Минимизация деформаций грунтового массива при строительстве городских транспортных тоннелей в условиях Вьетнама тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат наук Нгуен Куанг Ван

• Нгуен Куанг Ван
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Куанг Ван

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРОДСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ

ТОННЕЛЕЙ

1.1 Общие положения

1.2 Условия строитеьства тоннелей в крупнейших городах Вьетнама

1.2.1 Градостроительные условия

1.2.2 Климатические и топографические условия

1.2.3 Инженерно-геологические условия

1.3 Состояние и перспективы городского подземного строительства

1.4 Анализ современного мирового опыта проектирования и строительства городских тоннелей и метрополитенов в сложных условиях

1.4.1 Проходка тоннелей под защитой экрана из труб

1.4.2 Применение опережающих крепей

1.4.3Эффективность применения опережающей крепи в сочетании с

фиберглассовыми элементами

Выводы по главе. Цель и задачи исследований

ГЛАВА П. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ ГРУНТОВОГО МАССИВА ПРИ СООРУЖЕНИИ ТОННЕЛЕЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОПЕРЕЖАЮЩЕЙ КРЕПИ

2.1 Общие положения

2.2 Характер и причины деформаций грунтового массива

2.3 Методы расчета деформаций грунтового массива

2.3.1 Эмпирические и полуэмпирические методы

2.3.2 Аналитические методы

2.3.3 Численные методы

2.3.4 Экспериментальные методы

2.4 Общий подход к моделированию напряженно-деформированного состояния крепи тоннелей

Выводы по главе

ГЛАВА Ш. РАЗРАБОТКА ПРОСТРАНСТВЕННОЙ КОНЕЧНО-ЭЛЕМЕНТНОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ «КРЕПЬ - ГРУНТОВЫЙ МАССИВ»

3.1 Общие положения

3.2 Программы для расчета крепей и обделок тоннелей

3.3 Построение моделей в программном комплексе « PLAXIS 3D TUNNEL»

3.4 Объект исследований

3.5 Определение оптимальных размеров

3.6 Модели грунта

3.7 Моделирование конструкции тоннеля

Выводы по главе

ГЛАВА IV. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ВРЕМЕННОЙ КРЕПИ И ГРУНТОВОГО МАССИВА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ ВО ВЬЕТНАМЕ

4.1 Общие положения

4.2 Планирование численного эксперимента

4.2.1 Исходные данные

4.2.2 Варьируемые факторы и критерии вариантов

4.2.3 Матрица планирования численного эксперимента

4.3 Выбор расчетной модели

4.4 Моделирование этапов проходки

4.5 Результаты исследований

4.6 Построение диаграмм и зависимостей

Выводы по главе

ГЛАВА V. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ « КРЕПЬ - ГРУНТОВЫЙ МАССИВ» ДЛЯ УСЛОВИЙ ВЬЕТНАМА

5.1 Методы анализа результатов численного эксперимента

5.2 Анализ результатов расчета

5.2.1 Исследование осадок земной поверхности

5.2.2 Статистическая обработка результатов численного эксперимениа

5.3 Сравнение расчетных значений с измеренными

5.4 Рекомендации по определению рациональной области применения опережающей крепи и предложения по строительству транспортных тоннелей

во Вьетнаме

Выводы по главе

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ____________________________125

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Минимизация деформаций грунтового массива при строительстве городских транспортных тоннелей в условиях Вьетнама»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из главных факторов, обеспечивающих экономический рост и развитие любого региона или города, является развитие транспортной инфраструктуры. Однако в последние десятилетия бурный рост строительства во Вьетнаме, не скомпенсированный соответствующим развитием дорожно-транспортной сети, привел к появлению значительных диспропорций и стал сдерживающим фактором развития городов.

Плотность населения во всех городах Вьетнам очень высокая. Из-за быстрого роста населения на улицах возросли потоки машин и пешеходов. Город Ханой-столица Вьетнама привлекает большое число населения из других провинций. Согласно статистическим данным главного управления народонаселения, в 2014 году население Ханоя превысит 8 млн. человек. Рост населения вызвал много трудностей для города, особенно связанных с транспортом. При этом общественный транспорт стал работать на пределе своих возможностей, особенно в часы пик в центральных районах [5].

Главными недостатками транспортной сети крупных городов Вьетнама являются узкие улицы, небольшое расстояние между перекрестками, смешанное движение транспортных средств на улицах и недостаточное развитие общественного пассажирского транспорта.

Эффективные пути решения транспортных проблем Ханоя включают комплексное освоение подземного пространства, которое предусмативает в первую очередь развитие транспортной сети. В настоящее время Правительством Вьетнама большое внимание уделяется развитию транспортной сети, в частности, автомобильных дорог. Особенно острой является проблема несоответствия возрастающих автомобильных потоков ограниченным возможностям действующей транспортной сети. Существуют проекты по строительству метрополитена в Хошимине и Ханое, строительство некоторых линий уже начато, датой полного завершения систем называют 2015- 2016 гг.

В Ханое центральный участок трассы метрополитена протяженностью 12 км располагается в сложных условиях городской застройки, а также в зоне с сетью подземных коммуникаций и с глубокими фундаментами отдельных зданий. Тоннели на этом участке небходимо проложить на глубине от 8 до 40 м. Кроме того, инженерно-геологические условия являются особо неблагоприятными. Слабые грунты в центральной части города Ханоя требуют прменения специальных способов производства работ.

