1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией освоения подземного пространства городов НИИОСП им.Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство" (директор НИИОСП им.Н.М.Герсеванова, профессор, док. техн. наук. Петрухин В.П., вед. науч. сотр., канд. техн. наук Исаев О.Н. - ответственный исполнитель, ведущий инженер Наятов Д.В., инженер Шарафутдинов Р.Ф., инженер Пантелеева В.В.)

2 РЕКОМЕНДОВАН К ПРИНЯТИЮ научно-техническим советом НИИОСП им. Н.М.Герсеванова

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом генерального директора ОАО "НИЦ "Строительство" от 22 ноября 2012 г. N 242

     4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


     Применение настоящего стандарта следует осуществлять на базе договора с ЦНИИОСП им. Н.М.Герсеванова - институтом ОАО "НИЦ "Строительство", что определено положениями ГОСТ Р 1.4-2004.

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт организации распространяется на выполнение оценки влияния строительства коммуникационных тоннелей глубиной заложения до 30 м, выполняемых щитовым методом, на существующие здания, сооружения и подземные коммуникации.

_________________

      Далее вместо терминов "щитовые коммуникационные тоннели" используется термин "тоннели".
      Далее вместо терминов "здания, сооружения и подземные коммуникации" используется термин "сооружения".

     1.2 Действие стандарта не распространяется на оценку влияния существующих сооружений, расположенных в районах распространения многолетнемерзлых и структурно-неустойчивых грунтов.

2 Нормативные ссылки

     ГОСТ 54257-2010* Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования
______________
     * Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: ГОСТ Р 54257-2010, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

     СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

     СП 21.13330.2012 "СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах"

     СП 22.13330.2011 "СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений"

     СП 35.13330.2011 "СНиП 2.05.03-84* Мосты и трубы"

     СП "Расчет и проектирование подземных сооружений в городе Москве. Общие положения" (Проект)

     СНиП 1-2 "Строительная терминология"
_______________
     * В настоящее время в официальных источниках информация о принятии данного документа отсутствует. - Примечание изготовителя базы данных.

     Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных нормативных документов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

     В настоящем СТО применены следующие термины с соответствующими определениями:

     аварийное воздействие: Воздействие, имеющее малую вероятность появления и возникающее в силу форсмажорных обстоятельств.

     активный пригруз забоя: Регулируемое давление на всю площадь забоя, действующее постоянно в процессе проходки тоннеля и уравновешивающее горное давление грунта и гидростатическое давление грунтовых вод.

     верификация: Проверка, подтверждение каких-либо положений, расчетных алгоритмов, программ и процедур путем их сопоставления с опытными (эталонными или эмпирическими) данными, алгоритмами и результатами.

     геотехнический мониторинг: Комплекс работ по обеспечению безопасности строительных объектов, основанный на натурных наблюдениях за поведением фундаментов и подземных конструкций сооружений, их оснований, подземных вод, окружающей застройки в процессе строительства и в начальный период эксплуатации.

     геотехническое воздействие: Воздействие, передаваемое на сооружение основанием, засыпкой, подземными водами.

     гидрогеологический прогноз: Комплекс работ расчетного характера, целью которых является качественная и количественная оценка изменений гидрогеологических условий, вызванных строительством.

     глубина заложения тоннеля: Расстояние по вертикали от поверхности земли до верха тоннеля (шелыги обделки тоннеля).

     грунтопригруз забоя: Активный пригруз забоя, создаваемый при помощи грунта, измельченного породоразрушающим органом проходческого щита при разработке забоя; необходимая подвижность грунта обеспечивается его перемешиванием устройствами ротора с грунтовыми водами или введением при перемешивании специальных добавок (кондиционирование).

     деформации земной поверхности вертикальные: Деформации земной поверхности в вертикальной плоскости, вызванные неравномерностью вертикальных перемещений.

     деформации основания сооружения прогнозные: Деформации, определенные с использованием расчетных методов и моделей.

     деформации основания сооружения допустимые: Деформации, способные вызвать такие повреждения в сооружении, при которых для дальнейшей эксплуатации его по прямому назначению достаточно проведения текущих наладочных и ремонтных работ.

     деформации основания сооружения предельные: Деформации, превышение которых может вызвать аварийное состояние сооружения или представлять опасность для жизни людей.

     забой: Место, где происходит разработка грунта открытым или закрытым (подземным) способом, перемещающееся в процессе производства работ.

     закрытый способ строительства: Способ строительства подземных сооружений без вскрытия земной поверхности над ними.

     защитные мероприятия: Технические решения по защите окружающей застройки от сверхнормативных деформаций и прочих недопустимых воздействий, оказываемых строительством подземного сооружения.

     зона влияния нового строительства: Расстояние, за пределами которого негативное влияние на окружающую застройку пренебрежимо мало.

     инженерно-геотехнические изыскания: Комплекс геотехнических работ и исследований для определения свойств грунтов основания, необходимых и достаточных для построения расчетной геотехнической модели взаимодействия сооружения с геологической средой.

     контактный элемент: Конечный элемент, позволяющий моделировать возможность проскальзывания между конструкцией и грунтовым основанием.

     коммуникационный тоннель: Линейное подземное инженерное сооружение для раздельной или совместной прокладки трубопроводов и кабелей различного назначения.

     критическое давление пригруза: Расчетная величина пригруза, при которой прогнозируется подъем дневной поверхности или прорыв на поверхность материала пригруза (суспензии, пластифицированного грунта) или сжатого воздуха.

     метод конечных элементов (МКЭ): Численный метод решения задач прикладной механики, позволяющий заменять решение дифференциальных уравнений решением систем алгебраических уравнений.

