Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геомеханическое обоснование способов поддержания перегонных тоннелей метрополитена

ВАК РФ 25.00.20, Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации по теме "Геомеханическое обоснование способов поддержания перегонных тоннелей метрополитена"

На правах рукописи

КОЗИН Евгений Германович

ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБОВ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЕРЕГОННЫХ ТОННЕЛЕЙ МЕТРОПОЛИТЕНА

Специальность 25.00.20 - Геомеханика, разрушение

горных пород, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004

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

Научный руководитель -

заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, ведущий научный сотрудник

Ведущее предприятие - ОАО «Метрострой»

Защита диссертации состоится 17 декабря 2004 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, дом 2, ауд. № 1303.

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

Автореферат разослан 15 ноября 2004 г.

Анатолий Григорьевич Протосеня

Юрий Михайлович Карташов

кандидат технических наук, доцент

Александр Александрович Антонов

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета д.т.н., профессор

909№

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования; Решение транспортных проблем перевозки пассажиров в мегаполисах в основном связано со строительством и эксплуатацией метрополитена.

Подземные линии метрополитена представляют комплекс сооружений различного назначения. Тоннели и выработки, отличающиеся размерами, формой и конструкцией обделки, взаимодействуют между собой, окружающим грунтовым массивом, земной поверхностью и наземными сооружениями. Хозяйство метрополитена является одним из самых сложных и дорогостоящих в сравнении с другими современными видами городского транспорта.

Эксплуатационное состояние и надежность подземных линий метрополитена определяется устойчивостью и водонепроницаемостью перегонных тоннелей и станций метрополитена. Выход из строя участка линии прерывает перевозку пассажиров и приводит к значительным материальным потерям, что особенно ярко проявилось при аварии на Петербургском метрополитене между станциями «Площадь Мужества» - «Лесная».

Данные натурных исследований в условиях Петербургского метрополитена свидетельствуют о существенном влиянии на устойчивость тоннельных сооружений характеристик обделки (формы и толщины, материала) и массива (структурных особенностей, глубины заложения), а также условий контакта обделки с грунтовым массивом.

Большое влияние на состояние подземных сооружений метрополитена оказывают инженерно-геологические, гидрогеологические условия и характеристики вмещающего грунтового массива, а также наличие тектоники и подземных вод.

Решению проблем строительства и поддержания подземных сооружений метрополитена посвящены труды многих ученых: Ай-вазова Ю.Н., Безродного К.П., Булычева Н.С., Власова С.Н., Демеш-ко Е.А., Голицинского Д.М., Картозия Б.А., Кулагина Н.И., Маковского А.Н.., Меркина В.Е., Протосени А.Г., Тимофеева О.В., Фролова Ю.С, Черникова А.К., Шилина А.А., Шуплика М.Н. и других.

Содержание подземных сооружений метрополитенов связано с необходимостью выполнения комплекса работ по анализу геологического строения грунтового массива, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, геомеханическому и маркшейдерскому мониторингу, визуальному обследованию и инструментальным наблюдениям за состоянием тоннельных сооружений линий метрополитена в процессе их эксплуатации, а также разработки рекомендаций по ремонту обделок и конструкций станций. Вместе с тем, до настоящего времени еще не выработан единый подход к решению этих вопросов. Поэтому геомеханическое обоснование способов поддержания и ремонта подземных сооружений метрополитена является весьма актуальным для транспортных систем мегаполисов.

Цель диссертационной работы: обеспечение условий нормальной эксплуатации подземных сооружений метрополитенов.

Идея работы: геомеханический прогноз устойчивости и разработку рекомендаций по ремонту перегонных тоннелей и станций метрополитена следует осуществлять на основе данных инструментальных наблюдений за вертикальными перемещениями тоннельной обделки и анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий трассы метрополитена.

Основные задачи работы:

- Инструментальные наблюдения за состоянием и деформированием перегонных тоннелей по трассам метрополитена;

- Выявление основных форм и типов потери устойчивости и эксплуатационной пригодности обделок перегонных тоннелей и конструктивных элементов станций метрополитена;

- Разработка методики прогноза устойчивости тоннелей метрополитена;

- Обоснование способов и разработка рекомендаций по поддержанию эксплуатируемых подземных сооружений метрополитена.

Методы исследований: Анализ и обобщение результатов отечественных и зарубежных исследований; визуальные и инструментальные исследования деформирования перегонных тоннелей; исследование прочности обделок методами неразрушающего контроля; математическая обработка результатов исследований с использованием ПЭВМ.

Научная новизна работы:

• Выявлены закономерности вертикальных движений перегонных тоннелей метрополитена в форме периодического поднятия и опускания в пространстве и во времени при слабом, умеренном и высоком уровнях скоростей и градиентов перемещений путейских реперов.

♦ Установлено, что водопроницаемость обделок тоннелей носит кустовой характер в связи с наличием неотектонических разломов массива и увеличением уровня подземных вод гдовского горизонта.

Защищаемые научные положения:

1. Вертикальные перемещения перегонных тоннелей по трассе подземных линий метрополитена определяются взаимодействием системы «обделка-грунтовый массив», наличием погребенных па-леодолин, изменением прочностных, деформационных и структурных свойств грунтового массива, типами крепи, характеристиками материала обделки и технологией строительства.

2. Методика прогноза устойчивости перегонных тоннелей метрополитена должна основываться на величине средней скорости и динамике изменения вертикальных перемещений тоннельных сооружений в пространстве и во времени с учетом неотектоники и гидрогеологии грунтового массива.

3. Способы поддержания перегонных тоннелей и станций метрополитена должны выбираться в зависимости от категории технического состояния подземных сооружений, величин и динамики их вертикальных перемещений, накопленных инженерных осложнений, с использованием современных строительных материалов и технологий

Практическая значимость работы:

- Разработан каталог потенциально опасных участков потери устойчивости перегонных тоннелей по всем линиям Петербургского метрополитена.

- Составлены рекомендации по поддержанию и ремонту перегонных тоннелей и станций метрополитена, а также повышению их водонепроницаемости, которые внедрены на ряде участков трасс.

