Инструкция по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений РД 07-166-97 (утв. постановлением Федерального горного и промышленного надзора России от 17 сентября 1997 г. N 29 стр. 5

3.3. При составлении характеристики стратиграфического строения и тектоники района указываются мощность и состав наносов, чередуемость, состав и мощность отдельных слоев толщи пород, углы падения плоскостей сместителя и выходы их на земную поверхность, мощность и местоположение перемятых пород, сейсмичность района, наличие и местоположение поверхностей скольжения древних оползней и карстовых образований.

Таблица 1

Классификация исходных данных

+-------------------+-----------------------+---------------------------+
| Класс | Группа | Вид |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+
| 1 | 2 | 3 |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+
|1. Горно- и|1.1. Способ|1.1.1. Подземный |
|гидрогеологические |строительства |1.1.2. Открытый |
|условия +-----------------------+---------------------------+
|строительства |1.2. Глубина горных|1.2.1. Менее 5 м |
|подземного |работ | |
|сооружения | |1.2.2. Свыше 5 м |
| +-----------------------+---------------------------+
| |1.3. Обводненность|1.3.1. Сухой |
| |участка строительства |1.3.2. Обводненный |
| | |1.3.3. Наличие плывунов |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+
|2. Стратиграфия и|2.1. Состав и|2.1.1. Мощность наносов |
|тектоника района |чередуемость слоев|2.1.2. Состав и мощность|
| |толщи горных пород |отдельных слоев толщи |
| +-----------------------+---------------------------+
| |2.2. Наличие и|2.2.1. Угол падения|
| |характеристика |плоскости сместителя |
| |тектонических нарушений|2.2.2. Современная|
| |в районе строительства |активность тектонического|
| | |нарушения |
| | |2.2.3. Мощность перемятых|
| | |пород |
| | |2.2.4. Сейсмичность |
| +-----------------------+---------------------------+
| |2.3. Наличие и|2.3.1. Местоположение|
| |характеристика карстов|потенциальной поверхности|
| |и древних оползней |скольжения |
| | |2.3.2. Размеры оползневой|
| | |призмы |
| | |2.3.3. Местоположение и|
| | |размеры карстов |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+
|3. Основные|3.1. Перепад высот |3.1.1. Равнинная |
|элементы рельефа и| |3.1.2. Холмистая |
|гидрографической | |3.1.3. Гористая |
|сети | | |
| +-----------------------+---------------------------+
| |3.2. Наличие,|3.2.1. Реки |
| |местоположение и|3.2.2. Ручьи |
| |характеристика водных|3.2.3. Пруды |
| |объектов | |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+
|4. |4.1. Плотностные |4.1.1. Удельный и объемный|
|Физико-механические| |веса |
|свойства грунтов | |4.1.2. Плотность и|
| | |пористость |
| +-----------------------+---------------------------+
| |4.2. Механические |4.2.1. Предел прочности на|
| | |сжатие |
| | |4.2.2. Предел прочности на|
| | |растяжение |
| | |4.2.3. Сцепление |
| | |4.2.4. Угол внутреннего|
| | |трения |
| +-----------------------+---------------------------+
| |4.3. Деформационные|4.3.1. Упругости |
| |модули |4.3.2. Деформаций |
| | |4.3.3. Сдвига |
| +-----------------------+---------------------------+
| |4.4. Реологические |4.4.1. Параметры ползучести|
| | |4.4.2. Период релаксации |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+
|5. Наличие и|5.1. Гражданские здания|5.1.1. Жилые здания |
|характеристика | |5.1.2. Общественные здания |
|застройки +-----------------------+---------------------------+
|территории |5.2. Промышленные|5.2.1. Производственные|
| |здания |предприятия |
| | |5.2.2. Коммунальные службы |
| +-----------------------+---------------------------+
| |5.3. Инженерные|5.3.1. Подземные|
| |коммуникации |коммуникации |
| | |5.3.2. Наземные|
| | |коммуникации |
| +-----------------------+---------------------------+
| |5.4. Подземные объекты |5.4.1. Объекты,|
| | |расположенные ниже|
| | |строящегося сооружения |
| | |5.4.2. Объекты,|
| | |расположенные выше|
| | |строящегося сооружения |
| | |5.4.3. Объекты,|
| | |расположенные на уровне|
| | |строящегося сооружения |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+
|6. Характеристика|6.1. Местоположение|6.1.1. В плане |
|подземного |сооружения |6.1.2. На разрезе |
|сооружения | | |
| +-----------------------+---------------------------+
| |6.2. Размеры сооружения|6.2.1. Ниже земной|
| | |поверхности |
| | |6.2.2. Выше земной|
| | |поверхности |
+-------------------+-----------------------+---------------------------+

