Стабилизационные меры на стадии эксплуатации - Строительство тоннелей
Расположенный в водоносных грунтах ниже уровня грунтовых вод тоннель в зависимости от его длины представляет собой локальную или протяженную преграду для воды в направлении ее движения. Перед тоннелем возникает подпор, а с противоположной стороны - понижение уровня грунтовых вод. Вследствие этого увеличивается одностороннее давление воды на стены и лоток тоннеля, повышается опасность его всплытия, возрастают скорости фильтрации, что может вызвать суффозию под лотком и осадки основания.
Характер обтекания водой тоннеля зависит от глубины его заложения, расположения в плане относительно направления водного потока и расстояния от лотка до водоупора. В наибольшей степени "эффект плотины" проявляется при эксплуатации многоярусных тоннелей, в состав которых входят конструкции, выполненные по технологии "стена в грунте", заглубленные ниже подошвы.
Если стены не заделаны в водоупор (рис. 34,а), то под тоннелем происходит возрастание скоростей фильтрации, что может привести к размыву грунта основания, особенно при близком залегании водоупора.
При заделке стен характер обтекания сооружения фильтрационным потоком изменяется и может произойти перелив воды через перекрытие тоннеля (см. рис. 34,б).
Рис. 34 Характер обтекания фильтрационным потоком тоннеля без заделки (а) и с заделкой (б) стен в водоупор; 1 - уровень грунтовых вод с верховой стороны; 2 - тоннель; 3 - уровень грунтовых вод с низовой стороны; 4 - водопроницаемый грунт; 5 - водонепроницаемый грунт;6 - направление фильтрационного потока
С целью предотвращения подпора подземных вод перед тоннелем во избежание нарушений его конструкций принимают следующие меры: устраивают проемы в нижней части стен тоннеля;
- - прокладывают дюкеры-трубопроводы в стенах и лотковой части тоннеля с водоприемными и инфильтрационными трубами; - устраивают дренажную систему с удалением грунтовых вод вне или внутри тоннеля.
При заглублении несущих конструкций, выполненных по технологии "стена в грунте", в водоупор в них следует предусматривать проемы для пропуска потоков грунтовых вод (до 20%площади стен) или чередовать секции траншейных стен разной глубины (так называемая "гребенка"). На период строительства тоннеля грунт в проемах стен может быть заморожен.
В качестве примера такого решения можно привести опыт строительства и эксплуатации тоннелей в г. Эссене(Германия) [69]. В стенах из буровых свай были предусмотрены вертикальные зазоры шириной 1 м, занимающие около 12% площади стен.
Для сохранения режима подземных вод предусматривают систему продольных и поперечных дюкеров. В процессе строительства участка тоннелей метрополитена в г. Франкфурте-на-Майне(Германия) в водоносных грунтах под подошвой тоннеля были заложены продольные трубопроводы диаметром 0,15 м и длиной по 50 м, объединенные с поперечными дюкерами в виде заполненных гравием траншей глубиной 1,5 м и шириной 10 м. В траншеи уложены пять водопропускных труб диаметром 0,15 м.
В некоторых случаях для выравнивания уровней грунтовых вод по разные стороны от тоннеля поперечные дюкеры пропускают через сооружение и снабжают устройствами для регулирования давления воды (рис. 35). Весьма эффективным оказывается устройство дренажной системы в основании и по наружной поверхности стен тоннеля из слоя хорошо фильтрующего грунта или специальных дренирующих конструкций. В настоящее время созданы разнообразные одно - и многослойные дренирующие конструкции из синтетических материалов, в состав которых входят гидроизолирующий и фильтрующий слои. Наибольшее распространение получили фильтрующие мембраны из геотекстиля (полипропилена), пропускающие воду и задерживающие частицы грунта, предотвращая тем самым заиливание дренажной системы, вымывание и вынос грунта [70].
Рис. 35 Схема устройства для выравнивания уровней грунтовых вод по разные стороны подземного сооружения: 1 - водопроводном труба; 2 - манометр; 3 - вентиль; 4 - оцинкованная дренажная трубка; 5 - стена тоннеля; 6 - фильтрующий материт; 7 - защитная поливинилхлоридная пленка; 8 - ил и торф; 9 - гравий; 10 - мелкозернистый песок; 11 - фундаментная плита
В Австрии, Швейцарии, Германии, Франции и других странах широко используют специальные ковровые материалы (энкамат, энкадрен и др.), которые крепятся дисковыми анкерами к изолируемой поверхности из расчета 1 - 4 анкера на 1 м2. Фильтрующую воду отводят по водосборным лоткам или трубам. Благодаря пространственному расположению волокон такие материалы обладают большой прочностью и пластичностью, сохраняя высокие дренирующие свойства в течение длительного времени.
Для обоснованного проектирования городских подземных сооружений мелкого заложения в водоносных грунтах наряду с детальными гидрогеологическими изысканиями необходимы исследования характера взаимодействия водного потока с тоннелем в процессе его строительства и эксплуатации.