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: обеспечивается большим объемом инструментальных наблюдений за деформированием перегонных тоннелей вдоль трасс подземных линий Петербургского метрополитена, масштабными обследованиями состояния тоннелей и станций метрополитена; использованием статистических методов обработки экспериментальных данных.

Апробация диссертации. Основные положения диссертационной работы докладывались на 4-ой Международной научно-технической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве» СПб, 2002 г., на Международной конференции «Проблемы геомеханики и механики подземных сооружений», Тула, 2003 г., на НТС ГУП «Петербургский метрополитен».

Личный вклад автора заключается: в постановке задач и разработке методики исследования; в проведении экспериментальных исследований по деформированию перегонных тоннелей метрополитена; в разработке методики прогноза устойчивости перегонных тоннелей; в составлении рекомендаций по содержанию и ремонту перегонных тоннелей и станций метрополитена.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 159 страницах машинописного текста, содержит 4 главы, введение и заключение, список использованной литературы из 103 наименований, 28 рисунков, 11 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 диссертационной работы выполнен анализ инженерно-геологических и гидрогеологических условий заложения тоннелей Петербургского метрополитена. Выполнен анализ исследований по оценке устойчивости и эксплуатационному состоянию тоннелей. Сформулированы цель и задачи исследований.

В главе 2 приведена методика натурных экспериментальных исследований деформирования тоннелей метрополитена и результаты на-

блюдений за перемещением тоннелей всех линий за длительный период их эксплуатации.

В главе 3 приведена методика прогноза устойчивости тоннелей по линиям метрополитена и выделены аномальные его участки по величинам перемещений с выделением слабого, умеренного, высокого и весьма высокого уровней.

В главе 4 приведена методика визуальных и инструментальных натурных экспериментов и наблюдений за состоянием обделок, прочностью несущих конструкций и их водонепроницаемостью.

Основные результаты исследований отражены в следующих защищаемых положениях:

1. Вертикальные перемещения перегонных тоннелей по трассе подземных линий метрополитена определяются взаимодействием системы «обделка-грунтовыймассив», наличием погребенных палеодолин, изменением прочностных, деформационных и структурных свойств грунтового массива, типами крепи, характеристиками материала обделки и технологией строительства.

Измерение перемещений тоннелей метрополитена производилось с помощью реперов, установленных в лотковой части обделки, с использованием высокоточных современных нивелиров.

По предложенной методике выполнены длительные натурные наблюдения за деформированием тоннелей вдоль всех линий Петербургского метрополитена. Получены закономерности деформирования тоннелей во времени и в пространстве.

На рис. 1 приведены экспериментальные данные по деформированию перегонных тоннелей между станциями «Купчино» -«Звездная». Анализ данных показывает волновой характер деформаций тоннелей по трассе в форме опусканий и подъемов.

Во времени наблюдалось поочередное опускание и подъем тоннелей. В 1983, 1989 и 2001 годах наблюдалось опускание, а в 1986, 1994 и 1997 годах подъем тоннелей. В процессе эксплуатации перегонных тоннелей вначале наблюдалось их опускание, затем их подъем, потом опять опускание, которое сменилось на части тоннеля его подъемом.

оо

Купчино

I 10

Звездная

р

О 300 Тоннель

600 900 1200

Длина тоннеля, м

Рис.1. Скорость перемещения перегонного тоннеля между станциями «Купчино -Звездная»: 1 - 1981 г.: 2 - 1983 г.: 3 - 1986 г.: 4 - 1989 г.: 5 - 1994 г.: 6 - 1997 г.: 7

Следует особо отметить, что участки подъема и опускания чередуются друг с другом, что создает сложные условия для работы обделки тоннелей. Наибольшая величина перемещений тоннелей между подъемом и их опусканием составляет 20 мм.

Аналогичные закономерности периодического подъема и опускания перегонных тоннелей получены для всех линий Петербургского метрополитена.

Фиксируемые вертикальные перемещения тоннелей отражают постоянно действующие (волновые) движения вмещающих горных пород, находящихся в напряженно-деформированном состоянии упругого равновесия. Как показали результаты исследований, скорости движений ряда участков трасс, в целом, низкие (1-3 мм/год), плавно меняющиеся с градиентами 0-1 мм/год/100м. Расхождения скоростей между путями (перекос путей), в основном не превышают 1 мм/год. Такие деформационные параметры являются фоновыми и не создают угрозы безопасности движению поездов.

Наряду с фоновыми участками выявлены участки деформирования тоннелей с большими величинами подъема и опускания тоннелей по их трассе. На рис.2 приведены скорости перемещения перегонных тоннелей между станциями «Василеостровская» - «Гостиный двор».

Анализ экспериментальных данных перемещений перегонных тоннелей показывает чередование подъемов и опускании соседних участков тоннелей. Наибольшая разность между подъемом и опусканием составляет 40 мм. В 1986, 1996 и 2001 годах выявлен подъем одного участка тоннеля и опускание второго. Сопоставление экспериментальных данных по деформированию тоннелей между станциями «Купчино» - «Звездная» и «Василеостровская» - «Гостиный двор» показывает, что увеличение перемещений во втором случае связано с геологическим строением и неотектоникой грунтового массива по трассе тоннелей.

2. Методика прогноза устойчивости перегонных тоннелей метрополитена должна основываться на величине средней скорости и динамике изменения вертикальных перемещений тоннельных сооружений в пространстве и во времени с учетом неотектоники и гидрогеологии грунтовогомассива.

9

Василеостровская

Гостиный Двор

500

1000

2000 2500 3000 Длина тоннеля, м

3500

4000 4500 5000 5500

Рис.2. Скорость перемещения перегонного тоннеля между станциями Василеостровская • Гостиный Двор: 1 - 1967 г.; 2 - 1979 г.; 3 -1981 г.; 4 - 1982 г.; 5 - 1986 г.; 6 - 1989 г.; 7 -1994 г.; 8 - 1996 г.; 9 - 2001 г.; 10 - 2002 г.

Геология подземного пространства Санкт-Петербурга имеет сложное строение. На устойчивость подземных сооружений оказывают влияние геология и гидрогеология грунтового массива, его тектоника, физико-механические свойства грунтов и горных пород, величина и закономерности распределения нагрузок на тоннели метрополитена и характер их взаимодействия с окружающим массивом.