При проходке тоннелей происходят изменение напряженно-деформированного состояния (НДС) грунтового массива и связанные с ним деформации земной поверхности. В условиях плотной городской застройки эти деформации могут привести к повреждениям расположенных в зоне строительства зданий и сооружений, а в критических случаях к их разрушению.

С целью обеспечения сохранности наземных объектов и непрерывного пропуска транспортных средств в пределах застроенных участков городских территорий необходимо свести к минимуму нарушения поверхности земли при строительстве подземных тоннелей. С учетом условий Вьетнама более эффективными и экологически чистыми являются меры по армированию грунтового массива опережающими крепями.

При обеспечении устойчивости выработок с использованием опережающей крепи возникают различные проблемы, связанные с взаимодействием конструкций крепи с окружающим массивом. С целью решения этих проблем и обоснованного проектирования и строительства тоннелей необходимо проведение научных исследований для условий Вьетнама.

Актуальность темы

В настоящее время в г. Ханое в связи с продолжающимся осложнением транспортных проблем намечается ускоренное строительство линий метрополитена, которые в условиях плотной городской застройки являются наиболее эффективным средством решение указанных задач. При строительстве

и эксплуатации таких объектов возникает целый ряд проблем, которые необходимо решать еще на стадии проектирования.

Это проявляется в виде осадок грунтового массива. Чрезмерные осадки могут вызвать повреждения наземных и подземных сооружений. Оценка величины осадок в городских условиях являются одной из проблем, которую надо решить при проектировании тоннеля в сложных геологических условиях Вьетнама, требующих применения специальных мер по закреплению слабоустойчивых грунтов и минимизации нарушений зданий. В последнее время для крепления грунтового массива при строительстве тоннелей применили метод опережающей крепи. Такая технология имеет высокую эффективность на практике зарубежного строительства. Однако вопросы применения указанной технологии в крупных городах Вьетнама теоретически и экспериментально не рассматривались. В связи с этим такие исследования являются весьма актуальными.

Вопросы прогнозирования величины деформаций грунтового массива, вызванных строительством транспортных тоннелей в Вьетнаме, обусловили тему проведенного исследования и стали предметом настоящей диссертационной работы. Исследования велись в двух направлениях:

- разработка прогноза осадок земной поверхности при проходке тоннелей закрытым способом;

- разработка рекомендаций по ограничению осадок за счет применения опережающей крепи.

Цель исследований

Целью диссертационной работы является научное обоснование методики прогнозирования деформаций грунтового массива в условиях Вьетнама.

Для достижения поставленной цели выполнен анализ существующих методов прогнозирования деформаций грунтового массива при строительстве тоннелей и разработан метод прогнозирования сдвижений и деформаций грунтового массива и земной поверхности при строительстве городских подземных сооружений горным способом в слабых грунтах Вьетнама.

Основная идея работы состоит в разработке методов прогноза деформаций в зоне строительства подземных сооружений на базе численного моделирования геомеханических процессов.

Задачи исследований

-Обобщение результатов геотехнических исследований физико-механических свойств четвертичных отложений в Вьетнаме;

-Теоретическое исследование напряженно-деформированного состояния грунтового массива во взаимодействии с тоннелем при использовании метода конечных элементов;

- Разработка геомеханической модели системы «тоннель-крепь-грунт»;

- Проведение расчета ожидаемых осадок и деформаций земной поверхности при строительстве городских подземных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях;

- Обоснование аппроксимации формы кривых, описывающих осадку точек земной поверхности при проходке тоннелей в рассмотренных типах грунтов, экспоненциальной зависимостью;

Методы исследований

Исследование закономерностей напряженно-деформированного состояния «крепь-грунтовый массив» выполнено с использованием пространственных численных моделей, построенных в программном геотехническом комплексе «PLAXIS 3D TUNNEL» на основе метода конечных элементов.

Использованы методы математической статистики, тренд-анализа, нелинейного отклика и наименьших квадратов для обработки и обобщения результатов численного моделирования.

Научная новизна работы.

Впервые для условий Вьетнама разработаны пространственные конечно-элементные модели применительно к рассматриваемому в работе горному способу с применением опережающей крепи.

Разработаны математические пространственные системы «крепь-обделка-массив» на основе моделирования основных технологических этапов проходки тоннеля в слабых грунтах горным способом сплошного забоя.

Методом математического моделирования проведены теоретические исследования, по результатам которых установлены степень и характер влияния физико-механических характеристик грунта, глубины заложения, толщины опережающей крепи, длины заходки на деформацию грунтового массива.

Выявлены параметры (факторы), оказывающие наибольшее влияние на осадку дневной поверхности при проходке тоннелей

По результатам исследования выявлена экспериментальная экспоненциальная зависимость для расчета сдвижения и деформаций грунтового массива, возникающих при проходке тоннелей.

Проведен анализ полученных расчетным путем кривых осадок дневной поверхности. Показано, что в абсолютном большинстве случаев кривые осадок хорошо аппроксимируются экспоненциальной функцией.

