растягивающих напряжений, достигающих нулевых значений при разработке верхнего свода второго бокового тоннеля.

Наибольшие значения растягивающих напряжений (порядка 7 МПа) наблюдаются на наружной поверхности средней части боковой стенки тоннеля на этапе раскрытия боковых тоннелей. После раскрытия станционных проемов они уменьшаются примерно на 60%. При этом на внутренней поверхности стенки тоннеля происходит резкий скачок растягивающих напряжений, достигающих 5,1 МПа. Растягивающих напряжений в верхнем своде не наблюдается.

В диссертационной работе приведены закономерности изменения растягивающих напряжений в обратном своде, которые используются для выбора параметров рабочей арматуры в зоне растяжения.

Разработанная конструкция трехсводчатой пилонной станции, сооружаемой по малоосадочной технологии, рекомендуется к строительству в сложных инженерно-геологических и градостроительных условиях мегаполисов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой решена актуальная для подземного строительства задача обоснования параметров конструкций трехсводчатой пилонной станции, сооружаемой по малоосадочной технологии, имеющая важное значение для народного хозяйства.

Основные результаты выполненных исследований:

1. Разработана геомеханическая модель взаимодействия конструкций трехсводчатой пилонной станции метрополитена, сооружаемой по малоосадочной технологии, с грунтовым массивом в пространственной постановке с учетом основных этапов её строительства.

2. Выполнены численные эксперименты по прогнозу напряженно-деформированного состояния конструкций станции с учетом основных этапов её строительства, включающие пошаговую разработку калотты среднего тоннеля с установкой временной крепи, пошаговую разработку его ядра и возведение постоянной обделки, пошаговую разработку обратного свода среднего тоннеля, его бетонирование и пошаговое сооружение боковых тоннелей.

3. Экспериментально установлено, что применение передового защитного экрана в кровле при раскрытии калотты среднего тоннеля в сочетании с временной крепью и армированием забоя анкерами уменьшает смещения грунтового массива и осадки земной поверхности по сравнению с традиционной технологией строительства станции.

4. Разработана методика расчета конструкций трехсводчатых пилонных станций метрополитена на основе решения пространственной задачи с учетом взаимодействия временной крепи, постоянной обделки и грунтового массива.

5. На основе разработанной методики расчета конструкций трехсводчатой пилонной станции, сооружаемой по малоосадочной технологии, выполнено обоснование её параметров для сложных инженерно-геологических и градостроительных условий г. Санкт-Петербурга.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Маслак В.А. Безопасность зданий и строительство метро. / Н.И. Кулагин, К.П. Безродный, В.Н. Александров, А.Ю. Старков, А.П. Ледяев, A.B. Морозов, A.B. Уханов, В.А. Маслак // Тезисы межрегиональной научно-практической конференции «Обеспечение безопасности при использовании современных технологий строи-

тельства подземных сооружений в сложных условиях городской застройки» 26-28 ноября 2008 г., С.-Пб с.25-30.

2. МаслакВ.А. Натурные исследования при внедрении новых геотехнологий строительства тоннелей в условиях Санкт-Петербургского метрополитена /В.А. Маслак, М.О. Лебедев // Известия Тульского государственного университета. Естественные науки, серия: «Науки о Земле», Тула 2008 г., выпуск 3, с. 96-99.

3. Маслак В.А. Контроль инъекционного укрепления в грунтовых условиях Санкт-Петербурга / К.П. Безродный, А.Г. Мацегора, В.А. Маслак, А.И. Осокин, В.Б. Болтинцев, В.Н. Ильяхин // Жилищное строительство - №2, 2009 г., с.4-10.

4. Маслак В.А. Опыт обеспечения устойчивости забоя и кровли при строительстве выработок в протерозойских глинах // Записки Горного института т.183, СПГГИ, 2009 г., с. 297-299.

5. Маслак В.А. Оценка напряженного состояния временной крепи при строительстве станционных тоннелей метрополитена // Записки Горного института т.183, СПГГИ, 2009 г., с. 300-302.

6. МаслакВ.А. Моделирование взаимодействия временной крепи и постоянной обделки тоннелей с породным массивом /

A.Г. Протосеня, Р.И. Ларионов, К.П. Безродный, В.А. Маслак, М.О. Лебедев II Известия Тульского государственного университета. Естественные науки, серия: «Науки о Земле», Тула 2009 г., выпуск 4, с. 153-158.

