Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности вопроса 8
1.1 Инженерно-геологические условия строительства и объемно- планировочные решения пересадочных узлов в Санкт-Петербурге. 8
1.2. Анализ существующих методов расчета сдвижения земной поверхности при строительстве метрополитена 15
1.3. Цель и задачи исследований 32
Глава 2. Теоретические предпосылки к расчету сдвижения земной поверхности при проходке станционных тоннелей с учетом временного фактора 34
2.1. Выбор и обоснование геомеханической модели деформирования грунтового массива при проходке тоннелей 34
2.2 Моделирование процесса оседания на контакте протерозойских глин и четвертичных отложений к моменту установления статического равновесия в системе крепь-массив 35
2.3. Методика учета временного фактора при расчете оседания земной поверхности 38
2.4. Влияние формы поперечного сечения тоннеля при расчете оседания земной поверхности 40
Выводы по главе 42
Глава 3. Исследование сдвижения земной поверхности при сооружении станций пересадочного узла по данным натурных наблюдений 44
3.1. Анализ развития процесса оседания во времени при проходке станционных тоннелей 44
3.2. Параметры движущейся мульды оседания земной поверхности при проходке станционных тоннелей 50
3.3. Зависимость между горизонтальными и вертикальными деформациями в мульде сдвижения земной поверхности 59
3.4. Исследование влияния объемно-планировочных решений пересадочных узлов на характер и величину оседания земной поверхности 67
3.4.1. Анализ результатов натурных наблюдений за сдвижением земной поверхности при сооружении пересадочных узлов 70
3.4.2. Закономерности процесса сдвижения земной поверхности при расположении станций параллельно друг другу на разных уровнях 87
3.4.3. Закономерности сдвижения земной поверхности при расположении станций под углом друг к другу на разных уровнях. 93
Выводы по главе 97
Глава 4. Прогнозирование сдвижения земной поверхности при последовательном сооружении станций пересадочного узла 100
4.1. Прогнозирование сдвижения земной поверхности с учетом временного фактора и пространственного положения относительно оси тоннеля 100
4.2. Прогнозирование сдвижений земной поверхности с учетом объемно-планировочных решений пересадочных узлов 106
4.3. Практическое приложение результатов исследований 109
Заключение 115
Список литературы
- Анализ существующих методов расчета сдвижения земной поверхности при строительстве метрополитена
- Моделирование процесса оседания на контакте протерозойских глин и четвертичных отложений к моменту установления статического равновесия в системе крепь-массив
- Параметры движущейся мульды оседания земной поверхности при проходке станционных тоннелей
- Прогнозирование сдвижений земной поверхности с учетом объемно-планировочных решений пересадочных узлов
Введение к работе
Строительство подземных линий метрополитена сопровождается процессом сдвижения вмещающих слоев вышележащей толщи грунтового массива. Образование мульды сдвижения обусловлено смещением контура тоннельной выработки, что является следствием проявления горного давления. При определенных условиях этот процесс достигает земной поверхности, вызывая оседания и горизонтальные перемещения ее точек. В свою очередь, дополнительные деформационные воздействия со стороны оснований на фундаменты подрабатываемых зданий, сооружений и инженерных коммуникаций, нередко приводят к значительным повреждениям конструкций, а иногда и к полной утрате их эксплуатационных качеств. В связи с необходимостью своевременного принятия мер по предотвращению вредных последствий подработки, большое значение имеют исследования, направленные на создание и совершенствование методов прогнозирования сдвижения земной поверхности, вызываемого горнопроходческими работами.
В настоящее время проблеме обеспечения промышленной безопасности при проектировании и строительстве объектов метрополитена уделяется особое внимание и предъявляются повышенные требования. Одним из аспектов этой проблемы является негативное влияние, которое при подземных разработках оказывает процесс сдвижения земной поверхности на окружающую среду.