Для оценки устойчивости участков метрополитена все перечисленные выше факторы были разделены на две группы: геологические; геомеханические. Первая группа факторов характеризует влияние природных геологических процессов и неотектонику подземного пространства, вмещающего тоннели метрополитена.

Вторая группа характеризует влияние геомеханических факторов на состояние и устойчивость тоннелей.

Основными критериями выделения участков потери устойчивости тоннелей являлись величины перемещений, а также их динамика в пространстве и во времени. Для характеристики динамики изменений были рассчитаны три деформационных параметра: средняя ежегодная скорость движения реперов за каждый период между повторными измерениями, градиент изменения этой скорости, характеризующий степень изменчивости деформации по трассе, и, так называемый, перекос путей, то есть величина расхождения скоростей деформаций смежных путей. По результатам статистической обработки значений указанных параметров были определены фоновые и аномальные уровни.

Для аномальных перемещений разработана оценочная шкала деформационных параметров по аномальным уровням: слабому, умеренному, высокому и весьма высокому. Для величин скоростей и их градиентов это соответственно: 5-10; 10-20; 20-50; и более 50 мм/год для скоростей или мм/год/100 м для градиентов. Для перекосов путей: 2-5; 5-10; 10-20 и более 20 мм/год.

Выявленные значения перемещений использованы для составления классификации устойчивости эксплуатируемых тоннелей метрополитена (табл. 1). По величинам скоростей перемещений тоннелей предлагается выделить четыре состояния: устойчивое; средней устойчивости; неустойчивое; весьма неустойчивое.

В методическом плане по трассе метрополитена составляются схемы новейшей тектоники участков подземного пространства с указанием уровней их аномальности и категории потери устойчиво -сти тоннелей.

В качестве эталона для сопоставления и оценки аномальных участков трасс метрополитена был принят хорошо изученный аварийный участок метро между станциями «Лесная» - «Пл. Мужества» На основе методики по трассам линий Петербургского метрополитена выделены аномальные участки.

Таблица 1

Классификация устойчивости эксплуатируемых тоннелей метрополитена

Состояние устойчивости тоннелей Величина средней скорости вертикальных перемещений, мм/год Величина градиента скорости вертикальных перемещений, мм/год/100м Величина расхождения скоростей деформаций по путям -перекос путей, мм/год Состояние окружающего грунтового массива по аномальности

Устойчивое 5-10 5-10 2,5-5 слабое

Средней устойчивости 10-20 10-20 5-10 умеренное

Неустойчивое 20-50 20-50 10-20 высокое

Весьма неустойчивое более 50 более 20 весьма высокое

Участок «Купчино», в границах перегона «Купчино» - «Звездная», включает станцию «Купчино» и ее рампу. Первый выделенный участок мелкого заложения строился открытым способом работ с последующей обратной засыпкой котлована. Второй выделенный отрезок с аномальными проявлениями деформаций приурочен к четвертичным грунтам. Зоны их дислокации, по-видимому, изначально ослаблены и чувствительны к динамическим воздействиям ввиду формирования в пределах палеоврезов и геодинамически неустойчивых грунтах. Избирательный характер течей свидетельствует о

разгрузке по этим проницаемым тектоническим зонам подземных вод ломоносовского горизонта, залегающего здесь в 25-30 метрах от поверхности.

На участке «Сенной», в границах перегона между станциями «Технологический институт - Невский проспект», проявленные аномальные деформации тоннелей вызваны совместным действием природного и техногенного фактора. В районе пересечки с линией № 4 тоннели проходят через тектонически-ослабленные коренные глины и четвертичные глинистые отложения в локальном палеовре-зе. Поэтому неслучайно проявление здесь деформаций, отмеченных в 1981- 1986 гг. во время тектонической активизации, т.е. еще до пересечения линий в 1988 г. Наложение техногенного фактора на тектонический, усилило геодинамическую нестабильность изначально неустойчивой природной системы. Отсюда и длительность аномальных деформаций, их усиление во время последней тектонической активизации 1994-97 гг. и проявленные здесь течи. С этим же связаны длительные и интенсивные деформации поверхности в районе Сенной площади.

«Долинный», в границах перегона «Невский проспект - Горь-ковская». Зафиксированные на участке аномальные деформации и многочисленные течи имеют, в основном, природный характер. Тоннели проходят под мощной палеодолиной реки Невы, заложенной по крупному долгоживущему активному разлому. Таким образом, участок попал в тектонический блок, весьма неустойчивый в геодинамическом отношении, особенно в периоды тектонической активизации. Последняя ярко проявилась на участке в период 19932000 г.г. с максимумом в 1994-95 г.г. Опасность её проявления в инженерном отношении заключалась не только в высокоаномальных скоростях движений тоннелей, но и в частых резких сменах их знаков, что приводит к эффекту «усталости» материалов конструкции.

Аномальными являются также участки линии между станциями «Черная речка» и «Пионерская», включая обе станции.

По трассе Кировско-Выборской линии выделены аномальные участки между станциями «проспект Ветеранов» - «Ленинский проспект», «Ленинский проспект» - «Автово», «Размыв» между стан-

циями «Лесная» - «Площадь Мужества», «Гражданский проспект» -«Девяткино».

3. Способы поддержания перегонных тоннелей и станций метрополитена должны выбираться в зависимости от категории технического состояния подземных сооружений, величин и динамики их вертикальных перемещений, накопленных инженерных осложнений, с использованием современных строитель-ныхматериалов и технологий.

Для оценки эксплуатационного состояния тоннелей и станций метрополитена выполнены визуальные и инструментальные натурные наблюдения. Визуальные наблюдения включали определение состояния обделки перегонных тоннелей, дефектов в тюбингах, трещин в ребрах жесткости, измерение величины их раскрытия в несущих стенах и конструкциях станций с фиксацией местных дефектов бетонирования, выявления обнажений арматуры, нарушений защитного слоя, видимых нарушений структуры бетона и негаба-ритности ограждающих конструкций.

Инструментальные измерения включали определение прочно -сти бетона несущих конструкций путем непосредственного выбуривания кернов и испытаний образцов, определении водонепроницаемости бетона несущих стен конструкций станций и водопоглощения растворов под мраморной облицовкой.

