Россия
Россия
Цель: рассмотреть проблему выдавливания замкового блока, возникающую при строительстве тоннелей метрополитена в Санкт-Петербурге с использованием сборных высокоточных железобетонных обделок повышенной водонепроницаемости диаметром 10,3 м. Проанализировать возможные процессы, приводящие к этому явлению, и методы решения проблемы в условиях строительства. Определить, к каким последствиям приводят применяемые на данный момент варианты решения проблемы. Разработать аналитическую методику определения величины силы трения, действующей по плоскостям радиальных стыков контактирующих блоков на базе классических методов строительной механики. Провести математическое моделирование процесса выдавливания методом конечных элементов и сравнить его результаты с полученными аналитически. Разработать рекомендации по ликвидации выдавливания блока, которые можно как применить в условиях строительства, так и учесть при проектировании конструкций обделок. Проанализировать эффективность предлагаемых рекомендаций. Методы: использовались натурные данные с построенных объектов, аналитические расчеты и математическое моделирование методом конечных элементов. Результаты: предложена аналитическая методика определения величины усилия выталкивания замкового блока и силы трения в радиальных стыках смежных и замкового блоков. Результаты математического моделирования показали высокую сходимость результатов, получаемых двумя методами. Разработаны рекомендации по устранению явления выдавливания, оценена их эффективность. Практическая значимость: результаты исследования могут быть использованы на этапе проектирования конструкций сборных железобетонных обделок повышенной водонепроницаемости для тоннелей большого диаметра, а также в условиях строительства в момент монтажа замкового и смежных блоков.
сборная высокоточная железобетонная обделка повышенной водонепроницаемости, замковый блок, тоннелепроходческие механизированные комплексы, тоннели большого диаметра, математическое моделирование, сила трения
1. Крюкова М. С., Новиков А. Л. Автодорожный подводный тоннель под Невой // Транспорт проблемы, идеи, перспективы: сборник трудов LXXXI Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Санкт-Петербург, 19–26 апреля 2021 года). СПб.: ФГБОУ ВО ПГУПС, 2021. С. 233–237.
2. Егоров Р. А., Ледяев А. П. Первый опыт использования ТПМК Ø10,3 м в отечественном метростроении // Транспорт: проблемы, идеи, перспективы: сборник трудов LXXVIII Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (Санкт-Петербург, 16–23 апреля 2018 года). СПб., 2018. С. 23–27.
3. Влияние сил трения на прочность бетона / В. П. Селяев [и др.] // Региональная архитектура и строительство. 2012. № 3. С. 12–17.
4. Ledyaev A., Kavkazskiy V., Davidenko E. Examination of the stress-strain state of service tunnels at the airport Domodedovo // International scientific siberian transport forum “TransSiberia 2021”. Trans- Siberia 2021: Lecture Notes in Networks and Systems. Springer Cham, 2022. Vol. 1. P. 28–37.
5. Construction strategies for a NATM tunnel in São Paulo, Brazil, in residual soil / P. M. Osvaldo [et al.] // Underground Space. 2022. Vol. 7, iss. 1. P. 1–18. DPI:https://doi.org/10.1016/j.undsp.2021.04.002.
6. Shaposhnikov E. A., Frolov Yu. S. Substantiation of rational design factors of a metropolitan railway station without side railway platforms // Russian Journal of Transport Engineering. 2023. Vol. 10. No. 1. URL: https://t-s.today/PDF/05SATS123.pdf. DOI:https://doi.org/10.15862/05SATS123.
7. Numerical simulation of the thermal response of seabed sediments to geothermal cycles in Suvilahti, Finland / Marek Mohyla, et al. // Renewable Energy. 2024. Vol. 221. DOI:https://doi.org/10.1016/j.renene.2023.119770.
8. Mechanical performances of shield tunnel segments under asymmetric unloading induced by pit excavation / Gang Wei, et al // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2023. Vol. 15, iss. 6. P. 1547–1564. DOI:https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2022.08.010.
9. Математическое моделирование термодинамических процессов в вентиляционных шахтах метрополитена / А. А. Сокорнов [и др.] // Известия Петербургского университета путей сообщения, 2024. Т. 21, вып. 2. С. 457–469. DOI:https://doi.org/10.20295/1815- 588X‑2024-02-457-469.
10. Land Lapse Phenomenon and Surface Subsidence Law of Shield Tunnel Passing Through Rock-Bearing Formation / Y. Guangming [et al.] // Frontiers in Earth Science. 2022. DOI: 10.3389/ feart.2022.934360.