7. Маслак В.А. Комбинированная технология стабилизации грунтов при сооружении эскалаторных тоннелей станций Петербургского метрополитена. / К.П. Безродный, В.А. Маслак,

B.А. Марков, М.О. Лебедев, А.Ю. Старков, A.B. Морозов,

A.B. Уханов// Метро и тоннели - №5, 2009 г., с. 35-37.

8. Маслак В.А. О напряженно-деформированном состоянии грунтов впереди забоя подземной выработки./ К.П. Безродный,

B.А. Маслак, М.О. Лебедев// Труды международной конференции по геотехнике «Геотехнические проблемы мегаполисов» 7-10 июня 2010 г., М., с.1477-1480.

РИЦ СПГГИ. 09.03.2011. 3.97. Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Маслак, Владимир Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Осадки поверхЬости над станционными комплексами.

1.1.1. Станция «Невский проспект» и «Гостиный Двор».

1.1.2. Станция «Василеостровская».

1.1.3. Станция «Маяковская».

1.1.4. Станция «Московская».

1.1.5. Станция «Елизаровская».

1.1.6. Станция «Ломоносовская».

1.1.7.Станция «Площадь Мира-П».

1.1.8. Станция «Чкаловская».

1.1.9. Станция «Достоевская».

1.1.10. Станция «Площадь Мужества».

1.2. Итог анализа осадок поверхности под станционными комплексами.

1.3. Краткий анализ методов расчета напряженно-деформированного состояния массива вокруг капитальных выработок и станций метрополитена.

1.4. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. КОНЦЕНПЦИЯ МЕТОДОВ СТРОИТЕЛЬСТВА

ПИЛОННЫХ СТАНЦИЙ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЗНАЧИТЕЛЬНОЕ СНИЖЕНИЕ ОСАДОК ДНЕВНОЙ ПОВЕРХНОСТИ.

2.1 Основные положения концепции.

2.2 Идея и основные элементы малоосадочной технологии строительства подземных выработок.

ГЛАВА 3. ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННОГО

ЭКСПЕРИМЕНТА С ИЗМЕРЕНИЕМ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА С МАЛООСАДОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИЕЙ ИХ СТРОИТЕЛЬСТВА.

3.1. Основные горнопроходческие работы при строительстве подземных сооружений шахты 620 Петербургского метрополитена с использованием малоосадочной технологии

3.2. Геотехнический мониторинг.

3.2.1. Определение напряженно-деформированного состояния элементов крепи и окружающего грунтового массива в натурных условиях.

3.2.1.1. Измерение нормальных тангенциальных напряжений в стальных арках.

3.2.1.2. Измерение усилий в инъекционных анкерах опережающего крепления лба забоя.

3.2.1.3. Определение устойчивости массива в призабойной зоне.

3.2.2. Определение деформаций дневной поверхности.

ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МАЛООСАДОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ТРЕХСВОДЧАТЫХ СТАНЦИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА В ВЕРХНЕКОТЛИНСКИХ

ГЛИНАХ.

4.1 Постановка задачи.

4.2. Обоснование основных этапов моделирования.

ГЛАВА 5. МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ СТАНЦИИ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ СТРОИТЕЛЬСТВА.

5.1. Анализ напряженного состояния арок временной крепи.

5.2. Оценка влияния опережающей временной крепи на величину смещений контура выработки.

5.3. Сравнение напряженного состояния стальных арок временной крепи, полученного в результате натурных и теоретических исследований.

5.4. Анализ напряженного состояния несущих конструкций станций метрополитена на разных этапах строительства.

5.4.1. Анализ формирования сжимающих напряжений в конструкциях станции (толщина обделки 0,5 м).

5.4.2. Анализ формирования растягивающих напряжений в конструкциях станции (толщина обделки 0,5 м).

5.4.3. Анализ формирования сжимающих напряжений в конструкциях станции со скругленным обратным сводом (толщина обделки 0,5 м).

5.4.4. Анализ формирования растягивающих напряжений в конструкциях станции (толщина обделки 0,5 м).