Построена функция регрессии для значений осадок поверхности земли по методу нелинейного отклика

Разработаны рекомендации и предложения по строительству городских транспортных тоннелей горным способом во Вьетнаме.

Достоверность и обоснованность обусловлены:

- строгостью исходных данных и предпосылок применяемых методов исследований с учетом требований действующих нормативных документов;

- использованием разработок передовых ведущих фирм и организаций в рассматриваемой области;

- исследованием расчетных моделей на лицензированном программном

комплексе «PLAXIS 3D TUNNEL 2.4» в филиале ОАО ЦНИИС НИЦ «Тоннели и метрополитены».

Практическое значение работы Результаты проведенных исследований применительно к условиям сооружения транспортных тоннелей позволяют решать следующие практические задачи:

-определение основных конструктивно-технологических параметров опережающей крепи;

-разработака практической методики расчета осадок земной поверхности, позволяющей назначить конструктивные меры для охраны зданий и сооружений от влияния строящихся городских тоннельных сооружений, а также оценить влияние типа подкрепления, близости забоя и глубины заложения на величины сдвижений массива.

Полученные параметры осадок и длины полумульды осадок земной поверхности в процессе сдвижения массива позволяют однозначно определять на поверхности, занятой городскими зданиями и сооружениями, границы зоны влияния строительства тоннеля.

Разработанные диаграммы дают возможность оценить деформации грунтового массива на стадии проектирования тоннелей.

ГЛАВА I. ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ГОРОДСКИХ ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

1.1 Общие положения

Вьетнам расположен на полуострове Индокитай в Юго-восточной Азии (рис. 1.1). Площадь Вьетнама составляет 330,99 тыс. км2. Около трех четвертей территории страны занимают горы и плоскогорья, в том числе горы с высотой выше 500 м-одну треть. Самая высокая гора имеет отметку 3143 м над уровнем моря. Площадь равнин составляет около 100 тыс. км2, в том числе две основные равнины - равнина дельта реки Меконг с площадью 40,3 тыс.км2 и равнина дельты

Ситуация осложняется исторически сложившейся градостроительной обстановкой. Улицы Ханоя узкие, не способны обеспечить движение автотранспортных средств более чем по двум-четырём полосам движения.

В общем комплексе транспортных сооружений в городе с населением более 8 млн. жителей очень важное место занимают постройка метрополитена и автодорожных тоннелей, играющих одну из главных ролей в пассажирских перевозках в черте городов. Развитие крупных промышленных центров г. Ханой и г. Хошимин во Вьетнаме требует строительства сети автомобильных и железных

дорог, особенно- городских подземных транспортных сооружений, в том числе метрополитенов. В каждом из этих городов существуют специфические условия, которые необходимо учитывать при строительстве городских автотранспортных тоннелей.

1.2 Условия строительства тоннелей в крупнейших городах Вьетнама

1.2.1 Градостроительные условия

Столица Вьетнама г. Ханой - крупнейший культурный и промышленный центр государства. Высокие темпы экономического развития и постоянный рост благосостояния граждан привели к созданию сложной ситуации на транспортных магистралях Ханоя. Рост промышленного производства и значительное увеличение транспортных средств (автомобилей, мотоциклов, мопедов) создали на транспортных магистралях города сложную ситуацию.

Одной из основных проблем является решение городской транспортной проблемы, связанной, в первую очередь, с возрастанием числа автомобилей, опережающим в 4-5 раз темпы роста народонаселения, исчерпанием пропускной способности уличных магистралей, нехваткой мест для стоянки автомашин.

Таблица 1.1. Распределение в городе Ханое транспортных средств

Внд транспорта Удельный вес пассажирских перевозок в % по годам

2003 2012 2020 2030

Велосипед 22 13,8 5,8 3,90

Мотоцикл 65 50,4 25,6 15,5

Автомобиль 3,3 17,3 29,8 33,8

Автобус 9,5 18,3 38,6 46,6

Другие средства 0,2 0,20 0,20 0,20

Итого 100 100 100 100

Город Ханой расположен в зоне дельты реки Хонг на севере страны. Город состоит из центральной части, включающей 8 районов общей плошадью 82,78 км2, и пригородной части, включающей 5 районов - 884,61 км2 (рис. 1.2). Население города Ханоя составляет 8,6 млн.чел. Транспорт разнообразный: велосипеды, мотоциклы, автомобили, автобусы, поезда...очень много мотороллеров (таб. 1.1).

Скорость в таком потоке - не более 40 км/ч. И такси, и персональные машины вынуждены двигаться с малыми скоростями, определяемыми потоками мотоциклов и мотороллеров. Общая протяженность дорог страны - около 222 179 км, лишь 19% из них - с покрытием. Сеть дорог включает национальные дороги, регулируемые на центральном уровне, провинциальные дороги, регулируемые на уровне провинций, окружные дороги - на уровне округов, городские дороги и дороги коммун. Система национальных дорог составляет 17 295 км, 83.5 % из них

- с покрытием. Система провинциальных дорог - 27 764 км, из них 53.6% с покрытием. На сети имеются 39 тоннелей общей длиной 11 км, 28 из них с длиной 8,4 км находится на участке Ханой и Хошимин. В 2004 г. было завершено строительство (в скальных породах) двухполосного автодорожного тоннеля Хай-Ван протяженностью 6,4 км [41]. Кроме того, эксплуатируется 1868 крупных и средних мостов общей длиной 54 км, часть которых находится в стадии реконструкции, а также 4860 малых мостов общей длиной 71 км.