     механизированный щит: Головная часть тоннелепроходческого механизированного комплекса, предназначенная для создания пригруза забоя, разработки и выдачи породы, возведения обделки, нагнетания раствора за обделку тоннеля.

     механические характеристики грунта: Параметры свойств грунта, характеризующие его прочность и деформируемость.

     модель метода конечных элементов: Математическая модель, отражающая основные свойства натурного прототипа, идеализирующая его поведение под нагрузками и воздействиями и позволяющая с известными упрощениями выполнить прогноз этого поведения.

     модель грунта: Математическая модель, отражающая основные свойства грунта, идеализирующая его поведение под нагрузками и воздействиями и позволяющая с известными упрощениями выполнить прогноз этого поведения.

     мульда сдвижения (оседания) земной поверхности: Участок земной поверхности, подвергшийся сдвижению (оседанию) в результате щитовой проходки (подработки).

     научно-техническое сопровождение: Комплекс работ научно-аналитического, методического, информационного, экспертно-контрольного и организационного характера, осуществляемых в процессе изысканий, проектирования и строительства в целях обеспечения надежности сооружений с учетом применения нестандартных расчетных методов, конструктивных и технологических решений.

     обделка тоннеля: Постоянная конструкция, закрепляющая выработку подземных сооружений и образующая их внутреннюю поверхность.

     окружающая застройка: Существующие здания, сооружения и инженерные коммуникации, расположенные вблизи объектов нового строительства и реконструкции.

     основание сооружения: Массив грунта, взаимодействующий с сооружением.

     оценка влияния строительства: Комплекс работ аналитического и расчетного характера, целью которых является качественная и количественная оценка поведения оснований, фундаментов и конструкций сооружения окружающей застройки в процессе строительства и в начальный период эксплуатации.

     пеногрунтовый пригруз: Активный пригруз забоя, создаваемый при помощи разработанного грунта с добавлением в него специальной пены, придающей разработанной грунтовой массе большую подвижность, водонепроницаемость и снижающий коэффициент трения при контакте вращающихся частей ротора с породой.

     перебор грунта: Расчетный параметр, задаваемый при моделировании деформаций грунтового массива в результате проходки закрытой выработки, равный отношению площади удаляемого при проходке грунта, расположенного в пределах контура выработки, к площади поперечного сечения выработки.

     пневмопригруз: Активный пригруз, создаваемый при помощи сжатого воздуха; при воздухопроникающей структуре грунта в забое может уравновешивать только гидростатическое давление грунтовых вод, при специальной обработке поверхности забоя может дополнительно уравновешивать горное давление грунта.

     поэтапные расчеты: Численные расчеты, выполняемые в несколько этапов, по деформированной схеме сооружения, учитывающие реальную стадийность и очередность возведения сооружения, влияющие на напряженно-деформированное состояние массива грунта, проектируемое и существующие сооружения.

     рабочее давление пригруза: Расчетная величина пригруза, минимально необходимая и достаточная для полного уравновешивания горного давления грунтового массива и гидростатического давления грунтовых вод.

     расчетная область: Область конечных размеров, включающая подземное сооружение или его фрагмент и фрагмент основания, рассматриваемая в расчетной модели и подлежащая дискретизации конечными элементами.

     суспензионный пригруз (гидропригруз) забоя: Активный пригруз забоя, создаваемый при помощи специального суспензионного раствора бентонитовой или другой глины с улучшающими или специальными добавками.

     тоннелепроходческий механизированный комплекс (ТПМК): Комплект механизмов и устройств для разработки грунта, крепления забоя, возведения обделки и нагнетания тампонажного раствора за обделку.

     тоннель: Горизонтальное или наклонное протяженное подземное сооружение высотой (до выступающих конструкций) более 2 м, предназначенное для прокладки инженерных коммуникаций, транспортных или пешеходных путей.

     тапмонажный раствор: Строительный раствор, предназначенный для заполнения пустот между обделкой тоннеля и грунтом.

     чувствительность модели: Способность расчетной модели приводить к существенно различным результатам расчетов при незначительных изменениях одного параметра или группы однотипных параметров модели.

     шахтный ствол: Вертикальная выработка, служащая для обслуживания закрытой проходки тоннеля (монтажа или демонтажа проходческого комплекса, выдачи грунта, транспортировки строительных конструкций и материалов).

     щитовая проходка: Способ строительства тоннелей и шахтных горных выработок с помощью проходческого щита.

4 Общие положения

4.1 При проектировании тоннелей, располагаемых на застроенной территории, необходимо выполнять качественную и количественную оценку влияния строительства на поведение окружающего грунтового массива, оснований, фундаментов и конструкций (при необходимости) сооружений окружающей застройки.

4.2 При выполнении оценки влияния от строительства тоннелей необходимо учитывать проходческие работы, выполняемые как закрытым (непосредственно щитовая проходка тоннелей), так и открытым (устройство вспомогательных шахтных стволов и котлованов) способами, а также специальные геотехнические работы (водопонижение, усиление грунтов и др.).

4.3 Оценку влияния выработок, выполняемых при строительстве коммуникационных тоннелей, следует выполнять с учетом требований ГОСТ 54257-2010, СП 20.13330.2011, СП 21.13330.2012, СП 22.13330.2011, СП "Расчет и проектирование подземных сооружений в городе Москве. Общие положения" и настоящего стандарта, от влияния проходки выработок, выполняемых для строительства тоннелей, с учетом инженерно-геологических условий, изменения уровня подземных вод, глубины заложения и размеров тоннелей, технологии проходки и устройства обделок (ограждающих конструкций) выработок, типа и характеристик проходческого оборудования, а также других факторов, используя численные (как правило) или аналитические методы расчета.