5.5. Предложения по реализации результатов диссертационной работы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обоснование параметров конструкций пилонной станции метрополитена с малоосадочной технологией строительства"

Актуальность темы исследования:

Рост территории городов, создание новых жилых районов приводит к росту пассажиропотоков на городских магистралях и эти потоки превышают возможности наземного транспорта. Решение проблемы возможно развитием сети внеуличного транспорта, наиболее распространенным видом которого является метрополитен.

При строительстве станций метрополитенов, составляющих около 10% длины линий, расходуется до 40% всех вкладываемых средств. Это обусловливает значимость конструктивных, технологических и планировочных решений, направленных на снижение стоимости и трудоемкости работ, ускорение сроков ввода станционных сооружений в эксплуатацию.

Большой вклад в разработку методов расчета обделок тоннелей и исследования процессов взаимодействия подземных сооружений с массивом внесли Айвазов Ю.Н., Баклашов И.В., Булычев Н.С., Ваучский Н.И., Голицинский Д.М., Картозия Б.А., Кулагин Н.И., Меркин В.Е., Протосеня А.Г., Скобенников Г.А., Степанов П.В., Фотиева H.H., Фролов Ю.С. и др.

Исследованию работы конструкций станций метрополитенов посвящены работы Антонова А.Ю., Безродного К.П., ГарбераВ.А. ДорманаИ.Я., Демен-кова П.А., Лиманова Ю.А., Ногина В.А., Сильвестрова С.Н. и др.

В практике метростроения в нашей стране большое распространение получили трёхсводчатые колонные и пилонные станции. Сооружение этих станций производится по частям, большие объемы работ выполняются вручную, что значительно увеличивает сроки строительства. Разновременность возведения элементов конструкции приводит к усложнению работы узлов сопряжения обделки, особенно в строительный период. Сооружение таких станций приводит к значительным осадкам дневной поверхности, что вызывает деформации зданий и сооружений, расположенных над ними.

Расселение аварийных зданий и их ремонт требуют значительных материальных затрат и времени на восстановление зданий. Особенно недопустима такая ситуация в исторической части города, когда мемориальные здания и архитектурные памятники подвергаются возможности полного разрушения.

Поэтому тему диссертационной работы, посвященную геомеханическому обоснованию малоосадочных технологий при строительстве трехсводчатых станций, следует считать актуальной.

Цель диссертационной работы: обоснование параметров конструкций, снижение осадок земной поверхности и сроков строительства пилонных трехсводчатых станций.

Идея работы: с целью уменьшения перемещений грунтового массива и осадок земной поверхности при поэтапном раскрытии поперечных сечений тоннелей следует использовать передовую крепь в своде и армирование массива впереди забоя инъекционными анкерами большой длины.

Основные задачи работы:

- проведение натурных исследований изменения напряженно-деформированного состояния несущих элементов подземных сооружений станций метрополитена и вмещающего массива;

-разработка геомеханической модели взаимодействия массива и обделки станции метрополитена глубокого заложения;

-создание объемной численной модели, учитывающей конструктивные особенности станции и технологию ее возведения, а также деформационные свойства грунта и бетона;

- сопоставление результатов теоретических и экспериментальных исследований, разработка практических рекомендаций.

Методы исследований: натурные наблюдения за напряженно-деформированным состоянием подземных сооружений станции метрополитена; математическое моделирование с использованием метода конечных элементов; сравнительный анализ результатов исследований с натурными данными.

Научная новизна работы:

-установлены закономерности формирования пространственного напряженно-деформированного состояния конструкции станции метрополитена и массива грунтов в зависимости от технологии строительства и способов воздействия на вмещающий грунтовый массив, в частности:

- в опережающих забой инъекционных анкерах и экранах из труб в кровле выработки;

- во временной крепи выработки;

- в конструктивных элементах станции.

Защищаемые научные положения:

1. Для управления напряженно-деформированным состоянием вмещающего массива и конструкции станции, сооружаемой с использованием малоосадочной технологии, следует обеспечить упрочнение кровли и забоя тоннеля с учетом основных этапов её строительства.

2. Использование передового защитного экрана в своде при раскрытии ка-лотты среднего тоннеля станции в сочетании с временной крепью и армированием забоя инъекционными анкерами позволит уменьшить смещения грунтового массива и осадки земной поверхности по сравнению с традиционной технологией его строительства.