С развитием сети метрополитена в крупных городах увеличивается число пересадок на линиях. В настоящее время в Санкт-Петербурге построено и находится в эксплуатации семь пересадочных узлов. Программой развития метрополитена до 2015 года намечено сооружение узлов пересадки в центральной и плотно застроенной части Петербурга
(«Сенная площадь», «Василеостровская», «Петроградская», «Выборгская», «Московские ворота», «Кировский завод»).
При сооружении пересадочных узлов большое значение приобретает проблема выбора объемно-планировочных, конструктивных и технологических решений минимизирующих воздействие подземного строительства на здания и сооружения, многие из которых являются памятниками архитектуры. Эта проблема приобретает еще большую актуальность при сооружении пересадочных узлов на линиях глубокого заложения в условиях плотной городской застройки (например, «Сенная площадь» - «Садовая», «Невский проспект» - «Гостиный двор» - в Санкт-Петербурге), где в зону сдвижения вовлекается большая площадь земной поверхности и как следствие многочисленные здания, сооружения и подземные коммуникации. При этом, от объемно-планировочных решений пересадочных узлов, от того, как расположен объект на поверхности относительно тоннелей и в какой последовательности тоннели его подрабатывают, в значительной степени зависит величина получаемых объектом на поверхности деформаций. Эти деформации на различных этапах строительства могут быть больше чем после завершения проходческих работ. Поэтому, для того чтобы принимать эффективные объемно-планировочные, конструктивные, технологические решения при сооружении пересадочного узла, которые сведут к минимуму негативное воздействие подземного строительства на здания и сооружения, необходимо уметь прогнозировать сдвижение земной поверхности во времени и пространстве. То есть, без решения вопросов прогнозирования во времени и пространстве невозможно с достаточной степенью точности определять сдвижение земной поверхности при строительстве пересадочных узлов, где мы имеем, как правило, несколько различно ориентированных тоннелей и различно ориентированных относительно осей тоннелей зданий.
Настоящая диссертация посвящена научному обоснованию методики прогнозирования сдвижения земной поверхности во времени и пространстве с учетом объемно-планировочных решений и последовательности строительства сооружений, входящих в состав пересадочного узла.
Анализ существующих методов расчета сдвижения земной поверхности при строительстве метрополитена
Проблемы, связанные со сдвижением горных пород и деформациями земной поверхности, возникли при разработке угольных месторождений в густонаселенных районах западной Европы. Наука о сдвижении горных пород развивалась на основе изучения закономерностей, выявленных при разработке каменного угля и других полезных ископаемых.
Решению этой проблемы в нашей стране в значительной степени способствовали труды ученых, занимавшихся изучением процесса сдвижения в толще пород и на земной поверхности при производстве подземных работ: С.Г. Авершина [1], А.Г. Акимова [4, 5], В.Н. Земисева [29, 30], М.А. Иофиса [35, 36, 37], Д.А. Казаковского [38], Г.Н. Кузнецова [42], М.А. Кузнецова [43] и др. Из зарубежных исследований в этой области наиболее известны труды Г. Кратча [41]. Большое значение в изучении вопроса о сдвижении горных пород принадлежит трудам С.Г. Авершина, в которых на основании обширного экспирементального материала установлены определенные функциональные зависимости и заложены основы теории сдвижения пород. Значительный вклад в развитие отечественной науки о сдвижении пород внесло созданное под руководством проф. И.М. Бахурина Центральное научно-исследовательское маркшейдерское бюро (ЦНИМБ), реорганизованное в дальнейшем во Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (ВНИМИ). Исследования, проводимые ВНИМИ позволили разработать правила охраны сооружений от вредного влияния подземных разработок для различных угольных бассейнов и рудных месторождений.
В Советском Союзе исследования вопроса осадок земной поверхности при сооружении тоннелей начались в связи со строительством первой очереди Московского метрополитена. Первые исследования были выполнены П.М. Цимбаревичем [86], Э.З. Юдовичем и А.А. Гладковым [95].