Руководство государства и города Ханоя принимает решительные меры по улучшению транспортной обстановки в городе. Проблема пассажирского движения в городе может быть решена посредством строительства метрополитена

- внеуличной магистрали, исключающей пересечения основного пассажиропотока с наземным движением по улицам города. Но этого явно недостаточно для создания благоприятных условий для движения наземного автотранспорта по улицам Ханоя.

Рис. 1.2. У лично-дорожная сеть, система рек и озер центральной части г. Ханоя

В соответствии с постановлениями Правительства Ханоя «О реализации Генерального плана развития г. Ханоя и задачах градостроительного развития» Научно-исследовательский и проектный институт Генерального плана Ханоя разработал градостроительный план развития территории Северо-Западного административного округа Ханоя до 2020 года.

С целью реализации Генерального плана развития г. Ханоя и регулирования градостроительной деятельности Правительство Ханоя приняло решение о подземных сооружениях в одном из наиболее напряжённых транспортных узлов Ханоя - транспортной развязки с пересечением улиц в разных уровнях.

Город Хошимин находится на юге страны, в центральной зоне дельты реки Меконг, и имеет площадь 2095,01 км2, что составляет 0,63 % общей площади страны. Город состоит из центральной части, включающей 17 районов общей площадью 442,13 км2 и пригородной части, включающей 5 районов с общей площадью 1652,88 км2.

Постоянное население г. Хошимина к 2014 г. (без учета многочисленных туристов) составляло 6,8 млн. чел., в том числе, население центральной части - 4,6 млн.чел. Средняя плотность населения 14,346 чел./км2, в отдельных местах -40,000 - 50,000 чел./км2. Численность населения пригородной части составляет 1 млн. чел. при средней плотности 641 чел./км2.

По данным последних лет темпы роста населения городов Ханоя и Хошимина составляют соответственно 3,57 и 3,2 %.

Из г. Хошимина выходят национальные автомагистрали (№1А; №22, №51, №13, №80), на которых имеется более 12 мостов (через реки Шаи-гон и Донг-най), национальная железная дорога длиной около 15 км с 3 станциями. Существует также судоходная система речных линий с 27 портами и система международных авиалиний[41].

1.2.2 Климатические и топографические условия

Страна расположена преимущественно вдоль меридианов (от 8°30' до 23°32' северной широты), поэтому на территории Вьетнама существуют разнообразные

климатические условия. На Севере страны имеют место четыре сезона: весна, лето, осень и зима. А на Юге страны различаются сухой сезон (с начала декабря до конца апреля) и сезон дождей (с начала мая до конца ноября). Среднегодовая температура по всей стране выше 20°С, кроме высокогорных районов, в Ханое она составляет +23,4°С и в Хошимине +26,9°С. Самая высокая температура, зафиксированная в Ханое, +42,8°С, в Хошимине +40,0°С и самая низкая температура в Ханое +2,7°С, в Хошимине +13,8°С.

В городе Ханое имеется сеть рек и каналов. Главной является система Красной реки, режим течения которой часто меняется с изменениями климатических условий. Вдоль рек построены дамбы для предотвращения в городе наводнений. В 1971 г. было зафиксировано катастрофическое наводнение с максимальным превышением воды 14,13 м.

Анализ климатических и топографических условий г. Ханоя позволяет отметить, что господствующими являются тропический характер климата и равнинная местность. Такие условия в целом благоприятны для строительства подземных сооружений. Однако наличие системы рек и озер может осложнить проходку тоннелей, а большие осадки могут затоплять выработки. Следует отметить, что в перспективе можно реализовать проекты сооружения автодорожных тоннелей под рекой Хонг в Ханое, где строительство многочисленных мостов отрицательно влияет на нормальное течение реки. Приведенные данные показывают, что климат Вьетнама очень сложный, господствующим является его тропический характер, что определяет особенности природы всей страны. В целом высокая температура и сильный ветер являются неблагоприятным условием для бетонных работ и для возведения конструкций.

1.2.3 Инженерно-геологические условия

При проектировании и строительстве подземных сооружений должны учитываться специфические инженерно-геологические условия трассы тоннеля, потому что сооружение целиком расположено в земной коре и его конструкции и

способы постройки, стоимость и сроки выполнения определяются в основном геологическими и гидрогеологическими условиями, в которых заложен тоннель.

