Исаев О.Н., Шарафутдинов Р.Ф., Закатов Д.С., Кузнецова Д.П.
Исаев О.Н., Шарафутдинов Р.Ф., Закатов Д.С., Кузнецова Д.П., 2021. Численное моделирование напряженно-деформированного состояния подземных магистральных газопроводов, подрабатываемых тоннелированием. Геотехника, Том ХIII, № 4, с. 16–33, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2021-13-4-16-33.
В последнее время для оценки влияния проходки подземных тоннелей на существующую застройку (в т.ч. различные трубопроводы) активно используются геотехнические программные комплексы PLAXIS, MIDAS/GTS, FLAC и др. До настоящего времени методика их применения не нормирована. Основная причина — недостаточная изученность вопроса. В публикации приведены результаты численного исследования влияния различных факторов на деформации и усилия в подземных магистральных газопроводах, подрабатываемых в результате проходки тоннелей. Исследования выполнялись в геотехническом программном комплексе PLAXIS специалистами НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”» по заданию Федерального центра по нормированию и стандартизации в ходе научноисследовательской работы по теме «Разработка методики расчета на прочность подземных магистральных газопроводов на подрабатываемых территориях». Выбор расчетных ситуаций и численные исследования осуществлялся в три этапа. На первом этапе исследовались и обосновывались неоднозначно выбираемые начальные параметры расчетных моделей (геомеханическая модель грунта, размер расчетной области, размер сетки конечных элементов, их тип для моделирования трубопровода, закрепление трубопровода), необходимые для разработки основных положений методики численных расчетов. На втором этапе исследовались конструктивнотехнологические параметры (диаметр тоннеля, относительная глубина заложения, перебор грунта). На третьем этапе исследовалось влияние жесткости трубопровода (диаметр и толщина стенки). Рассматривались два вида дисперсных грунтов: несвязные (песок) и связные (суглинок). Была разработана численная методика расчета напряженно-деформированного состояния подрабатываемых магистральных газопроводов при проходке под ними тоннелей различного назначения и соответствующие предложения для включения в СП 36.13330.2012 «Магистральные газопроводы. Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*».
1. Авершин С.Г., 1947. Сдвижение горных пород. Углетехиздат, Москва.
2. Анциферов А.В., Грищенков Н.Н., Блинникова Е.В., 2017. Маркшейдерское обеспечение охраны трубопроводных коммуникаций на подрабатываемых территориях. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 11, с. 82–91.
3. Баклашов И.В., Корчак А.В., Дудченко Т.О., Скворцов А.А., 2011. Геомеханическое обоснование деформированного состояния канализационных трубопроводов под воздействием подземных горных работ. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 10, с. 62–69.
4. Власов С.Н., Маковский Л.В., Меркин В.Е., 2000. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и
метрополитенов. ТИМР, Москва.
5. Демешко Е.А., Ходош В.А., 1963. Прогнозирование осадок поверхности при щитовой проходке тоннелей в песчаных грунтах. Метрострой, № 3–4, с. 50–53.
6. Елгаев В.С., Курбацкий Е.Н., 2012. Воздействия на здания при проходке тоннелей. Мир транспорта, № 2, с. 162–167.
7. Ильичев В.А., Никифорова Н.С., Тупиков М.М., 2011. Исследование деформирования грунтовых массивов при строительстве мелкозаглубленных коммуникационных тоннелей. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 3, с. 8–15.
8. Иофис М.А., Коновалов П.А., Майоров С.Г., 1997. Инструкция за наблюдениями за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве. Изд-во ИПКОН РАН, Москва.
9. Карасев М.А., 2011. Анализ причин деформации земной поверхности и характер формирования мульды оседания, вызванной строительством транспортных тоннелей. Записки Горного института, Том 190, с. 163–175.
10. Мазеин С.В., 2009. Разработка математических моделей для прогнозных осадок дневной поверхности по данным контроля грунта и технологических показателей ТПМК. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 2, с. 98–109.
11. Мазеин С.В., Вознесенский А.С., 2019. Опыт тоннельной щитовой проходки с гидропригрузом. Метро и тоннели, № 1, с. 14–17.