Для оценки прочности обделок перегонных тоннелей выполнялись экспериментальные исследования методами неразрушающе-го контроля.

Замеры производились в пяти местах по внутренней поверхности железобетонной оболочки через каждые 2 м по длине тоннеля. В каждом месте выполнялось четыре измерения методом поверхностного прозвучивания при установке ультразвуковых преобразователей на требуемой базе вдоль и поперёк тоннеля.

Обработка полученных результатов проводилась в программе Microsoft Excel, погрешность измерений, учитывая недостатки поверхности оболочки, следует оценить в 10-14%.

Большое количество проведенных однотипных измерений с одновременным анализом состояния поверхности бетона, а в некоторых местах по имеющимся вскрытиям по глубине бетона, позволили дешифровать невидимые в толще стен оболочки дефекты.

Одновременно с измерениями глубинной прочности бетона производилось измерение его поверхностной прочности.

Произведенные замеры показали, что состояние железобетонной обделки характеризуется крайней неоднородностью, как по протяженности тоннелей, так и по периметру отдельно взятого кольца.

Анализ приведенных выше данных о состоянии обделок эксплуатируемых перегонных тоннелей и станций метрополитена позволяет выделить два типа потери устойчивости:

- дефекты конструкций и снижение устойчивости выработок;

- различного типа течи в тоннелях.

Первый тип потери устойчивости тоннелей и станций метрополитена связан с воздействием нагрузок от горного давления, прочностью конструкций обделки и качеством ее сооружения.

Второй тип потери устойчивости зависит от тектоники грунтового массива, его свойств, напора подземных вод, их агрессивности по отношению к материалу обделки и гидроизоляции тоннелей и станций метрополитена.

Классификация состояния устойчивости перегонных тоннелей и станций метрополитена приведена в таблице 2.

Степень потери устойчивости подземных сооружений метрополитена при течах зависит от интенсивности водопритоков в тоннельные сооружения. Наличие значительных водопритоков в перегонных тоннелях в слабых водонасыщенных грунтах может привести к тяжелым последствиям и авариям. Водопритоки небольшой интенсивности проявляются в форме слабых течей, «мокрых пятен» и влажных швов на тюбингах. Наличие течей воды приурочено к па-леодолинам, зонам тектонических нарушений и ослаблений грунтового массива, а также трещинам в обделке тоннелей и повреждениям в конструкции станций.

Так, в границах перегона «Гражданский проспект» - «Девят-кино», пикеты 251 - 264, на участке аномальных осадок в 1979 году были обнаружены многочисленные трещины в чугунных тюбингах, а также зафиксирован резкий подъем части тоннеля, что привело к существенному усилению водопритоков и количеству течей. Из 378 течей на перегоне 324 из них приходилось на аномальную область.

После проведения работ по водоподавлению и ремонту обделки количество течей снизилось в 60 раз.

Таблица 2

Характеристика состояний устойчивости перегонных тоннелей и станций метрополитена

№ п/п Категория устойчивости Характер и форма дефектов и повреждений конструкций

Перегонных тоннелей Станций

1. Устойчивое состояние Поднятие и опускание тоннелей в пределах фоновых перемещений путейских реперов. Взаимное смещение конструкций по деформационным швам, в пределах допустимых значений.

2. Состояние средней устойчивости Нарушение гидроизоляции тоннелей в виде мокрых пятен, единичного капежа. Единичные места нарушения чеканки швов. Появление влажных пятен на водоотводящих зонтах, наличие единичных буня-щих плит облицовки, единичные места раскрытия (смятия) швов водоотводя-щих зонтов.

3. Неустойчивое состояние Одиночные трещины и сколы в спинках и ребрах железо бетонных тюбингов и блоков, коррозия чугунных тюбингов, единичные нарушения связей и эллиптичности в кольце, кустовое распространение течей. Разрушение ребер водоот-водящих зонтов, отслоение облицовки, вспучивание полов платформы, негаба-ритности платформ и путевых стен, одиночные трещины в балках, стенах, перекрытиях.

4. Весьма неустойчивое состояние Много численные трещины и сколы в железобетонных и чугунных тюбингах, повреждения болтовых связей и дефекты замковых блоков. Постоянные течи и течи с выносом грунта. Наличие эллиптичности сверх допустимых значений, негабаритность и вспучивание металлоизоля-ции, отрыв шпал с разрушением путевого бетона. Разрушение опорной части колонн и водоотводящих зонтов, многочисленные трещины в несущих балках внутренних конструкций, обильные течи, перекос путей в пределах станции, разрушение отштукатуренных и облицованных поверхностей.

Таблица 3

Категории технического состояния и способы поддержания перегонных тоннелей и станций метрополитена

Состояние устойчивости тоннелей Категория технического состояния Способы поддержания

Перегонных тоннелей Станций

Устойчивое Исправное состояние По действующим нормативным документам, разработанным техпроцессам и технологиям

Средней устойчивости Работоспособное состояние Ликвидация течей, обмазочная гидроизоляция, перечеканка швов. Установка маяков, текущий ремонт и ликвидация течей, перечеканка швов.

Неустойчивое Ограниченное работоспособное состояние Установка маяков, восстановление защитного слоя бетона, перечеканка швов и нагнетание за обделку, замена болтовых связей. Восстановление водоот-водящих зонтов и повышение водонепроницаемости, переборка полов и облицовки, устранение негабаритности, локальное усиление конструкций.

Весьма неустойчивое Аварийное состояние Разработка проекта усиления и гидроизоляции с устройством ж/б обоймы и металлоизоляции, реконструкция жесткого основания пути, нагнетание за обделку составов, повышающих несущую способность основания (закрепление грунтов), внутренняя гидроизоляция с использованием сухих смесей. Реконструкция наклонных ходов с заменой во-доотводящих зонтов, ликвидация течей и усиление несущих конструкций станций, колонн, балок и опорных частей, восстановление деформационных швов и зазоров.