Решению этой проблемы в значительной степени способствовали труды Ю.А. Лиманова [46, 47, 48, 49, 50], В.Ф. Подакова [57, 58, 59, 60], Е.А. Демеш ко [24], ЕМ. Захарова [27,28], А.Б.Фадеева [79], Г.И.Черного [89], Ю.И. Ярового [97, 98] и др. Прогнозные расчеты, осуществляемые на стадии проектирования тоннелей и станций метрополитена, призваны установить неблагоприятные факторы процесса сдвижения земной поверхности, что позволяет предусмотреть комплекс конструктивных, горнотехнических и технологических мероприятий по защите городской застройки. В связи с этим, важное значение имеют исследования, направленные на создание и совершенствование методов расчета сдвижения земной поверхности от влияния горнопроходческих работ при сооружении тоннелей. В настоящее время сложилось три основных направления в разработке методов прогноза сдвижения земной поверхности при строительстве метрополитена, в основе которых лежат различные способы исследования процессов сдвижения: эмпирические методы, аналитические, построенные на эмпирической основе, и численные, построенные на структурном анализе и численных решениях задач механики сплошных сред. Эмпирические методы целиком основаны на результатах инструментальных наблюдений за сдвижением земной поверхности.
Так, например, Е.А. Демешко и В.А. Ходош [24] на основании математической обработки результатов инструментальных наблюдений, полученных при проходке тоннелей в Москве, предложили метод прогнозирования осадок поверхности при щитовой проходке тоннелей в неустойчивых грунтах. Авторы рассматривали причины осадок при щитовой проходке тоннелей и разбили их на три группы. К первой следует отнести инженерно-геологические условия проходки и физико-механические свойства грунтов. Вторая группа включает факторы, связанные с геометрическими размерами щита, толщиной хвостовой оболочки, величиной строительного зазора. Третья отражает горнотехнические особенности проходки тоннеля: глубину заложения, характер нагнетания раствора за обделку, приемы разработки забоя. Кроме того, авторы при расчете исходят из следующих предпосылок: объем мульды оседания равен или несколько меньше объема строительного зазора и объема выпускаемого в забое грунта; процесс оседания поверхности уже завершился. То есть, определяются конечные величины осадок.
Максимальная осадка над осью тоннеля рассчитывается с учетом коэффициентов, полученных опытным путем и учитывающих: тип грунта, увеличение грунта в объеме, перебор разрабатываемого в забое грунта, величину строительного зазора, степень заполнения строительного зазора тампонажным материалом. Распределение величины осадки в мульде выражается зависимостью, полученной опытным путем. Ю.А. Лиманов и Е.И. Артюков [48], основываясь на результатах моделирования и натурных наблюдений, разработали методику прогнозирования ожидаемых осадок и деформаций земной поверхности при сооружении тоннелей в четвертичных отложениях. Величина максимального оседания земной поверхности над осью тоннеля определяется, согласно этой методики, в зависимости от следующих основных факторов: заглубления центра тоннеля; диаметра выработки; приведенной величины осадки шелыги свода тоннельной выработки, учитывающей переборку породы в пределах 2-5% проектной площади сечения выработки; - эмпирических коэффициентов, учитывающих влияние на величину и характер оседания инженерно-геологических и технологических условий (значения этих коэффициентов получены непосредственно из фактических наблюдений за осадками земной поверхности). Общим у методик Е.А. Демешко - В.А. Ходоша и Ю.А. Лиманова -Е.И. Артюкова является то, что особенности инженерно-геологических условий проходки, физико-механические свойства грунтов и технология проходки учитывается при помощи соответствующих эмпирических коэффициентов. Поэтому, применяться они могут только в инженерно-геологических условиях, для которых они были разработаны. По этим методикам можно прогнозировать только конечную величину вертикальной составляющей сдвижения земной поверхности в плоскости, перпендикулярной оси тоннеля.
Моделирование процесса оседания на контакте протерозойских глин и четвертичных отложений к моменту установления статического равновесия в системе крепь-массив
Смещение породного массива на контуре выработки к моменту установления статического равновесия в системе крепь-массив, как известно, определяется из уравнения [8]. Немаловажное значение для достоверного прогнозирования перемещений земной поверхности имеет учет конкретных особенностей технологии разработки забоя и постановки крепления.
