Новости

Выпуск справочно-нормативных документов по современным технологиям сооружения тоннелей и метрополитенов

          Интенсивное развитие подземного транспортного строительства в г. Москве и недостаточное отражение специфики современных технологий освоения подземного пространства в существующей нормативной базе, регламентирующей в первую очередь промышленное и гражданское строительство, обуславливает необходимость разработки документов, детализирующих элементы технологий строительства подземных сооружений и содержащих значительный объем справочного материала.

          По заданию Департамента градостроительной политики города Москвы, при участии АО «ЦНИИС», в 2019-2020 годах был разработан ряд нормативно-справочных документов по современным технологиям сооружения тоннелей и метрополитенов, в том числе:

  • «Руководство по выбору материалов и технологий для стабилизации забоя, и кондиционирования грунта при сооружении тоннелей механизированными щитовыми комплексами»;
  •  «Руководство по проектированию бетонных и железобетонных тоннельных обделок с использованием композитных материалов».

           Оба документа разработаны в развитие СП 120.13330.2012 «Метрополитены», СП 122.13330.2012 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» и ряда нормативных документов по подземному строительству Ассоциации НОСТРОЙ, дают возможность проектировщикам наиболее грамотно подходить к выбору технических решений, а строителям при производстве работ учитывать детали и особенности технологических процессов сооружения тоннелей и метрополитенов ТПМК, с применением современных строительных материалов.

 

 

          Руководство по выбору материалов и технологий для стабилизации забоя при сооружении тоннелей распространяется на механизированную проходку тоннелей разного назначения, при использовании ТПМК с активным грунтовым пригрузом забоя в сложных инженерно-геологических, гидрогеологических и градостроительных условиях города Москвы, а также других регионов страны.

          Руководство определяет эффективные области применения ТПМК с грунтовым пригрузом забоя, сравнительные данные по применению разного вида пригруза (гидро-, грунто-, воздушный и комбинированный) в зависимости от типа грунтов (скальные, полускальные и нескальные) их устойчивости, связанности и водонасыщености, данные по области применения грунтопригруза в зависимости от гранулометрического состава  несвязных грунтов,  устанавливает правила выбора материалов и технологий для кондиционирования грунта и регламентирует порядок действий при возникновении нештатных ситуаций при проходке.

          Включает характеристику пенообразователей отечественных и зарубежных производителей, с подразделением их на типы, в зависимости от вида разрабатываемых грунтов, полимерных, минеральных и добавок-наполнителей к пеноообразователям с указанием их назначения: изменения структуры грунта, связывающих грунтовую воду, препятствующих налипанию глины на оборудование, имеющих антиабразивные свойства.  Даны рекомендации по технологии приготовления и нагнетания пенорастворов и добавок в призабойную камеру.

          Приведены состав и общие требования к оборудованию для кондиционирования грунта, которое комплектуется в зависимости от технических характеристик ТПМК и объемов разработки грунтов, что должно обеспечивать автоматизированное управление, контроль и регулирование процесса приготовления и нагнетания пены и минеральных добавок в камеру, возможность регулирования параметров грунтопригруза и выгрузки разработанного грунта в зависимости от условий проходки.

          Даны рекомендации по входному контролю за материалами для кондиционирования грунта, операционному контролю за характеристиками пенопригруза, давлением пригруза в камере, плотностью и консистенцией выгружаемого из забоя шлама.

          Один из разделов Руководства посвящен особенностями работы ТПМК, в том числе рекомендации по регулированию пенопригрузом в нештатных ситуациях, таких, как например, при поступлении воды под давлением в призабойную камеру, резком колебании крутящего момента рабочего органа, давления пригруза, плотности пеногрунта и т. п.

          В приложениях к Руководству приведены технологические схемы работы ТПМК с пригрузом, сравнительные параметры проходки с различными видами пригруза, характеристики материалов для кондиционирования грунта производства РФ и зарубежныых фирм и способов кондиционирования грунта и расхода пены в зависимсоти от вида грунтов, расчету расхода материалов, схемы устройства пеногенраторов, пример настройки кондиционирования и др.


          Второй документ – «Руководство по проектированию бетонных и железобетонных тоннельных обделок с использованием композитных материалов», разработан  в дополнение к требованиям действующих нормативных документов по применению композитных материалов в строительстве и устанавливает основные требования к материалам для изготовления сборных и монолитных бетонных и железобетонных обделок тоннелей с применением фибрового армирования, методам расчета и испытания элементов обделок из композитных материалов.

          Руководство содержит информацию и рекомендации по  композитным материалам, применение которых является одним из наиболее эффективных и апробированных способов снижения расходов на изготовление основных несущих и ограждающих конструкций тоннельных сооружений при освоении подземного пространства.

          Под композитными материалами в данном случае понимают такие материалы как фибробетон (ФБ) и фибронабрызгбетон (ФНБ), сталефибробетон (СФБ), для изготовления которых используют конструкционную металлическую и неметаллическую фибру, при этом, фибровое армирование используют как замену стержневого армирования, так и в комбинации со стержневой арматурой.

          В Руководстве приведена основные принципы расчета конструкций, представлены графики испытаний образцов фибробетона с рекомендациями по определению его расчетных характеристик.

          Расчетное обоснование несущих ФБ конструкций базируется на расчете конструкций по предельным состояниям с учетом остаточного сопротивления растяжению ФБ при изгибе после образования трещин. Помимо прочности на сжатие, классификация ФБ основана на показателе остаточной прочности на растяжение образцов фибробетона при изгибе.

          В разделе требований к конструкциям и характеристикам материалам для ФБ конструкций приедены требования к  бетону, цементу, заполнителям, минеральным и химическим  добавкам, а также металлической и полимерной фибре для армирования конструкций.

          Также приведена расчетная методика определения конструктивных параметров тоннельных обделок из композитных материалов на стадии изготовления − расчет блока  при выемке из опалубки и транспортировке с учетом распалубочной прочности ФБ, строительства − расчет блоков обделки на монтажные нагрузки и эксплуатации−расчет обделки на эксплуатационные нагрузки, а также методика расчета многослойной  конструкции обделки.

          Один из разделов Руководства посвящен оценке эффективности применения тоннельных обделок из композитных материалов. Выбор конструктивных решений обделок транспортных тоннелей из композитных материалов должен определяться  технико-экономической эффективностью их применения в конкретных условиях строительства с учетом максимального снижения материалоемкости, трудозатрат и энергоемкости, стоимости, повышения долговечности и увеличения межремонтного ресурса конструкций объекта.

        В справочном приложении даны примеры сооружения  транспортных объектов (зарубежный и отечественный опыт) с применением обделок из композитных материалов,  в рекомендуемом  приложении приведен порядок проверки в натурных условиях методики расчета тоннельных обделок из  композитных материалов при трех схемах нагружения блока обделки, имитирующих работу элемента в кольце сечения обделки от воздействия эксплуатационных нагрузок (горного и гидростатического давления), воздействия усилий на блоки   при транспортных и погрузочно-разгрузочных работах и от щитовых домкратов при монтаже обделки при проходке ТПМК.


          Первое Руководство вышло в конце 2019 г., издание второго планируется в ближайшее время (стадия необходимых согласований, утверждений и редакции документа на данный момент уже пройдены).