Разработка методов анализа деформаций подземных сооружений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.32, кандидат технических наук Хамид Фарамарз Пур

• Хамид Фарамарз Пур
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Хамид Фарамарз Пур

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ТОННЕЛЕЙ И ТОЧНОСТНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ.

1.1. ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ В ПОЛОЖЕНИИ ТЕГЕРАНА И ПРИЧИНЫ НЕОБХОДИМОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА МЕТРОПОЛИТЕНА.

1.2. ВИДЫ ТОННЕЛЕЙ.

1.3. СПОСОБЫ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ.

1.4. ПОНЯТИЕ О ГАБАРИТЕ И ФОРМЕ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ.

1.5. ГЕОДЕЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТОННЕЛЯ. ТОЧНОСТЬ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ.

2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ.

2.1. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ДЕФОРМАЦИЕЙ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ.

2.2. ОСОБЕННОСТИ ОРИЕНТИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ СЕТЕЙ МЕТОДОМ ДВУХ ШАХТ.

3. АНАЛИЗ ДЕФОРМАЦИЙ КОЛЕЦ ТОННЕЛЯ.

3.1. О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ РЕШЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ЗАДАЧ.

3.2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ДЕФОРМАЦИЙ КОЛЕЦ ТОННЕЛЯ ДЛЯ ОДНОЙ ТОЧКИ НАБЛЮДЕНИЙ.

3.3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ СТЕНОК ТОННЕЛЯ С ОДНОВРЕМЕННЫМ ВЫЧИСЛЕНИЕМ ВЕРОЯТНЕЙШЕЙ ОКРУЖНОСТИ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методов анализа деформаций подземных сооружений»

Опыт эксплуатации подземных видов транспорта неопровержимо доказал, что лучшим видом современного городского транспорта является метрополитен. Следовательно, задача улучшения благоустройства городов и населенных мест непосредственно связана с развитием сети метрополитенов в городах и сооружением необходимых для этого тоннелей. В Росси в целом, а в. г. Москве особенно накоплен огромный опыт строительства и эксплуатации метрополитена. Так, в технико-экономических основах генерального плана г. Москвы намечается довести протяженность линий метрополитена до 320 км, построить свыше 100 станций и 300 вестибюлей. Практически ежегодно открываются новые станции, ведется освоение таких новшеств как легкое и монорельсовое метро. Опыт ведения геодезических измерений в г. Москве при строительстве и эксплуатации сооружений метрополитена целесообразно применить при выполнении аналогичных работ в г. Тегеране - столице Исламской Республики Иран.

Таким образом, тоннели являются необходимым звеном в строительстве подземных инженерных сооружений, связанных с ростом и развитием народного хозяйства страны. В связи с этим геодезические работы находят широкое применение при тоннелестроении.

Геодезическо-маркшейдерские работы являются ответственным процессом на всех этапах строительства метрополитенов, транспортных тоннелей и многих других крупных строительных объектов. От своевременного и качественного выполнения геодезическо-маркшейдерских работ во многом зависят качество, сроки и эксплуатационный эффект использования строящихся объектов.

Руководящим органом, выполняющим все организационные, функционально-технологические задачи по выполнению этих работ является геодезическо-маркшейдерская служба, отвечающая за качественное их выполнение, как составную часть всего технологического комплекса работ строящегося объекта.

Исследования в этой области способствуют достижению более высоких точностей, как при наблюдении, так и при вычислениях. Новые разработки позволяют автоматизировать работу в тоннеле и способствуют сокращению времени затрачиваемого на измерение углов и расстояний.

В процессе строительства тоннелей метрополитена, после установки колец тоннеля возникают различного рода деформации. Для обеспечения безаварийной эксплуатации метрополитена за развитием деформаций подземных сооружений метрополитена ведутся постоянные и высокоточные геодезические измерения.

До недавнего времени измерения проводились мерными жезлами, с помощью которых было сложно с достаточной точностью определить эти отклонения. В настоящее время, благодаря исследованиям и новым разработкам точность измерений значительно повысилась благодаря применению геодезических приборов и ручных лазерных светодальномеров (лазерных рулеток).

Внедрение новых методов и средств геодезических измерений должно сопровождаться и новой методикой обработки результатов измерений. Только комплексное решение задачи позволит добиться максимальной эффективности и будет отвечать современным требованиям.

Перед автором диссертации была поставлена задача: изучить особенности выполнения геодезических работ в г. Москве, внедрить в производство наблюдений за деформациями колец тоннеля в г. Тегеране современные средства измерения и методы математической обработки результатов измерений.