Радиальные смещения контура начинаются уже впереди забоя выработки, затем в призабойной области они интенсивно нарастают и, наконец, на некотором расстоянии от забоя, затухают. Крепь, установленная на некотором расстоянии от забоя, препятствует смещениям. Для того чтобы учесть степень влияния отставания установки крепи многие исследователи используют множитель к компонентам начального поля напряжений в массиве, характеризующий отставание возведения крепи от обнажения пород [2, 7, 10, 17, 18, 64].
Наиболее близкими к условиям постановки нашей задачи моделирование процесса оседания на контакте протерозойских глин и четвертичных отложений к моменту установления статического равновесия в системе крепь-массив представляются исследования деформаций массива в призабойной области при проходке выработок, которые выполнил Б.З. Амусин. В работе [7] Б.З. Амусин на основании аналитических исследований и обработки результатов натурных наблюдений за смещениями пород в выработках предложил следующие формулы для определения указанного множителя: к5=1-ехр(-1,3 -), (2.2) KS= l-exp(-l,3 ), (2.3) где lo- расстояние от забоя выработки до места установки крепи; г0- радиус сечения выработки в проходке; V0- скорость подвигания забоя; t - время от момента обнажения пород в данном сечении выработки. Формула (2.3) для решения нашей задачи представляется более удобной, так как учитывает скорость проходки выработки и время.
Для учета отставания крепи от забоя - одного из факторов, определяющих технологию проходческих работ, предлагается функциональную зависимость (2.3) ввести в формулу Ю.А. Лиманова — В.Ф. Подакова (1.5). Тогда, максимальное оседание на контакте протерозойских глин и четвертичных отложений, вызываемое начальным смещением контура тоннельной выработки, с учетом отставания ввода крепи в работу определится следующим образом: Uoi = 4г2о h\-r\ h 0(l-М2) + (1- ) Ks, (2.4) Теперь перейдем к определению оседания на контакте протерозойских глин и четвертичных отложений, вызываемого вторым фактором -перемещением внешнего контура крепи от начала ввода крепи в работу до установления статического равновесия в системе крепь-массив (второго слагаемого в формуле 1.11).
Для большинства конструкций подземных сооружений смещение внешнего контура обделки определяется следующей зависимостью [10]: U +UT+UJ (2-5) Ui - смещение за счет деформаций уплотнения забутовочного материала, тампонажного раствора и т.д. Ориентировочно можно принимать Ui =0,25db где di - толщина тампонажного слоя U2 - смещение от закрытия конструктивных зазоров в крепи (обделке); для сборной крепи, состоящей из і элементов с величиной зазоров д, U2=- -, (2.6) 2пгв Из - смещение, определяемое жесткостью конструкции. Упругое смещение контура обделки вычисляется по формуле [18]: tt + y ,di (27) 2Ек(с2 - 1) где \ к- коэффициент Пуассона материала крепи; Ri и Ro -внешний и внутренний радиусы крепи; c=R,/Ro;d;=c2(x-l)+2; x=(3-vJ/(l+vJ, (2.8) 2.3. Методика учета временного фактора при расчете оседания земной поверхности. Как показывают исследования Ж.С. Ержанова [26], для оценки реологии массива пород весьма эффективно может быть использована линейная упруго-наследственная теория. Ж.С. Ержанов предложил при изучении влияния времени на деформирование протерозойских глин пользоваться реологическим уравнением линейной наследственности с абелевым степенным ядром ползучести: _ _1_ а - Е O+lo M7) (2.9) где еих 0-(,) - соответственно деформация и напряжение для какой-либо точки кривой ползучести в момент времени /; L {t,r) - ядро интегрального уравнения. L{t,T)=5{t-rya, (2.10) где а и S - параметры ядра ползучести. С учетом вышеприведенных соображений, нами предлагается следующее решение, которое позволяет учесть влияние реологических свойств протерозойских глин в расчете оседаний земной поверхности при сооружении станционных тоннелей метрополитена в Петербурге.