12. Петрухин В.П., Исаев О.Н., Шарафутдинов Р.Ф., 2014. Моделирование деформаций грунтового массива при проходке тоннелей. Часть 1. Исследования влияния расчетных параметров. Транспортное строительство, № 9, с. 7–11.
13. Петрухин В.П., Исаев О.Н., Шарафутдинов Р.Ф., 2014. Моделирование деформаций грунтового массива при проходке тоннелей. Часть 2. Методика выбора параметров численного моделирования. Транспортное строительство, № 10, с. 14–15.
14. Пушилин А.Н., Шейнин В.И., 2006. Оценка усилий в конструкциях зданий, возникающих из-за проходки подземной выработки. В сб. научных трудов 75 лет НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. ЭСТ, Москва, с. 66–73.
15. Строкова Л.А., 2009. Численное моделирование оседания поверхности при проходке метрополитена. Основания, фундаменты и механика грунтов, № 3, c. 29–31.
16. Тер-Мартиросян А.З., Бабушкин Н.Ф., Исаев И.О., Шишкина В.В., 2020. Определение расчетного коэффициента перебора путем анализа данных мониторинга. Геотехника, Том XII, № 1, с. 6–14, https://doi.org/10.25296/2221-5514-2020-12-1-6-14.
17. Яровой Ю.И., 1999. Прогноз деформаций земной поверхности и защита городской застройки при строительстве метрополитенов на Урале. Дис. … канд. техн. наук, Уральская государственная академия путей сообщения, Екатеринбург.
18. Aoyagi T., 1995. Representing settlements for soft ground tunneling. MA Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA.
19. Atkinson J., Potts D., 1977. Settlement above shallow tunnels in soft ground. Journal of Geotechnical Engineering, No. 103(GR4), pp. 307–325.
20. Attewel P.B., Woodman J.P., 1982. Predicting the dynamics of ground settlements and its derivatives caused by tunneling in soils. Ground Engineering, November, pp. 13–36.
21. Attewel P.B., Yeates J., Selby A.R., 1986. Soil movements inducted by tunneling and their effects on pipelines and structure. Thomson Science and Professional, New York, NY, USA, https://doi.org/10.1016/0148-9062(87)90453-0.
22. Cording E., Hansmire W., 1975. Displacement around ground tunnels. Proceedings of the 5th Pan-American Conference on soil mechanics and foundation engineering, general report: Session IV, Buenos Aires, Brazil, 1975, pp. 571–633.
23. Mair R.J., Taylor R.N., 1999. Bored tunneling in the urban environment. Proceedings of the 14th International Conference of soil mechanics and foundation engineering, Vol. 4, Hamburg, Germany, 1997, pp. 2353–2386.
24. Marshall A.M., Mair R.J., 2008. Centrifuge modeling to investigate soil-structure interaction mechanisms resulting from tunnel construction beneath buried pipelines. Proceedings of the 6th International Symposium on geotechnical aspects of underground construction in soft ground, Shanghai, China, 2008, pp. 703–707, https://doi.org/10.1201/9780203879986.ch97.
25. O’Reilly M.P., New B.M., 1982. Settlements above tunnels in the United Kingdom — their magnitude and prediction. Proceedings of the Tunneling’82, London, UK, 1982, pp. 137–181.
26. Peck R.B., 1969. Deep excavations and tunneling in soft ground. State of the art volume. Proceedings of the 7th International Conference of soil mechanics and foundation engineering, Mexico City, Mexico, 1969, pp. 1187–1192.
27. Schmidt B., 1974. Predictions of settlements due to tunneling in soil: three case histories. Proceedings of the 2nd rapid excavation and tunneling Conference, Vol. 2, San Francisco, NY, USA, 1974, pp. 1179–1199.
ИСАЕВ О.Н.*
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, geotechnika2017@mail.ru
Адрес: Рязанский пр., д. 59, г. Москва, 109428, Россия
ШАРАФУТДИНОВ Р.Ф.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, r.f.sharaf@gmail.com
ЗАКАТОВ Д.С.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, zakatovdenis@yandex.com
КУЗНЕЦОВА Д.П.
НИИОСП им. Н.М. Герсеванова АО «НИЦ “Строительство”», г. Москва, Россия, niiosp@niiosp.ru