Взаимодействие защитных экранов из труб с грунтовым массивом при строительстве тоннелей мелкого заложения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.11, кандидат технических наук Щекудов, Евгений Владимирович

• Щекудов, Евгений Владимирович
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Щекудов, Евгений Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ И

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЭКРАНОВ ИЗ ТРУБ

1.1 Общие положения

1.2 Конструкции и технология возведения труб экрана. Строительство тоннелей под защитой экранов из труб

1.3 Методы расчета экранов из труб

Выводы. Задачи исследований

Глава 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ

КРЕПЬ-ЭКРАН-МАССИВ» ПО ПЛОСКОЙ СХЕМЕ

2.1 Общие положения

2.2 Метод конечных элементов (МКЭ) применительно к расчету подземных сооружений

2.3 Методика исследования МКЭ напряженно-деформированного состояния (НДС) системы «крепь-экран-массив» с учетом упругопластических свойств грунтов

2.4 Исследования НДС МКЭ системы «крепь-экран-массив» с учетом упруго-пластических свойств грунтов

2.5 Исследование влияния жесткости опирания поддерживающих элементов в системе «крепь-экран-массив» по существующей методике расчета экранов из труб

Выводы

Глава 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ «КРЕПЬ-ЭКРАН-МАССИВ» ПО ПРОСТРАНСТВЕННОЙ СХЕМЕ

3.1 Общие положения

3.2 Построение расчетных моделей в программном комплексе «COSMOS/M»

3.3 Моделирование задач определения НДС обделок тоннелей

3.4 Применение программного комплекса «COSMOS/M» для расчета напряженно-деформированного состояния системы «крепь-грунтовый массив» (тестовые расчеты)

3.5 Разработка пространственной конечно-элементной модели для расчета системы «крепь-экран-массив»

3.6 Планирование численного эксперимента

3.7 Методы анализа результатов экспериментальных исследований

3.8 Исследования напряженно-деформированного состояния несущей системы «крепь-экран-массив» на пространственных моделях . 81 Выводы

Глава 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ ПОД ЗАЩИТОЙ ЭКРАНОВ ИЗ ТРУБ

4.1 Общие положения

4.2 Методика мониторинга напряженно-деформированного состояния крепи при строительстве тоннеля под действующей магистралью с применением защитного экрана из труб

4.3 Экспериментальные исследования НДС временной крепи тоннелей (поддерживающих элементов)

4.4 Сравнение результатов теоретических и экспериментальных исследований

4.5 Экспериментальные исследования НДС постоянных колонн тоннеля при введении их в работу

4.6 Исследования НДС труб защитного экрана в процессе строительства тоннеля

4.7 Геодезический мониторинг деформаций конструкций тоннеля, насыпи и ж.-д. путей

4.8 Экспериментальные исследования нагруженности забойной крепи

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Взаимодействие защитных экранов из труб с грунтовым массивом при строительстве тоннелей мелкого заложения»

Наблюдающееся в последние десятилетия расширение масштабов тоннельного строительства обусловливает необходимость дальнейшего совершенствования технических средств и методов преодоления участков нарушенных и неустойчивых грунтов, встречающихся по трассе горных, подводных и городских тоннелей, сооружаемых закрытым способом [30, 34].

При строительстве городских подземных транспортных сооружений мелкого заложения под существующими объектами возникают существенные трудности, связанные с нарушением их нормального функционирования.

В практике тоннелестроения в настоящее время находят применение следующие виды контурной и опережающей крепей: арочная, анкерная, на-брызг-бетонная, бетонные своды, опережающие экраны из грунтоцементных свай, армирующие фибергласовые элементы в призабойной зоне, опорные столбы из вертикальных и наклонных микросвай, экраны из труб и др. [30].

Экраны из труб устраивают по контуру будущего тоннеля. Экран из труб может служить не только в качестве временной крепи, но и входить в состав постоянной несущей конструкции [27, 34,35, 66, 67].

Такой способ применяют при строительстве перегонных тоннелей и станций метрополитена, автотранспортных и пешеходных тоннелей преимущественно мелкого заложения на застроенной городской территории, когда использование открытого способа затруднительно или невозможно.

Особенно эффективным этот способ оказывается при строительстве тоннелей под улицами и дорогами, под насыпями и фундаментами зданий в слабых неустойчивых грунтах при глубине заложения от 3 до 1 м от поверхности земли. Применение указанного способа работ не требует вскрытия дневной поверхности над подземным сооружением, не нарушает условий уличного движения, сводит до минимума сдвижения и деформации поверхности земли. При этом в ряде случаев отпадает необходимость в применении искусственного замораживания и химического закрепления грунтов.