Положим оседание, определяемое по формуле (2.4), отвечающим начальной упруго-мгновенной осадке контакта протерозойских глин с налегающими отложениями. Тогда пользуясь принципом Вольтерра и заменяя упругие постоянные временными операторами можно получить формулу определения осадок на контакте во времени. Свойства ползучести протерозойских глин при расчете оседаний для удобства пользования можно также учитывать, применяя вместо интегральных операторов переменные модуль деформации E(t) и коэффициент Пуассона ц(1) [6]: Е = —; М( ,.=0,5- , (2.11) где Ф = —/ -«. (2.12) 1-а Тогда формула (2.4) определения максимального оседания на контакте протерозойских глин и четвертичных отложений над осью тоннеля, вызываемого начальным смещением контура тоннельной выработки с учетом отставания возведения крепи и ползучести пород принимает вид: и - 4г2 А;(І-/ЛО) +Л0"(І-/ЛО) Ol(t) h\-r2 (/) Е„ s, (2.13) -но Параметры функции ползучести для протерозойских глин в условиях длительного деформирования принимаем следующими: «=0.781; =0.0058 [14, 15]. Теперь, результирующее максимальное оседание в уровне контакта протерозойских глин и четвертичных отложений над осью тоннеля, учитывающее оба основных фактора, вызьшающих перемещения в толще массива, будет определяться по формуле: Uo2 = UoUt)+Upq, (2.14) Коэффициент q, характеризующий отношение максимального оседания на контакте протерозойских глин к оседанию свода обделки тоннельной выработки, предлагается определять с использованием зависимости В.Ф. Подакова (1.12), применяя переменный коэффициент Пуассона V(t): q- Vbfr - VJ (2.15) Используя решения Ю.А. Лиманова о том, что площадь мульды оседания протерозойской глины в месте ее контакта с четвертичными отложениями вычисляется по формуле (1.6), а расстояние от вертикальной оси тоннеля до границы мульды оседания верхнего контура протерозойских глин равняется 2а (см. рис. 1.2), максимальное оседание земной поверхности над осью тоннеля в зоне влияния сооружения отдельной тоннельной выработки мы будем определять по формуле.
Параметры движущейся мульды оседания земной поверхности при проходке станционных тоннелей
Для определения параметров мульды оседания земной поверхности в направлении движения забоя тоннельной выработки (динамической мульды), которая характеризует первый этап развития процесса оседания, необходимо знать типовое распределение оседания и углы сдвижения. Для решения этой задачи были обработаны данные натурных наблюдений за оседанием реперов в процессе проходки станционных тоннелей.
Для расчета величин оседаний в мульде движущегося забоя (динамической мульде сдвижения) необходимо знать значения углов ф а и 5 d и типовые распределения оседания. Поскольку профильные линии вдоль оси тоннелей (вдоль динамической мульды сдвижения) не закладывались вообще, то для решения поставленной задачи был применен следующий метод. Строились графики нарастания оседания по отдельным реперам (грунтовым и стенным), расположенным на расстоянии не более 20 м от оси тоннеля, при прохождении под ними забоя тоннельной выработки. В обработку принимались репера, на которых наблюдения проводились достаточно регулярно.
При определении углов сдвижения и типовых распределений были обработаны данные, полученные по результатам многолетних натурных наблюдений за оседанием реперов на станциях Петербургского метрополитена различной конструкции, построенных в разные годы. Все эти станции расположены в слое протерозойских глин мощностью от 2 м до 20 м над верхним сводом тоннелей. Над протерозойскими глинами расположена мощная толща четвертичных отложений от 25 до 48 метров.
Сначала были определены угол полных сдвижений и угол влияния тоннельной выработки на земную поверхность. В качестве критерия определения значения углов при движении забоя принята скорость оседания реперов, превышающая точность измерения и составляющая - 5 мм/месяц.
Вычисленные значения углов влияния и полных сдвижений позволяют перейти к построению единичных безразмерных кривых оседания и выводу типовых кривых для определения оседаний и деформаций в динамической мульде.
