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. 6

; (9)

, (10)

где , , , и - оседание, наклон, кривизна, горизонтальное сдвижение и относительная горизонтальная деформация в точке с абсциссой X (начало координат в точке максимального оседания) соответственно;

L - длина полумульды (часть мульды между границей и точкой максимального оседания), определяемая графически (рис. 1);

- относительная координата;

, , , , - 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.

4.8. Общая продолжительность процесса сдвижения земной поверхности над проводимой подземной выработкой рассчитывается по формуле

, (11)

где - коэффициент, зависящий от механических свойств, литологических и других особенностей массива горных пород, определяется опытным путем. Его значения колеблются, как правило, в пределах от 1,5 до 2,5;

c - скорость подвигания забоя выработки, м/мес;

Период опасных деформаций также устанавливается опытным путем или рассчитывается по формуле

, (12)

где p - коэффициент, определяемый по табл. 4

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.

Таблица 3

Значения коэффициентов , , , ,

+-------+-----------------------------+-----------------------------+-----------------------------+-----------------------------+------------------------------+
|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 |
+-------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+---------+----------+---------+---------+

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

Таблица 4

Значение коэффициента р для определения периода опасных деформаций

+---------------+---------+---------+----------+---------+----------+---------+---------+----------+
| эта / T_общ, | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 100 | 200 | 100 |
| мм/мес | | | | | | | | |
+---------------+---------+---------+----------+---------+----------+---------+---------+----------+
| p | 0 | 0,1 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 |
+---------------+---------+---------+----------+---------+----------+---------+---------+----------+

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

На рисунках приняты следующие обозначения:

А, В, С и D - четыре характерные точки, определяющие границу приоткосной зоны;

- ширина приоткосной зоны на нижней площадке;

- то же в приоткосном массиве на горизонте нижней площадки;

- то же на верхней площадке;

- глубина расположения приоткосной зоны от нижней бровки;

- угол откоса котлована, град;

Н - глубина котлована, м;

А', В', С', D' и Е' - характерные точки, определяющие местонахождение наиболее вероятной поверхности скольжения;

в - расстояние от верхней бровки до поверхности скольжения;

- высота вертикального отрыва;

- расстояние от нижней бровки до поверхности скольжения на горизонте нижней площадки в глубь массива;

- расстояние от нижней бровки до выхода поверхности скольжения на нижнюю площадку;

- глубина расположения поверхности от нижней бровки уступа.

5. Наблюдения за развитием деформационных процессов в толще пород, на земной поверхности и в сооружениях

5.1. Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений производятся в целях получения оперативной информации об изменении геомеханического состояния породного массива, на основании которой можно своевременно принимать необходимые профилактические и защитные меры. Одновременно полученная информация используется для решения задач, приведенных в разделе 1.

5.2. Инструментальные наблюдения за сдвижением земной поверхности и сооружений следует проводить на наблюдательных станциях, состоящих из системы реперов, закладываемых в грунт и в конструкции сооружений, а за сдвижением толщи горных пород - по глубинным реперам, закладываемым в скважины. На застроенных территориях для исключения возможности повреждений подземных коммуникаций места закладки реперов должны согласовываться с органами исполнительной власти. Закладка реперов и начальные наблюдения на них должны проводиться до начала горных работ. Схема наблюдательной станции приведена в приложении 2.

5.3. Закладка наблюдательной станции и наблюдения на ней производятся по специальному проекту, состоящему из графической части и пояснительной записки. Графическая часть включает план наблюдательной станции в масштабе 1:500, 1:1000 или 1:2000 (в зависимости от размеров выработанного пространства и контролируемой территории), геологические разрезы по профильным линиям (в том же масштабе, что и план станции) и чертежи конструкции реперов. На план наносятся: рельеф земной поверхности, проектируемые и существующие подземные сооружения, выходы под наносы тектонических нарушений, местоположение плывунов и карстов, глинистых прослойков, расположение зданий, сооружений и подземных коммуникаций, профильные линии и все реперы, как грунтовые и глубинные, так и закладываемые в здания и сооружения.

Геологические разрезы следует составлять на основании данных, полученных на ближайших к подземному сооружению скважинах. Особое внимание должно уделяться мощности наносов и меловых отложений, местоположению карстов, плывунов и тектонических нарушений. На разрез наносят все рабочие, опорные и глубинные реперы.

В пояснительной записке указывается цель наблюдений, приводится краткая геологическая и горнотехническая характеристика участка, обосновываются конструкция наблюдательной станции, ее местоположение, число и направление профильных линий, их длины, интервалы между реперами, число реперов и количество необходимых для закладки материалов (металл, цемент, песок и т.д.). Приводятся методика и периодичность наблюдений с соответствующим обоснованием, способ привязки станции к опорной геодезической сети и требуемая точность измерений.

5.4. Реперы наблюдательной станции закладываются по профильным линиям, перпендикулярным простиранию подземных сооружений или борту котлована. На профильной линии располагаются рабочие и опорные реперы (см. приложение 2).

Длины профильных линий определяются графически с использованием угловых или линейных параметров. Рабочая часть профильной линии устанавливается при открытом способе строительства подземного сооружения равной размеру приоткосной зоны, а при подземном способе строительства - пересечением земной поверхности линиями, проведенными от нижней границы проектируемого сооружения под граничными углами. Размеры приоткосной зоны в типовых условиях следует принимать равными глубине котлована Н. При сложных условиях залегания грунтов они могут быть определены по формуле

.

С обоих концов профильной линии следует закладывать по два или три опорных репера на расстояниях 50 и 100 м или 30, 60 и 90 м от крайних рабочих реперов соответственно. Опорные реперы должны находиться за пределами зон возможного сдвижения и привязываться к исходным реперам нивелирной сети.