Под защитой экранов из труб построены горным способом многие подземные сооружения мелкого заложения: станция «Венеция» метрополитена г. Милана (Италия); перегонные тоннели в г. Атланте (США) при строительстве метрополитена под скоростной 10-полосной автомагистралью 1-285; два пешеходных тоннеля под автомагистралью Оршард в г. Сингапуре; тоннель под железной дорогой в Калифорнии (США); двухъярусная подземная станция метрополитена в г. Сендай (Япония) под 15 ж.д. путями; два параллельных трехполосных тоннеля Мэйко (Япония) и др. [70, 73-76, 78-88].

В зарубежной практике строительства тоннелей способом продав-ливания известны следующие случаи использования экранов из труб: в Японии по такой технологии соорудили два автотранспортных (Куруме и Осака - Нагойя под железнодорожными путями) и один пешеходно-коллекторный тоннель в г. Нагато под станционными ж.д. путями и др. [34].

В России под действующими железнодорожными и автодорожными магистралями сооружены с помощью защитного экрана из труб горным способом: автодорожные тоннели на пересечении железнодорожных путей ст. Пермь-П - ст. Свердловск — ст. Бахаревка (г. Пермь), на Волоколамской развязке, пешеходные тоннели в Лужниках, на Волоколамской развязке, под Бутиковским переулком (г. Москва), коллекторные тоннели на ул. Вавилова, над станцией Московского метрополитена «Ленинский проспект» под магазином «Ткани» в районе Гагаринской развязки, трехсекционные инженерные коллекторные тоннели на 41 км Московской окружной ж.д. МК МЖД, в Москва-СИТИ у Экспоцентра на 1-й Красногвардейской ул. (г. Москва); методом продавливания - автодорожные тоннели под железнодорожными путями Павелецкого направления. Строятся автодорожные тоннели в Москве, Санкт-Петербурге (пос. Мурино); проектируются тоннели в Москве (1- Брестская ул., под Шмитовским проездом, на Смоленской ж.д. под пл. Тестовская, на Варшавском шоссе под Курским направлением МЖД, через грузовую станцию Перерва Курского направления МЖД, в районе платформы Люблино под ж.д. путями Курского направления МЖД) [10, 13, 18, 33-35,37,38, 60,61,64-67].

В России существует ряд специализированных строительных организаций, которые занимаются устройством защитных экранов из труб, такие как «Тоннельный отряд 44», НПО «Космос», ООО «Трансстройтоннель-99», СМУ-5 Мосметростроя.

При строительстве тоннелей под защитой экранов из труб возникают различные проблемы, связанные с взаимодействием конструкций экрана с окружающим грунтовым массивом и расположенными поблизости зданиями, сооружениями и инженерными коммуникациями. Для решения этих проблем и обоснованного проектирования и строительства тоннелей под защитой экранов из труб необходимо проведение научных исследований для обеспечения безопасности и надежности при строительстве и эксплуатации тоннелей.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Актуальность темы диссертационной работы определяется расширением объемов подземного строительства в сложных градостроительных и инженерно-геологических условиях, требующих применения опережающих крепей и, прежде всего, экранов из труб.

Высокая эффективность этой технологии, подтвержденная практикой строительства, способствует расширению сферы ее применения в крупных городах России. Однако многие вопросы взаимодействия экранов из труб с грунтовым массивом изучены недостаточно. В связи с этим такие исследования в настоящее время стали настоятельной необходимостью.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИИ.

Цель - установить закономерности в формировании напряженно-деформированного состояния (НДС) системы, состоящей из крепи (экрана из труб и рам или арок) и грунтового массива (далее «крепь-экран-массив») на различных этапах строительства и эксплуатации тоннеля с учетом конструктивных особенностей и технологии возведения, свойств пересекаемых грунтов.

Задачи:

• выполнить теоретические исследования напряженно-деформированного состояния системы «крепь-экран-массив» с применением метода конечных элементов (МКЭ) и расчетных компьютерных комплексов «COSMOS/M» (разработан американской компанией «Structural Research & Analysis Corporation»), «ECRAN», «ROBD» (разработаны НИЦ TM ОАО ЦНИИС), «RK6» (разработан Ленметрогипротрансом);

• исследовать методом математического моделирования технологические операции при сооружении тоннелей мелкого заложения под защитой экрана из труб;

• разработать методику мониторинга НДС труб экрана и поддерживающей крепи и провести экспериментальные исследования в натурных условиях;

• дать конкретные рекомендации по проектированию и сооружению тоннелей мелкого заложения под защитой экранов из труб.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

Основой исследований является системный комплексный подход к решению проблемы, когда отдельные операции процесса строительства тоннеля под защитой экрана из труб рассматриваются взаимосвязанно, с единых позиций принципа целостности.

