В процессе проходки вертикальных стволов метрополитена в сложных инженерно-геологических условиях прорывы воды и грунта в забое являются основными проявлениями геотехнических рисков, которые могут приводить к различным инцидентам и авариям. Аварии сопровождаются затоплением ствола, выходом из строя проходческого оборудования и систем, повреждением зданий и сооружений на поверхности, осадкам земной поверхности, остановкой проходческих работ, травмами и гибелью людей. При строительстве вертикальных стволов Московского метрополитена с недавнего времени широко используются механизированные стволопроходческие комплексы с гидропригрузом забоя и рабочим органом избирательного действия. Использование таких комплексов имеет преимущества в скорости, сроках и безопасности проходки в сравнении с традиционными методами. Комплексы могут быть совершенно новыми разработками, либо являются одними из технологических звеньев для выполнения операций проходческого цикла при модернизации традиционных методов проходки. Они позволяют применять одну универсальную установку на всем протяжении строительства ствола при изменении инженерно-геологических условий. Ведущим фактором является безопасность труда рабочих, поэтому проходка ведется без присутствия людей в забое ствола. В статье проанализированы опыт и особенности применения технологии vertical shaft sinking machine (VSM) при проходке вертикальных стволов при строительстве линий Московского метрополитена. В публикации подробно описан инцидент при проходке и организационно-технологические мероприятия, разработанные на основании полученного опыта. Даны рекомендации по предотвращению деформаций земной поверхности и негативного воздействия проходки на окружающие здания и сооружения.

1. Власов С.Н., Маковский Л.В., Меркин В.Е., 2000. Аварийные ситуации при строительстве и эксплуатации транспортных тоннелей и метрополитенов. ТИМР, Москва.
2. Гарбер В.А., 2018. Нештатные ситуации в подземных транспортных сооружениях. Подземные горизонты, № 16, с. 20–25.
3. Елгаев С.Г., Гончаров А.А., Бычков Н.Н., Ломоносов С.М., 2009. Опыт строительства вентиляционного ствола участка Митинско-Строгинской линии Московского метрополитена с применением стволопроходческого комплекса. Современная механизация работ при строительстве тоннелей и освоения подземного пространства крупных городов, Труды Международной научно-технической конференции, Москва, 2009, с. 27–28.
4. Елгаев С.Г., Гончаров А.А., Бычков Н.Н., Ломоносов С.М., 2009. Прогрессивные технологии сооружения вертикальных шахтных стволов. Метро и тоннели, № 1, с. 33–35.
5. Козлякова И.В., Аникеев А.В., Кожевникова И.А., Анисимова Н.Г., 2015. Оценка карстово-суффозионной опасности на участке строительства Калининско-Солнцевской линии метрополитена в Москве. Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах, Материалы Международного Симпозиума, Пермь, 2015, c. 177–182.
6. Мазаник Т.А., Потапов М.А., Потапова Е.В., 2016. Анализ распределения осадки земной поверхности при использовании стволопроходческого комплекса в неоднородных гидрогеологических условиях строительства метро. Метро и тоннели, № 5, с. 8–11.
7. Мазаник Т.А., Потапов М.А., Потапова Е.В., 2016. Рекомендации по минимизации деформаций земной поверхности (на примере применения стволопроходческого комплекса для строительства метро). Метро и тоннели, № 3, с. 12–16.
8. Меркин В.Е., Петрова Е.Н., 2022. Характерные тренды развития и цена аварий в современном тоннелестроении. Метро и тоннели, № 4, с. 38–41.
9. Попов М.Г., Громов А.А., Куранов А.Д., 2011. Новые технологии освоения подземного пространства мегаполисов: строительство ствола шахты главного коллектора в сложных инженерно-геологических условиях. Освоение минеральных ресурсов Севера: проблемы и решения, Труды 9-й Межрегиональной научно-практической конференции, Воркута, 2011, Том 1, с. 41–45.
10. Потапов М.А., Потапова Е.В., 2016. Стволопроходческие комплексы: практика применения для проходки вертикальных стволов Московского метрополитена за последние 10 лет. Метро и тоннели, № 2, с. 12–16.
11. Потапова Е.В., 2019. Общие проблемы управления геотехническими рисками на примере строительства вертикальных стволов метрополитена в городе Москве. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 10, с. 44–54, https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-10-0-44-54.
12. Синицкий Г.М., Мазеин С.В., Ломоносов С.М., 2012. Перспективы внедрения современных стволопроходческих комплексов в практику подземного строительства городов. Метро и тоннели, № 1, с. 26–27.
13. Burger W., Delabbio F., Frenzel C., 2010. Accessing deep orebodies. Mining Magazine, Vol. 201, pp. 7–10.
14. Casanovas-Rubio M., Ramos G., Armengou J., 2020. Minimizing the social impact of construction work on mobility: a decision-making method. Sustainability, Vol. 12, No. 3, ID 10.3390/su12031183, https://doi.org/10.3390/su12031183.
15. Khine H.Y., Tong M.S., Chen Y.K., 2022. The first circular shaft in Asia with the use of vertical shaft sinking machine. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress, WTC 2022 and 47th General Assembly, Bella Center, Copenhagen, Danish, 2022, pp. 1–6.
16. Kwong J., Sandefur K., Nishimura J., 2017. Geotechnical engineering aspects of deep microtunneled pipeline crossings of Honolulu harbor in very soft sediments. Proceedings of the Pipelines 2017: planning and design, Phoenix, Arizona, 2017, pp. 482–493, https://doi.org/10.1061/9780784480878.044.
17. Lashgari A., Fouladgar M., Abdolreza Y.C., Skibniewski M., 2011. Using an integrated model for shaft sinking method selection. Journal of Civil Engineering and Management, Vol. 17, No. 4, pp. 569–580, https://doi.org/10.3846/13923730.2011.628687.
18. Ma Z., 2021. The engineering application of vertical sinking method (VSM). Urban Construction Theory Research, No. 25, pp. 67–68.
19. Mao D., Lu M., 2015. Water control of vertical shaft in Singapure. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress 2015, SEE tunnel – promoting tunneling in SEE Region, Dubrovnik, Croatia, 2015, pp. 488–489.
20. Mazein S., Zemelman A., Mazanik T., Tulovov R., 2018. Processes of dewatering with application of VSM-technology for complex hydrogeological conditions during subway shafts construction. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress 2018, Dubai, United Arab Emirates, 2018, pp. 2486–2489.
21. Pashkin E., Mazein S., Ryabov E., 2015. Optimization of geological researches for subway planning in Moscow. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress 2015, SEE tunnel — promoting tunneling in SEE Region, Dubrovnik, Croatia, 2015, pp. 692–693.
22. Schmah P., 2007. Vertical shaft machines. State of the art and vision. Acta Montanistica Slovaca, No. 12(1), pp. 208–216.
23. Zhou J., Liu C., Xu J., Zhang Z., Li Z., 2023. Deformation mechanism and control of in-situ assembling caisson technology in soft soil area under field measurement and numerical simulation. Materials, Vol. 16, No. 3, ID 1125, https://doi.org/10.3390/ ma16031125.