Территория Ханоя расположена в центральной погруженной зоне прогиба р. Красной, приуроченного к чрезвычайно сложному тектоническому узлу, сгущению тектонических разломов различного порядка и простирания в основном северо-западного, северо-восточного и субширотного, реже-субмеридионального направлений. Разломы рек. Красной, Чяй, Ло и Винь-нинь относятся к числу сейсмически активных. В пределах изучаемой территории распространены четвертичные отложения, имеющие различные циклы накопления, соответствующие фазам неотектонических движений. Каждый цикл начинается с образования крупнообломочных и песчаных пород и оканчивается отложением суглинистых или глинистых пород. Наличие слабых водонасыщенных песчано-глинистых отложений (свит Виньфук, Хайхынг и Тхайбинь) с органическими остатками, которые относятся к грунтам малой степени литификации, с низкими показателями прочности и деформационной способности определяет сложность инженерно-геологических условий подземного пространства г. Ханоя. Повсеместное распространение в городе имеют плейстоценовый и голоценовый водоносные горизонты (сцэ и qh) (таб. 1,2), водовмещающими породами которых являются крупнообломочные образования (галька и гравий), пески и супеси. Таблица 1.2. Разрез четвертичных отложении в центральной части г. Ханоя

Показатель отложений Характеристккжа четвертичных отложений

< а Верхний голоцен. Морские, речные и болотные

и <3хл?а> отложения -глинистый грунт коричневого цвета и

а. полимикгговый песок. Мощность 5-1 Ом

1 ш О к о я ГОЛОЦЕН Нижний и средний голоцен: Современные

о О со О К К отложения очень разнообразны - морские, речные, озерные и болотные - глина, и чёрноцветная торфяная глина. Мощность 10-15м.

$ Верхний плейстоцен: Морско-речные, морсие

£Г я <3пггур отложения -глинистый грунт, глина и песок

а. щ со 1-ы ЕГ ПЛЕЙСТОЦЕН желтоватогоцвета. Мощность 10-3 5 м.

Средний и верхний плейстоцен: Речные и озерно-

(Зп-шЛи речные отложения - галечнтс, песок и щебень. Мощность 5-50м

Отложения распределены неравномерно, их мощность меняется на всей территории города. Отложения <32шУр находятся преимущественно на западе и в центральной части г. Ханоя, С^у1-2 ЬИ - на юге и на востоке центральной части и С^уЗЛ - на южных районах города [41].

Район строительства будущего тоннеля расположен в центре г. Ханоя. Проектируемый автодорожный тоннель находится в районе плотной городской застройки со зданиями различной этажности. Инженерно-геологическая колонка по трассе проектируемого автодорожного тоннеля показана в табл. 1.3

Таблица 1.3. Обобщенная геологическая колонка центральной части г. Ханоя

Слой Мощность, м Уровень грунтовой воды Описание грунтов

1 1-4 0.2-4 Насыпные грунты включают строительный мусор и органические остатки

2 2-10 Глина от слабой до полутвердой с пластичностью от низкой до высокой

3 13-35 Мелкозернистый песок и супесь от рыхлых до средней плотности

4 3.5-20 Глина и суглинок от средней до очень твердой консистенции с пластичностью от низкой до высокой

5 0-12 Мелкозернистый песок и илистый песок от средней до высокой плотности

6 4-8.4 Весьма плотный гравино-песчаный грунт

Таблица 1.4. Обобщенная геологическая колонка центральной части г. Хоишша

Слой Мощность, м Уровень грунтовой воды Описание грунтов

1 0-5 2-8 Насыпные грунты включают строительный мусор и органические остатки

2 5-40 Весьма слабая глина

3 1-20 Пластичная глина суглинок от средней до полутвердой

4 2-20 Глина и суглинок от средней до очень твердой консистенции с пластичностью от низкой до высокой

5 1-15 Мелкозернистый песок и илистый песок от средней до высокой плотности

6 2-18 Плотный и весьма плотный песок с включениями мелкого гравия

Подземные воды залегают на различных глубинах - от 1- 3 до 6 - 8 м. Вода обычно неагрессивная, но местами рН воды снижается до 5 и менее, что способствует развитию активной кислотной коррозии черных металлов.

Согласно картам Вьетнама, Ханойского прогиба и его окрестностей, сейсмичность территории г. Ханоя соответствует 7 и 8 баллам. Сложные инженерно-геологические условия города (в том числе наличие слабых грунтов и рыхлых песчаных водонасыщенных отложений в верхней части разреза) и неглубокое залегание грунтовых вод обуславливают необходимость проведения сейсмического микрорайонирования г. Ханоя.

1.3 Состояние и перспективы городского подземного строительства

В городах Ханое и Хошимине городское подземное строительство вплоть до 2002 г. почти не велось, однако ситуация изменилась.

В г. Ханое впервые возведен пешеходный тоннель Вонг длиной 42 м с поперечным сечением 3,6-3,35 м (под действующим путепроводом на магистрали №1А и железнодорожной линии). При строительстве участков, проходящих под железнодорожной линией, применили способ продавливания, чтобы не прерывать наземное движение, а при строительстве остальных участков - открытый способ.

При строительстве третьего автодорожного кольца в г. Ханое были возведены

котлованным способом пешеходные тоннели с обделкой из монолитного железобетона

В настоящее время в центральной части г. Ханоя началась реконструкция пересечения Ким-льен двух улиц посредством строительства автотранспортного тоннеля и эстакады. По тоннелю к 2015 году ожидается интенсивное движение: 31500 приведенных машин в сутки, в том числе, велосипедисты 7%, мотоциклисты - 59%, автомобилисты - 15%, пассажиры автобусов -18 %, другие транспортные средства - 1 % [53].

