Влияние порового давления на устойчивость забоя при строительстве тоннелей щитовыми проходческими комплексами в смешанных забоях

Протосеня А.Г., Кумов В.В.

Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург

Ключевые слова: тоннелепроходческие щиты с грунтопригрузом, зона сдвижений породного массива, поровое давление, смешанный забой, строительство тоннелей.

Аннотация. В статье представлено решение пространственной упругопластической задачи по определению устойчивости грунтового массива в призабойной зоне двухпутного перегонного тоннеля метрополитена, строящегося щитовым проходческим комплексом в смешанном забое. Актуальность исследования обусловлена необходимостью снижения влияния подземного строительства, используемого в условиях плотной городской застройки, на окружающий его массив, и как следствие на земную поверхность. Численное моделирование проводилось на основе метода конечных элементов в программном комплексе Plaxis 3D для геолого-структурных условий схожими с Санкт-Петербургским регионом и различных условий залегания грунтовых вод. Результаты моделирования, представлены в виде диаграмм и изополей напряжений. В заключении отображены характерные особенности изменения напряженно-деформированного состояния смешанного забоя в зависимости от принятых геологических и технологических условий строительства двухпутного перегонного тоннеля метрополитена.

The effect of pore pressure on the stability of the face during the construction of tunnels by shield tunneling complexes in mixed faces

Protosenya A.G., Kumov V.V.

Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg

Keywords: tunneling shields with ground cargo, rock mass displacement zone, pore pressure, mixed face, tunnel construction.

Abstract. The article presents a solution to the spatial elastic-plastic problem of determining the stability of a soil massif in the bottomhole zone of a double-track subway tunnel under construction by a shield tunneling complex in a mixed face. The relevance of the study is due to the need to reduce the impact of construction on the surrounding massif, as well as on the earth's surface, which arises due to dense urban development over tunnels under construction. Numerical modeling was carried out on the basis of the finite element method in the Plaxis 3D software package for geological and structural conditions similar to the St. Petersburg region and various groundwater conditions. The simulation results are presented in the form of diagrams and stress isofields. In conclusion, the characteristic features of the change in the stress-strain state of the mixed face are displayed depending on the accepted geological and technological conditions for the construction of a double-track subway tunnel.