     4.4 Настоящий стандарт основан на приведенных ниже допущениях и предусматривает, что:

     исходные данные для оценки влияния должны собираться в необходимом и достаточном объеме, регистрироваться и интерпретироваться специалистами, обладающими надлежащей квалификацией и опытом;

     расчеты и оценка влияния должны выполняться специалистами, имеющими надлежащую квалификацию и опыт;

     должны быть обеспечены координация и связь между специалистами, выполняющими оценку влияния, и специалистами по изысканиям, проектированию и строительству;

     должен быть обеспечен соответствующий надзор и контроль качества при выполнении работ на строительной площадке;

     строительные работы должны выполняться квалифицированным и опытным персоналом и удовлетворять требованиям стандартов и технических условий;

     используемые материалы и изделия должны удовлетворять требованиям проекта, стандартов и технических условий;

     тоннель должен использоваться по назначению в соответствии с проектом.

4.5 Оценка влияния должна выполняться на стадии проектирования (при двухстадийном проектировании - на стадии "П") тоннеля, на основании технического задания и необходимых исходных данных. Результаты оценки влияния следует оформлять в виде отчета или заключения, включаемого в проектную документацию.

     4.6 В техническом задании на оценку влияния должны быть указаны:

     заказчик и исполнитель работ по оценке влияния;

     наименование, расположение, уровень ответственности и геотехническая категория проектируемого тоннеля;

     наименование, адреса, уровень ответственности сооружений, расположенных в зоне влияния строительства;

     категория сложности инженерно-геологических условий;

     очередность и стадийность устройства шахтных стволов и участков тоннеля;

     способ устройства и виды ограждающих конструкций шахтных стволов;

     способ проходки и вид обделки щитового тоннеля, модель планируемого к использованию щита или тоннелепроходческого механизированного комплекса (далее ТПМК);

     особые условия строительства;

     особые требования к оценке влияния;

     перечень передаваемых заказчиком исходных данных.

     4.7 Исходные данные для выполнения оценки влияния должны включать:

     проект организации строительства тоннеля,

     проектные решения строящегося тоннеля;

     архивные материалы, результаты обследования сооружений окружающей застройки, расположенных в зоне влияния строительства;

     результаты инженерно-геологических или инженерно-геотехнических изысканий по трассе тоннеля и в зоне влияния;

     результаты гидрогеологического прогноза;

     очередность и стадийность устройства шахтных стволов и линейных участков тоннеля;

     тип, модель и основные характеристики (паспорт) механизированного щита (ТПМК);

     результаты сопоставительного опыта геотехнического мониторинга перемещений поверхности земли и массива грунта при проходке выбранного (аналогичного выбранному) в проекте механизированного щита (ТПМК) в схожих инженерно-геологических условиях (при наличии).

     4.8 Отчет об оценке влияния должен содержать:

     краткую характеристику инженерно-геологических условий трассы строительства тоннеля;

     краткую характеристику проектируемого тоннеля;

     краткую характеристику существующих сооружений, расположенных в зоне влияния строительства;

     описание методики выполнения и результаты оценки влияния по работам расчетного и экспертно-аналитического блоков;

     выводы о допустимости дополнительных деформаций существующих сооружений в результате строительства тоннеля;

     рекомендации по обеспечению сохранности сооружений окружающей застройки.

     4.9 Точность оценки влияния должна оцениваться и контролироваться на основании геотехнического мониторинга (в первую очередь измерений осадок поверхности земли и фундаментов сооружений окружающей застройки), проводимого в процессе производства работ по строительству тоннеля. Результаты мониторинга следует передавать представителям заказчика, авторского надзора, а также при наличии разрешения заказчика другим заинтересованным организациям, заносить в базы данных для накопления сопоставимого опыта.

     Примечания

1 При планировании мониторинга продолжительность осадок над тоннелем допустимо оценивать по приложению М.

     2 При устройстве шахтных стволов периодичность мониторинга их конструкций, прилегающего массива грунта и сооружений окружающей застройки в период устройства и демонтажа шахтных стволов - не реже 1 раза в неделю, в дальнейшем - не реже 1 раза в месяц. При закрытой проходке коллекторов и тоннелей периодичность мониторинга прилегающего массива грунта и сооружений окружающей застройки в период их нахождения в зоне влияния забоя проходческого оборудования - не реже 1 раза в неделю, но не менее 4 циклов; в дальнейшем - не реже 1 раза в месяц.

4.10 Если в процессе геотехнического мониторинга выявлено, что фактическая величина деформаций какого-либо из существующих сооружений превысила прогнозные значения, но была меньше предельных величин, то следует выявить причины данного превышения, откорректировать технологию производства работ или (и) выполнить повторную уточненную оценку влияния и при необходимости разработать меры защиты существующих сооружений для оставшихся участков работ.

     4.11 Если в процессе геотехнического мониторинга выявлено, что фактическая величина деформаций какого-либо из существующих сооружений превысила предельно допустимые величины, то работы по строительству тоннеля должны быть немедленно приостановлены. После этого следует выполнить повторное обследование и оценку влияния, разработать мероприятия по дополнительному усилению сооружения, получившего недопустимые деформации, или (и) корректировку проекта, или (и) предусмотреть изменение технологии производства работ.

5 Общие сведения о щитовой проходке и используемом оборудовании при строительстве коммуникационных тоннелей

5.1 Щитовая проходка коммуникационных тоннелей выполняется с использованием тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТПМК), выполняющих следующие основные операции: разработку грунта, крепление забоя, возведение обделки и нагнетания тампонажного раствора за обделку.

5.2 Для щитовой проходки коммуникационных тоннелей могут использоваться ТПМК (см. приложения А, Б и В), отличающиеся конструкцией лобовой части, способом разработки грунта, способом пригруза забоя, видом первичной обделки, способом нагнетания тампонажного раствора в заобделочное пространство.