+-------------------+-----------------------+---------------------------+

3.4. При описании основных элементов рельефа и гидрографической сети дается характеристика местности (равнинная, холмистая), приводятся данные о перепаде высот, о направлении и величине уклона местности, сведения о наличии в районе строительства рек, ручьев, прудов и оврагов, их местоположении и пропускной способности в различные периоды года.

3.5. При изучении физико-механических свойств грунтов определяются их плотностные, механические, деформационные и реологические характеристики, оценивается представительность (репрезентативность) полученных данных, указываются пределы колебаний показателей свойств и их средние значения.

3.6. При описании застройки территории указываются условия эксплуатации и назначение объектов, возможные последствия при нарушении этих условий, габариты зданий и сооружений, глубина залегания подземных коммуникаций, диаметр и материал труб, угол и направление уклона самотечных сетей и коллекторов. Описание иллюстрируется графическими материалами.

3.7. Подземное сооружение характеризуется его размерами, назначением, условиями эксплуатации, видом и материалом крепи, глубиной подземной и высотой наземной частей. Описание сопровождается планом и разрезами, на которых указывается местоположение подземного сооружения.

3.8. В пояснительной записке к проекту наблюдательной станции приводятся сведения о наличии пунктов государственной геодезической сети, а также знаков, установленных для целей строительства, материалы ранее выполненных работ по измерению деформаций и связь их с последующими работами, а также данные о системе координат и высотных отметок, если в них имеется необходимость.

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° круче углов сдвижения при и на 5° круче при f > 1,5.

Таблица 2

Значения граничных углов и углов сдвижения в зависимости от коэффициентов крепости пород f по М.М. Протодьяконову

+----------------------------------+------------------------------------+
| Значения коэффициента f | Значения углов, град |
+----------------+-----------------+-----------------+------------------+
| Среднее |Предел изменения | дельта_0 | дельта |
+----------------+-----------------+-----------------+------------------+
| 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

, (1)

где - коэффициент, учитывающий характер затухания сдвижений от выработки к земной поверхности, колеблется для условий Московского региона в пределах от 0,7 до 0,9 (чем породы прочнее, тем меньше);

m - величина прогиба кровли выработки;

и - коэффициенты подработанности, определяемые из выражений:

;

,

здесь и - поперечный и продольный размеры подземной выработки;

Н - глубина расположения выработки. При значениях и принимаются и ;

б) максимальный наклон

, (2)

где - коэффициент, зависящий от горно-геологических условий строительства и эксплуатации подземного сооружения, определяется опытным путем. Значения колеблются в пределах от 1,4 до 1,8;

в) максимальная кривизна

, (3)

где - коэффициент, зависящий от мощности наносов и других рыхлых отложений, определяется по результатам натурных наблюдений. Значения колеблются в пределах от 3 до 4, при этом чем больше мощность наносов, тем больше значение ;

г) максимальное горизонтальное сдвижение

, (4)

где - коэффициент, зависящий от мощности наносов и других рыхлых отложений, определяется по результатам натурных наблюдений. Значения колеблются в пределах от 0,3 до 0,4, при этом чем больше мощность наносов, тем больше значение ;

д) максимальная горизонтальная деформация

, (5)

где - коэффициент, зависящий от горно-геологических условий проведения и эксплуатации подземного сооружения и мощности наносов, определяется опытным путем. Значения колеблются в пределах от 0,6 до 0,8, при этом чем больше мощность наносов, тем больше значение .

4.7. Расчет ожидаемых сдвижений и деформаций в точках мульды сдвижения следует производить по формулам:

; (6)

; (7)

; (8)