Четырехполосный тоннель длиной 645 м прямоугольного сечения имеет обделку из монолитного железобетона. Тоннель разделен на 3 участка: закрытый

(длиной 140 м, с замкнутым поперечным сечением 9,4-21 м) и открытые рамповые участки (длиной 270 и 235 м).

Способ проходки под защитой экранов из труб диаметром 60 см (чтобы не прерывать наземное движение) предусмотрен для строительства закрытого участка, проходящего под действующей железнодорожной линией и автомагистралью. На остальных участках планируется открытый способ проходки.

Генеральный план г. Ханоя принят с целью восстановления и развития города, удовлетворения требований прогрессивно растущей экономики и жизни современного мегаполиса. Структура пространственного планирования включает центр города и прилегающие части, располагающиеся в радиусе влияния вокруг 30-50 км. Центр Ханоя будет развиваться к северо-западу, юго-западу и к северу . При этом развитие к северу р. Красной оказывается преимущественным: там будет основан новый Ханой [28]. В последние годы существует множество проектов, крупнейший из них - строительство выысокоскоростной железной дороги, которая также обеспечивала бы направление север-юг и соединяла бы города Ханой и Хошимин. Однако из-за высокой стоимости проекта эти планы пока приостановлены и ожидают дальнейшего изучения. Другие проекты включают в себя восстановление существующих веток, а также соединение с железнодорожными системами Камбоджи и Лаоса. Существуют проекты по строительству метрополитена в городах Хошимине и Ханое, строительство некоторых линий уже начато (рис. 1.3).

В городе Хошимин до 2018 г. будут построены две первых линии метрополитена общей длиной 21 км, в том числе подземные участки 13,5 и 0,5 км и надземные 7 км. Рассмотрены два варианта проходки подземных участков -закрытым способом, с применением механизированного щита (МЩ), и полуоткрытым способом. Применение последнего затруднительно из-за интенсивного уличного движения и наличия близко расположенных капитальных зданий.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Куанг Ван, 2015 год

Библиографический список использованной литературы

1. Абрамсон В.М., Закиров А.З., Муравин П.И. Автодорожный тоннель на трассе Краснопресненского проспекта от МКАД до проспекта Маршала Жукова // Метро и тоннели. - 2003. - № 3. - С. 22-25.

2. Абрамчук В.П. Перспективы оценки НДС породных массивов впереди забоя строящихся тоннелей по результатам бурения опережающих разведочных скважин. // Метро и тоннели. - 2013. - № 1. - С. 32-35.

3. Авершин С.Г. Сдвижение горных пород при подземных разработках. - М.: Углетехиздат, 1947.

4. Агакишиев Р., Ниязов М., Пустобриков В., Скочков А. Нетрадиционные виды крепи выработки. // Метро и тоннели. - 1992 - С. 16-18.

5. Бокучава Г.П. Использование подземного пространства для решения транспортных проблем г. Тбилиси. // Метро и тоннели. 2011. - № 2.

6. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений - М.: Недра, 1994.

7. Волохов Е.М. Прогноз сдвижений и деформаций массива горных пород и земной поверхности при сооружении городских тоннелей глубокого заложения. - Дисс. канд. техн. наук, 2004.

8. Гарбер В.А. Долговечность тоннельных конструкций в условиях эксплуатации и городского строительства. - М.: ОАО ЦНИИС, 1998. - С. 6364.

9. Гарбер В.А. К вопросу обеспечения безопасного строительства второго выхода станции Маяковская Московского метрополитена. // Подземное пространство мира. 2004. - № 2-3.

10. Гарбер В.А. Научные основы проектирования тоннельных конструкций с учетом технологии их сооружения / В.А. Гарбер. - М.: НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС, 1996.

11. Гарбер В.А., Панфилов Д.В. О прогнозировании деформаций земной поверхности при сооружении транспортных тоннелей в сложных инженерно-

геологических условиях щитовым методом. // Подземное пространство мира.

- 2004 - № 1.

12. Зенкевич О., Чанг И. Метод конечных элементов в теории сооружений и в механике сплошных сред. -М.: Недра, 1974.

13. Зерцалов М.Г. Научное обоснование проектов подземных сооружений на современном этапе / М.Г. Зерцалов, С.А. Юфин. // Гидротехническое строительство. - 2000. - № 11. - С.17-21.

14. Зиборов М.А. Напряженно-деформированное состояние системы конструкция тоннеля - грунтовый массив при строительстве тоннелей мелкого заложения полуоткрытым способом. - Дисс.... канд. техн. наук, МАДИ, 2010.

15. Иофис М.А., Муллер P.A., Подаков В.Ф. К расчету деформаций земной поверхности при сооружении метрополитенов. // Транспортное строительство.

- 1971. -№ 6. - С.44-45.

16. Иванов С.Б., Исследование осадок земной поверхности при сооружении метрополитена мелкого заложения а софии - дис... канд.техн.наук-1984

17. Конструктивно-технологические решения в транспортном тоннелестроении - http ://files.stroyinf.ru/Data1/56/56252/

18. Королько С.Н.Технологии и обеспечение безопасности ведения подземных работ при проходке тоннелей на совмещенной дороге.//Метро и тоннели. 20Ю.-№ 4-С. 19

19. Лапидус Л.С. К расчету перемещений земной поверхности, вызванных подземными разработками / Вопросы геотехники. Тр.ДИИТа. Под ред. М.Н. Гольдштейна. - Вып. № 4. - С. 11-27. - Днепропетровск, 1961.

