кандидат технических наук;
candidate of technical sciences;
Цель: обосновать возможность применения нового способа сооружения подводных городских тоннелей в несвязных илистых грунтах. Предложенная технология — это сооружение подрусловой части подводных городских тоннелей (различного назначения) способом вдавливания секций из заранее подготовленного стартового котлована под дном водотока (на незначительной глубине) без разработки грунта, не имеющее аналогов в отечественном тоннелестроении. Для этого необходимо рассчитать и проанализировать напряженно-деформированное состояние методами численного моделирования системы «грунтовый массив — продавливаемые секции» и разработать мероприятия по снижению сопротивления трения наружной поверхности секции по грунту и лобового сопротивления грунта в забое при производстве работ по продавливанию Методы: для достижения поставленной цели в специализированном геотехническом программном комплексе MIDAS GTS NX была построена численная модель грунтового массива, вмещающего всю конструкцию подруслового участка подводного тоннеля: продавливаемые тоннельные секции, экран из труб в основании, фундаменты. Результаты: по данным геотехнического расчета, для обеспечения надежности конструкции необходимо применить устройство ростверка свайного фундамента под трубы диаметром 1020 мм, что позволяет уменьшить осадки тоннеля и обеспечить устойчивость в процессе эксплуатации. Разработаны мероприятия по снижению сопротивления трения наружной поверхности продавливаемых секций и лобового сопротивления грунта в забое. Предложена конструкция клиновидной ножевой секции в сочетании с металлической опалубкой, которая на этапе строительства выполняет функцию внешней металлической гидроизоляции. Практическая значимость: проведенное исследование подтверждает возможность использования предложенного способа для строительства городских подводных тоннелей небольшой длины в несвязных илистых грунтах с обеспечением минимальной глубины заложения тоннеля, что значительно сокращает его длину. Способ может быть рекомендован к практическому использованию после проведения серии исследований на базе испытательной (аналитической) лаборатории и целого ряда натурных испытаний.
Objective: to substantiate the possibility of using a new method of constructing underwater urban tunnels in unrelated muddy soils. The proposed technology is the construction of the subsurface of underwater urban tunnels (for various purposes) by pressing sections from a pre-prepared launch pit under the bottom of a watercourse (at an insignificant depth) without excavation, which has no analogues in the domestic tunneling industry. It is necessary to calculate and analyze the stress-strain state using numerical modeling methods of the “soil massive-pressed sections” system and develop measures to reduce the friction resistance of the outer surface of the section on the ground and the frontal resistance of the soil in the face during the production of punching operations Methods: to achieve this goal, a numerical model was built in the specialized geotechnical software complex MIDAS GTS NX a soil massive containing the entire structure of the subsurface section of the underwater tunnel: pressed tunnel sections, a screen of pipes in the base, foundations. Results: according to geotechnical calculations, to ensure the reliability of the structure, it is necessary to use a grillage device for a pile foundation for pipes D1020 mm, which reduces tunnel precipitation and ensures stability during operation. Measures have been developed to reduce the friction resistance of the outer surface of the pressed sections and the frontal resistance of the soil in the face. The design of a wedge-shaped knife section in combination with a metal formwork is proposed, which performs the function of external metal waterproofing at the construction stage. Practical significance: the conducted research confirms the possibility of using the proposed method for the construction of urban underwater tunnels of short length in unrelated muddy soils with a minimum depth of tunnel laying, which significantly reduces its length and can be recommended for practical use after conducting a series of studies based on a testing (analytical) laboratory and a number of field tests.