В теоретических исследованиях применены методы математического моделирования на основе метода конечных элементов (МКЭ). Разработаны плоская (с учетом упруго-пластических свойств грунтов) и пространственная модели системы «крепь-экран-массив». Экспериментальные исследования, направленные на выявление закономерностей изменения напряженно-деформированного состояния тоннельных конструкций, проводились на строящихся тоннелях. Результаты расчета МКЭ сопоставлялись с результатами мониторинга НДС и с традиционными методами расчета.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы заключается в следующем:

• впервые в Российской Федерации выполнены комплексные теоретико-экспериментальные исследования пространственной работы системы «крепь-экран-массив»;

• разработаны конечно-элементные плоская и пространственная модели расчета системы «крепь-экран-массив»;

• разработана методика проведения мониторинга напряженно-деформированного состояния крепи при строительстве тоннеля под действующей магистралью с применением защитного экрана из труб;

• проведены экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния труб защитного экрана; элементов временной и постоянной контурной и забойной крепей; деформативных характеристик грунта на строящихся тоннелях под действующими магистралями;

• выявлены закономерности распределения статических и динамических нагрузок между элементами крепи;

ПРАКТИЧЕСКУЮ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ составляют:

• методика и результаты теоретических исследований системы «крепь— экран-массив» на разработанных математических моделях;

• методика проведения и результаты мониторинга напряженно-деформированного состояния крепи при строительстве тоннелей под действующими транспортными магистралями с применением защитного экрана из труб;

• рекомендации по расчету и назначению конструктивно-технологических параметров экранов из труб, направленные на повышение эффективности проектных разработок в части повышения надежности экранов из труб, позволяющие снизить трудозатраты и стоимость работ.

ДОСТОВЕРНОСТЬ полученных результатов обоснована:

• строгостью исходных предпосылок применяемых методов теоретических и экспериментальных исследований;

• учетом требований действующих нормативных документов;

• использованием разработок передовых отечественных и иностранных фирм и организаций в рассматриваемой области;

• тестовыми расчетами напряженно-деформированного состояния крепи и грунтового массива при строительстве тоннелей, подтвержденными практикой строительства;

• комплексными экспериментально-теоретическими исследованиями напряженно-деформированного состояния системы «крепь-экран-массив» на математических моделях и на строящихся и эксплуатируемых тоннелях;

• хорошей (для практических целей) сходимостью расчетных значений с результатами экспериментальных исследований в натурных условиях.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ. Результаты работы нашли применение при проектировании в НИЦ «Тоннели и метрополитены» ОАО ЦНИИС, ГУП «Мосинжпроект», ГУП «Моспроект-2», ОАО «Метрогипрот-ранс», ООО «Метро-Стиль2000», научно-техническом сопровождении НИЦ ТМ строительства тоннелей, сооруженных под защитой экрана из труб в г. Москве (Нахимовский проспект, Лужники, Волоколамское шоссе - ГУП «Мосинжпроект», ОАО «Метрогипротранс» ОАО «Тоннельный отряд 44»), г. Перми (ул. Локомотивная, ст. Бахаревка — ОАО «Уралгипротранс», НПО «Космос», ОАО «Стимул-Урал», ОАО «Космос-Урал», ОАО «Тоннельный отряд 44»); а также при разработке методик расчета и мониторинга напряженно-деформированного состояния (НДС) временной крепи; отражены в нормативных документах (МГСН 5.03-02 "Московские городские строительные нормы проектирования автотранспортных тоннелей"; "Рекомендации по проектированию и сооружению опережающих защитных экранов из труб с применением микротоннелепроходческих комплексов при строительстве тоннелей". М.: ОАО Корпорация "Трансстрой", Тоннельная ассоциация России, 2003 г. [44]; Рабочая инструкция РИ05. "Мониторинг напряженно-деформированного состояния крепи при строительстве тоннеля под действующей магистралью с применением защитного экрана из труб". М.: ЦНИИС, 2002 г. [15]; "Руководство по техническому диагностированию автодорожных тоннелей". Утверждено Распоряжением Государственной службы дорожного хозяйства "Росавтодор" Министерства транспорта Российской Федерации от 04.12.2000 г. № АВ-22-р.); а также в учебном процессе кафедры "Мосты и транспортные тоннели" МАДИ (ГТУ).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований и основные научные положения диссертационной работы доложены:

• на Международной научно-практической конференции «Градоформирую-щие технологии XXI века», посвященной 300-летию создания системы инженерно-технического образования в России. (Секция «Транспорт, дороги, мосты, тоннели и коммуникации»). Россия, Москва, 11.09.2001 г.;

• на Международной научно-практической конференции "Тоннельное строительство России и стран СНГ в начале века: опыт и перспективы". Россия, Москва, 28-31 октября 2002 г.;

• на семинаре «Актуальные проблемы расчета строительных конструкций с использованием пространственных моделей и их влияние на конструктивные решения», октябрь 2002 г.;

• на ежегодных научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Московского автомобильно-дорожного института (Государственного технического университета), 2001-2003 гг.;

• на заседаниях Секции НИЦ «Тоннели и метрополитены» Ученого совета ОАО ЦНИИС, 1999-2003 гг.