Увеличение притоков воды в подземные сооружения метрополитена происходит с середины 90-х годов и связано с общим подъемом уровня подземных вод гдовского горизонта за счет сокращения водозабора на территории города. Отметка уровня подземных вод в 1995 году составляла -30 ми была выше тоннелей метрополитена. На всех линиях метрополитена отмечено увеличение водопритоков в подземные сооружения. Особенно большая концентрация течей наблюдается в районах палеодолин. Катастрофические водопритоки воды в тоннеле в районе палеодолины «Размыв» привели к аварии на эксплуатируемых тоннелях и их затоплению. Способы поддержания и ремонта подземных сооружений метрополитена выбираются в зависимости от типов деформирования и категории технического состояния тоннелей и конструктивных элементов станций (таблица 3).

Работы выполняются по специально разрабатываемым проектам и включают усиление обделки, повышение несущей способности строительных конструкций и восстановление гидроизоляции путем сооружения внутренней железобетонной рубашки и металло-изоляции, заполнения пустот в бетонной обделке и герметизации швов в сборной обделке, нагнетания раствора в заобделочное пространство и инъекционного упрочнения окружающего грунтового массива, а также другие работы по водоподавлению, ликвидации течей и защите от коррозии с использованием сухих строительных смесей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной для подземного строительства и эксплуатации тоннельных сооружений метрополитена задачи - геомеханического обоснования способов поддержания и ремонта перегонных тоннелей и конструкций станций метрополитена.

Результаты выполненных исследований:

1. Выполнены длительные экспериментальные натурные наблюдения за деформированием тоннелей на всех линиях Петербург-

ского метрополитена. Вертикальные перемещения перегонных тоннелей по трассе подземных линий метрополитена определяется взаимодействием системы «обделка-грунтовый массив», геологическим строением, изменением прочностных, деформационных и структурных свойств грунтового массива по их трассе, наличием погребенных палеодолин, типами крепи, характеристиками материала обделки и технологией строительства. Выявлены закономерности деформирования тоннелей по трассе метрополитена в форме периодического поднятия и опускания их в пространстве и во времени с перекосом путей при слабом, умеренном и высоком уровнях скоростей перемещений тоннельных сооружений и их градиентов.

2. Разработана методика прогноза устойчивости тоннелей вдоль линии метрополитена, учитывающая характер и величины перемещений обделок, перекос путей и динамику их изменения в пространстве и во времени и инженерно-геологические и гидрогеологические условия, строение и неотектонику грунтового подземного пространства.

Основными критериями выделения участков потери устойчивости тоннелей являлись величины вертикальных перемещений. Для характеристики динамики перемещений были рассчитаны три деформационных параметра: средняя ежегодная скорость движения реперов за каждый период между повторными измерениями, градиент изменения этой скорости и перекос путей, характеризующий величину расхождения скоростей деформаций по путям. По результатам статистической обработки значений указанных параметров были определены фоновые и аномальные уровни, разработана оценочная шкала последних, с выделением слабого, умеренного, высокого и весьма высокого аномального уровня.

3. Разработан каталог аномальных участков трасс Петербургского метрополитена, основанный на выявлении зон аномальных перемещений тоннелей, их величины, устойчивости выработок и учете тектоники массива. Наиболее напряженная неотектоническая обстановка установлена на стыке активных блоков с разной геодинамикой, где выявлены тектонические нарушения и ослабления, па-леодолины, палеоврезы и другие геологические нарушения.

4. Потеря эксплуатационной способности тоннелей в протерозойских глинах происходит вследствие их деформирования, потери устойчивости и увеличения водопроницаемости, носящей кустовой

характер, и связана с неотектоническими разломами грунтового массива, погребенными палеодолинами, прочностью обделок, общим увеличением уровня подземных вод гдовского горизонта и их агрессивностью по отношению к материалу обделки.

5. Разработанные способы поддержания перегонных тоннелей и станций метрополитена основаны на учете категории их устойчивости, степени разрушения элементов крепи, нарушении гидроизоляции тоннельных сооружений и использовании новых строительных материалов и технологий. Они внедрены на ряде участков трасс Петербургского метрополитена.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Козин Е.Г. Применение сухих строительных смесей в процессе эксплуатации метрополитена на примере опыта ГУП «Петербургский метрополитен». Сборник докладов 4-ой Международной научно-технической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве «MixBULT», С-Пб, 2002, с. 104-107.

2. Козин Е.Г. Анализ работы тоннельной обделки по данным повторного нивелирования на перегоне «Обухово-Рыбацкое» Петербургского метрополитена. Известия Тульского государственного университета. Серия «Геомеханика. Механика подземных сооружений». Выпуск 1.Тула, 2003, с. 137-141.

3. Козин Е.Г. Технологии ремонта тоннельных обделок на примере метрополитена г. Санкт-Петербург. Материалы 3-ей межрегиональной научно-практической конференции «Технические науки, технологии и экономика», Чита, 2003 г., с. 192-195.

4. Козин Е.Г., Карманов А.И. Применение сухих строительных смесей в процессе эксплуатации метрополитена. «Метро и тоннели» №4, М., Тоннельная ассоциация России, 2003 г., с. 32-35.

5. Козин Е.Г. Проблемы научного подхода при организации надзора за эксплуатацией подземных сооружений. Труды Международной конференции «Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений», Екатеринбург, 2004 г., с. 17-21.

РИЦ СПГТИ. 02.11.2004.3.495. Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

№21951

РНБ Русский фонд

2005-4 19298

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Козин, Евгений Германович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Геологические особенности района строительства и эксплуатации тоннелей метрополитена.

1.2. Анализ натурных исследований за распределением нагрузок на обделки тоннелей.

1.3. Анализ исследований за состоянием эксплуатируемых подземных сооружений метрополитенов, цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. ДЛИТЕЛЬНЫЕ НАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФОРМИРОВАНИЕМ ТОННЕЛЕЙ ПЕТЕРБУРГСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА 24 2.2. Методика натурных наблюдений за деформированием тоннелей метрополитена.

2.2. Натурные наблюдения за деформированием тоннелей Кировско-Выборгской линии метрополитена.

2.3. Натурные наблюдения за деформированием тоннелей Московско-Петроградской линии.

2.4. Натурные наблюдения за деформированием тоннелей Невско-Василеостровской линии.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОГНОЗА УСТОЙЧИВОСТИ ТОННЕЛЕЙ ПО ЛИНИЯМ ПЕТЕРБУРГСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА

3.1. Методика прогноза устойчивости участков линий метрополитена.