3. Параметры конструкции обделки трехсводчатой станции метрополитена пилонного типа должны определяться на основе учета совместной работы обделки и временной крепи, этапов раскрытия поперечных сечений тоннелей и армирования грунтового массива.

Практическая значимость работы:

1. Разработаны рекомендации по выбору параметров конструктивных элементов и технологии сооружения трехсводчатых станций пилонного типа.

2. Предложена и обоснована малоосадочная технология строительства трехсводчатых станций метрополитенов пилонного типа глубокого заложения с механизацией этапов строительства.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: обеспечивается натурными исследованиями работы подземных сооружений метрополитена, использованием современных методов геомеханики, сходимостью расчетных величин с натурными данными.

Апробация диссертации. Содержание и основные положения диссертационной работы докладывались на Международных конференциях «Проблемы геомеханики и механики подземных сооружений» (Тульский государственный университет, Тула, 2008, 2009) «Геотехнические проблемы мегаполисов» (Москва, 2010); на НТС ОАО «Ленметрогипротранс»; на заседаниях кафедры Строительства горных предприятий и подземных сооружений СПГГИ (ТУ) и получили одобрение.

Личный вклад автора заключается: в постановке задач исследований, участии в проведении натурных исследований, анализе натурных данных, разработке геомеханической модели, проведении численного моделирования и разработке практических рекомендаций.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, 4 из которых - в изданиях, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 5 глав, введение и заключение, список использованной литературы из 110 наименований, 72 рисунков и 5 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Маслак, Владимир Александрович

Основные результаты выполненных исследований:

1. Разработана геомеханическая модель взаимодействия конструкций трехсводчатой пилонной станции метрополитена, сооружаемой по малоосадочной технологии, с грунтовым массивом в пространственной постановке с учетом основных этапов её строительства.

2. Выполнены численные эксперименты по прогнозу напряженно-деформированного состояния конструкций станции с учетом основных этапов её строительства, включающие пошаговую разработку калотты среднего тоннеля с установкой временной крепи, пошаговую разработку его ядра и возведение постоянной обделки, пошаговую разработку обратного свода среднего тоннеля, его бетонирование и пошаговое сооружение боковых тоннелей.

3. Экспериментально установлено, что применение передового защитного экрана в кровле при раскрытии калотты среднего тоннеля в сочетании с временной крепью и армированием забоя анкерами уменьшает смещения грунтового массива и осадки земной поверхности по сравнению с традиционной технологией строительства станции.

4. Разработана методика расчета конструкций трехсводчатых пилонных станций метрополитена на основе решения пространственной задачи с учетом взаимодействия временной крепи, постоянной обделки и грунтового массива.

5. На основе разработанной методики расчета конструкций трехсводчатой пилонной станции, сооружаемой по малоосадочной технологии, выполнено обоснование её параметров для сложных инженерно-геологических и градостроительных условий г. Санкт-Петербурга.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой решена актуальная для подземного строительства задача обоснования параметров конструкций трехсводчатой пилонной станции, сооружаемой по малоосадочной технологии, имеющая важное значение для народного хозяйства.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Маслак, Владимир Александрович, Санкт-Петербург

1. Лиманов Ю.А. Осадки земной поверхности при сооружении тоннелей в кембрийских глинах. JL, ЛИИЖТ, 1957.

2. Лиманов Ю.А. Исследование развития осадок земной поверхности при сооружении станционных тоннелей в кембрийских глинах. Сборник ЛИИЖТа, вып. 156, Л., Трансжелдориздат, 1958.

3. Лиманов Ю.А. Экспериментальные исследования деформаций толщи кембрийских глин при сооружении станций нового типа. Сборник ЛИИЖТа, вып. 202, Л., Трансжелдориздат, 1963.

4. К расчету деформаций земной поверхности при сооружении метрополитена, к.т.н. М.А. Иофис, P.A. Муллер, В.Ф. Подаков. Транспортное строительство, № 6, 1971.

5. Пособие по проектированию мероприятий для защиты эксплуатируемых зданий и сооружений от влияния горнопроходческих работ при строительстве метрополитена (ВНИИГалургии, ВНИМИ, Ленметрострой), Л., Стройиздат, 1973.

6. Гутман С.Г. К расчету тоннелей. Пособие по проектированию мероприятий по хпщите эксплуатируемых зданий и сооружений от влияния горнопроходческих работ при строительстве метрополитена. Л., Стройиздат, 1973.