ПУБЛИКАЦИИ. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 научных статьях (3 из которых в соавторстве):

1. Щекудов Е.В. Научно-техническое сопровождение строительства тоннелей, сооружаемых под защитой экранов из труб//Актуальные проблемы мостостроения и тоннелестроения: Сборник научных трудов.-М.: МАДИ, 2001. -С.98-108.

2. Щекудов Е.В. Опыт сооружения тоннелей с применением защитного экрана из труб под действующими транспортными магистралями// Исследования конструкций и материалов для метро- и тоннелестроения: Сборник научных трудов. -М.: ЦНИИС, 2002. - С.38-62.

3. Чеботаев В.В., Щекудов Е.В. Сооружение тоннелей под действующими магистралями с помощью защитного экрана из труб//Научно-исследовательский институт транспортного строительства (ЦНИИС) на пороге третьего тысячелетия: Сборник научных трудов. - М. :ЦНИИС, 2000. - С.191-198.

4. Чеботаев В.В., Воробьев Л.А., Щекудов Е.В. Научно-техническое сопровождение строительства тоннелей в Перми и Москве//Тезисы докладов и сообщений Международной научно-практической конференции «Градоформирующие технологии XXI века», посвященной 300-летию создания системы инженерно-технического образования в России. Секция «Транспорт, дороги, мосты, тоннели и коммуникации». -М., 2001. - С.44-46.

5. Воробьев JI.A., Щекудов Е.В. Рабочая инструкция РИ05 «Мониторинг напряженно-деформированного состояния крепи при строительстве тоннеля под действующей магистралью с применением защитного экрана из труб». М.: ЦНИИС, 2001.-15с.

6. Щекудов Е.В. Исследование работы грунтоцементных свай в ограждающих конструкциях котлованов//Наука и техника в дорожной отрасли, № 2. -М., 2003.

ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация содержит 204 стр., 64 иллюстрации, 12 таблиц и включает введение, 4 главы, общие выводы, список использованной литературы 89 наименований и 4 приложения.

Заключение диссертации по теме «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей», Щекудов, Евгений Владимирович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

На основе анализа опыта проектирования и строительства тоннелей под защитой экранов из труб установлено следующее:

- при строительстве городских тоннелей мелкого заложения под дорогами, зданиями, инженерными коммуникациями и другими препятствиями в последние годы успешно применяют защитные экраны из труб. Этот эффективный способ не требует вскрытия дневной поверхности, не нарушает условия уличного движения, сводит к минимуму сдвижения и деформации поверхности земли;

- в настоящее время в нашей стране и за рубежом накоплен богатый опыт проектирования и строительства тоннелей под экранами из труб, разработаны прогрессивные конструктивные и технологические решения применительно к разнообразным градостроительным и инженерно-геологическим условиям, созданы нормативные документы, регламентирующие требования к конструированию, расчету и технологии возведения защитных экранов и проходки тоннельных выработок. Вместе с тем, имеется целый ряд проблем, касающихся научного обоснования оптимальных геометрических и конструктивных параметров экранов из труб, а также технологических мер, направленных на минимизацию нарушений грунтового массива и поверхности земли;

- существующие методы расчета тоннелей, сооружаемых под защитой экранов из труб, позволяют учесть технологию строительства, однако они не в полной мере учитывают пространственный характер работы труб защитного экрана, конструкций крепи и упругопластические свойства грунтов.

Выполненные в рамках диссертационной работы теоретические и экспериментальные исследования, позволили установить закономерности в формировании напряженно-деформированного состояния (НДС) системы, состоящей из крепи (рамы или арки), экрана из труб и грунтового массива, на различных этапах строительства тоннеля.

Результаты исследований позволили научно обосновать целесообразность и эффективность применения защитного экрана из труб для строительства тоннелей мелкого заложения; разработать практические рекомендации конструктивно-технологического и расчетного характера, направленные на повышение эффективности технологии строительства тоннелей, сооружаемых под защитой экранов из труб; создать предпосылки для широкого применения экранов из труб в отечественном тоннелестроении. Для расчета системы «крепь-экран-массив» на этапах строительства тоннеля разработаны плоская и пространственные конечно-элементные модели. Результаты расчетов по плоской схеме с учетом упруго-пластических свойств грунтов позволили оценить совместную работу экрана из труб с окружающим массивом и установить характер изменения НДС системы «крепь-экран— массив» в процессе строительства. Исследования на пространственных моделях выявили важные закономерности изменения конструктивных и технологических параметров в процессе строительства тоннеля.

