ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЙ СПОРУДЖЕННЯ ЕСКАЛАТОРНОГО ТУНЕЛЮ ДНІПРОВСЬКОГО МЕТРОПОЛІТЕНУ НАТМ
DOI:
https://doi.org/10.15802/bttrp2021/245600Ключові слова:
метрополітен, ескалаторний тунель, випереджаюче кріплення, штучне заморожування, хімічне закріпленняАнотація
Мета. На основі порівняльного аналізу провести обґрунтування найбільш доцільного і раціонального способу закріплення слабкого масиву при спорудженні NATM для ескалаторних тунелів Дніпровського метрополітену. Методика. Для досягнення поставленої мети проведений аналіз технологій спорудження в слабких ґрунтах. В якості найбільш застосованих технологій розглянуто технологію випереджаючого кріплення, штучне заморожування та хімічне закріплення (цементація). Проаналізовано особливості проведення кожної з технологій для умов похилої виробки. Визначено, яким чином кожна із технологій застосовується для ескалаторних тунелів та реалізує зміцнення слабкого ґрунту. Результати. Визначені переваги та недоліки трьох технологій закріплення слабкого ґрунту навколо ескалаторного тунелю. На основі порівняльного аналізу виявлено, що єдиною технологією, що забезпечує підвищені параметри міцності суглинистих ґрунтів, характерних для верхньої частини ескалаторного тунелю Дніпровського метрополітену, є технологія хімічного закріплення (цементація). У деяких випадках за потреби короткі дільниці похилого ходу, що характеризуються особливо слабкими породами, можуть бути підкріплені декількома трубами, не створюючи суцільне випереджаюче кріплення. Результати аналізу є основою для подальшого обґрунтування цементації, яка створює багатошарову систему «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Наукова новизна. На основі результатів порівняльного аналізу трьох технологій спорудження ескалаторного тунелю NATM доведено, що застосування цементації не тільки підвищує міцність породи під час проходки, але й надалі, в процесі експлуатації, слугує додатковим елементом багатошарової системи «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Практична значимість. В ході досліджень проведене обґрунтування цементації як найбільш раціональної та ефективної технології зміцнення оточуючого слабкого масиву при спорудженні Дніпровського метрополітену.
Посилання
Adme, Z. G. (2006). Analysis of NATM tunnel responses due to earthquake loading in various soils. Mining Technology Bulletin-Institute of Mining Science and Technology, 2(3), 9-17. (in English)
Artificial Ground Freezing for water infested Tunnel Strata and Weak Rock Mass having high seepage water. URL: http://mmmhydropower.blogspot.com/2012/05/artificial-ground-freezing-for-water.html (in English)
Arz, P., & Semprich, S. (1993). Modern Methods of Tunnel Support in NATM Tunnelling. Proc. Symp. Taipei Rapid Transit Systems, Taipei, Taiwan, C, 677-686. (in English)
Aygar, E. B. (2020). Evaluation of new Austrian tunnelling method applied to Bolu tunnel’s weak rocks. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 12, 541-556. (in English)
Azadi, M., & Kalhor, M. (2014). Study of the Effect of Seismic Behavior of Twin Tunnels Position on Each Other. Engineering and Technology International Journal of Civil, Environmental, Structural, Construction and Architectural Engineering, 8(6), 625-627. (in English)
El-Kilany, M. E., & El-Sayed, T. A. (2017). Numerical simulation of New Austrian Tunneling Method a case study: Elhosania Crossing, Zagazig, Egypt. Jökull Journal, 67(1), 17-35. (in English)
Heo, June, Kim, Byoung-Il, Lee, Jea-Dug, & Kim, Young-Geun (2017). 3D Numerical Study on the Reinforcing Effect of Inclined System Bolting in NATM Tunnel. Journal of the Korean Geotechnical Society, 33(3), 29-36. (in Korean)
II-Jae, Shin, Jun-Ho, Kang, & Young-Ho, Suh (2005). A Case Study of Soil-Cement Fill for Tunneling. Tunnel and Underground Space, 15(5), 359-368. (in Korean)
Le, B. T., & Taylor, R. N. (2016). A study on the reinforcing capabilities of Forepoling Umbrella System in urban tunnelling. Proceeding of the 3rd European Conference on Physical Modelling in Geotechnics, Eurofuge2016, Nantes, France. (in English)
Mauro, A., Normino, G., Cavuoto, F., Marotta, P., & Massarotti, N. (2020). Modeling Artificial Ground Freezing for Construction of Two Tunnels of a Metro Station in Napoli (Italy). Energies, 13, 1272. (in English)
Qixiang, Yan, Wang, Wu, Chuan, Zhang, Shuqi, Ma, & Yuanping, Li (2019). Monitoring and Evaluation of Artificial Ground Freezing in Metro Tunnel Construction-A Case Study. KSCE Journal of Civil Engineering, 23, 2359-2370. (in English)
Reynolds, P. (2016). Extensive grouting program in Iceland. TunnelTalk, URL: https://www.tunneltalk.com/Iceland-29Mar2016-Vadlaheidi-road-tunnel-grouting-program.php (in English)
Pichler, C., Lackner, R., Martak, L., & Mang, H. A. (2004). Optimization of jet-grouted support in NATM tunneling. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 28(7-8), 781-796. (in English)
Tiutkin, O., Petrenko, V., Petrosian, N., Miroshnyk, V., & Alkhdour, A. (2018). Controlling stress state of a hoisting shaft frame in the context of specific freezing process, Mining of Mineral Deposits, 12 (4), 28-36. (in English)
Tiutkin, O. L., & Miroshnyk, V. A. (2020). Porivnialnyi analiz spetsialnykh sposobiv pid chas prokhodky ver-tykalnykh vyrobok. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 17, 81-90. (in Ukrainian)
Tiutkin, O. L., Miroshnyk, V. A., & Heletiuk, I. V. (2021). Kompleksnyi analiz konstruktsii stovburu Dnip-rovskoho metropolitenu. Mosty ta tuneli: teoriia, doslidzhennia, praktyka, 19, 91-98. (in Ukrainian)
