5.7.1.3 На участках малозастроенных территорий и в местах пересечения транспортных магистралей тоннели целесообразно прокладывать при мелком их заложении открытым или полузакрытым, а в отдельных случаях - для преодоления высотных препятствий - закрытым способом. В центральной и других плотно застроенных частях города при пересечении трассой территорий с высокой градостроительной ценностью, заповедных зон, водных преград при значительных глубинах заложения строительство протяженных тоннелей целесообразно вести закрытым способом.
5.7.1.4 Разрабатываемый раздел ПОС для тоннелей различного назначения должен соответствовать [27].
5.7.1.5 Проектирование ПОС должно осуществляться на основе принципов системного анализа и логистических подходов, позволяющих обеспечить принятие оптимальных организационно-технических и технологических решений, в наибольшей степени отвечающих требованиям надежности и долговечности сооружений при высоком качестве тоннельных конструкций, сокращении сроков и стоимости строительства, сбережении материальных ресурсов и минимизации эксплуатационных затрат.
В процессе проектирования следует по возможности максимально использовать элементы автоматизированного проектирования на основе сертифицированных программных комплексов, компьютерной графики и пр.
5.7.1.6 При разработке ПОС следует ориентироваться на применение гибких и адаптивных технологий, комплекса высокопроизводительных специализированных машин, механизмов и оборудования, обеспечивая мониторинг состояния окружающей среды в целях оценки ее изменения в процессе производства работ. При этом следует учитывать требования СП 21.13330, СП 45.13330, СП 69.13330.
Выбор наиболее эффективной технологии и тоннелестроительного оборудования проводится путем технико-экономического сопоставления конкурентоспособных альтернативных решений в соответствии с длиной и размерами поперечного сечения тоннеля, глубиной его заложения, конкретными градостроительными и инженерно-геологическими условиями, а также финансово-экономическими и экологическими требованиями минимального нарушения грунтового массива и состояния поверхности в районе строительства.
5.7.1.7 Принятые в проекте ПОС технологии должны обеспечивать безопасное и безаварийное строительство. С этой целью необходимо оценивать степень риска и его возможные последствия на всех этапах изысканий, проектирования и строительства, обеспечивать систематический контроль качества тоннелестроительных работ, а в сложных условиях - и научное сопровождение строительства.
5.7.2 Сооружение тоннелей открытым и полузакрытым способами
5.7.2.1 При строительстве тоннелей открытым способом ограждающие конструкции выполняются по методу "стена в грунте", погружных стальных трубчатых или профильных свай с промежуточной затяжкой, сплошного шпунта, буронабивных железобетонных, винтовых, буроинъекционных, буросекущихся и грунтоцементных свай.
В зависимости от размеров котлована и местных условий ограждающие конструкции усиливаются распорной крепью, если она не препятствует производству последующих работ, или анкерной крепью.
Для использования метода "стена в грунте" следует использовать специализированные бурофрезерные или грейферные траншеекопатели, стандартное оборудование для приготовления, циркуляции и регенерации глинистого раствора, бетононасосы для напорного бетонирования или оборудование для бетонирования по технологии вертикально поднимаемой трубы.
Применение забивных свай или шпунта в условиях городской территории, застроенной жилыми и производственными зданиями, не допускается. В стесненных условиях строительства целесообразно предусматривать погружение свай и шпунта с помощью вибраторов или способом вдавливания.
При соответствующем ТЭО возможно устройство ограждающих конструкций из грунта, стабилизированного методом искусственного замораживания, химического закрепления, струйной цементации или нагельной крепью из стальных или полимерных армирующих стержней, объединенных с ограждающими плитами или слоем набрызг-бетона.
При проектировании и устройстве нагельного крепления следует руководствоваться требованиями [19].
5.7.2.2 Применяя открытый способ работ в местах расположения городских магистралей в целях обеспечения непрерывного движения транспорта и пешеходов через котлован или вдоль него, следует рассмотреть целесообразность использования временных мостов-перекрытий и сборно-разборных эстакад. Конструкции мостов-перекрытий и сборно-разборных эстакад надлежит устраивать инвентарными, многократно оборачиваемыми из стальных элементов плитно-балочного типа, опирающихся на ограждение стен котлована или столбчатые опоры. Наряду со стационарными могут использоваться передвижные мосты-перекрытия.
В условиях плотной городской застройки и интенсивного уличного движения следует рассматривать также целесообразность сооружения тоннеля полузакрытым способом. При этом способе предусматривается возведение стен тоннеля из буровых свай или по методу "стена в грунте" с последующим опиранием на них плоского или сводчатого перекрытия, под защитой которого ведутся все последующие работы.
5.7.2.3 В процессе проектирования проводится санитарно-экологическое обследование почв и грунтов.
При строительстве необходимо уточнять объемы и состав разрабатываемых грунтов, пригодных для вторичного использования, в том числе для обратной засыпки сооружений, и обеспечивать их раздельное складирование на предусмотренных проектом местах.
5.7.3 Сооружение тоннелей закрытым способом
5.7.3.1 Способы сооружения участков тоннелей глубокого заложения должны назначаться в зависимости от длины этих участков, инженерно-геологических условий строительства и других факторов, определяющих возможности механизации проходческих работ.
5.7.3.2 В скальной толще горных пород возможно использование горных способов работ с раскрытием больших выработок сразу на полный профиль и разработкой грунта буровзрывным способом.