Для определения единичных кривых в динамической мульде оседания предложена следующая методика обработки данных наблюдений, полученных при сооружении станций метрополитена колонного типа «Достоевская», «Лесная» и односводчатых - «Пл. Мужества», «Чкаловская», «Садовая».
На каждом выбранном вертикальном разрезе по определенным выше углу влияния и углу полных сдвижений выделялась динамическая мульда оседания (см. рис. 3.5). Участки кривых оседаний L были разбиты на десять равных частей. Затем оседание, соответствующее каждой десятой части, делилось на максимальное оседание. Вычисления коэффициентов распределения оседания в динамической мульде S(z) приведены в табличной форме (табл. 3.2). Итак, мы можем прогнозировать вертикальную составляющую сдвижения в плоскости перпендикулярной оси тоннеля и в направлении движения забоя тоннеля. 3.3. Зависимость между горизонтальными и вертикальными деформациями в мульде сдвижения земной поверхности.
Для зданий и сооружений, имеющих большую протяженность в плане и инженерных коммуникаций весьма опасны деформации растяжения - сжатия. Поэтому необходимо наряду с вертикальной составляющей сдвижения земной поверхности необходимо определять и ее горизонтальную составляющую. Для решения этой задачи были выбраны профильные линии реперов, где одновременно измерялись вертикальная и горизонтальная составляющие сдвижения земной поверхности.
Определение горизонтальных сдвижений земной поверхности работа более трудоемкая по сравнению с определением вертикальных сдвижений. Кроме того, на значительной площади мульды сдвижения (например, в «плоском дне») величины горизонтальных смещений невелики, и поэтому погрешности их определения могут перекрывать истинные значения горизонтальных сдвижений. В общем виде форма мульды оседания или кривая оседания на вертикальном разрезе определяется вертикальными смещениями. Однако, для правильного выбора конструктивных мер защиты и обеспечения безопасной эксплуатации зданий и сооружений, а также протяженных инженерных коммуникаций большое значение имеет расчет горизонтальных деформаций растяжения-сжатия.
Измерение горизонтальных сдвижений при строительстве Ленинградского (Петербургского) метрополитена проводились только на станциях «Гостиный двор» и «Маяковская». Наиболее представительными оказались измерения на станции «Маяковская». Нивелирование реперов и измерение длин линий между ними проводились в один и тот же период времени и начинались за один-два месяца до подхода забоя к профильной линии. Поскольку для вывода типовых распределений горизонтальных деформаций в мульде сдвижения данных натурных измерений на одной станции метрополитена недостаточно, то для определения горизонтальных деформаций необходимо установить их зависимость от распределения кривизны в мульде оседания. Для выявления зависимости использовались результаты наблюдений на двух линиях грунтовых реперов на разные этапы измерений (после проходки бокового тоннеля и после проходки среднего тоннеля). Эти наблюдения проводились по профильной линии 1 (ул. Марата) и профильной линии 2 (ул. Пушкинская). На рисунках 3.6 и 3.7 представлены графики кривизны и горизонтальных деформаций. Из графиков видно, что характерные точки кривых совпадают (области деформаций растяжения и кривизны выпуклости, области деформаций сжатия и кривизны вогнутости, максимальных деформаций и точек перегиба кривых). Это обстоятельство позволяет установить взаимосвязь между кривизной и горизонтальными деформациями. Для установления взаимосвязи по приращениям кривизны за промежуток времени, когда измерялись одновременно горизонтальные смещения и оседания, определялись значения коэффициента перехода от кривизны к горизонтальным деформациям.
Прогнозирование сдвижений земной поверхности с учетом объемно-планировочных решений пересадочных узлов
Как было установлено в главе 3, при сооружении пересадочных узлов величина максимального оседания и размеры мульды сдвижения в зоне их взаимного влияния зависят от объемно-планировочных решений.
