Фрагмент документа "ИНСТРУКЦИЯ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ ЗА СДВИЖЕНИЯМИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И РАСПОЛОЖЕННЫМИ НА НЕЙ ОБЪЕКТАМИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В МОСКВЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ РД 07-166-97".
4. УПРАВЛЕНИЕ ГЕОМЕХАНИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ
МАССИВА ГОРНЫХ ПОРОД
4.1. Составлению проекта наблюдательной станции должны
предшествовать оценка и прогноз геомеханического состояния породного
массива в районе строительства подземного сооружения и в зоне его
влияния на объекты, расположенные на земной поверхности и в толще
пород.
4.2. Оценка геомеханического состояния до начала горных работ
производится на основании геологических данных и инженерных изысканий,
при этом основное внимание уделяется определению природного
(естественного) поля напряжений, характеристике тектонических
нарушений, трещиноватости, слоистости, водообильности,
карстообразования и других особенностей массива.
4.3. Прогноз изменения геомеханического состояния породного
массива под влиянием горных работ производится как для типовых условий
строительства и эксплуатации подземного сооружения, так и для
аварийных ситуаций (разрушение крепи выработок, прорывов в них
плывунов, развитие карстовых образований, активизация древних оползней
и т.д.). Он состоит из определения ожидаемых параметров развития
геомеханических процессов, основными из которых являются:
размеры и местоположения зон сдвижения;
значения максимальных сдвижений и деформаций;
характер распределения деформаций в мульде сдвижения;
общая продолжительность процесса сдвижения и периода опасных
деформаций.
4.4. При прогнозе геомеханического состояния следует учитывать,
что при аварийных ситуациях в породном массиве может образовываться 15
зон, отличающихся по характеру и степени деформирования пород, а также
по последствиям, которые возникают при попадании объектов в эти зоны
(Приложение 1).
4.5. Внешние границы мульды сдвижения на земной поверхности при
подземном способе возведения сооружения следует определять по
граничным углам, а внешние границы опасной ее части - по углам
сдвижения. Значения этих углов зависят от свойств горных пород и
определяются опытным путем. При отсутствии опытных данных значения
граничных углов и углов сдвижения определяются по табл. 2. Углы
разрывов принимаются на 10 град. круче углов сдвижения при f <= 1,5 и
на 5ё круче при f > 1,5.
Таблица 2
ЗНАЧЕНИЯ ГРАНИЧНЫХ УГЛОВ ДЕЛЬТА И УГЛОВ СДВИЖЕНИЯ
0
ДЕЛЬТА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОЭФФИЦИЕНТОВ КРЕПОСТИ ПОРОД
ПО М.М. ПРОТОДЬЯКОНОВУ
------------------------------------------------------------------
| Значения коэффициента f | Значения углов, град. |
|-------------------------------------|--------------------------|
| Среднее | Предел изменения | дельта | дельта |
| | | 0 | |
|--------------|----------------------|-------------|------------|
|0,1 |До 0,3 |40 |45 |
|--------------|----------------------|-------------|------------|
|0,5 |0,3 - 0,7 |45 |55 |
|--------------|----------------------|-------------|------------|
|1,0 |0,7 - 1,2 |50 |60 |
|--------------|----------------------|-------------|------------|
|1,5 |1,2 - 2,0 |55 |65 |
|--------------|----------------------|-------------|------------|
|2,5 |2,0 - 3,5 |60 |70 |
|--------------|----------------------|-------------|------------|
|4,0 |3,5 - 4,5 |65 |75 |
|--------------|----------------------|-------------|------------|
|5,0 |4,5 - 6,0 |70 |80 |
------------------------------------------------------------------
4.6. Значения ожидаемых максимальных сдвижений и деформаций
земной поверхности при подземном способе возведения сооружений следует
вычислять по формулам:
а) максимальное оседание земной поверхности:
-----
эта = q m \/n n , (1)
m 0 1 2
где:
q - коэффициент, учитывающий характер затухания сдвижений от
0
выработки к земной поверхности, колеблется для условий Московского
региона в пределах от 0,7 до 0,9 (чем породы прочнее, тем q меньше);
0
m - величина прогиба кровли выработки;
n , n - коэффициенты подработанности, определяемые из выражений:
1 2
------
n = 0,9 \/D / Н;
1 1
------
n = 0,9 \/D / Н,
2 2
здесь D и D - поперечный и продольный размеры подземной
1 2
выработки;
Н - глубина расположения выработки. При значениях D и D > 1
1 2
принимаются n и n = 1;
1 2
б) максимальный наклон:
i = С m / Н, (2)
m i
где С - коэффициент, зависящий от горно - геологических условий
i
строительства и эксплуатации подземного сооружения, определяется
опытным путем. Значения С колеблются в пределах от 1,4 до 1,8;
i
в) максимальная кривизна:
m
К = С --, (3)
m k 2
Н
где С - коэффициент, зависящий от мощности наносов и других
k
рыхлых отложений, определяется по результатам натурных наблюдений.