МАЗЕИН С.В.*
Московский политехнический университет, г. Москва, Россия, maz-bubn@mail.ru
Адрес: ул. Большая Семеновская, д. 38, г. Москва, 107023, Россия
ПОТАПОВА Е.В.
НИТУ «МИСиС», г. Москва, Россия, elka23sp@yandex.ru
Адрес: Ленинский пр-кт, д. 4, г. Москва, 119991, Россия

In process of sinking subway vertical shafts in difficult engineering and geological conditions, water and soil breakthroughs in the bottom are the main manifestations of geotechnical risks that can lead to various incidents and accidents. Accidents are accompanied by flooding of the trunk, failure of sinking equipment and systems, damage to buildings and structures on the surface, precipitation of the earth’s surface, stopping of sinking, injuries and loss of life. During the construction of vertical trunks of Moscow Metro, mechanized boring complexes with a hydraulic loading of the face and a working organ of selective action have been widely used since recently. Using of such complexes has advantages in terms of speed, timing and safety in comparison with traditional methods. Complexes can be completely new developments, or they are one of the technological links for performing the operations of the sinking cycle during the modernization of traditional methods of sinking. They allow use one universal equipment the entire shaft sinking when engineering and geological conditions change. The leading factor is the safety of workers, so the sinking is carried out without the presence of people in the shaft bottom. The article analyzes the experience and features of using of vertical shaft sinking machine (VSM) technology in the sinking of vertical shafts during the construction of Moscow Metro lines. The publication describes in detail the incident and organizational and technological measures developed on the basis of the experience gained. Recommendations are given to prevent deformations of the earth’s surface and the negative impact of sinking on surrounding buildings and structures.