Как показали наши исследования, особенности расчета ожидаемых в заданной точке земной поверхности оседаний и деформаций при сооружении пересадочных узлов заключается в следующем. 1. При строительстве двух станций пересадочного узла в одном уровне параллельно друг другу, а также второй станции, расположенной над первой перпендикулярно ее оси, прогноз оседания и деформаций земной поверхности от влияния сооружения второй станции производится с использованием схемы расчета для одиночных тоннелей, изложенной в разделе 4.1. Расчет оседания от влияния двух станций пересадочного узла производится суммированием соответствующих величин, рассчитанных от влияния каждого тоннеля пересадочного узла на расчетную дату. 2. При подработке нижележащей станцией ранее построенной станции или перегонных тоннелей, расположенных параллельно друг другу, в межстанционном пространстве образуется мульда активизации, если расстояние от оси нижележащей станции до оси ближайшего тоннеля вышележащей станции или перегонных тоннелей L0 меньше полумульды на контакте протерозойских глин с четвертичными отложениями нижней станции LH (Lo LH) В этом случае оседания и деформации в мульде активизации определяются как при проходке тоннеля в условиях ранее построенной станции пересадочного узла, используя схему расчета для одиночных тоннелей. Оседания в отдельных точках мульды активизации определяется по формуле (4.9), в которой значения S(z) определяются по таблице 3.6.
Оседания земной поверхности при сооружении второй станции пересадочного узла определяются как сумма оседаний от каждого тоннеля второй станции плюс оседания в мульде активизации. Ожидаемые величины оседаний и деформаций земной поверхности в отдельных точках мульды сдвижения от влияния строительства второй станции вычисляются по формулам (4.9 - 4.14). 3. При подработке нижележащей станцией ранее построенной станции, расположенной под углом к ней, расчет сдвижения земной поверхности от влияния проходки переходных тоннелей, пройденных в межстанционном пространстве, определяемым областью L0 L„, производится с использованием схемы расчета для одиночных тоннелей и станций введением коэффициента активизации в формулу определения максимального оседания.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим количеством обработанных данных маркшейдерских измерений и достаточной сходимостью величин прогнозируемых оседаний и деформаций земной поверхности с данными натурных наблюдений.
В качестве примеров рассмотрим развитие процесса оседания при сооружении станций Петербургского метрополитена «Чкаловская», «Адмиралтейская» и формирование мульды в межстанционном прострастве пересадочных узлов «Достоевская» - «Владимирская», «Садовая» - «Сенная площадь».
При прогнозе оседаний по программе [19] были смоделированы инженерно-геологические и горнотехнические условия сооружения этих станций и пересадочных узлов. Для расчета развития оседаний во времени на станциях «Чкаловская» и «Адмиралтейская» принималась средняя скорость сооружения станционных тоннелей. Прогноз оседаний производился на те же даты, в которые производились натурные наблюдения. Станция «Чкаловская» - односводчатая. Начало сооружения верхнего свода станции - июль 1990 года. Средняя скорость сооружения верхнего свода - 15м в месяц. Прохождение забоя по сооружению верхнего свода под проекцией находящегося на поверхности репера №225 - октябрь 1990 года. Репер №225 находится в плане в 10 метрах от оси станции и в 50 метрах от торцевой стены.
Станция «Адмиралтейская» - станция колонного типа. Боковые тоннели пройдены по способу пилот-тоннеля. Переборка правого тоннеля на диаметр 8.5м начата в августе 1992 года. Через два месяца в том же направлении начата переборка левого бокового тоннеля. Средняя скорость проходки боковых тоннелей - 15м в месяц. В сентябре 1995 года началась проходка среднего тоннеля диаметром 9.8м. Средняя скорость проходки среднего тоннеля - 20м в месяц. Под выбранным для примера на поверхности Rpl52, находящимся в плане в 8м от оси станции ив 17м от оси платформы, правый боковой тоннель прошел в феврале 1993 года, левый - в апреле 1993 года, средний - в марте 1996 года.
Сравнение графиков расчетных и фактических величин нарастания оседаний во времени на станциях «Чкаловская» и «Адмиралтейская» показало удовлетворительную их сходимость в целом, как активной стадии, так и в стадии затухания. Превышение максимальных расчетных значений над фактическими составляет не более 12%, что является допустимой погрешностью расчета.