Значения С колеблются в пределах от 3 до 4, при этом чем больше
k
мощность наносов, тем больше значение С ;
k
г) максимальное горизонтальное сдвижение:
кси = С эта , (4)
m кси m
где С - коэффициент, зависящий от мощности наносов и других
кси
рыхлых отложений, определяется по результатам натурных наблюдений.
Значения С колеблются в пределах от 0,3 до 0,4, при этом чем
кси
больше мощность наносов, тем больше значение С ;
кси
д) максимальная горизонтальная деформация:
m
эпсилон = С -, (5)
m эпсилон Н
где С - коэффициент, зависящий от горно - геологических
эпсилон
условий проведения и эксплуатации подземного сооружения и мощности
наносов, определяется опытным путем. Значения С колеблются
эпсилон
в пределах от 0,6 до 0,8, при этом чем больше мощность наносов, тем
больше значение С .
эпсилон
4.7. Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций в точках мульды
сдвижения следует производить по формулам:
эта = эта S(Z); (6)
х m
эта
m
i = +/- ---- S`(Z); (7)
х L
эта
m
К = ---- S"(Z); (8)
х 2
L
кси = 0,2 эта F(Z); (9)
х m
эта
m
эпсилон = 0,2 ---- F`(Z), (10)
х L
где:
эта , i , К , кси и эпсилон - оседание, наклон, кривизна,
х х х х х
горизонтальное сдвижение и относительная горизонтальная деформация в
точке с абсциссой Х (начало координат в точке максимального оседания)
соответственно;
L - длина полумульды (часть мульды между границей и точкой
максимального оседания), определяемая графически (рис. 1 - здесь и
далее рисунки не приводятся);
Z = Х / L - относительная координата;
S(Z), S`(Z), S"(Z), F(Z), F`(Z) - переменные коэффициенты
(функциональные зависимости), отражающие характер распределения
деформаций в мульде сдвижения. Численные значения этих коэффициентов
находятся из анализа результатов натурных наблюдений. Усредненные
значения указанных коэффициентов, необходимые для приближенных
инженерных расчетов ожидаемых сдвижений и деформаций, приведены в
табл. 3.