1. Vlasov S.N., Makovsky L.V., Merkin V.E., 2000. Emergency situations during the construction and operation of transport tunnels and subways. TIMR, Moscow. (in Russian)
2. Garber V.A., 2018. Emergency situations in underground transport facilities. Podzemnye Gorizonty, No. 16, pp. 20–25. (in Russian)
3. Elgaev S.G., Goncharov A.A., Bychkov N.N., Lomonosov S.M., 2009. Experience in the construction of a ventilation shaft for a section of the Mitinsko-Stroginskaya line of the Moscow Metro using a shaft-driving complex. Modern mechanization of work in the construction of tunnels and the development of underground space in large cities, Proceedings of the International scientific and technical Conference, Moscow, 2009, pp. 27–28. (in Russian)
4. Elgaev S.G., Goncharov A.A., Bychkov N.N., Lomonosov S.M., 2009. Progressive technologies for the construction of vertical mine shafts. Metro i Tonneli, No. 1, pp. 33–35. (in Russian)
5. Kozlyakova I.V., Anikeev A.V., Kozhevnikova I.A., Anisimova N.G., 2015. Assessment of karst-suffusion hazard at the construction site of the Kalininsko-Solntsevskaya metro line in Moscow. Environmental safety and construction in karst areas, Proceedings of the International Symposium, Perm, 2015, pp. 177–182. (in Russian)
6. Mazanik T.A., Potapov M.A., Potapova E.V., 2016. Analysis of the distribution of the earth's surface settlement when using a shaft-driving complex in heterogeneous hydrogeological conditions of metro construction. Metro i Tonneli, No. 5, pp. 8–11. (in Russian)
7. Mazanik T.A., Potapov M.A., Potapova E.V., 2016. Recommendations for minimizing deformations of the Earth’s surface (on the example of the use of a shaft-driving complex for the construction of a subway). Metro i Tonneli, No. 3, pp. 12–16. (in Russian)
8. Merkin V.E., Petrova E.N., 2022. Typical development trends and the cost of accidents in modern tunneling. Metro i Tonneli, No. 4, pp. 38–41. (in Russian)
9. Popov M.G., Gromov A.A., Kuranov A.D., 2011. New technologies for the development of the underground space of megacities: construction of the main collector shaft in difficult engineering and geological conditions. Development of the mineral resources of the north: problems and solutions, Proceedings of the 9th Interregional scientific and practical Conference, Vorkuta, 2011, Том 1, с. 41–45. (in Russian)
10. Potapov M.A., Potapova E.V., 2016. Shaft boring systems: the practice of using vertical shafts of the Moscow Metro for the last 10 years. Metro i Tonneli, No. 2, pp. 12–16. (in Russian)
11. Potapova E.V., 2019. General problems of geotechnical risk management in terms of construction of vertical shafts in the Moscow subway. Mining Information and Analytical Bulletin, No. 10, с. 44–54, https://doi.org/10.25018/0236-1493-2019-10-0-44-54. (in Russian)
12. Sinitskiy G.M., Mazein S.V., Lomonosov S.M., 2012. Prospects for the introduction of modern borehole complexes in the practice of underground construction of cities. Metro i Tonneli, No. 1, pp. 26–27. (in Russian)
13. Burger W., Delabbio F., Frenzel C., 2010. Accessing deep orebodies. Mining Magazine, Vol. 201, pp. 7–10.
14. Casanovas-Rubio M., Ramos G., Armengou J., 2020. Minimizing the social impact of construction work on mobility: a decision-making method. Sustainability, Vol. 12, No. 3, ID 10.3390/su12031183, https://doi.org/10.3390/su12031183.
15. Khine H.Y., Tong M.S., Chen Y.K., 2022. The first circular shaft in Asia with the use of vertical shaft sinking machine. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress, WTC 2022 and 47th General Assembly, Bella Center, Copenhagen, Danish, 2022, pp. 1–6.
16. Kwong J., Sandefur K., Nishimura J., 2017. Geotechnical engineering aspects of deep microtunneled pipeline crossings of Honolulu harbor in very soft sediments. Proceedings of the Pipelines 2017: planning and design, Phoenix, Arizona, 2017, pp. 482–493, https://doi.org/10.1061/9780784480878.044.
17. Lashgari A., Fouladgar M., Abdolreza Y.C., Skibniewski M., 2011. Using an integrated model for shaft sinking method selection. Journal of Civil
Engineering and Management, Vol. 17, No. 4, pp. 569–580, https://doi.org/10.3846/13923730.2011.628687.
18. Ma Z., 2021. The engineering application of vertical sinking method (VSM). Urban Construction Theory Research, No. 25, pp. 67–68.
19. Mao D., Lu M., 2015. Water control of vertical shaft in Singapure. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress 2015, SEE tunnel – promoting tunneling in SEE Region, Dubrovnik, Croatia, 2015, pp. 488–489.
20. Mazein S., Zemelman A., Mazanik T., Tulovov R., 2018. Processes of dewatering with application of VSM-technology for complex hydrogeological conditions during subway shafts construction. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress 2018, Dubai, United Arab Emirates, 2018, pp. 2486–2489.
21. Pashkin E., Mazein S., Ryabov E., 2015. Optimization of geological researches for subway planning in Moscow. Proceedings of the ITA-AITES World tunnel Congress 2015, SEE tunnel – promoting tunneling in SEE Region, Dubrovnik, Croatia, 2015, pp. 692–693.
22. Schmah P., 2007. Vertical shaft machines. State of the art and vision. Acta Montanistica Slovaca, No. 12(1), pp. 208–216.
23. Zhou J., Liu C., Xu J., Zhang Z., Li Z., 2023. Deformation mechanism and control of in-situ assembling caisson technology in soft soil area under field measurement and numerical simulation. Materials, Vol. 16, No. 3, ID 1125, https://doi.org/10.3390/ ma16031125.

SERGEY V. MAZEIN*
Moscow Polytechnic University; Moscow, Russia; maz-bubn@mail.ru
Address: Bld. 38, Bolshaya Semenovskaya St., 107023, Moscow, Russiа
ELENA V. POTAPOVA
National University of Science and Technology “MISiS”; Moscow, Russia; elka23sp@yandex.ru
Address: Bld. 4, Leninsky Ave, 119991, Moscow, Russiа