     5.3 По конструкции лобовой части различают щиты:

     с закрытым забоем;

     с открытым забоем.

     5.4 По способу разработки грунта различают щиты:

     с ручной разработкой грунта;

     с полумеханической разработкой грунта;

     с механической разработкой грунта.

     5.5 По способу пригруза забоя различают щиты:

     с суспензионным пригрузом;

     с грунтопригрузом;

     с пневмопригрузом;

     с комбинированным пригрузом.

     5.6 По виду первичной обделки различают щиты:

     с обделкой из сборных железобетонных элементов;

     с обделкой из монолитно-прессованного бетона.

     5.7 По способу нагнетания тампонажного раствора в заобделочное пространство различают щиты:

     с нагнетанием тампонажного раствора одновременно с продвижением щита, через трубки в его оболочке;

     с нагнетанием тампонажного раствора, после монтажа блоков обделки, через пробочные отверстия в блоках.

5.8 Одним из определяющих критериев при выборе типа ТПМК на конкретном объекте являются инженерно-геологические условия проходки тоннеля.

5.9 ТПМК с открытым забоем могут использоваться в устойчивых грунтах или неустойчивых грунтах при условии применения вспомогательных мер, обеспечивающих устойчивость открытого забоя.

     5.10 ТПМК с закрытым забоем могут использоваться как в устойчивых так и неустойчивых грунтах. Областью их рационального использования, в зависимости от способа пригруза забоя, являются:

     с суспензионным пригрузом - водонасыщенные несвязанные и малосвязанные песчаные и песчано-гравелистые грунты;

     с грунтопригрузом - связные песчано-глинистые и илистые водонасыщенные грунты, при разработке которых образуется грунтовая масса в виде шлама;

     с пневмопригрузом - неустойчивые связные и частично смешанные грунты; в случае наличия над проходимым тоннелем слоя водонепроницаемого грунта, могут применяться при проходке песчаных и гравелистых грунтов.

     5.11 Основными факторами, обуславливающими деформации массива грунта и объектов окружающей застройки при проходке тоннелей, являются:

     технологическая несогласованность проходческих операций, характеризуемая повышенной интенсивностью грунтоотбора в забое по сравнению со скоростью продвижения ТПМК;

     нерационально подобранные технология (включая давление нагнетания) подачи и свойства тампонажного раствора, нагнетаемого в конструктивный зазор между грунтом и обделкой тоннеля;

     нерационально выбранный тип ТПМК и способ пригруза забоя;

     недостаточные учет и изученность инженерно-геологических условий и степени устойчивости грунтов, разрабатываемых в забое;

     недостаточная квалификация и опыт специалистов проходческой организации.

     5.12 С целью минимизации повышенных деформаций грунта на участках вводов и выводов щитов из шахтных стволов или котлованов выполняются специальные мероприятия (см. приложение Г).

6 Геотехнические воздействия на сооружения окружающей застройки при строительстве коммуникационных тоннелей

     6.1 Нагрузки и воздействия на основания, фундаменты и конструкции сооружений окружающей застройки, коэффициенты надежности по нагрузке, а также возможные сочетания нагрузок и коэффициенты сочетаний должны приниматься согласно требованиям ГОСТ 54257-2010, СП 20.13330.2011, СП 22.1333.2011*, СП 35.1333.2011*, СНиП 32-04-97, СП "Расчет и проектирование подземных сооружений в городе Москве. Общие положения" и дополнительным указаниям настоящего стандарта.
______________
     * Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СП 22.13330.2011, СП 35.13330.2011. - Примечание изготовителя базы данных.

6.2 Геотехнические воздействия на сооружения окружающей застройки должны, как правило, устанавливаться расчетом, исходя из рассмотрения совместной работы системы "строящийся тоннель - грунтовый массив - существующее сооружение" с учетом возможности их изменения на различных стадиях строительства и эксплуатации тоннеля.

     6.3 Геотехнические воздействия на сооружения окружающей застройки, по своему характеру (при выполнении оценки влияния), могут быть разделены на две группы: "проектные" и "технологические".

     "Проектные" - воздействия, зависящие от конструктивных параметров проектируемого тоннеля, а также факторов, учтенных при его проектировании (проектные решения, инженерно-геологические условия участка, виды и последовательность выполнения строительных работ и др.).

     Воздействия данной группы, в основном, поддаются моделированию и расчетной оценке.

     "Технологические" - воздействия, зависящие от факторов, связанных с техникой, технологией, технологическим режимом и качеством строительных работ (вибрационные и динамические воздействия от работы строительной техники, перебор грунта при проходческих и буровых работах и др.).

     Воздействия данной группы, в основном, плохо поддаются моделированию и расчетной оценке. В случае невозможности проведения прогнозных расчетов, их оценка выполняется экспертным путем (на основе сопоставительного опыта) либо путем проведения инструментальных измерений на опытном участке.

6.4 Кроме геотехнических воздействий, возникающих в результате обычного неаварийного режима выполнения строительных работ и всегда учитываемых при выполнении оценки влияния, следует рассматривать воздействия, возникающие при нештатных (аварийных) ситуациях в процессе выполнения строительных работ. Они учитываются лишь в особых случаях, для сооружений повышенной ответственности, на основе специального требования в техническом задании на оценку влияния.

     6.5 Геотехнические воздействия на сооружения окружающей застройки могут быть вызваны следующими видами строительных работ:

     устройство ограждающих конструкций и экскавация грунта из шахтных стволов или котлованов;

     щитовая проходка линейных участков тоннелей;

     водопонижение и другие специальные геотехнические работы.