7. Безродный К.П. «Исследование реологических свойств протерозойских (кембрийских глин»). Сборник научных трудов ЦНИИСа. «Пути повышения долговечности и безотказности конструкций на основе современных методов исследования», № 98. М., 1976.

8. Безродный К.П. «Параметры ползучести протерозойских (кембрийских) глин в условиях объемного напряженного состояния» Сборник научных трудов ЦНИИСа, «Исследование конструкций станций Ленинградского метрополитена», № 101 М., 1976.

9. Безродный К.П., Сильвестров С.К., «Определение нарушений на обратный свод односводчатой станции с учетом реологических процессов». № 101 М., 1976.

10. Лиманов Ю.А., Безродный К.П. «К вопросу об определении нагрузки на обратный свод односводчатой станции в протерозойских глинах». Труды ЛИИЖТа, «Тоннели и метрополитены», № 419, 1977, Л., с.8-14.

11. Сильвестров С.Н., Созинов В.В., Харлаб В.Д., Щербаков E.H., Мандриков С.Г. Любарец И.И., Безродный К.П. Методические рекомендации.

12. Антонов А.Ю., Мандриков С.Г., Сильвестров С.И., Афендиков Л.С., Степанов П.В., Безродный К.П. Рекомендации по проектированию и строительству односводчатой станции в пластичных устойчивых глинах типа протерозойских, ЦНИИС, М., 1979.

13. Голицинский Д.М., Теленков Н.И., Лайкин В.В., Степанов П.В., Безродный К.П., Полубинский С.Л. Применение набрызгбетона при сооружении тоннелей Ленинградского метро. Транспортное строительство, № 10, 1979, с. 16-18.

14. Методическое руководство по комплексному горно-экологическому мониторингу при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей.

15. Безродный К.П., Сильвестров С.Н. Исследование реологических характеристик кембрийских глин применительно к условиям статической работы обратного свода односводчатой станции. Том 2. Хоздоговор ТМ-03-(73-75) №189, ЦНИИС, Л., 1975-44с.

16. Бажин Н.П. Итоги комплексных геомеханических исследований кембрийских глин. // Межвузовский сборник научных трудов "Устойчивость и крепление горных выработок". С-Пб, СПбГГИ, 1999. С. 58-61.

17. Бажин Н.П., Петров В. А., Карташов Ю.М., Баженов А.И. Результаты исследования физико-механических свойств кембрийских глин. в кн. Горное давление, сдвижение горных пород и и методика маркшейдерских работ. ВНИМИ, Л.: Недра, 1964. С. 49-63.

18. Вайсман A.M. Воздействие горного давления на вертикальную выработку в условиях ползучести горных пород. "Вопросы горного давления", вып. 13, СО АН СССР, 1962, С.13-24.

19. Гольдштейн М.Н., Котляревский В.Э., Мизюмский В. А. Исследование физико-механических и реологических свойств кембрийских глин. Отчет о научно-исследовательской работе №6014, Днепропетровск, ДИИЖТ, 1974.- 30с.

20. Ломтадзе В.Д. Исследования деформируемости кембрийских глин, вскрываемых горными выработками Ленинградского метрополитена. Отчет. Л., ЛГИ, 1957.

21. Филонов Ю.А., Иванов В.Г., Свитин В.В. Современная технология строительства станций метрополитена в Санкт-Петербурге. Метро. № 2-3, 1999, с. 20-25.

22. Безродный К.П., Филонов Ю.А., Осокин А.И., Мацегода А.Г. Предотвращение деформаций зданий при проходке подземных выработок. Труды международной конференции «Подземный город: геотехнология и архитектура», с-Пб., 1998, с. 485-487.

23. Айвазов Ю.Н. Взаимодействие породного массива с обделкой // Метрострой. 1983. - №6. - С. 15-17.

24. Айвазов Ю.Н. Расчет тоннельных обделок, обжатых в породу. К.: Изд. КАДИ, 1978.- 108с.

25. Заславский Ю.З. Исследование проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт Донецкого бассейна. М., Стройиздат,1974.

26. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика горных пород. М., Недра,1975.

27. Баклашов И.В., Картозия Б.А. Механика подземных сооружений и конструкций крепей. М., Недра, 1984, 415 с.