В качестве методов исследований целесообразно использовать объемное математическое моделирование на основе численных методов, а также лабораторные и натурные наблюдения и измерения. По результатам исследований должны быть разработаны и обоснованы конкретные инженерные решения, обеспечивающие минимизацию нарушений тоннеля и городской среды и предотвращающие возникновение аварийных ситуаций.
На основе анализа данных современного опыта в качестве возможных стабилизационных мер на стадии строительства подземного сооружения следует рекомендовать:
- - применение различных систем искусственного водопонижения с компенсирующей доливкой воды в грунт; - подводную разработку грунта в котловане ниже уровня грунтовых вод и подводное бетонирование фундаментной плиты с разделением котлована на отдельные отсеки; - усиление фундаментной плиты буровыми анкерными сваями или грунтовыми анкерами; - устройство искусственного основания из закрепленного струйной цементацией грунта; - создание противофильтрационных завес ниже подошвы тоннеля по технологии "стена в грунте".
Стабилизационные меры на стадии эксплуатации тоннеля включают в себя:
- - устройство проемов в нижней части конструкций, выполненных по технологии "стена в грунте" (до 20%площади стен); - прокладку дюкеров-трубопроводов в стенах и лотковой части тоннеля с водоприемными и инфильтрационными трубами, - устройство дренажной системы в днище и стенах тоннеля из слоя фильтрующего грунта или синтетических дренирующих конструкций типа энкамата, энкадрена и др.
Приведенные выше положения затрагивают лишь некоторые аспекты важной и сложной проблемы взаимодействия тоннелей мелкого заложения с подземными водами. Актуальность проблемы обусловлена возрастающими объемами подземного строительства в г. Москве и других крупных городах России в условиях прогрессирующего подтопления территорий. В связи с этим возникает необходимость дальнейшего анализа и обобщения отечественного и зарубежного опыта в рассматриваемой области и проведения теоретических и экспериментальных исследований для выработки конкретных рекомендаций технического и экологического характера, которые должны найти отражение в соответствующих нормативных документах, регламентирующих вопросы проектирования, строительства и эксплуатации тоннелей мелкого заложения в водоносных грунтах.
Похожие статьи
-
Стабилизационные меры на стадии строительства - Строительство тоннелей
По данным мирового опыта, при строительстве тоннелей мелкого заложения в слабых водоносных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,3 до 100 м/сут...
-
Меры по защите тоннелей от подземных вод - Строительство тоннелей
Строительство и эксплуатация городских тоннелей мелкого заложения в водоносных грунтах сопряжены с многочисленными проблемами как технического, так и...
-
Применение щитов прямоугольного поперечного сечения - Строительство тоннелей
Сооружение тоннелей мелкого заложения на застроенных городских территориях открытыми способами вызывает нарушения нормальной жизни города, связанные с...
-
Заключение - Строительство тоннелей
Анализ современного опыта проектирования и строительства транспортных тоннелей свидетельствует о существенном прогрессе в области конструирования...
-
Эффективные способы строительства тоннелей, Полуоткрытые способы - Строительство тоннелей
Полуоткрытые способы Строительство тоннелей мелкого заложения под дорогами, насыпями, дамбами, а также на застроенных городских территориях открытым...
-
Контрфорсные конструкции, возводимые по технологии "стена в грунте" - Строительство тоннелей
При строительстве тоннелей широко используется прогрессивная технология "стена в грунте". Траншейные стены из монолитного, сборного и сборно-монолитного...
-
Конструкции из монолитного железобетона В настоящее время при строительстве транспортных тоннелей горным и открытым способами в нашей стране и за рубежом...
-
Применение компенсационного нагнетания стабилизирующих составов - Строительство тоннелей
Строительство городских тоннелей закрытым способом вызывает осадки грунтового массива в окрестности подземной выработки, а в ряде случаев и поверхности...
-
Конструкции тоннелей - Строительство тоннелей
Несмотря на широкое применение конструкций тоннелей из монолитного железобетона, полное вытеснение из строительного процесса сборного и...
-
Совершенствование конструкций транспортных тоннелей - Строительство тоннелей
Совершенствование конструкций транспортных тоннелей предусматривает повышение степени индустриальности их изготовления, снижение расхода конструкционных...
-
Забойная крепь из армирующих фибергласовых элементов - Строительство тоннелей
За последние 15 лет в Италии была разработана и внедрена новая эффективная технология закрепления неустойчивого грунтового массива перед забоем тоннеля с...
-
Экраны из труб - Строительство тоннелей
В последние годы наряду с традиционными способами устройства опережающих экранов из стальных труб находят применение новые технологии, предусматривающие...
-
Проектирование, строительство и эксплуатация - Дом над водопадом. Фрэнк Ллойд Райт
Структурный проект "Дома над водопадом" был разработан самим Райтом в соавторстве с двумя инженерами -- Менделем Гликманом и Уильямом Уэсли Питерсом,...