3.2. Прогноз устойчивости тоннелей Кировско-Выборгской линии

3.3. Прогноз устойчивости тоннелей Московско-Петроградской линии.

3.4. Прогноз устойчивости тоннелей Невско-Василеостровской линии.

4. НАТУРНЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ СОСТОЯНИЯ УСТОЙЧИВ ОСТИ ОБДЕЛОК ТОННЕЛЕЙ ПЕТЕРБУРГСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА И РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ИХ ПОДДЕРЖАНИЯ

4.1. Методика исследований.

4.2. Натурные наблюдения устойчивости тоннелей 110 Кировско-Выборгской линии.

4.3. Натурные наблюдения устойчивости тоннелей

Московско-Петроградской линии.

4.4. Натурные наблюдения устойчивости тоннелей

Невско-Василеостровской линии.

4.5. Обоснование способов поддержания подземных сооружений и ремонта обделок перегонных тоннелей на участке «Обухово

Рыбацкое».

4.6. Инструментальные исследования прочности и ремонт обделок перегонных тоннелей на участке «Обухово-Рыбацкое». ^^

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геомеханическое обоснование способов поддержания перегонных тоннелей метрополитена"

Решение транспортных проблем перевозки пассажиров в мегаполисах в основном связано со строительством и эксплуатацией метрополитенов.

Сеть выработок метрополитенов представляет комплекс подземных сооружений различных размеров и назначения, взаимодействующих между собой, земной поверхностью и наземными сооружениями. Метрополитены являются одними из самых сложных и дорогостоящих отраслей современного подземного хозяйства.

Эксплуатационное состояние и надежность подземных транспортных систем определяется устойчивостью и водонепроницаемостью перегонных тоннелей и станций метрополитенов. Выход из строя перегонных тоннелей создает большие трудности в перевозке пассажиров и приводит к значительным материальным потерям, что особенно ярко проявилось при аварии на Петербургском метрополитене между станциями «Площадь Мужества» - «Лесная».

Данные натурных исследований в условиях петербургского метрополитена свидетельствуют о существенном влиянии как характеристики крепи (формы и толщины, материала) и массива (структурных особенностей, глубины заложения), так и условий контакта обделки с грунтовым массивом на устойчивость тоннельных сооружений.

Большое влияние на состояние подземных сооружений метрополитенов оказывают инженерно-геологические и гидрогеологические условия и характеристики вмещающего грунтового массива, наличие тектоники и подземных вод.

Решению проблем строительства и поддержания подземных сооружений метрополитенов посвящены труды многих ученых: Айвазова Ю.Н., Безродного К.П., Булычева Н.С., Власова С.Н., Демешко Е.А., Голицинского Д.М., Кар-тозия Б.А., Кулагина Н.И., Маковского А.Н., Меркина В.Е., Протосени А.Г., Тимофеева О.В., Фролова Ю.С., Черникова А.К., Шилина А.А., Шуплика М.Н. и других.

Поддержание подземных сооружений метрополитенов связано с необходимостью выполнения комплекса работ по анализу геологического строения грунтового массива, инженерно-геологических и гидрогеологических условий, геомеханическому и маркшейдерскому мониторингу, визуальному обследованию и инструментальным наблюдениям за состоянием тоннельных сооружений линий метрополитена в процессе их эксплуатации и разработке рекомендаций по ремонту обделок и конструкций станций. Вместе с тем, эти вопросы до настоящего времени еще слабо разработаны. Поэтому геомеханическое обоснование способов поддержания и ремонта подземных сооружений метрополитенов является весьма актуальным для транспортных систем мегаполисов.

Цель работы: обеспечение условий нормальной эксплуатации подземных сооружений метрополитена.

Идея работы: геомеханический прогноз устойчивости и разработку рекомендаций по ремонту перегонных тоннелей и станций метрополитена следует осуществлять на основе данных инструментальных наблюдений за вертикальными перемещениями тоннельной обделки и анализа инженерно-геологических и гидрогеологических условий трассы метрополитена.

Основные задачи работы:

- Инструментальные наблюдения за состоянием и деформированием перегонных тоннелей по трассам метрополитена;

- Выявление основных форм и типов потери устойчивости и эксплуатационной пригодности обделок перегонных тоннелей и конструктивных элементов станций метрополитена;

- Разработка методики прогноза устойчивости тоннелей метрополитена;

- Обоснование способов и разработка рекомендаций по поддержанию эксплуатируемых подземных сооружений метрополитена.

Методы исследований: Анализ и обобщение результатов отечественных и зарубежных исследований; визуальные и инструментальные исследования деформирования перегонных тоннелей; исследование прочности обделок методами неразрушающего контроля; математическая обработка результатов исследований с использованием ПЭВМ.

Научная новизна работы:

Выявлены закономерности вертикальных движений перегонных тоннелей метрополитена в форме периодического поднятия и опускания в пространстве и во времени при слабом, умеренном и высоком уровнях скоростей и градиентов перемещений путейских реперов.

Установлено, что водопроницаемость обделок тоннелей носит кустовой характер в связи с наличием неотектонических разломов массива и увеличением уровня подземных вод гдовского горизонта.

Защищаемые научные положения:

1. Вертикальные перемещения перегонных тоннелей по трассе подземных линий метрополитена определяются взаимодействием системы «обделка-грунтовый массив», наличием погребенных палеодолин, изменением прочностных, деформационных и структурных свойств грунтового массива, типами крепи, характеристиками материала обделки и технологией строительства.

2. Методика прогноза устойчивости перегонных тоннелей метрополитена должна основываться на величине средней скорости и динамике изменения вертикальных перемещений тоннельных сооружений в пространстве и во времени с учетом неотектоники и гидрогеологии грунтового массива.

3. Способы поддержания перегонных тоннелей и станций метрополитена должны выбираться в зависимости от категории технического состояния подземных сооружений, величин и динамики их вертикальных перемещений, накопленных инженерных осложнений, с использованием современных строительных материалов и технологий

Достоверность и обоснованность научных положений и рекомендаций: обеспечивается большим объемом инструментальных наблюдений за деформированием перегонных тоннелей вдоль трасс подземных линий Петербургского метрополитена, масштабными обследованиями состояния тоннелей и станций метрополитена; использованием статистических методов обработки экспериментальных данных.

