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.