Таблица 3
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ
S(Z), S`(Z), S"(Z), F(Z), F`(Z)
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
|Z = X / L| S(Z) | S`(Z) | S"(Z) | F(Z) | F`(Z) |
| |-----------------------|-----------------------|-----------------------|-----------------------|-----------------------|
| | при | при | при | при | при | при | при | при | при | при | при | при | при | при | при |
| |n >= 1|n = 0,8|n <= 0,6|n >= 1|n = 0,8|n <= 0,6|n >= 1|n = 0,8|n <= 0,6|n >= 1|n = 0,8|n <= 0,6|n >= 1|n = 0,8|n <= 0,6|
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0 |1,00 |1,00 |1,00 |0 |0 |0 |0 |-4,51 |-8,60 |0 |0 |0 |0 |-7,4 |-9,4 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,1 |0,99 |0,98 |0,96 |-0,19 |-0,48 |-0,83 |-2,10 |-5,17 |-7,83 |0,19 |0,73 |0,91 |-2,1 |-7,0 |-8,2 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,2 |0,95 |0,90 |0,84 |-0,56 |-1,04 |-1,25 |-5,11 |-6,07 |-5,50 |0,56 |1,36 |1,59 |-5,1 |-5,6 |-5,2 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,3 |0,86 |0,77 |0,66 |-1,20 |-1,63 |-1,89 |-7,25 |-5,17 |-1,91 |1,20 |1,83 |1,90 |-7,3 |-3,0 |-1,8 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,4 |0,71 |0,58 |0,47 |-1,89 |-1,98 |-1,89 |-5,70 |-1,55 |1,79 |1,89 |1,91 |1,85 |-5,7 |0,7 |2,3 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,5 |0,50 |0,39 |0,30 |-2,20 |-1,91 |-1,57 |0 |3,01 |4,33 |2,20 |1,67 |1,49 |0 |3,9 |4,3 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,6 |0,29 |0,22 |0,16 |-1,89 |-1,44 |-1,09 |5,70 |5,68 |4,91 |1,89 |1,20 |1,04 |5,7 |5,1 |4,6 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,7 |0,14 |0,10 |0,08 |-1,20 |-0,85 |-0,64 |7,25 |5,45 |3,97 |1,20 |0,71 |0,62 |7,3 |4,4 |3,7 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,8 |0,08 |0,04 |0,03 |-0,56 |-0,41 |-0,31 |5,11 |3,56 |2,49 |0,56 |0,35 |0,32 |5,1 |2,8 |2,3 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|0,9 |0,01 |0,01 |0,01 |-0,19 |-0,15 |-0,11 |2,10 |1,50 |1,10 |0,19 |0,13 |0,12 |2,1 |1,2 |1,1 |
|---------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|------|-------|--------|
|1,0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |0 |
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
4.8. Общая продолжительность процесса сдвижения земной
поверхности Т над проводимой подземной выработкой рассчитывается по
общ
формуле:
Т = К Н / с, (11)
общ Т
где:
К - коэффициент, зависящий от механических свойств,
Т
литологических и других особенностей массива горных пород,
определяется опытным путем. Его значения колеблются, как правило, в
пределах от 1,5 до 2,5;
с - скорость подвигания забоя выработки, м/мес.
Период опасных деформаций также устанавливается опытным путем или
рассчитывается по формуле:
t = р Т , (12)
оп общ
где р - коэффициент, определяемый по табл. 4.
Таблица 4
ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА Р ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ПЕРИОДА ОПАСНЫХ ДЕФОРМАЦИЙ
------------------------------------------------------------------
| эта / Т , мм/мес. |10|20 |30 |40 |60 |100|200|100|
| общ | | | | | | | | |
|---------------------------------|--|---|---|---|---|---|---|---|
|р |0 |0,1|0,3|0,4|0,5|0,6|0,7|0,8|
------------------------------------------------------------------
4.9. При аварийных ситуациях следует учитывать, что в породном
массиве, прилегающем к котлованам и поверхностным сооружениям, в
пределах приоткосной зоны образуются поверхности скольжения, по
которым происходят оползни. Размеры приоткосной зоны и местоположение
наиболее вероятной поверхности скольжения могут быть определены по
графикам рис. 2 и 3. Соотношение между размерами приоткосной зоны и
местоположением наиболее вероятной поверхности скольжения показано на
рис. 4.
|
Фрагмент документа "ИНСТРУКЦИЯ ПО НАБЛЮДЕНИЯМ ЗА СДВИЖЕНИЯМИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И РАСПОЛОЖЕННЫМИ НА НЕЙ ОБЪЕКТАМИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ В МОСКВЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ РД 07-166-97".