7 Оценка влияния строительства коммуникационных тоннелей на сооружения окружающей застройки

7.1 Оценка влияния строительства тоннелей на сооружения окружающей застройки представляет собой комплекс работ аналитического и расчетного характера, выполняемый для качественной и количественной оценки поведения оснований, фундаментов и конструкций сооружения окружающей застройки в процессе строительства и в начальный период эксплуатации тоннелей.

     7.2 Оценку влияния следует выполнять для сооружений окружающей застройки, расположенных в пределах предварительно назначаемой зоны влияния строящихся тоннелей. Для предварительной оценки ориентировочный размер зоны влияния, допускается принимать равным:

     1,5 - при проходке щитового тоннеля, где - глубина заложения оси тоннеля, м;

     2 и 3 - при проходке шахтного ствола или котлована с использованием ограждений соответственно из железобетонных или стальных конструкций, где - глубина заложения днища шахтного ствола или котлована, м.

     Применение - Размер зоны влияния строительства тоннелей допускается ограничивать расстоянием, при котором расчетное значение дополнительной осадки грунтового массива или основания существующего сооружения окружающей застройки не превышает 1 мм, за исключением расположения на границе зоны влияния сооружений окружающей застройки, категория технического состояния которых предаварийная или аварийная. Размер зоны влияния измеряется от границ проектируемой выработки.

7.3 Оценка влияния строительства состоит из расчетного и экспертно-аналитического блоков.

     7.4 В результате работ расчетного блока следует определять:

     изменение напряженно-деформированного состояния грунтового массива в зоне проходки тоннеля;

     дополнительные деформации и (или) напряженно-деформированное состояние сооружений окружающей застройки.

     7.5 Работы расчетного блока следует выполнять, как правило, в рамках расчетов по второй группе предельных состояний. Результаты расчетов должны позволять выполнять проверку допустимости дополнительных деформаций сооружений окружающей застройки или их оснований путем сравнения прогнозных и предельных значений деформаций.

     Для сооружений окружающей застройки, по которым предельные значения дополнительных деформаций оснований и сооружений в нормах отсутствуют, проверку допустимости дополнительных деформаций необходимо выполнять путем поверочных расчетов по предельным состояниям, согласно ГОСТ 54257-2010, с учетом действующих и дополнительных нагрузок и воздействий. При этом в результате прогноза должны быть определены значения параметров напряженно-деформированного состояния сооружений или их оснований, необходимые для выполнения поверочных расчетов по предельным состояниям.

     Примечание - Выбор предельного состояния и определение допустимости дополнительных деформаций подземных инженерных коммуникаций допускается определять согласно приложению И.

     7.6 Расчеты следует выполнять преимущественно методами математического (численного) моделирования с использованием апробированного геотехнического программного обеспечения, с учетом:

     результатов инженерных изысканий для строительства;

     нелинейного механического поведения грунтов основания;

     результатов гидрогеологического прогноза;

     данных, характеризующих назначение, техническое состояние, конструктивные и технологические особенности сооружений окружающей застройки;

     параметров строящегося тоннеля;

     очередности и стадийности строительных работ;

     технологии производства работ;

     взаимодействия конструкций подземных сооружений с примыкающим грунтовым массивом.

     7.7 Расчетный блок включает следующие этапы:

     сбор информации об инженерно-геологических условиях участка; сооружениях окружающей застройки, расположенных в предварительно назначенной зоне влияния; проектируемом тоннеле;

     выявление основных (эксплуатационных) и дополнительных (вызванных строительными работами) нагрузок и воздействий на окружающую застройку;

     выбор нагрузок и воздействий, подлежащих моделированию;

     выбор предельных состояний сооружений окружающей застройки, требующих поверочных расчетов;

     принятие решения о включении сооружений окружающей застройки или их отдельных конструкций в модель;

     принятие решения о выполнении расчетов в плоской (2D модель) или пространственной (3D модель) постановке;

     выбор программного комплекса для численных расчетов;

     выбор конструктивных элементов сооружений окружающей застройки (если моделируется) и проектируемого тоннеля, подлежащих моделированию;

     выбор границ расчетной области;

     построение геометрической модели и сетки конечных элементов;

     составление общей модели объекта, охватывающей инженерно-геологические и конструктивные элементы;

     выбор вида и параметров модели грунта, параметров контактных элементов, ввод начальных условий и расчетных характеристик прочности и жесткости элементов;

     выбор этапов строительства тоннеля, разбивка этапов на расчетные шаги; составление пошаговых расчетных схем и выполнение расчетов;

     выбор и расчет необходимых для проверки по предельным состояниям параметров напряженно-деформированного состояния (либо его изменения) оснований и конструкций сооружений окружающей застройки.

7.8 Принятие решения о включении сооружений окружающей застройки или их отдельных конструкций в модель, а также выполнении расчетов в плоской или пространственной постановке следует принимать с учетом уровня ответственности, размеров и конструктивных особенностей существующих сооружений; предельных состояний, требующих проверки; взаимного расположения и относительной близости проектируемого тоннеля и существующих сооружений окружающей застройки.

     7.9 Для математического моделирования рекомендуется использовать специализированные геотехнические программные комплексы (PLAXIS, MIDAS/GTS и др.) для двухмерного или трехмерного нелинейного анализа систем. При необходимости можно использовать универсальные программные комплексы для прочностного и деформационного нелинейного анализа трехмерных систем.

     Следует использовать апробированные программные комплексы, для которых выполнялось сопоставление результатов прогнозных расчетов и геотехнического мониторинга по аналогичным объектам в схожих инженерно-геологических условиях.