На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований могут быть сделаны следующие выводы:

I. Разработана плоская конечно-элементная модель системы «крепь— экран-массив» с учетом упруго-пластических свойств грунтов, реализованная в комплексе компьютерных программ «ECRAN», позволяющая в первом приближении оценить совместную работу экрана из труб с окружающим массивом, определить деформации грунтового массива и установить характер изменения НДС системы в процессе строительства.

2. Исследование плоского НДС грунтового массива в окрестности тоннельной выработки, закрепленной экраном из труб, при двух вариантах проходки: сплошным забоем и ступенчатым забоем показало несомненные преимущества последнего. При проходке ступенчатым забоем рабочий пролет труб экрана уменьшается на 15-20 %, значения изгибающих моментов в потолочных трубах на период проходки калотты снижаются в 3-5 раз, максимальные осадки железнодорожных путей уменьшаются в 3-4 раза, что значительно повышает технологическую надежность.

3. Исследование влияния жесткости опирания поддерживающих элементов в системе «крепь-экран-массив» по существующей методике расчета экранов из труб показало, что увеличение жесткости опирания поддерживающих рам на порядок (при увеличении коэффициента упругого л 1 отпора с 335 т/м до 3350 т/м ) приводит к увеличению нагрузок на раму на 15-20%, к снижению изгибающих моментов в трубах на 15-20% и к снижению суммарных осадок на 30-40 %.

4. Использование плоской конечно-элементной модели может быть рекомендовано для предварительной оценки НДС системы «крепь-экран-массив» при условии, что длина тоннеля в несколько раз превышает размеры его поперечного сечения. По данным многочисленных расчетов, подтвержденных практикой строительства, статическая работа конструкции короткого и широкого тоннеля, прокладываемого в ж.д. насыпи, является существенно пространственной и любые плоские модели могут привести к заметно отличающимся от практики результатам. Поэтому для повышения точности расчетов таких тоннелей следует использовать трехмерные расчетные модели.

5. Разработана пространственная конечно-элементная модель, реализуемая компьютерным программным комплексом «COSMOS/M» и ориентированная на решение упругой задачи для несущей системы «крепь-экран-массив» на различных этапах строительства тоннеля. Работоспособность и эффективность модели подтверждены серией тестовых расчетов.

6. Проведенные исследования НДС системы «крепь-экран-массив» позволили оценить влияние отдельных параметров (диаметра труб экрана, величины заходки, типа грунта), а также способов проходки (сплошной и ступенчатые забои) на осадку поверхности грунтового массива. Проанализировано 27 серий численных экспериментов, в которых варьировали диаметр труб экрана (630, 820 и 1020 мм), величину заходки (1м, 2м и 3 м) и тип грунта (песок, суглинок, глина).

7. Методами тренд-анализа получены зависимости изменения осадок поверхности земли для выбранных вариантов инженерных решений. Построены номограммы, пользуясь которыми можно для допустимых значений осадки поверхности земли в различных инженерно-геологических условиях выбрать оптимальный вариант сочетания - диаметра труб экрана, величины заходки и способа проходки.

8. Разработана методика мониторинга напряженно-деформированного состояния крепи и грунтового массива при строительстве тоннелей с применением защитного экрана из труб под действующими магистралями. Мониторинг НДС крепи и геодезический мониторинг в процессе строительства тоннелей под защитой экранов из труб позволили своевременно обнаруживать отклонения фактических параметров проходки от расчетных и предупреждать возникновение опасных ситуаций, а также выявить основные причины отклонений фактических режимов работы крепи тоннеля от расчетных.

9. Экспериментальные исследования в Москве и Перми позволили установить: распределительные свойства защитного экрана из труб повышают технологическую надежность несущей системы «крепь-экран-массив» — снижается опасность возникновения больших подвижек, локализуются вывалы грунта в забое. Вместе с тем экран из труб может приводить к локальным перегрузкам отдельных элементов или участков крепи; забойная крепь должна не только обеспечивать устойчивость забоя против его обрушения, но и максимально снижать вертикальные деформации крепи и грунтового массива, особенно при проходке тоннелей под действующими ж.д. магистралями. Недостаточно надежная система крепления лба забоя обусловливает повышенную осадку труб защитного экрана; портальные рамы, на которые приходится первоначальное опирание верхнего ряда труб экрана, целесообразно выносить за пределы насыпи действующей магистрали не менее, чем на 0.8-1.5 длины заходки, чтобы при строительстве максимально уменьшить нарушение бытового состояния насыпи; измерения напряжений в рамах во время прохождения поездов показали, что влияние нагрузки от поездов не превышает 20.25 % от напряжений, действующих в элементах рам в отсутствие поезда; измерение нагруженности стоек крепи и колонн тоннелей в процессе строительства показало, что контроль обжатия стоек крепи и колонн следует в обязательном порядке включать в операции монтажа, с тем, чтобы минимизировать отклонения фактического режима работы этих конструкций от проектных и, тем самым, предотвратить развитие пластических деформаций.

10. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что в среднем около 25 % нагрузки на крепь передается с ригеля на боковые трубы экрана, минуя стойки (колонны) рам.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований были использованы при проектировании и строительстве тоннелей в Лужниках, на Волоколамской развязке (г. Москва), Локомотивной ул., ст. Бахаревка (г. Пермь); вошли в нормативные документы: МГСН 5.03-02 "Московские городские строительные нормы проектирования автотранспортных тоннелей"; "Рекомендации по проектированию и сооружению опережающих защитных экранов из труб с применением микротоннелепроходческих комплексов при строительстве тоннелей". ОАО Корпорация "Трансстрой", Тоннельная ассоциация России; Рабочая инструкция ЦНИИС РИ05. "Мониторинг напряженно-деформированного состояния крепи при строительстве тоннеля под действующей магистралью с применением защитного экрана из труб"; "Руководство по техническому диагностированию автодорожных тоннелей". "Росавтодор" Министерства транспорта Российской Федерации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Щекудов, Евгений Владимирович, 2003 год

1. Алихашкин В.А., Алексашкин А.Н. Проблема несущей способности стальных труб защитных опережающих экранов и ограждений котлованов.-М.: Метро и тоннели, №4, 2001. —с.30-31.

2. Амусин Б.З., Фадеев А.Б. Метод конечных элементов при решении задач горной геомеханики. М.: Недра, 1975.

3. Ашмарин И.П., Васильев Н.Н., Амбросов В.А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. Ленинград.: Издательство Ленинградского университета, 1971, 78с.

4. Барбакадзе В.Ш., Мураками С. Расчет и проектирование строительных конструкций и сооружений в деформированных средах. М.: Стройиздат, 1989. - 472с.

5. Безухов Н.И. Основы теории упругости, пластичности и ползучести.-М.: Высшая школа, 1968.-512с.

6. Безухов Н.И., Лужин О.В., Колкунов Н.В. Устойчивость и динамика сооружений в примерах и задачах. -М.: Высшая школа, 1987. ~ 264с.

7. Белкин М.Н., Чесноков С.А. Исследование и применение технологии продавливания труб в тоннелестроении. Новые технологии и материалы в подземном строительстве. М.: ТИМР, 1995, № 1.-С.28-34.

8. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1994. -384с.

9. Булычев Н.С. Механика подземных сооружений в примерах и задачах.-М.: Недра, 1989.-272с.

10. Васюков П.А., Демешко Е.А. и др. Сооружение тоннелей и трубопроводов способом продавливания. М.: Оргтрансстрой, 1978.

11. Виттке В. Механика скальных пород. Перевод с немецкого. -М.: Недра, 1990.

12. Власов С.Н., Ходош В.А., Черняховская С.Э. Применение экранов из труб при строительстве тоннелей. М.: Транспортное строительство, 1980, №5, с.51-53.

13. Воробьев J1.A. Рационализация статических расчетов тоннельных обделок. Сборник научных трудов.-М.: Транспорт, 1984, с.64-78.

14. Воробьев Л.А., Щекудов Е.В. Рабочая инструкция РИ05 «Мониторинг напряженно-деформированного состояния крепи при строительстве тоннеля под действующей магистралью с применением защитного экрана из труб». М.: ЦНИИС, 2001.- 15с.

15. Гарбер В.А. Научные основы проектирования тоннельных конструкций с учётом технологии их сооружения. — М.: НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС, 1996.-370с.

16. Гарбер В.А. Метрополитен. Долговечность конструкций в условиях эксплуатации и городского строительства. — М.: НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС, 1998.-172с.

17. Гребенешников АЛ. «Трансстройтоннель-99». Строительство подземных сооружений методом опережающего защитного экрана. М.: Метро и тоннели, №2, 2003.-с.33-34.

18. Голицынский Д.М., Фролов Ю.С., Кулагин Н.И. Строительство тоннелей и метрополитенов. — М.: Транспорт, 1989.

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

20. Использование микротоннелирования для создания конструкций крепи при проходке тоннелей большого сечения. М.: Подземное пространство мира, 1996, №5.-с. 16-19.

21. Карташов Ю.М., Матвеев Б.В., Михеев Г.В., Фадеев A.IS. Прочность и деформируемость горных пород. — М.: Недра, 1979.-269с.

22. Кузнецов Г.Н., Ардашев К.А., Филатов Н.А. и др. Методы и средства решения задач горной геомеханики. — М.: Недра, 1987.-248с.

23. Маковский И.В., Маковский Л.В., Малоян Э.А., Меркин В.Е. Современные способы строительства транспортных тоннелей мелкого заложения в больших городах.-М.: МГЦНТИ, 1983, вып. 15. с.27.