28. Баклашов И.В., Тимофеев О.В. Конструкции и расчет крепей и обделок. М.: Недра, 1879.- 283 с.

29. Булычев Н.С., Амусин Б.З., Оловянный А.Г. Расчет крепи капитальных горных выработок. М., Недра, 1974, 320 с.

30. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М., Недра, 1981,270 с.

31. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений: Учеб. Для вузов.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1994.-382 с.

32. Булычев Н.С., Фотиева H.H., Стрельцов Е.В. Проектирование и расчет крепи капитальных выработок. М.: Недра, 1986.-288с.

33. Взаимодействие массивов горных пород с крепью вертикальных выработок / Г.А. Крупенников, Н.С. Булычев, A.M. Козел и др. М., Недра, 1966 Козел A.M., Борисовец В.А., Репко A.A. Горное давление и способы поддержания вертикальных стволов. М.: Недра, 1976.

34. Либерман Ю.М. Давление на крепь капитальных выработок, "Недра", 1969.- 113с.

35. Протосеня А.Г., Козел A.M., Борисовец В.А. и др. Расчет нагрузок на крепь глубоких стволов, сооружаемых в сложных горно-геологических условиях // Шахтное строительство. 1984. № 6. С. 13-15.

36. Протосеня А.Г., Лебедев М.О. Постановка задач по расчету напряженного состояния около выработок // Межвузовский сборник научных трудов "Устойчивость и крепление горных выработок". С-Пб, СПГГИ, 1999. С. 115-118.

37. Протосеня А.Г. О постановке задач по расчету нагрузок на капитальные выработки и тоннели. // Устойчивость и крепление горных выработок. Крепление и поддержание горных выработок. / Санкт-Петербургский горный институт. С-Пб, 1992. С.4-8.

38. Протосеня А.Г., Ставрогин А.Н. Определение напряженно-деформированного состояния массива вокруг выработок на основе теориипластичности горных пород с дилатансией. / сб. Устойчивость и крепление горных выработок, ЛГИ, Л. 1978. С. 82-84.

39. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М., Углетехиздат, 1954.- 384 с.

40. Руппенейт К.В., Либерман Ю.М., Матвиенко В.В., Песляк Ю.А. Расчет крепи шахтных стволов. М.: Изд-во АН СССР. 1962.- 123 с.

41. Тоннели и метрополитены: Учебник для вузов. В.Г. Храпов, Е.А. Демешко, С.Н. Наумов и др., под ред. В.Г. Храпова. М.: Транспорт, 1989.-383с.

42. Фотиева H.H. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения. М., Стройиздат, 1974.- 274с.

43. Протодьяконов М.М. Давление горных пород на рудничное крепление. ГОНТИ, 1933.

44. Цимбаревич П.М. О величине горного давления в вертикальной выработке. "Горный журнал", № 9, 1933.

45. Шевяков Л.Д. Заметки о теории горного искусства. "Горный журнал", № 7, 1931.51.

46. Пособие по проектированию метрополитенов. Государственный проектно-изыскательский институт "Метрогипротранс", "Трансстрой" М., 1992.

47. СНиП Н-94-80. Подземные горные выработки. М., Стройиздат,1981.

48. Лиманов Ю.А. Осадки земной поверхности при сооружении тоннелей в кембрийских глинах, Л. изд. ЛИИЖТа, 1957.

49. Мандриков С.Г., Скобенников Г.А., Степанов П.В. Исследование статической работы конструкции колонных станций Ленинградского метрополитена в период эксплуатации. Научно технический отчет ЦНИИС по хоздоговору № 153, Л.-М., 1980.

50. Научно-технический отчет об исследованиях статической конструкции обделки станции "Петроградская". ЦНИИС, Л., 1963.

51. Научно-технический отчет. Натурные исследования статической работы несущих конструкций станции метрополитена "Маяковская". ЦНИИС, Л., 1968.

52. Белаенко Ф.А. Расчет крепи стволов шахт на больших глубинах в условиях Донецкого бассейна. В кн.: "Разработка угольных месторождений на больших глубинах". М., Углетехиздат, 1955.- С.118-137.

53. Дружко Е.Б. О взаимодействии системы "крепь-массив" с учетом образования зоны неупругих деформаций. "Проектирование и строительство угольных предприятий", № 9, 1968.