Данная работа содержит 84 страницы машинописного текста, состоит из трех разделов с подразделами, включающими в себя три таблицы и 24 рисунка.

Заключение диссертации по теме «Геодезия», Хамид Фарамарз Пур

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развитие городского транспорта в Тегеране ведется активными темпами. К настоящему времени уже активно эксплуатируются линии современного метро, и в ближайшем будущем сеть метрополитена Тегерана будет существенно развита. Учитывая, что геологические условия в зоне строительства тоннелей являются сложными, проблема наблюдений за деформациями обделок тоннелей является важной и актуальной задачей.

Надежное определение положения колец тоннеля возможно лишь при высокоточных методах передачи координат и дирекционных углов в подземные геодезические сети. В связи с этим в диссертации автором разработана эффективная методика ориентирования сторон подземной поли-гонометрии методом двух шахт. При этом через стволы шахт передаются только координаты. При этом исключается трудоемкая операция передачи дирекционного угла к сторонам подземной полигонометрии. В диссертации выполнен подробный анализ точности как дирекционных углов, так и координат пунктов, который убедительно показал, что усовершенствованная методика ориентирования подземных геодезических сетей обеспечивает точность, необходимую как для строительства тоннелей, так и для изучения деформаций стен тоннелей.

Современные средства геодезических измерений, а именно, электронные тахеометры, позволяют выполнять высокоточные измерений в безотражательном режиме с точностью вполне удовлетворяющей точностным требованиям к определению деформаций колец тоннеля (2-5 мм). В связи с этим автором диссертации была поставлена научная задача: разработать математический аппарат эффективной разработки результатов измерений с возможностью объективной оценки точности результатов измерений. Автором составлена математическая модель, связывающая результаты измерений с деформационными характеристиками стенок тоннелей:

Д + А,)2 = 5? + X1 + У1 -2^12+У2 соефг-, где X, У - координаты центра тоннеля относительно точки стояния инструмента; - вероятнейший радиус тоннеля.

Учитывая, что определяемых неизвестных всего три, а результатов измерений значительно больше, появляется возможность использования метода наименьших квадратов для получения наиболее надежных значений искомых величин.

В диссертации рассмотрены два метода решения поставленной задачи. В первом случае удалось так преобразовать математическую модель формы тоннеля, что уравнивание и оценка точности свелась к коррелатно-му методу уравнивания. Для того чтобы более строго зафиксировать положение вероятнейшей окружности, уравнивание результатов измерений у? выполняется под двумя условиями: ^ = ^--»пип - минимум суммы ы Щ квадратов поправок в измеренные величины с учетом средних квадратичеп ских ошибок измерений и = ^ А2 -> шт - минимум суммы квадратов 1 уклонений наблюдаемых точек стенок тоннеля от вероятнейшей окружности. Как показали результаты практических расчетов, повышение точности измеряемых величин не является существенным, но это позволило ввести в обработку точностные характеристики измеренных величин и осуществить оценку точности искомых параметров, используя коррелатный метод с дополнительными неизвестными.

Разработанная методика обработки результатов измерений будет применена при анализе деформаций тоннелей метрополитена в Тегеране.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Хамид Фарамарз Пур, 2007 год

1. Афанасьев В.Г., Егоров А.П. Геодезия и маркшейдерское дело в транспортном строительстве. М., Недра, 1978.

2. Баранов А.Н., Егунов К.И., Зельцер Е.И., Лебедев H.H., Слободчиков Д.А., Черемисин М.С. Геодезия в тоннелестроении. М., Издательство геодезической и картографической литературы, 1953.

3. Большаков В.Д., Маркузе Ю.И. Практикум по теории математической обработки геодезических измерений. М., Недра, 1983.

4. Большаков В.Д. Клюшин Е.Б., Васютинский И.Ю. Методы и приборы высокоточных геодезических измерений в строительстве. М., Недра, 1976.

5. Большаков В.Д., Маркузе Ю.И., Голубев В.В. Уравнивание геодезических построений. Справочное пособие. М., Недра, 1989.

6. Васютинский И.Ю., Рязанцев Г.Е., Ямбаев Х.К. Геодезические приборы при строительно-монтажных работах. М., Недра, 1982.

7. Зайцев А.К., Марфенко C.B., Михелев Д.Ш. Геодезические методы исследования деформаций сооружений. М., Недра, 1991.

8. Инженерная геодезия. Под ред. Закатова П.С. М., Недра, 1969.

