Россия
Цель: Рассмотреть вопрос выполнения оперативного контроля деформаций призабойной зоны тоннеля с использованием технологии наземного лазерного сканирования при проходке тоннеля новоавстрийским методом туннелирования, который является наиболее прогрессивным и экономически целесообразным методом строительства подземных сооружений горным способом. Сущность этого метода заключается в том, что в качестве крепи призабойной зоны тоннеля используется самонесущая оболочка из набрызг-бетона без использования традиционных методов крепления, что позволяет существенно экономить время на проходку тоннелей, особенно имеющих сложную геометрию и нестандартные габариты. При этом концептуальной основой данного метода является необходимость оперативного выявления деформаций грунтового массива призабойной зоны, обоснованная необходимостью обеспечения безопасности ведения работ. Методы: В качестве основного метода определения геопространственного положения призабойной зоны тоннеля предложено рассмотреть технологию наземного лазерного сканирования. Обработка результатов сканирования выполнена в специализированном программном комплексе Leica Cyclone 3DR. Результаты: Рассмотрен существующий опыт геодезического контроля деформаций в туннелировании новоавстрийским методом. Представлены результаты обработки данных наземного лазерного сканирования отдельного фрагмента тоннеля, получена его математическая трехмерная модель, и выполнена оценка отклонений фактической поверхности тоннеля от полученной теоретической поверхности. Практическая значимость: Полученная трехмерная модель может быть в дальнейшем использована для геодезического контроля деформаций. Обоснованы теоретические основы оценки требуемой точности определения деформационных характеристик, которые базируются на переходе от строительных допусков к средним квадратическим погрешностям определения деформационных характеристик и затем к средним квадратическим погрешностям координат точек лазерного сканирования. Определены укрупненные этапы сканирования с учетом технологии проходки тоннелей новоавстврийским методом.
Новоавстрийский метод туннелирования, геодезический контроль деформаций, призабойная зона тоннеля, наземное лазерное сканирование, трехмерная модель
1. URL: https://www.academia.edu/9427931/B_Year_Innovation_Project_Illustration.
2. Karakus M. FEM analysis for the effects of the natm construction technique on settlement above shallow soft ground tunnels / M. Karakus, R. J. Fowell. - https://www.researchgate.net/publication/258113737_FEM_analysis_for_the_effects_of_the_NATM_construction_technique_on_settlement_above_shallow_soft_ground_tunnels.
3. Karakus M. An insight into the New Austrian Tunnelling Method (NATM) / M. Karakus, R. J. Fowell // The 7th Regional Rock Mechanics Symposium, Sivas. - Vol.: Sivas, Turkey.
4. Chapman D. N. Introduction to tunnel construction / D. N. Chapman, N. Metje, A. Stärk. - DOIhttps://doi.org/10.1201/9781315273495.
5. URL: https://cecl.global/project/tunnelbeamer/.
6. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/bitstream/handle/123456789/33268/21-Kozerema.pdf?sequence=1.
7. URL: https://www.ita-aites.cz/files/tunel/2005/4/tunel-0504-4.pdf.
8. Trigger Values for tunnel monitoring in SCL shallow tunnels. URL: https://diglib.tugraz.at/download.php?id=58e2cacdc3ec7&location=browse.
9. The Laser-Distometer: a newer, better way to measure tunnel deformations. URL: https://cgs.ca/pdf/GeoTechNews/2014/GIN%203201.pdf.
10. Hilar M. Evaluation of innovative sprayed-concrete-lined tunneling / M. Hilar, A. Thomas, Y. S. Hsu, B. Jones // ICE Proceedings Geotechnical Engineering. - № 161(3). - Pp. 137-149. - DOI:https://doi.org/10.1680/geng.2008.161.3.137.
11. NATM / SEM From Design to Construction. - URL: https://tunnelingshortcourse.com/2016-presentations/gall-natm-design-construction.pdf.
12. Health and safety, and risk management in tunneling. - URL: http://faculty.tafreshu.ac.ir/file/download/course/1583686541-introduction-to-tunnel-construction-part-3-of-3.pdf.
13. Kanashin N. V. Application of laser scanning technology in geotechnical works on reconstruction of draw spans of the Palace Bridge in Saint Petersburg / N. V. Kanashin, A. A. Nikitchin, E. S. Svintsov // Procedia Engineering. - 2017. № 189. - Pp. 393-397. - DOIhttps://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.05.062.
14. Bogomolova N. Laser scanning application possibilities in the engineering structures survey / N. Bogomolova, A. Nikitchin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2019. - № 698(4). - DOI:https://doi.org/10.1088/1757-899X/698/4/044011.
15. Romanovich M. Using the laser scanning method in the reconstruction of metro stations / M. Romanovich, M. Kuzmenkova, V. Breskich, K. Kulakov // Transportation Research Procedia. - 2021. - № 54. Pp. 819-826. - DOI:https://doi.org/10.1016/j.trpro.2021.02.135.
16. Nuttens T. Ovalisation measurements of newly built concrete tunnels by means of terrestrial laser scanning / T. Nuttens, A. De Wulf, C. Stal et al. // Conference Paper. June 2011. - DOI:https://doi.org/10.5593/sgem2011/s07.112.
17. Nuttens T. High Resolution Terrestrial Laser Scanning for Tunnel Deformation Measurements / T. Nuttens, A. De Wulf, L. Bral // Conference: FIG Congress 2010 - Facing the Challenges-Building the Capacity. Sydney, Australia.
18. Gikas V. Three-Dimensional Laser Scanning for Geometry Documentation and Construction Management of Highway Tunnels during Excavation / V. Gikas // Sensors. - 2012. - № 12. - Pp. 11249-11270. - DOIhttps://doi.org/10.3390/s120811249.
19. Arastounia M. Automated As-Built Model Generation of Subway Tunnels from Mobile LiDAR Data / M. Arastounia // Sensors. - № 16(9). P. 1486. - DOI:https://doi.org/10.3390/s16091486.