     7.10 Конструкции существующих сооружений при моделировании могут быть учтены двумя способами:

     в одну стадию:

     с использованием геотехнического программного комплекса рассчитывается трехкомпонентная модель "строящийся тоннель - грунтовый массив - существующее сооружение";

     в две (или более) стадии:

     первая стадия - с использованием геотехнического программного комплекса рассчитывается двухкомпонентная модель "проектируемый объект - грунтовый массив", в результате решения которой определяются перемещения грунта, соответствующие положению существующего сооружения;

     вторая стадия - с использованием программного комплекса, предназначенного для анализа работы конструкций, рассчитываются конструкции существующего сооружения на заданные перемещения, которые определяются в результате расчетов на предыдущей ступени.

     7.11 Размеры расчетной области, модель грунта и другие параметры модели объекта должны адекватно отражать поведение грунта под нагрузкой и воздействиями, учитывать взаимное расположение строящегося тоннеля и существующего сооружения. Их рекомендуется принимать на основе опыта сопоставления результатов прогнозных расчетов и результатов геотехнического мониторинга. Размеры расчетной области модели в плане должны быть не менее предварительно назначаемых размеров зоны влияния (см. п.7.2).

     Для предварительной оценки влияния строительства на существующие сооружения нормального и повышенного уровней ответственности, а также для окончательной оценки влияния на сооружения пониженного уровня ответственности допускается назначать размеры расчетной области и выбирать геомеханическую модель грунта согласно приложению Е.

7.12 Расчетные значения прочностных характеристик на контакте "конструкция-грунтовый массив" для нескальных грунтов допускается назначать согласно указаниям п.9.16 СП 22.13330.2011. На контакте "обделка тоннеля - грунтовый массив" рекомендуется моделировать прослойку грунта с удельным сцеплением, равным нулю и пониженным углом внутреннего трения (степень снижения назначается согласно указаниям п.9.16 СП 22.13330.2011).

7.13 Перебор грунта при моделировании щитовой проходки тоннелей следует назначать на основе опыта геотехнического мониторинга осадок поверхности земли при проходке выбранного (аналогичного выбранному) в проекте типа щитового комплекса в схожих инженерно-геологических условиях, с учетом рекомендуемого приложения Ж.

     7.14 В результате работ экспертно-аналитического блока следует:

     уточнять границы предварительно назначенной зоны влияния строительства тоннелей и шахтных стволов (котлованов), а также перечень расположенных в зоне влияния сооружений;

     определять допустимость влияния строительства тоннелей и шахтных стволов (котлованов) на сооружения окружающей застройки;

     осуществлять выбор и назначать необходимый объем мер защиты сооружений окружающей застройки, если влияние строительства тоннелей и шахтных стволов (котлованов) оказывается недопустимым.

     7.15 В рамках работ экспертно-аналитического блока выполняется качественная оценка факторов, расчетная оценка которых невозможна или нецелесообразна:

     технологических воздействий при строительстве тоннелей и шахтных стволов (котлованов), не учтенных при моделировании;

     технологических воздействий при проведении работ по инженерной защите существующих сооружений окружающей застройки, не учтенных при моделировании.

7.16 Экспертно-аналитическую оценку следует выполнять с учетом обобщения сопоставимого местного опыта строительства тоннелей и шахтных стволов (котлованов) на территории предполагаемого строительства.

     7.17 Если по результатам оценки влияния эксплуатационная надежность и работоспособность сооружений окружающей застройки не обеспечена, необходимо предусмотреть "горные", "геотехнические" или (и) "конструктивные" меры защиты согласно разделу 8.

8 Меры защиты сооружений окружающей застройки при строительстве коммуникационных тоннелей

     8.1 Для существующих зданий, сооружений и подземных коммуникаций могут использоваться следующие меры защиты от негативного влияния строительства тоннелей и шахтных стволов (котлованов):

     "объектно-технологические" - выполняются в зоне проходки, снижают негативные воздействия от проходческих работ; реализуются путем применения особых технологий, технологических режимов, специальной проходческой техники и конструктивно-технологических решений, которые используются в процессе строительства тоннелей;

     "геотехнические" - выполняются в грунтовом массиве (основании защищаемого сооружения), уменьшают или устраняют (компенсируют) дополнительные деформации оснований и фундаментов сооружений; реализуются путем применения геотехнических технологий;

     "конструктивные" - выполняются на защищаемых объектах, уменьшают чувствительность объектов к деформациям их оснований или уменьшают (устраняют) деформации конструкций объектов.

     8.2 К "объектно-технологическим" мерам защиты эксплуатируемых сооружений относятся:

     уменьшение сечений и изменение глубины заложения тоннелей, увеличение расстояний между проектируемыми тоннелями и фундаментами (конструкциями) существующих сооружений;

     предварительное усиление и закрепление грунтов в зоне забоя и за контурами обделок выработок;

     применение проходческих комплексов с закрытым забоем и активным пригрузом;

     нагнетание тампонажных (твердеющих) растворов в заобделочное пространство одновременно с перемещением щита;

     повышение давления нагнетания и уменьшение сроков твердения растворов, нагнетаемых в заобделочное пространство;

     применение монолитной прессбетонной обделки;

     выбор метода, оборудования и технологического режима проходки, обеспечивающих уменьшение перебора грунта в забое и наиболее ранее подкрепление выработки, и др.

     Примечание - При заключении контрактов на строительство тоннелей рекомендуется включать пункт о величине предельных фактических переборов грунта. Их значения должны устанавливаться и контролироваться в рамках авторского надзора или научно-технического сопровождения, на основе инженерно-геодезических наблюдений за осадками поверхности земли (см. приложение Ж).