54. Протосеня А.Г., Бокий Б.В., Обручев Ю.С. Расчет нагрузок на крепь вертикальных стволов при больших глубинах // Шахтное строительство. 1974. № 1. С. 4-6.

55. Родин И.А. Снимаемая нагрузка и горное давление. В кн.: "Исследование горного давления". М., Госгортехиздат, 1960, С.343-374.

56. Амусин Б.З., Линьков A.M. Применение метода переменных модулей в задачах линейной наследственной ползучести. Труды ВНИМИ, сб. № 88 Л, изд.ВНИМИ, 1973, С. 180-184.

57. Амусин Б.З. Учет влияния торца при расчете нагрузок на крепь протяженных выработок и камер // Шахтное строительство.-1979.-№ 12.-С. 1518.

58. Власов С.Н., Безродный К.П., Сильвестров С.Н., Бессолов В.А. Проходка тоннелей большого сечения с применением опережающей крепи. -М., Транспортное строительство, 1985, № 8. с. 22-24.

59. Власов С.Н., Безродный К.П., Бессолов В.А. Преодоление разломов с использованием опережающих экранов. . — М., Транспортное строительство, 1986, № 7. с. 20 -22.Цытович H.A. Механика грунтов. М. Л., Госстройиздат.

60. Алимжанов М.Т. Об одной модели работы горного массива вблизи выработки. В кн.: "Вопросы механики горных пород". М., Недра, 1971. С.18-21.

61. Алексеев A.B., Нагорный С.Я., Рютина Т.П. Оценка физико-механических свойств верхнепротерозойских глин, как среды строительства подземных сооружений Санкт-Петербурга и использования щелевой крепи. АО "Тим", С-Пб, 1993.

62. Айвазов Ю.Н., Кривошлык А.И. О влиянии продвижения забоя на перемещения контура круговой протяженной выработки // Тоннели и метрополитены. Л.: ЛИИЖТ, 1982. - вып.711. - С.63-70.

63. Деменков П.А. Влияние технологии на формирование нагрузки при строительстве колонной станции Санкт-Петербургского метрополитена «Комендантский проспект». "Записки горного института". СПб, том 155 2003 г.

64. Александровский С.В. Ползучесть и усадка бетона и железобетонных конструкций. М., Стройиздат, 1976, 351с.

65. Амусин Б.З. Механические характеристики массива горных пород при аналитических расчетах проявлений горного давления в выработках. // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, 1979, № 6, С. 15-21.

66. Антонов О.Ю. О некоторых факторах, влияющих на статическую работу тоннельной обделки. //Метрострой. 1963. №3-4. С.46-50.

67. Антонов О.Ю. Об управлении нагрузками на конструкции. // Метрострой, №3. М., 1965. С.25-26.

68. Басинский Ю.М., Иванов Е.А. Зависимость проявлений горного давления в капитальных выработках глубоких шахт Центрального района Донбаса от основных геологических и горнотехнических факторов. Труды ВНИМИ, 1972, №85, С. 79-84.

69. Катков Г.А. Измерение нагрузок на крепь горных выработок. М., "Недра", 1969.- 137 с.

70. Лебедев М.О. Контроль за напряженно-деформированным состоянием конструкций перегонных тоннелей Санкт-Петербургского метрополитена. Том 2. Отчет о научно-исследовательской работе. Договор №2222. С-Пб, Ленметрогипротранс, 2001.

71. Лебедев М.О., Крюковский Ю.А. Контроль за напряженно-деформированным состоянием конструкций перегонных тоннелей Санкт-Петербургского метрополитена. Отчет о научно-исследовательской работе. Договор №2222. С-Пб, Ленметрогипротранс, 2001.- 128с.

72. Лебедев М.О. Натурные исследования напряженно-деформированного состояния конструкции станции "Крестовский остров". // Сборник научных трудов С-Пб, СПГГИ, 2000.

73. Самойлов В.П., Степанов П.В., Безродный К.П. Исследование особенностей статической работы железобетонной обделки, обжатой в породу вчетвертичных отложениях. Научно-технический отчет ЦНИИС по хоздоговору №145, Л.-М., 1977.