9. Клюшин Е.Б., Новак В.Е. Методика обработки результатов наблюдений за деформациями элементов сооружений линейного вида. Межвузовский сборник «Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии», вып. 6 (5), 1980.

10. Клюшин Е.Б. Современные методы высокоточной выверки технологического оборудования. Материалы Всесоюзной конференции «Применение новой техники и технологии в инженерно-геодезических работах», Киев, 1984.

11. Клюшин Е.Б., Новак В.Е. Оценки точности радиусов кольцевых сетей. Вопросы атомной науки и техники. Сб.: «Проектирование», ЦНИИАТОМинформ, в. 5,1972.

12. Клюшин Е.Б., Новак В.Е. Вычисление и оценка точности деформационных характеристик оснований прецизионных сооружений. Межвузовский сборник «Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии», вып. 5 (4), 1979.

13. Клюшин Е.Б., Новак В.Е. Оценка точности основных деформационных характеристик оснований прецизионных сооружений линейного типа. Межвузовский сборник «Исследования по геодезии, аэрофотосъемке и картографии», вып. 4 (3), 1978.

14. Клюшин Е.Б., Киселев М.И., Михелев Д.Ш., Фельдман В.Д. Инженерная геодезия. Издание 5-е, М., Академия, 2006.

15. Коугия В.А., Грузинов В.В., Малковский О.Н. и др. Геодезические работы при строительстве мостов. М., Недра, 1986.

16. Лукьянов В.Ф. Расчеты точности инженерно-геодезических работ. М., Недра, 1981.

17. Левчук Г.П., Новак В.Е., Лебедев H.H. Прикладная геодезия. Геодезические работы при изысканиях и строительстве инженерных сооружений. Учебник для вузов. М., Недра, 1983.

18. Левчук Г.П., Новак В.Е., Конусов В.Г. Прикладная геодезия. Основные методы и принципы инженерно-геодезических работ. Учебник для вузов. М., Недра, 1981.

19. Матвеев СМ., Коугия В.А., Цветков В.Д. Геоинформационные системы и технология на железнодорожном транспорте. М., Транспорт, 2002.

20. Матвеев С.И. Новый вид опорных геодезических сетей специального назначения. Международная научно-техническая конференция, посвященная 225-летию МИИГАиК. М., 2004.

21. Матвеев С.И. Уравнивание повторных измерений с учетом подвижности пунктов геодезической сети. Геодезия и картография, вып. .3 1986.

22. Матвеев С.И., Коугия В.Д., Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии на железнодорожном транспорте. М., УМК МПС России, 2002.

23. Маркузе Ю.И., Бойко Е.Г., Голубев В.В. Вычисление и уравнивание геодезических сетей. М., Картгеоцентр-Геодезиздат, 1994.

24. Маркузе Ю.И. Уравнивание и оценка точности плановых геодезических сетей. М., Недра, 1982.

25. Маркузе Ю.И. Эффективный алгоритм для анализа деформаций. Международная научно-техническая конференция, посвященная 225-летию МИИГАиК. М., 2004.

26. Марфенко C.B. Геодезические работы при строительстве тоннелей и подземных сооружений. Учебное пособие. М., МИИГАиК, 2004.

27. Прокофьев Ф.И. Охрана труда в геодезии и картографии, М.,

28. Правила по технике безопасности на топографо-геодезических работах. Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР. Справочное пособие. М., Недра, 1991.

29. Справочник по теории вероятностей и математической статистике. М., Наука, 1985.

30. Справочное пособие по прикладной геодезии. Под ред. Большакова В. Д. М., Недра, 1987.

31. Техническая инструкция по производству геодезическо-маркшейдерских работ при строительстве метрополитенов и тоннелей. ВСН-160-69. М., Минтрансстрой, 1970.

32. Центры геодезических пунктов для территорий городов, поселков и промышленных площадок. М., Недра, 1972.

33. Черемисин М.С. Геодезические сети при крупном подземном строительстве. М., Изд-во геодезической литературы, 1960.

34. Черемисин М.С., Воробьев A.B. Геодезическо-маркшейдерская разби-вочная основа при строительстве подземных сооружений. М., Изд-во геодезической литературы, 1960.

35. Ямбаев Х.К., Рязанцев Г.Е. Разработка и внедрение высокоточных геодезических измерений в проектирование и эксплуатацию уникальных инженерных сооружений России. Международная научно-техническая конференция, посвященная 225-летию МИИГАиК. М., 2004.

36. Власенко Е.П., Хамид Фармарз Пур. Особенности ориентирования подземных геодезических сетей методом двух шахт. Изв. вузов. «Геодезия и картография», № 2006.