20. Мазеин C.B., Павленко А.М. Зависимость осадок дневной поверхности от свойств породного массива и технологических параметров тоннелепроходческих механизированных комплексов

21. Маковский Л.В. Строительство автодорожных и городских тоннелей. М.: ИНФРА-М, 2014.

22. Маковский Л.В. Городские подземные транспортные сооружения. - М.: Стройиздат, 1985.

23. Маковский Л.В. Современные технологии проходки в сложных инженерно-геологических условиях. // Метро и тоннели. - 2002. - № 5

24. Малинин А.Г. Применение фиберглассовых анкеров в подземном строительстве. // Метро и тоннели. - 2009. - № 3. - С. 24-27.

25. Малинин А.Г. Устройство горизонтальной противофильтрационной завесы с помощью струйной цементации грунта // Метро и тоннели. - 2003. -№3.

26. Меркин В.Е., Маковский Л.В. Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения. -М.: ТИМР, 1997.с

27. Маковский.Л.В. Учебник строительство автодорожных и городских тоннелей-

2014-396с

28. Нгуен Фам Куанг Ту. Выбор и обоснование рациональных планировочных и технических решений по строительству метрополитена в г. Ханое, СРВ. -Дисс.... канд. техн. наук, МИИТ, 2005.

29. Общая геотехническая концепция строительства тоннеля в Лефортово (Москва) и мероприятия по защите исторических зданий от деформаций. / С.Ф. Панкина, В.В. Чеботаев, В.А. Ильичев и др. // Основания, фундаменты и механика грунтов. - 1998. - № 2. - С. 17-21.

30. Панфилов Д.В., Методика прогнозирования деформаций земной поверхности при сооружении транспортных тоннелей на основе пространственного моделирования - дис... канд.техн.наук- Москва-2005

31. Плоскостные и объемные расчеты по методу конечных элементов в строительстве тоннелей. Перевод с немуцкого -М :1986, (ВЦП № М-06874)

32. Речицкий В.В., Прогнозирование деформаций дневной поверхности при проходке тоннелей- дис... канд.техн.наук- Москва-2005

33. Руководство по комплексному освоению подземного пространства крупных городов. - М.: 2004

34. Руководство по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. Часть 1. Исходные данные для проектирования зданий и сооружений на подрабатываемых территориях. -НИИСК Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1983.

35.Скворцов A.A., Разработка метода прогнозирования процессов деформирования в подрабатываемых грунтовых массивах при сооружений коллекторных тоннелей - Дис... канд.техн.наук- Моска-2012

36. Смолдырев А.Е. Технологическая схема компенсационного нагнетания твердеющих смесей в грунты при строительстве тоннеля в Лефортово. // Основания, фундаменты механика грунтов. - 2000. - № 1. - С. 21-22.

37. Стаин A.B., Взаимодействие конструкций контрфорсных «стен в грунте» с грунтовым массивом при строительстве городских тоннелей - дис... канд.техн.наук -2008

38. Тарах Б., Рахманнеджад Р., Хашеми М. Анализ продольного профиля осадки земли от проходки перегонных тоннелей исфаханского метрополитена при различных расстояниях между их забоями. // Метро и тоннели. - 2007. -№ 4-2007. - С. 34-35.

39. Ухов С.Б. Расчет сооружений и оснований методом конечных элементов. -М.: МИСИ, 1973.

40. Хасин М.Ф. Струйная технология укрепления грунтов // Основания, фундаменты и механика грунтов 1984_№ 5 с. 10-12

41. Фам Ань Туан. Выбор и обоснование эффективных методов строительства автотранспортных тоннелей в крупнейших городах Вьетнама. - Дисс.... канд. техн. наук, МАДИ, 2006.

42. Фотиева H.H. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения / H.H. Фотиева. -М.: Стройиздат, 1974.

43. Филонов Ю.А., Обоснование возможности и целесообразности применения опережающей бетонной крепи при сооружении станций метрополитена в Санкт-Петербурге: дис... канд.техн.наук.:Петерб. гос. ун-т путей сообщ.-2004.

44. Чавкин А.И. Обеспечение проектных сроков эксплуатации анкерных металлических крепей. - М.: МГГУ, 2008.

45. Чеботарев C.B. Совершенствование конструктивно-технологических решений и методов расчета опережающих экранов из труб при строительстве транспортных тоннелей. - Дисс. ... канд. техн. наук, МАДИ, 1990.

46. Щекудов Е.В. Взаимодействие защитных экранов из труб с грунтовым массивом при строительстве тоннелей мелкого заложения. - Дисс. ... канд. техн. наук, МАДИ, 2003.

47. Щекудов Е.В. Опыт сооружения тоннелей с применением защитного экрана из труб под действующими транспортными магистралями. // Тр. ЦНИИС, вып - 2007. - С. 45

48. Щелочкова. Т.Н., Методика определения эффективных параметров тоннелей обделок из набрызбетона. Дис... канд.техн.наук- МАДИ-2010

49. Эслами В.М. Рациональные параметры опережающей забойной крепи из фиберглассовых элементов применительно к строительству горных автодорожных тоннелей в Иране. -Дисс. ... канд. техн. наук, МАДИ, 2004.