Основные положения диссертационной работы докладывались на 4-ой Международной научно-технической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве» СПб, 2002 г., на Международной конференции «Проблемы геомеханики и механики подземных сооружений», Тула, 2003 г., на НТС ГУП «Петербургский метрополитен».

Личный вклад автора заключается: в постановке задач и разработке методики исследования; в проведении экспериментальных исследований по деформированию перегонных тоннелей метрополитенов; в разработке методики прогноза устойчивости перегонных тоннелей; в составлении рекомендаций по поддержанию и ремонту перегонных тоннелей и станций метрополитена.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ в периодической печати и трудах научных конференций.

Заключение Диссертация по теме "Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика", Козин, Евгений Германович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-исследовательскую квалификационную работу, в которой содержится решение актуальной для подземного строительства и эксплуатации тоннельных сооружений метрополитена задачи - геомеханического обоснования способов поддержания и ремонта перегонных тоннелей и конструкций станций метрополитена.

Результаты выполненных исследований:

1. Выполнены длительные экспериментальные натурные наблюдения за деформированием тоннелей на всех линиях Петербургского метрополитена. Вертикальные перемещения перегонных тоннелей по трассе подземных линий метрополитена определяется взаимодействием системы «обделка-грунтовый массив», геологическим строением, изменением прочностных, деформационных и структурных свойств грунтового массива по их трассе, наличием погребенных палеодолин, типами крепи, характеристиками материала обделки и технологией строительства. Выявлены закономерности деформирования тоннелей по трассе метрополитена в форме периодического поднятия и опускания их в пространстве и во времени с перекосом путей при слабом, умеренном и высоком уровнях скоростей перемещений тоннельных сооружений и их градиентов.

2. Разработана методика прогноза устойчивости тоннелей вдоль линии метрополитена, учитывающая характер и величины перемещений обделок, перекос путей и динамику их изменения в пространстве и во времени и инженерно-геологические и гидрогеологические условия, строение и неотектонику грунтового подземного пространства.

Основными критериями выделения участков потери устойчивости тоннелей являлись величины вертикальных перемещений. Для характеристики динамики перемещений были рассчитаны три деформационных параметра: средняя ежегодная скорость движения реперов за каждый период между повторными измерениями, градиент изменения этой скорости и перекос путей, характеризующий величину расхождения скоростей деформаций по путям. По результатам статистической обработки значений указанных параметров были определены фоновые и аномальные уровни, разработана оценочная шкала последних, с выделением слабого, умеренного, высокого и весьма высокого аномального уровня.

3. Разработан каталог аномальных участков трасс Петербургского метрополитена, основанный на выявлении зон аномальных перемещений тоннелей, их величины, устойчивости выработок и учете тектоники массива. Наиболее напряженная неотектоническая обстановка установлена на стыке активных блоков с разной геодинамикой, где выявлены тектонические нарушения и ослабления, палеодолины, палеоврезы и другие геологические нарушения.

4. Потеря эксплуатационной способности тоннелей в протерозойских глинах происходит вследствие их деформирования, потери устойчивости и увеличения водопроницаемости, носящей кустовой характер, и связана с неотектоническими разломами грунтового массива, погребенными палеодолинами, прочностью обделок, общим увеличением уровня подземных вод гдовского горизонта и их агрессивностью по отношению к материалу обделки.

5. Разработанные способы поддержания перегонных тоннелей и станций метрополитена основаны на учете категории их устойчивости, степени разрушения элементов крепи, нарушении гидроизоляции тоннельных сооружений и использовании новых строительных материалов и технологий. Они внедрены на ряде участков трасс Петербургского метрополитена.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Козин, Евгений Германович, Санкт-Петербург

1. Недра России. Том 2. Экология геологической среды. С-Пб.-М., 2002.662 с.

2. Айвазов Ю.Н. Взаимодействие породного массива с обделкой // Мет-рострой. 1983. - №6. - С.15-17.

3. 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.

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

5. Алексеев А.В., 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.

6. 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.

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

8. Антонов О.Ю. Об управлении нагрузками на конструкции. // Метро-строй, №3. М., 1965. С.25-26.

9. 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.

10. 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.

11. 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 методика маркшейдерских работ. ВНИМИ, Л.: Недра, 1964. С. 49-63.

12. Баклашов И.В., Руппенейт К.В. Прочность незакрепленных горных выработок. М., Недра, 1965, 102 с.

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

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

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

16. 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.

17. Батероу X. Геосинтетическо-глинистая гидроизоляция как высокоэффективный изоляционный элемент в геотехническом и природоохранномстроительстве// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -№2, 1999.

18. Бойко М.Д. Диагностика повреждений и методы восстановления эксплуатационных качеств зданий. -JL: Стройиздат, 1975.

19. Березанцев В.Г. Осесимметричная задача теории предельного равновесия сыпучей среды. М., изд.ГИТТЛ, 1962, 116 с.

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

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

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

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

24. Власов С.Н., Маковский Л.В., МеркинВ.Е, Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и метрополитенов. М. ТИМР, 2002.

25. Гельман Я.Г. Исследование статической работы несущих конструкций станций метрополитена колонного типа. Труды ЦНИИС, сообщение № 90, 1956.

26. 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.

27. Дранковский А.Н., Фадеев А.Б. Подземные сооружения в промышленном строительстве, изд. Казанского университета, 1993.

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

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

30. КартозияБ.А. и др. Шахтное и подземное строительство. Том 1. Том 2. М.: МГТУ, 2003.

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

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

33. Лабасс А. Давление горных пород в угольных шахтах. В кн. "Вопросы теории горного давления". М., Госгортехиздат, 1961, С.59-164.

34. Кулагин Н.И. Пересадочные узлы на линиях метрополитена глубокого заложения. М.: Центр "ТИМР", 1996. 111с.

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

36. 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.

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

38. 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, Ленметро-гипротранс, 2001.

39. 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.

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

41. Лебедев М.О. Расчет нагрузок на обделку одиночных тоннелей заложенных в протерозойских глинах / Известия высших учебных заведений. Горный журнал. Свердловск, 2001, №2. С. 53-56.

