Порівняльний аналіз технологій спорудження ескалаторного тунелю дніпровського метрополітену НАТМ
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. На основі порівняльного аналізу провести обґрунтування найбільш доцільного і раціонального способу закріплення слабкого масиву при спорудженні NATM для ескалаторних тунелів Дніпровського метрополітену. Методика. Для досягнення поставленої мети проведений аналіз технологій спорудження в слабких ґрунтах. В якості найбільш застосованих технологій розглянуто технологію випереджаючого кріплення, штучне заморожування та хімічне закріплення (цементація). Проаналізовано особливості проведення кожної з технологій для умов похилої виробки. Визначено, яким чином кожна із технологій застосовується для ескалаторних тунелів та реалізує зміцнення слабкого ґрунту. Результати. Визначені переваги та недоліки трьох технологій закріплення слабкого ґрунту навколо ескалаторного тунелю. На основі порівняльного аналізу виявлено, що єдиною технологією, що забезпечує підвищені параметри міцності суглинистих ґрун-тів, характерних для верхньої частини ескалаторного тунелю Дніпровського метрополітену, є технологія хімічного закріплення (цементація). У деяких випадках за потреби короткі дільниці похилого ходу, що характеризуються особливо слабкими породами, можуть бути підкріплені декількома трубами, не створюючи суцільне випереджаюче кріплення. Результати аналізу є основою для подальшого обґрунтування цементації, яка створює багатошарову систему «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Наукова новизна. На основі результатів порівняльного аналізу трьох технологій спорудження ескалаторного тунелю NATM доведено, що застосування цементації не тільки підвищує міцність породи під час проходки, але й надалі, в процесі експлуатації, слугує додатковим елементом багатошарової системи «підкріплений ґрунтовий масив – тимчасове кріплення – постійна оправа». Практична значимість. В ході досліджень проведене обґрунтування цементації як найбільш раціональної та ефективної технології зміцнення оточуючого слабкого масиву при спорудженні Дніпровського метрополітену.
ENG: Purpose. On the basis of the comparative analysis to carry out a substantiation of the most expedient and ration-al way of strengthening of a weak massif during a construction of Dnipro metro escalator tunnels by NATM. Methodology. To achieve this goal, an analysis of construction technologies in weak soils was conducted. The most used technologies are Forepoling Umbrella System (FUS), artificial ground freezing and chemical cementation. The peculiarities of carrying out each of the technologies for the conditions of inclined production were analyzed. It is determined how each of the technologies is applied to escalator tunnels and implements the strengthening of weak soil. Findings. The advantages and disadvantages of three technologies for fixing weak soil around the escalator tunnel are identified. Based on comparative analysis, it was found that the only technology that provides increased strength parameters of loamy soils, characteristic for the upper part of the escalator tunnel of the Dnipro metro, is the technology of chemical strengthening (cementation). In some cases, if necessary, short sections of sloping course, char-acterized by particularly weak soil, can be supported by several pipes, without creating a continuous leading mount. The results of the analysis are the basis for further substantiation of cementation, which creates a multilayer system "reinforced soil massif – temporary fastening – permanent lining". Originality. Based on the results of comparative analysis of three technologies for escalator tunnel construction by NATM, it is proved that the use of cementation not only increases the strength of the soil during drilling, but also further in operation serves as an additional ele-ment of the multilayer system "reinforced soil massif – temporary fastening – permanent lining". Practical value. In the course of research, the substantiation of cementation as the most rational and effective technology of strengthening of the surrounding weak massif at construction of the Dnipro metro was carried out.
ENG: Purpose. On the basis of the comparative analysis to carry out a substantiation of the most expedient and ration-al way of strengthening of a weak massif during a construction of Dnipro metro escalator tunnels by NATM. Methodology. To achieve this goal, an analysis of construction technologies in weak soils was conducted. The most used technologies are Forepoling Umbrella System (FUS), artificial ground freezing and chemical cementation. The peculiarities of carrying out each of the technologies for the conditions of inclined production were analyzed. It is determined how each of the technologies is applied to escalator tunnels and implements the strengthening of weak soil. Findings. The advantages and disadvantages of three technologies for fixing weak soil around the escalator tunnel are identified. Based on comparative analysis, it was found that the only technology that provides increased strength parameters of loamy soils, characteristic for the upper part of the escalator tunnel of the Dnipro metro, is the technology of chemical strengthening (cementation). In some cases, if necessary, short sections of sloping course, char-acterized by particularly weak soil, can be supported by several pipes, without creating a continuous leading mount. The results of the analysis are the basis for further substantiation of cementation, which creates a multilayer system "reinforced soil massif – temporary fastening – permanent lining". Originality. Based on the results of comparative analysis of three technologies for escalator tunnel construction by NATM, it is proved that the use of cementation not only increases the strength of the soil during drilling, but also further in operation serves as an additional ele-ment of the multilayer system "reinforced soil massif – temporary fastening – permanent lining". Practical value. In the course of research, the substantiation of cementation as the most rational and effective technology of strengthening of the surrounding weak massif at construction of the Dnipro metro was carried out.
Description
О. Тютькін: ORCID 0000-0003-4921-4758; В. Купрій: ORCID 0000-0002-7564-5191, С. Бєлікова: ORCID 0000-0003-0707-7791
Keywords
метрополітен, ескалаторний тунель, випереджаюче кріплення, штучне заморожування, хімічне закріплення, metro, escalator tunnel, forepoling umbrella system, artificial freezing, chemical strengthening, КТІ
Citation
Тютькін О. Л., Купрій В. П., Бєлікова С. І. Порівняльний аналіз технологій спорудження ескалаторного тунелю Дніпровського метрополітену НАТМ. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика. 2021. Вип. 20. С. 86–91. DOI: 10.15802/bttrp2021/245600.