50. Юркевич П. Подземная автостоянка в Москве. // Подземное пространство мира. - 1998. - № 4. - С. 30-31.

51. Юркин О.В., Рациональные конструктивно-технологические параметры тоннельных обделок с наружными ребрами жесткости. Дис... канд.техн.наук- Москва- 1999

52. Яровой Ю.И., Прогноз деформации земной поверхности, зданий и сооружений при строительстве метрополитенов на урале- дис... канд.техн.наук- Екатеринбург-1999

f \

53. Bâo câo khâ thi dir an xây dirng Metro thành phô Hô Chi Minh - Hà Nôi: Bô giao thông vân tâi, 1996 (Проект строительства метрополитена во Вьетнаме, 1996- Министерство вьетнамского транспорта).

54. Association Française des Tunnels - Tunnels et ouvrages souterrains. - 1998. -№ 149.-P. 423-426.

55. Attewell P.B., Woodman J.P. Predicting the dynamics of ground settlement and its derivatives caused by tunneling in soil. / Ground Engineering. - 1982. -V. 15. -№7.-P. 13-22, 36.

56. Bickel J.O, Kbesel Th.R., King E.H. Tunnel Engineering handbook: the second edition. - New York: Chapman and Hall, 1996.

57.Clarke J. Manheim bypass connection. // World Tunneling, October 1991-P. 315-317.

58.Construction of Central-Wan Chai Bypass (CWB) Tunnel in Causeway Bay Typhoon Shelter (CBTS) and ex-Wan Chai Public Cargo Working Area (exPCWA). Contract HY/2009/15-4 May 2011.

59. Chi S.Y., Chern J.Ch., Lin Ch.Ch. Optimized back-analysis for tunneling-induced ground movement using equivalent ground loss model. // Tunneling and Underground Space Technology. - 2001. - Vol. 16.- 159-165.

60.Chou W., Bobet A. Predictions of ground deformations in shallow tunnels in clay // Tunneling and underground space technology. - 2002. - Vol. 17. - № 1. - P. 319.

61. Duddeck, Leistungsfähigkeit und Grenzen Methode der Finiten Element in der Geotechnik-Felsdau-4, 1986.

62. Gonzalez C., Sagaseta C. Patterns of soil deformations around tunnels. Apllication to the extension of Madrid metro. // Computer and Geotechics. - 2001 -Vol. 28.-P. 445-468.

63. Gioda G., Swoboda G. Developments and applications of the numerical analysis of tunnels in continuous media. // International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics. -1999.-Vol. 23. - P. 1393-1405.

64. Hwang R.N., Fan C.B., Yang G.R. Consolidation settlements due to tunneling. / Proc. of the South-East Asian Symposium on Tunneling and Underground Space Development. - Bangkok (Thailand). - 18-19 January 1995. - P. 79-87/

65. O'Reilly. M.P., New.B.M. Settlements above tunnels in the United Kingdom-their magnitude and prediction // Tunneling 82. London: The Institution of Mining and Metallurgy, 1982.P.55-64

66. Perello.P, Delle Piane L, Spano M, Gallara F, Fenelli A. Geological and hedrogeological investigation for the new Lyons railway, middle Valley, Italian Western Alps.Proceeding of conference on progress in tunneling after 2000. Milano italy- Volume 1-2001- p.589-596

67. Quy hoach phat trien GTVT thu do Ha Noi -2003 (Генеральный план транспорта города Ханоя, Вьетнам, 2003)- Министерство вьетнамского транспорта

68. Loganathan.N., Poulos.H.G. Analytical prediction for tunneling- induced ground movement in clays// Jurnal of Geotechnica and Geoenvironmeyntal Engineering-1998- Vol.124- c.845-856

69. Makovsky.L, Shchekudov Ye. Computer-aided simulation of the behavior of preinforced suports in transportation tunnel engneering / Proceedings of Conference on Underground Space and Rock Mechanics. - 2005-№ 5 -p.204-207

70. Mancinelli.L, Gatti.M., Cassani.G. Numerical simulation of an excavation near buildings, www.rocksoil.com

71. Manual version 1.1 of program Plaxis 3D tunnel http://www.plaxis.nl/plaxis3d/

72. Mroueh.H, Shahrour.I. A full 3-D finite element analysis of tunneling- adjacent structures interaction// Computers and Geotechnics.-2003.Vol.30-№ 3-p.245-253 73 .Tunnels and Tunnelling International-1997-29 № 9 - P.43-44

74.Izymov S.V., Druchinin, Chernokalov A.G. Georadars in tunnels drifting. // Proc. of the Aites-ITA 2001 World Tunnel Congress. - Vol. I.I. -Milan, Italy, 2001. -P. 245-252.

75. Japanese standard for shield tunneling, the third edition. Japan society of Civil engineers-1996-219c

76. Lambe, T.W.Soil Mechanics / John Wiley, 1969-553 c

77. Mair.R. Tunening in areas and research

78. Walter H. Design of shotcrete tunnel lining of a metro station / IGT - Geotechnik and Tunnelbau