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

25. Маковский Л.В. Проектирование автодорожных и городских тоннелей. М.: Транспорт, 1993. - 352с.

26. Маковский Л.В. Под защитой экранов из труб. М.: Метрост-рой, 1980, № 4. - с.23-24.

27. Маковский Л.В. Устройство опережающей крепи с применением микротоннельной технологии. М.: Метро, 1992, №3.-с.57-60.

28. Маковский Л.В. Эффективная технология стабилизации тоннельного забоя в слабоустойчивых грунтах. — М.: Подземное пространство мира, 2002, № 1. -с.23-25.

29. Маковский Л.В. Современные технологии проходки в сложных инженерно-геологических условиях.-М.: Метро и тоннеля,2002, №5.«с.21-23.

30. Маковский Л.В., Меркин В.Е. Струйная цементация грунтов при строительстве транспортных тоннелей и метрополитенов. Информационный обзор. Вып. 1.-М., «ТИМР», 1994.

31. Маковский Л.В., Чеботарев С.В., Лушников А.В. Продавливание под защитой экранов из труб. — М.: Транспортное строительство, 1987, № 8. с.20-22.

32. Малинин А.Г. Строительство автодорожных тоннелей в Перми. 2 части.- М.: Подземное пространство мира, 1999,№ 1.-С.24-26, № 5.-C.23-26.

33. Меркин В.Е., Маковский J1.B. Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения. М., ТИМР, 1997. - 192с.

34. Меркин В.Е., Маковский J1.B. Проходка тоннелей под транспортными магистралями с применением защитных экранов из труб. Новые технологии и материалы в подземном строительстве. — М.: ТИМР, 1995, № 1. -с. 13-23.

35. Методические рекомендации по расчету временной крепи тоннельных выработок.-М.: ЦНИИС, 1984.-62с.

36. Миллерман С.И., Гоглидзе J1.B., Синицкий Г.М., Четыркин Н.С. Автодорожный тоннель под ж.-д. путями Рижского направления МЖД на пересечении Волоколамского шоссе с улицей Свободы. М.: Метро и тоннели, №6, 2001. —с.22-23.

37. Муравин Г.И., Власов С.Н., Бессолов В.А. Опережающие экраны — новая технология для проходки тоннелей. — М.: Горный журнал, 1999, №11. -с.36-38.

38. Плоскостные и объемные расчеты по методу конечных элементов в строительстве тоннелей. Перевод с немецкого. — М.: 1986, 10 е., ил. (ВЦП № М-06874).

39. Программный комплекс «COSMOS/M» (инструкция), 2001, 2002.

40. Ревуженко А.Ф. Механика упруго-пластических сред и нестандартный анализ. — Новосибирск: Издательство Новосибирского университета, 2000. 426с.

41. Рекомендации по применению опережающих экранов из труб при сооружении транспортных тоннелей. М., ЦНИИС, 1988.-47с.

42. Рекомендации по технологии бестраншейной прокладки трубопроводов с применением микротоннелепроходческих комплексов. М., Корпорация «Трансстрой», Тоннельная ассоциация, 1998.-68с.

43. Рекомендации по проектированию и устройству опережающих защитных экранов из труб с применением микротоннелепроходческихкомплексов при строительстве тоннелей. М., Корпорация «Трансстрой», Тоннельная ассоциация, 2003. —55с.

44. Родин И.В. К вопросу о решении задач гравитационного давления горного массива на крепи подземных выработок. Доклады АН СССР, т. 78, №3, 1951.

45. Родин Н.В. Снимаемая нагрузка и горное давление. В книге "Исследование горного давления". — М.: Госгортехиздат, 1960. с.343-374.

46. Румшиский JI.3. Математическая обработка результатов эксперимента.-М.: Наука, 1971.- 192с.

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

48. Саргсян А.Е., Демченко А.Т., Дворянчиков Н.В., Джинчвелашвили Г.А. Строительная механика. М.: Высшая школа, 2000.-416с.

49. Симвулиди И.А. Расчет инженерных конструкций на упругом основании. М.: Высшая школа, 1987.

50. Смирнов А.Ф., Александров А.В., Лащеников Б.Я., Шапошников Н.Н. Строительная механика. Стержневые системы. М.: Стройиздат, 1981. -512с.

51. Соколовский В.В. Статика сыпучей среды. М.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1954.-275с.

52. Соколовский В.В. Теория пластичности. М.: Высшая школа, 1969. Изд. 3.-608с.

53. Справочник инженера —тоннельщика/Богомолов Г.М., Голицын-ский Д.М., Сеславинский С.И. и др.; Под редакцией Меркина В.Е., Власова С.Н., Макарова О.Н. М.: Транспорт, 1993. - 390с.

54. Справочник по сопротивлению материалов / Писаренко Г.С., Яковлев А.П., Матвеев В.В. Киев: Наукова думка, 1975.-704с.