     8.3 К "геотехническим" мерам защиты эксплуатируемых сооружений относятся:

     мероприятия, направленные на преобразование строительных свойств грунтов с целью уменьшения деформаций оснований и приспособления их к сдвижениям массива горных пород;

     усиление фундаментов сооружений;

     передача нагрузок от сооружений на нижележащие слои грунтов;

     отсечение грунтовых оснований сооружений от выработок путем устройства между ними разделительных стенок;

     снижение неравномерных осадок и выравнивание сооружений путем нагнетания в ограниченный объем грунта твердеющих растворов (компенсационное нагнетание), выбуривания грунтов из-под подошвы фундаментов;

     мероприятия, предохраняющие грунты основания от ухудшения их строительных свойств и др.

     8.4 К "конструктивным" мерам защиты эксплуатируемых сооружений относятся:

     усиление отдельных конструктивных элементов или сооружения в целом тяжами или железобетонными поясами;

     установка связей-распорок;

     усиление подземных трубопроводов защитными футлярами, обоймами или их вывешивание;

     разделение сооружений деформационными швами и др.

     8.5 Выбор и определение требуемого объема защитных мероприятий для каждого сооружения, расположенного в зоне влияния, осуществляются в три этапа.

     Первый этап.

     Выполняется предварительный выбор нескольких наиболее эффективных мер защиты. При выборе мер защиты необходимо учитывать, что их выполнение (особенно связанных с буровыми работами) также может приводить к технологическим воздействиям.

     Рекомендуется следующая приоритетность выбора мер защиты. Прежде всего, следует отдавать предпочтение "объектно-технологическим" мерам, так как они, как правило, наиболее экономичны, не требуют дополнительных согласований и разрешений со стороны владельцев и служб эксплуатации защищаемых сооружений. В случае, если этих мер недостаточно либо они не могут быть реализованы, рекомендуется применять "геотехнические" меры, которые также часто не требуют дополнительных согласований, разрешений и не вызывают нарушения режима эксплуатации защищаемых сооружений. Когда применение перечисленных мер невозможно или недостаточно, следует применять "конструктивные" меры.

     Второй этап.

     Выполняется повторное моделирование, учитывающее выполнение мер защиты. Повторное моделирование можно не выполнять в следующих случаях:

     выбранные меры защиты не поддаются моделированию либо моделирование с достаточной степенью надежности невозможно;

     защита может выполняться многовариантно и на момент выполнения оценки влияния окончательный выбор меры защиты не определен;

     выбранные меры защиты реализуются поэтапно в процессе строительных работ, в зависимости от результатов геотехнического мониторинга защищаемого сооружения;

     эффективность мер защиты проверяется на основании опытных работ и контрольных замеров.

     Перед моделированием разрабатываются технические решения выбранных мер защиты, параметры которых учитываются при составлении модели объекта. На основе результатов повторного моделирования оценивается эффективность и достаточность защитных мероприятий.

     Третий этап.

     Выполняется технико-экономическое сравнение вариантов мер защиты, которое осуществляется с учетом назначения, уровня ответственности, конструктивных особенностей, минимального влияния на режим эксплуатации защищаемого объекта, вида и величин прогнозных деформаций, сопоставимого опыта, а также оборудования, которое имеется в распоряжении строительных организаций.

     Осуществляется окончательный выбор защитных мероприятий для каждого сооружения. Для выбранных защитных мероприятий разрабатывается специальный проект (проекты) или (и) технологический регламент (указания).

Библиография

     [1] Инструкция по инженерно-геологическим изысканиям и геоэкологическим изысканиям в г.Москве. Москомархитектура. 2004.

     [2] МГСН 2.07-01 "Основания, фундаменты и подземные сооружения".

     [3] Рекомендации "Выбор тоннелепроходческих механизированных комплексов с активным пригрузом забоя при строительстве тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях"*. ТАР. М. 2004.
________________
     * Документ не приводится. За дополнительной информацией обратитесь по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.


     [4] Рекомендации по определению допустимости дополнительных деформаций городских подземных инженерных коммуникаций, находящихся в зоне влияния строительства (реконструкции) подземных и заглубленных объектов. НИИОСП. 2009.

     [5] Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях. А.Г.Валиев, С.Н.Власов, В.П.Самойлов. М. 2003.

     [6] СТО НОСТРОЙ 14-2012*. Коллекторы и тоннели канализационные. Требования к проектированию, строительству, контролю качества и приемке работ.

_________________
* Вероятно, ошибка оригинала. Следует читать: СТО НОСТРОЙ 2.17.66-2012. - Примечание изготовителя базы данных.

     [7] Recommendations and Guidelines for Tunnel Boring Machines (TBMs). ITA WG Mechanized Tunnelling. 2000.*
________________
     * Доступ к международным и зарубежным документам можно получить перейдя по ссылке на сайт http://shop.cntd.ru, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

     [8] Standard Specifications For Tunneling - 2006: Shield Tunnels. Japan. 2007.

     [9] Technical Manual for Design and Construction of Road Tunnels - Civil Elements. US. FHWA-NHI-10-034. 2009.

     [10] Tunnel lining design guide. The British Tunnelling Society and the Institution of Civil Engineers. 2004.

Приложение А (справочное). Область применения ТПМК с активным пригрузом в зависимости от геологических и гидрогеологических условий

Приложение А
(справочное)

     В таблице приведены ориентировочные области применения ТПМК в различных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях

СТО 36554501-028-2012 Оценка влияния строительства коммуникационных тоннелей щитовым методом на окружающую застройку

     Условные обозначения:

     область основного применения

     область возможного применения

1 - грунт не водонасыщенный

     2 - грунт водонасыщенный

Приложение Б (справочное). Принципиальные схемы механизированных щитов с активным пригрузом для устройства коммуникационных тоннелей

Приложение Б
(справочное)

     В конструкции любого ТПМК с активным пригрузом забоя обязательным элементом щита является наличие герметичной забойной камеры, в которой размещается породоразрушающий рабочий орган и другое необходимое для конкретной технологической схемы забойное оборудование и приспособления.