-
Строительство объекта предусматривается по следующей схеме: - подготовка площадок для установки КТП 10/0,4 кВ; - монтаж фундамента КТП; - монтаж КТП...
-
Использование при строительстве гидротехнических сооружений разных видов сложности и капитальности невозможно без использования современных материалов....
-
Введение - Строительство тоннелей
В последние десятилетия наблюдается интенсивное развитие транспортного тоннелестроения, обусловленное расширением сети магистральных дорог, увеличением...
-
Крепь из грунта, закрепленного струйной цементацией - Строительство тоннелей
Развитие струйной цементации в тоннелестроении во многом связано с устройством опережающей крепи. При этом в грунт по контуру будущего тоннеля с...
-
Аэропорт - комплекс сооружений, включающий в себя аэродром, аэровокзал, другие сооружения, предназначенный для приема, технического обслуживания и...
-
Адаптивная опережающая крепь - Строительство тоннелей
В практике современного тоннелестроения широко используют различные виды опережающих крепей: экраны из труб, бетонные своды, экраны из грунта,...
-
Первой работой, в которой описаны лессовые отложения в районе р. Дона, является исследование Н. Д.Борисяка, опубликованное в 1867 г., Генетическую...
-
Опережающая бетонная крепь - Строительство тоннелей
При строительстве тоннелей горным способом в нарушенных скальных и мягких связных грунтах применяют опережающую бетонную крепь (ОБК). Ее устраивают путем...
-
ВВОД В ЭКСПЛУАТАЦИЮ ОБЪЕКТА, ЗАВЕРШЕННОГО СТРОИТЕЛЬСТВОМ - Финансирование жилищного строительства
В настоящее время при приемке объектов в эксплуатацию государственные органы и строительные организации руководствуются СНиП РТ 03.01.04-01 "Приемка в...
-
До начала производства строительных работ необходимо провести ряд обязательных подготовительных мероприятий. В этот период решаются вопросы обеспечения...
-
Для реализации задач, решению которых должна способствовать настоящая Концепция, вводятся классификации аэродромов (аэропортов). В аэродромной сети...
-
Проект и его состав. Стадии проектирования - Строительство и архитектура
Проект - это комплект технических документов и материалов, включающих чертежи, макеты, расчеты и пояснительную записку с обоснованием принятых решений....
-
Единая технология работы в аэропорту (Глава 3. Статья 30. ФЗ об аэродромах, аэропортах и аэропортовой деятельности в ГА РФ.) 1. В целях обеспечения...
-
Для нужд строительства предпочтительно максимально использовать существ. дор сеть независимо от принадлежности ее. При необходимости проектом...
-
Учет ветрового и климатического режима в строительстве Прежде чем перейти к изложению учету моделирования необходимо оговорить вопросы, которые решались...
-
Система обеспечения качества Контроль качества строительства осуществляется со стороны государственных и органов контроля и надзора, техническим надзором...
-
Для районов распространения многолетней мерзлоты характерно: Определенное строение толщ горных пород, обусловленное появлением в них льда (как породы) в...
-
Грунтовые подушки выполняются уплотнением грунта в пределах деформируемой зоны основания фундаментов послойной отсыпкой местных грунтов и последующим их...
-
Особенности архитектуры металлических мостов - Особенности строительства мостов
Чугунный арочный мост через р. Северн в Англии, построенный в 1779 г., открыл новую эпоху в истории мирового мостостроения. С этого времени, несмотря на...
-
Сооружению земляного полотна предшествуют подготовительные работы, в состав которых входят восстановление и закрепление трассы, прорубка просеки, очистка...
-
Процесс строительства можно разделить на несколько основных этапов. 1. Подготовитльный период. Подготовительный период включает в себя : строительство...
-
Фундаментом называется подземная часть здания, воспринимающая всю нагрузку от здания и передающая эту нагрузку на основание. Фундаменты работают в...
-
Общие требования к проектированию электроснабжения строительного объекта: обеспечение электроэнергией в потребном количестве и качества (напряжения,...
-
Содержание технический обслуживание здание Нормативный срок службы здания обеспечивается в том случае, если в плановом порядке выполняются необходимые...
-
Строительство водонепроницаемых и капилляропрерывающих прослоек - Дорожное строительство
При расположении дороги на местности II и III типов увлажнения в целях снижения возможного переувлажнения верхней части земляного полотна и дорожной...
-
Строительство железобетонных труб. Расчет ресурсов - Дорожное строительство
Труба - это инженерное сооружение, укладываемое в теле насыпи автодороги для пропуска ливневых и талых вод и небольших постоянно действующих водотоков с...
-
Строительство фундаментов на площадке ГКС намечено осуществлять: - компрессорный цех №1 - по II принципу строительства - использование грунтов оснований...
Стабилизационные меры на стадии эксплуатации - Строительство тоннелей