Ústav Ústav geotechnikygeotechniky

PODZEMNÍ STAVBYPODZEMNÍ STAVBY

Poklesová aktivitaPoklesová aktivita

DEFORMACE POVRCHU ÚZEMÍ PŘI DEFORMACE POVRCHU ÚZEMÍ PŘI TUNELOVÁNÍ ZÁVISÍ NA:TUNELOVÁNÍ ZÁVISÍ NA:

Použité technologii prováděníPoužité technologii provádění Rozměrech a tvaru výrubuRozměrech a tvaru výrubu Kvalitě horninového prostředíKvalitě horninového prostředí

Jsou způsobeny především:• Změnou původního stavu napjatosti a z

toho vyplývající změnou vlastností hornin v okolí tunelu

• Snížením hladiny podzemní vody• Nedokonalostí nasazené technologie

ražby

Poklesová kotlina vznikající na povrchu území

Vliv na stavby

Monitoring účinků

RAŽBA:RAŽBA: přetváření hornin do výrubu = KONVERGENCEKONVERGENCE

(radiální deformace)posouvání horniny v čelbě = EXTRUZEEXTRUZE

(podélné deformace)

POKLESOVÁ KOTLINA (PÁNEV) POKLESOVÁ KOTLINA (PÁNEV) Prostorová úlohaProstorová úloha

Poklesová kotlina

tunel Mrázovk

a

ZÓNY V POKLESOVÉ KOTLINĚZÓNY V POKLESOVÉ KOTLINĚ

METODY PRO STANOVENÍ METODY PRO STANOVENÍ DEFORMACÍ POVRCHU ÚZEMÍ PŘI DEFORMACÍ POVRCHU ÚZEMÍ PŘI

TUNELOVÁNÍ:TUNELOVÁNÍ:

Empirické Analytické Fyzikální modelování Matematické modelování Měření in situ

EMPIRICKÁ METODAEMPIRICKÁ METODA „Objemová „Objemová ztráta horniny – Loss of Ground“ztráta horniny – Loss of Ground“

[R. B. Peck, 1969][R. B. Peck, 1969]Poklesová kotlina vzniklá v důsledku Poklesová kotlina vzniklá v důsledku ztráty objemu horniny v okolí výrubu ztráty objemu horniny v okolí výrubu extruzí a konvergencí. Je aproximována extruzí a konvergencí. Je aproximována Gaussovou křivkouGaussovou křivkouPlocha poklesové kotliny (M. L. Myrianthis – doplnil J. Mencl):

v tuhých jílech ø 2,5% plochy výrubu (max. 6,2%, min. 1,4%)

londýnské jíly (metro) 1÷4% frankfurtské jíly 1,2% (štít), 5÷7% (NATM) jíly budapešťské (metro) 3÷4%, pod Dunajem

7÷13% jíly brněnské (kolektory) až přes 10%

• plocha (objem) poklesové kotliny:

• maximální pokles v ose výrubu:

• inflexní body:i = 0,61smax

• bod maximální křivosti M = 0,22smax resp.

„„Objemová ztráta horniny“ Objemová ztráta horniny“ [R. B. Peck, 1969][R. B. Peck, 1969]

isisBsVs 5,22 maxmax

i3

i

Vs s

5,2max

Graf pro předpověď Graf pro předpověď šířky poklesové šířky poklesové pánve (R. B. Peck, pánve (R. B. Peck, 1967):1967):

Vztah mezi maximálním Vztah mezi maximálním sedáním a poměrem sedáním a poměrem Z/D pro tuhé až tvrdé Z/D pro tuhé až tvrdé jíly (Attewel a Farmer, jíly (Attewel a Farmer, 1975): 1975):

ANALYTICKÉ (POLOANALYTICKÉ) ANALYTICKÉ (POLOANALYTICKÉ) STANOVENÍ POKLESŮ [Limanov –STANOVENÍ POKLESŮ [Limanov –

Fazekas]Fazekas] Parametry sedání jsou odvozeny z deformací obrysu tunelu pro dvouvrstvé nadloží (pružný, homogenní a

izotropní poloprostor)

Maximální Maximální pokles pokles

v ose:v ose:

L

ae ..00

FYZIKÁLNÍ FYZIKÁLNÍ MODELOVÁNÍMODELOVÁNÍ

Model z ekvivalentních

materiálů tunel Březno (jíly) (F. Nazari, 1997)

MATEMATICKÉ MODELOVÁNÍMATEMATICKÉ MODELOVÁNÍ((MKP, MHP, metoda oddělených prvků, MKP, MHP, metoda oddělených prvků,

metoda konečných diferencí, metoda sítí metoda konečných diferencí, metoda sítí apod.)apod.)

Tunel Brno – Dobrovského (MKP-RIB)

47mm

145mm

MĚŘENMĚŘENÍ IN Í IN SITUSITU

Brno – kolektor Tkalcovská

METODY PRO OMEZENÍ VZNIKU METODY PRO OMEZENÍ VZNIKU POKLESŮPOKLESŮ

Geometrické úpravy vedení trasy (vyšší nadloží, nebo naopak mělce => úzká kotlina, vyhnutí se kritickým místům ap.)

Nasazení speciálních metod ražení (pneumatické tunelování, bentonitový nebo zeminový štít ap.)

Zlepšení prostředí v ražbě (pilotové a mikropilotové deštníky - i víceřadé, injektáže, zmrazování)

Plošné vyztužení nadloží nad tunelem (pasivními) tyčovými kotvami, sloupci TI ap.

Vestavění ochranných prvků do poklesové kotliny mezi základy objektů a PS (stěny z TI, mikropilot, CFA pilot, štětovnic)

Úpravy ohrožených objektů (podchycení jejich základů do větší hloubky; zvýšení tuhosti jejich konstrukce ap.)

Ochranná Ochranná clona z TI a její clona z TI a její funkcefunkce