     В зависимости от типа породоразрушающего рабочего органа и вида пригруза забоя для устройства коммуникационных тоннелей используются следующие основные принципиальные схемы щитов (см. рисунок Б.1):

     с роторным органом и объемным регулированием гидропригруза;

     с роторным органом, гидропригрузом с воздушной подушкой;

     с роторным органом и грунтопригрузом.

Рисунок Б.1 - Принципиальные схемы механизированных щитов с активным пригрузом для устройства коммуникационных тоннелей: с роторным органом и объемным регулированием гидропригруза (а); с роторным органом и гидропригрузом с воздушной подушкой (б); с рото

1 - роторный орган; 2 - призабойная камера; 3 - механизированный щит; 4 - трубопровод для нагнетания воздуха; 5 - шлюзовой аппарат для доступа персонала в камеру; 6 - растворопровод; 7 - патрубок для откачки пульпы; 8 - герметичная перегородка; 9 - бентонитовый раствор; 10 - перегородка; 11 - шнек

Рисунок Б.1 - Принципиальные схемы механизированных щитов с активным пригрузом для устройства коммуникационных тоннелей: с роторным органом и объемным регулированием гидропригруза (а); с роторным органом и гидропригрузом с воздушной подушкой (б); с роторным органом и грунтопригрузом (в)

Приложение В (справочное). Основные характеристики ТПМК с активным пригрузом, используемые для устройства коммуникационных тоннелей

Приложение В
(справочное)

     В таблице приведены основные характеристики ТПМК с активным пригрузом, используемые для устройства коммуникационных тоннелей в России.


Фирма- производитель	Модель	Тип пригруза	Диаметр ротора, мм	Обделка			Способ нагнетания в заобделочное пространство
				Диаметр, мм		Тип
				Наружный	Внутренний
Herrenknecht	EPB2300AH	Грунтопригруз/ пенопригруз	2910	2700	2300	Сборная железо- бетонная	Через хвостовую часть оболочки TПMК
	EPB2600AH		3225	3000	2400
	EPB2900AH		3625	3400	2900
	EPB3200AH		3925	3700	3200
	EPB3600AH		4220	4000	3500
	EPB4000AH		4660	4500	4000
	EPB2400AE		3025	3000	2400
	EPB2600AE		3125	3100	2600
	EPB2800AE		3510	3250	2800
Lovat	RME106PJ	Грунтопригруз	2690	-	-		Через отверстия в блоках обделки
	RME163SE	Грунтопригруз/ пенопригруз	4164	4000	3600
	RME181SE		4597	-	-
	RME406SE		7800	-	-
Альянс-К	Топаз-М	Грунтопригруз	4020	4020	3370	Монолитный прессбетон	-
	Топаз-4М	Грунтопригруз	4020	-	-	Сборная железо- бетонная	-
	Кристалл	Гидропригруз	2040	2040	1600	Монолитный прессбетон	-
	Малахит	Пневмопригруз	3600	-	-		-
Mitsubishi	-	Грунтопригруз/ пенопригруз	2670	2540	2240	Сборная железо- бетонная	Через отверстия в блоках обделки
C.S.M. Bessak	4360 Т009 АС	Пневмопригруз	4365	4240	3840

Приложение Г (справочное). Виды специальных мероприятий по снижению деформаций грунта на участках выводов и вводов щитов из шахтных стволов или котлованов

Приложение Г
(справочное)

Рисунок Г.1 - Мероприятия по снижению деформаций грунта на участках выводов щитов из шахтных стволов или котлованов

а - метод химического закрепления грунта; б - метод высоконапорного струйного нагнетания с перемешиванием; в - метод замораживания грунтов; г - метод вырезания специальной стенки

1 - бетонное обрамление выхода; 2 - выходное уплотнение; 3 - закрепленная зона; 4 - зона замещенного грунта; 5 - замораживающие трубы; 6 - зона замороженного грунта

Рисунок Г.1 - Мероприятия по снижению деформаций грунта на участках выводов щитов из шахтных стволов или котлованов

Рисунок Г.2 - Мероприятия по снижению деформаций грунта на участках вводов щитов в шахтные стволы или котлованы

а - метод химического закрепления грунта; б - метод высоконапорного струйного нагнетания с перемешиванием; в - метод замораживания грунтов; г - метод вырезания стенки; д - метод перемычки в шахте; е - плавающий метод

1 - бетонное обрамление выхода; 2 - выходное уплотнение; 3 - закрепленная зона; 4 - зона замещенного грунта; 5 - замораживающие трубы; 6 - зона замороженного грунта; 7 - входная рама; 8 - глинистая паста; 9 - опора

Рисунок Г.2 - Мероприятия по снижению деформаций грунта на участках вводов щитов в шахтные стволы или котлованы

Приложение Д (справочное). Общий вид кривых деформаций поверхности земли при щитовой проходке

Приложение Д
(справочное)

     Перемещения и деформации грунтового массива (на поверхности земли и по глубине) характеризуются следующими показателями:

     вертикальные перемещения ;

     относительные вертикальные перемещения (наклоны) , где и - соответственно величины вертикальных перемещений в точках

29.05.2017, 778 просмотров.

Атрибуты

Номер документа	36554501-028-2012
Вид документа	СТО, Стандарт организации
Принявший орган	АО "НИЦ "Строительство"
Статус	Действующий
Опубликован	М.: ОАО "НИЦ "Строительство", 2012 год
Дата принятия	22.11.2012
Дата начала действия	01.12.2012

Обследование - FAQ

Лицензии, Свидетельство СРО (допуск к работам)

Тепловизионное обследование

Техническое обследование зданий и сооружений

Строительное обследование зданий и сооружений

Инженерное обследование зданий

Обследование конструкций зданий