55. Справочник по механике и динамике грунтов / Швец В.1>., Гинзбург JI.K., Гольдштейн В.М. и др.; Под редакцией Швеца В.Б. Киев: Буд1вельник, 1987.-232с.

56. Фадеев А.Б. Метод конечных элементов в геомеханике. — М.: Недра, 1987.-224с.

57. Фотиева Н.Н. Расчет обделок тоннелей некругового поперечного сечения.-М.: Сгройиздат, 1974.-240с.

58. Храпов В.Г., Демешко Е.А., Наумов С.Н. Тоннели и метрополитены, М.: Транспорт, 1989.

59. Чеботаев В.В., Щекудов Е.В. Сооружение тоннелей под действующими магистралями с помощью защитного экрана из труб. Сборник научных трудов ЦНРШС.-М., 2000.-с. 191-198.

60. Чеботаев В.В., Лыткин В.А., Фотиева Н.Н., Тарасенко Е.Н. Определение нагрузок на крепь по измеренным деформациям. Ст. в сб. «Устойчивость и крепление горных выработок». — JI.: ЛГИ, 1976, вып. 2, с. 108-1 14.

61. Черняков А.В., Адуйский Е.А., Веселовский В.Н., Мсркин В.Г:!., Миллерман С.И. Тоннель под железной дорогой в Перми. М.: Метро и тоннели, №3, 2001.

62. Черняков А.В. НПО КОСМОС 2002 год. - М.: Метро и тоннели, №6, 2002.-с.5.

63. Щекудов Е.В. Научно-техническое сопровождение строительства тоннелей, сооружаемых под защитой экранов из труб// Актуальные проблемы мостостроения и тоннелестроения: Сборник научных трудов. М.: МАДИ, 2001.-С.98-108.

64. Щекудов Е.В. Опыт сооружения тоннелей с применением защитного экрана из труб под действующими транспортными магистралями/ /Исследования конструкций и материалов для метро- и тоннелестроения: Сборник научных трудов. -М.: ЦНИИС, 2002.-с.38-62.

65. Щекудов Е.В. Исследование работы грунтоцементных свай в ограждающих конструкциях котлованов/ /Наука и техника в дорожной отрасли. -М., 2003.

66. Юфин С.А. Расчет подземных сооружений на ЭВМ методом конечных элементов. М.: МИСИ им. Куйбышева, 1980.-77с.

67. J.Clarke. Manheim by-pass connection//World Tunnelling, October 1991. — p.315-317.

68. COSMOS/M. Finite element analysis system.

69. H.Duddeck "Leistungsfahigkeit und Grenzen Methode der Finiten Elemente in der Geotechnik", "Felsdau", 4, 1986.

70. H.H.Einstein, A.Bobet. USA. Mechanized tunnelling in squeezing rock — From basic thoughts to continuous tunnelling. Tunnels for People, Golser, Hinkel & Schubert(eds) © 1997 Balkema, Rotterdam. ISBN 90 5410 868 I

71. T.Iftimie, M.Sofian, I.Stefanescu Microtunneling, Romanian experience.

72. Japan Railway Eng. // 1987, 26, № 4. p.6-9.

73. Masanobu Murata, Tatsuo Okazawa, Koichi Harunaka, Akio Tamai. Japan. Shallow twin tunnel for six lanes beneath densely residential area. North American Tunneling'96, Ozdemir (ed). © 1996 Balkema, Rotterdam. ISBN 90 5410 802 9

74. P.P.Oreste, D.Peila. Italy. A new theoiy for steel pipe umbrella design in tunnelling. Tunnels and Metropolises, Negro Jr & Ferreira (eds) О 1998 Balkema, Rotterdam. ISBN 90 5410 936 X

75. Gary W.Rhodes, Joseph L.Kauschinger. USA. Microtunneling provides structural support for large tunnels with shallow cover. North American Tunneling'96, Ozdemir(ed). © 1996 Balkema, Rotterdam. ISBN 90 54 10 802 9

76. Quart. Repts. Railway Techn. Res. Ins, 1986, 27, № 2. p.43-47.

77. Tunnel, 1995, 14, №2, 100.-p.102.

78. Tunnels and Tunnelling, 1979, 11, №9.-p.41-47.

79. Tunnels and Tunnelling, 1981, 13, №7.-p.44-45.

80. Tunnels and Tunnelling, 1983, 15, №5.-p.l3-15.

81. Tunnels and Tunnelling, 1992, № l.-p.39-42.

82. Tunnels and Tunnelling, 1997, 29, № l.-p.37.

83. Tunnels and Tunnelling, 1997, 29, №6.-p.52.

84. Wittke W. New design concept for underground openings in rock. In G. Gudehus (ed.) Finite Elements in Geomechanics. Chichester, New York, Brisbane, Toronto: John Wiley ** Sons, 1977.