Использование буровзрывных работ в городских условиях допускается только при соответствующем обосновании и с рядом ограничений (малая величина заходки, мелкошпуровые заряды и пр.). При этом следует организовать систематический мониторинг сейсмического воздействия взрывных работ на грунтовый массив, здания и инженерные коммуникации, а в случае необходимости - и их инженерную защиту.
5.7.3.3 При проходке горных выработок больших сечений порядок разработки определяется в зависимости от применяемого горнопроходческого оборудования, горно-геологических условий и типа обделки. Способы проходки подземных выработок, величина отставания постоянной и временной крепи от забоя и технология их сооружения определяются в ПОС. В слабых и неустойчивых грунтах отставание временной крепи от забоя не допускается. При проектировании и ведении работ в подземных условиях следует руководствоваться требованиями [20].
5.7.3.4 При проектировании и возведении конструкций крепления из набрызг-бетона, анкеров, арок или их комбинаций в выработках тоннелей следует руководствоваться требованиями [26].
5.7.3.5 Размер выработок в проходке в неустойчивых грунтах необходимо назначать с учетом строительного запаса не менее 100 мм в целях исключения деформации временной крепи в теле постоянной обделки.
5.7.3.6 В слабоустойчивых грунтах необходимо предусматривть крепления лба забоя фибергласовыми анкерами с набрызг-бетоном.
5.7.4 Сооружение тоннелей щитовым методом
5.7.4.1 При разработке ПОС протяженных тоннелей следует рассматривать целесообразность применения щитового способа работ. В зависимости от конкретных инженерно-геологических условий надлежит применять механизированные щиты (МЩ) различных систем:
в устойчивых грунтах - с рабочим органом роторного действия;
в слабоустойчивых грунтах - с рабочим органом роторного или экскаваторного действия;
в неустойчивых водонасыщенных грунтах - с пригрузочными камерами, заполненными под давлением сжатым воздухом, водой, глинистым (бентонитовым) раствором, шламом, грунтом или пеногрунтом со специальными устройствами для удаления валунов и герметизации строительного зазора и пригрузочной камеры;
в смешанных грунтах - миксощиты, пригрузочные камеры которых в зависимости от изменения свойств пересекаемых грунтов заполняют различными стабилизирующими составами на основе бентонита.
5.7.4.2 При разработке технологических схем щитовой проходки следует ориентироваться на применение роботизированных установок для монтажа сборных обделок, автоматизированных систем управления работой всех агрегатов и навигационных устройств ведения щита по трассе тоннеля.
При проходке в сложных инженерно-геологических условиях МЩ должны быть оснащены георадарами для обнаружения и определения месторасположения различных неоднородностей, нарушенных зон, а также для оценки свойств грунтов. При проходке в неустойчивых грунтах МЩ закрытого типа должны быть оснащены системами определения массы или объема вынимаемого грунта для контроля перебора тоннельного сечения. МЩ с пригрузочной камерой должны быть оснащены датчиками давления для контроля рекомендуемого пригруза в камере.
5.7.4.3 Проходку тоннелей с применением щитовых комплексов следует вести с заходкой на ширину одного кольца. Нагнетание тампонажного раствора за обделку выполняют за каждое собранное кольцо или через трубки в оболочке щита при его передвижке. Состав тампонажного раствора определяется в зависимости от условий проходки.
5.7.4.4 Проходку тоннелей МЩ с уравновешиванием давления в призабойной зоне, обеспечивающими устойчивость окружающего грунтового массива, осуществляют с использованием активного гидравлического или грунтового пригруза забоя. Состав бентонитового раствора, зависящий от инженерно-геологических условий участка строительства и характеристик бентонитового порошка, определяют для каждого конкретного случая технологическим регламентом.
5.7.4.5 Первичное и контрольное нагнетание ведут в соответствии с [10].
Контрольное нагнетание за обделку из чугунных тюбингов выполняют до чеканки швов при давлении до 1 МПа, а за обделку из железобетонных блоков - при давлении не более 0,6 МПа после частичной заделки швов чеканочным материалом.
5.7.4.6 Объем земляных работ следует предусматривать по диаметру резания (ротора).
5.7.5 Сооружение тоннелей мелкого заложения
5.7.5.1 При строительстве транспортных тоннелей мелкого заложения под различными искусственными или естественными препятствиями целесообразно использовать технологию продавливания. Крупногабаритные тоннельные секции могут возводиться непосредственно перед пересекаемым препятствием или монтироваться из отдельных блоков заводского изготовления.
В зависимости от конкретных условий строительства могут быть реализованы различные технологические схемы производства работ:
микротоннелирование, экраны из труб;
одностороннее или встречное продавливание или "протаскивание" секций через тело насыпи;
"телескопическое" продавливание с перемещением секций меньших размеров поперечного сечения через секции больших размеров;
поочередное продавливание отдельных элементов тоннельной конструкции;
продавливание под защитой экранов из труб.
Во всех случаях должна обеспечиваться надежная герметичность стыков секций.
5.7.5.2 Участки транспортных тоннелей мелкого заложения под дорогами, улицами, подземными сооружениями и коммуникациями при соответствующем ТЭО могут быть сооружены под защитой опережающей крепи из стальных, железобетонных или хризотилцементных труб, устраиваемых из вспомогательных выработок (траншей, галерей, штолен), располагая их вдоль или поперек оси будущего тоннеля (ГОСТ 31416). В первом случае трубы располагают по перекрытию или по перекрытию и стенам тоннеля, а во втором - только по перекрытию.
Трубы диаметром от 85 до 1500 мм и более могут продавливаться в грунт, проталкиваться в пробуренные скважины или встраиваться с применением микротоннельной щитовой технологии.