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

43. Максимов А.П. Выдавливание горных пород и устойчивость подземных выработок. М., Госгортехиздат, 1963.- 144 с.

44. 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.

45. Мандриков С.Г., Степанов П.В. и др. Провести натурные исследования и наблюдения за несущей конструкцией станционного узла и составить отчет с рекомендациями. Научно технический отчет ЦНИИС по теме 103К-ТМ-79/069, р.2., Л.-М., 1982.

46. Методическое указание по лабораторному испытанию пластическихсвойств пород. Д., ВНИМИ, 1972.

47. Насонов И.Д., Федюкнн В.А., Щуплик М.Н. Технология строительства подземных сооружений. М., "Недра", 1983.

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

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

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

51. Пособие по проектированию метрополитенов. Государственный про-ектно-изыскательский институт "Метрогипротранс", "Трансстрой" М., 1992.

52. Протосеня А.Г. Упругопластическое распределение напряжений возле кругового отверстия для пластически неоднородной среды. ПМ, 1972, т.VIII, вып.2.

53. Протосеня А.Г., Лебедев М.О. Постановка задач по расчету напряженного состояния около выработок // Межвузовский сборник научных трудов

54. Устойчивость и крепление горных выработок". С-Пб, СПГГИ, 1999. С. 115118.

55. 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.

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

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

58. Проценко А., Ауэрбах В., Савранский Б. Методика упругопластиче-ского расчета деформаций земной поверхности при проходке // Метрострой, №8, 1989.

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

60. Работнов Ю.Н. Некоторые вопросы теории ползучести. Вестник МГУ, №10, 1948.

61. Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М., Уг-летехиздат, 1954.- 384 с.

62. Савин Г.Н. Концентрация напряжений около отверстий. М., Л., изд.ГИТТЛ, 1951, 494 с.

63. Савин Г.Н. Распределение напряжений около отверстий. Киев. Науко-ва думка, 1968.

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

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

66. Сивцов А.А. Исследование напряженного состояния массива пород на контакте с многошарнирной обделкой методом фотоупругости. Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции (ЭИИС-91) г. Сумы, 1991, С. 194-196.

67. Сивцов А.А. Разработка метода расчета обжатых обделок подземных сооружений с учетом контактного давления взаимодействия с массивом пород. Автореферат дисс. на соискание ученой степени к.т.н., Тула, 1992.- 18с.

68. СНиП П-94-80. Подземные горные выработки. М., Стройиздат, 1981.

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

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

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

72. 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.

73. Степанов П., Мандриков С., Царьков М. Натурные исследования статической работы обделки обратного свода станции "Озерки" Ленинградского метрополитена. Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции (ЭИИС-91) г. Сумы, 1991, С. 194-196.

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

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

76. Цытович Н.А. Механика грунтов. М.: Высшая школа, 1983.

77. Феннер Р. Исследования горного давления. В кн.: "Вопросы теории горного давления". М., Госгортехиздат, 1961, С.5-58.

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

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

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

81. Фотиева Н.Н., 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.

82. Фотиева Н.Н. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения. М., Стройиздат, 1974.- 274с.

83. Шилин А.А., Кириленко A.M., Павлов О.Н. Прогнозирование остаточного ресурса и защита железобетонных элементов конструкций городских коллекторных тоннелей // Международный конгресс "Защита-95". М., ноябрь 1995.

84. Шилин А.А., Кириленко A.M., Павлов О.Н. Применение диагностики для прогнозирования надежности железобетонных конструкций // 14-я научно-техническая конференция "Неразрушающий контроль и диагностика", доклад и тезисы доклада, АНХ. М., июнь 1996.

85. Шилин А.А., Кириленко A.M., Павлов О.Н. Эксплуатация несущих конструкций тоннелей инженерных коммуникаций на основе мониторинга и планирования инвестиций. -М.: Изд. МГГУ, 1998.

86. Шилин А.А. Ремонт и реконструкция подземных сооружений. Ч. I, II, III. М., МГИ, 1985, 1986, 1987.

87. Шилин А.А., Жаров Ю.А. Состояние железобетонных конструкций питьевого водоснабжения и их ремонт. М., Стройиздат-Штробель. Водоснабжение и санитарная техника, №2, 1996.

88. Шилин А.А. Обоснование стратегии эксплуатации и разработка кон-формативных технологий ремонта конструкций подземных сооружений // Автореферат диссертации на соискание ученой степени докт.техн.наук. МГГУ, М., 2002.

89. Шилин А.А. и др. Применение кристаллизационных материалов для защиты подземных сооружений от фильтрации воды. Сб. трудов МГТУ. М., 1997.

90. Шилин А.А., Зайцев М.В., Золотарев И.А., Ляпидевская О.Б. Гидроизоляция подземных и заглубленных сооружений при строительстве и ремонте. Из-во «Русская торговая марка». Тверь, 2003 г.

91. Шилин А. А. Диагностика и ремонт строительных конструкций Дербеневского коллекторного тоннеля для инженерных коммуникаций в Москве // Подземное пространство мира. ВАТ, Центр ТИМР, 1996. № 4.

92. Шилин А.А. Проблемы диагностики строительных конструкций // Подземное пространство мира. ВАТ, Центр ТИМР, 1995.-№ 6.

93. Шилин А. А. Диагностика и ремонт строительных конструкций Ас-таховского коллекторного тоннеля // Подземное пространство мира. ВАТ, Центр ТИМР, 1996. № 3.

94. Шилин А.А. Основы гидроизоляции и ремонта бетонных и железобетонных конструкций, находящихся под воздействием воды и влаги // Проблемы строительной геотехнологии. Диагностика, ремонт и гидроизоляция подземных сооружений: РИО МГГУ. М., 1999.

95. Шилин А.А., Гусев А.С., Кириленко A.M., Павлов О.Н. Эксплуатация и ремонт несущих конструкций тоннелей инженерных коммуникаций. Долговечность и защита конструкций от коррозии. Строительство, реконструкция 11 Международная конференция, 1999.

96. Чистяков Ю.К. Проблемы эксплуатации сооружений метрополитена в г. Москве. Труды конференции «Подземное строительство России на рубеже XXI века». М., 2000 г.