74. Обручев Ю.С., Абашин С.И. Способ исследования взаимодействия крепи горных выработок с массивом горных пород. "Горный журнал", М, 1984., №8.

75. Протосеня А.Г., Тимофеев О.В., Огородников Ю.Н. Разработка, практическая проверка и корректировка новой методики определения устойчивости породных обнажений в протерозойских глинах. СПГГИ, С-Пб., 1996.

76. Флорин В.А. Основы механики грунтов. М., 1959, 1961, т. I.

77. Флорин В.А. Основы механики грунтов. М., 1959, 1961, т. II.

78. Фотиева H.H., Булычев Н.С. Обработка результатов натурных исследований давления пород на крепь и расчет крепи по измеренным нагрузкам. // Межвузовский сборник Устойчивость и крепление горных выработок, вып.5, Л., изд.ЛГИ, 1978. С. 100-104.

79. Безродный К.П., Басов А. Д. Комплексные исследования по контролю и прогнозу устойчивости выработок при проходке Северомуйского тоннеля. Метрострой. -№4, 1991 г., с. 21-22.

80. Бокий Б.В., Обручев Ю.С., Протосеня А.Г. Расчет нагрузок на крепь вертикальных стволов при больших глубинах. "Шахтное строительство" № I, 1974, С.2-6.

81. Джапаридзе Л.А. Влияние касательных контактных напряжений на напряженное состояние кольцевой крепи подземных сооружений. Сообщения АН Груз.ССР, вып.53, 1969.

82. Козел A.M. Значение касательных сил и выбор толщины крепи по заданным неравномерным нагрузкам. Труды ВНИМИ., Л., изд.ВНИМИ, сб.46, 1962.

83. Давыдова Н.А. Приближенное решение задачи о смещении поверхности бесконечной цилиндрической полости, загруженной жестким кольцевым штампом конечной длины. Журн. ФТПРПИ. Сиб. Отд. АН СССР, №3, 1968.

84. Мусхелишвили Н.И. Некоторые основные задачи математической теории упругости. М., "Наука", 1966.- 705с.

85. Савин Т.Н. Концентрация напряжений около отверстий. М., Л., изд.ГИТТЛ, 1951, 494 с.

86. Савин Г.Н. Распределение напряжений около отверстий. Киев. Наукова думка, 1968.

87. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. М., "Недра", 1979.- 301 с.

88. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.: Недра, 1985.-272с.

89. Вайнберг Д.В. Концентрация напряжений в пластинах около отверстий и выкружек. Киев.: Техника, 1968.

90. Бурштейн Л.С. Теория упругости, пластичности и ползучести в горном деле. Учебное пособие. Часть 2. Л.: ЛГИ, 1977.-81 с.

91. Динник А.Н. О давлении горных пород и расчете крепи круглой шахты. "Инженерный работник", № 7, 1925.

92. Ержанов Ж.С., Синяев А.Я. Определение напряженного состояния анизотропного (наклоннослоистого) массива и его влияние на крепь вертикальной выработки. В кн.: "Реологические вопросы механики горных пород". Алма-Ата. Изд.АН КАЗ ССР, 1964, С.111-119.

93. Ержанов Ж.С. Теория ползучести горных пород и ее приложения. Алма-Ата, "Наука", 1964.- 175 с.

94. Ержанов Ж.С. и др. Аналитические вопросы механики горных пород. Теория и эксперимент. Алма-Ата. "Наука", 1969.

95. Либерман Ю.М., Калачева Т.А. Аппроксимация экспериментальных кривых деформирования во времени горных пород и материалов с затухающей ползучестью. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № I, 1980, С.3-9.

96. Работнов Ю.Н. Некоторые вопросы теории ползучести. Вестник МГУ, №Ю, 1948.

97. Степанов П.В., Мандриков С.Г. и др. Исследование статической работы обжатой на породу конструкции перегонных тоннелей Ленинградского метрополитена. Научно-технический отчет ЦНИИС по хоздоговору №284, Л.-М., 1988.

98. СНиП 2.06.08-87 Бетонные и железобетонные конструкции гидротехнических сооружений. М., 1987.

99. Сажин B.C. Определение области неупругих деформаций с учетом изменения сцепления породы. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, № 6, 1976, С.93-95.

100. Фисенко Г.Л. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. М., "Недра", 1976.- 272 с.