Заключительная часть учебно-практического комплекса посвящена теоретическим вопросам проектирования транспортных тоннелей и мостов с учетом практического опыта строительства трассы Адлер — Красная Поляна г. Сочи. Авторы сопоставили анализ развития строительства тоннелей в мировой и отечественной практике, в том числе тоннелей, мостов и природно-климатические условия мест их расположения по трассе Адлер — Красная Поляна, характеристики района строительства, инженерно-геологические, сейсмические, инженерные изыскания и др. для проектирования и строительства. В заключительной книге подробно представлены геодезические, разбивочные и маркшейдерские работы при строительстве; нагрузка и расчет на подземные сооружения, конструкции; способы возведения обделки; новые методы сооружения тоннелей; технология набрызг-бетона; научно-техническое обеспечение строительства. Новые технологии и специальные работы, примененные в строительстве, составляют инновационные конструктивно-технологические решения в сочетании с архитектурно-планировочными, художественными, цветовыми и световыми решениями. Технологии, использованные при строительстве, а также система инженерного обеспечения тоннелей даны в привязке к машинам и механизмам, их техническим параметрам. Авторами приводятся организация и технология строительства вантового моста, его расчет на ветровой режим, мониторинг состояния моста на периоды строительства и эксплуатации.

Содержание    
ЧАСТЬ III. ИННОВАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ И МОСТОВ ОЛИМПИЙСКОЙ ТРАССЫ: ТЕОРИЯ, ПРАКТИКА    3
Введение    5
ЧАСТЬ III.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОННЕЛЕЙ    7
Глава 1. Сведения о развитии тоннелестроения    7
1.1. Краткие сведения об истории развития тоннелестроения    7
1.2. Тоннелестроение в современных условиях. Мировой опыт тоннелестроения    9
1.3. Отечественный опыт тоннелестроения    12
1.4. Классификация тоннелей    13
1.5. Железнодорожные тоннели    16
1.6. Автодорожные тоннели    16
1.7. Основные закономерности современного этапа развития подземного строительства мегаполисов    18
1.8. Влияние тоннелестроения на окружающую среду    20
1.9. Перспектива развития подземного строительства в России    20
1.10. Технико-экономическая эффективность подземных зданий и сооружений    21
Глава 2. Особенности условий строительства тоннелей и мест их расположения по трассе Адлер — Красная Поляна    24
2.1. Географические и природно-климатические условия региона    24
2.2. Места расположения и геометрические характеристики тоннелей    25
2.3. Климат района в местах расположения тоннелей    28
2.4. Характеристика района строительства    30
2.5. Гидрография и гидрология района строительства    30
2.6. Инженерно-геологические и гидрогеологические условия по трассе дороги    31
2.7. Геологическое и гидрогеологическое строение    32
Глава 3. Инженерные изыскания для проектирования и строительства тоннелей    33
3.1. Цели, задачи и состав инженерных изысканий    33
3.2. Инструментальные наблюдения за сдвижениями и деформациями    35
3.3. Инженерно-геологические условия строительства тоннелей    36
3.3.1. Инженерно-геологические условия по трассе комплекса тоннелей № 1    36
3.3.2. Инженерно-геологические условия по трассе железнодорожного тоннеля № 2    37
3.3.3. Инженерно-геологические условия тоннельного комплекса № 3    39
3.3.4. Инженерно-геологические условия по трассе железнодорожного тоннеля № 4    41
3.3.5. Инженерно-геологические условия тоннельного комплекса № 5    41
3.3.6. Инженерно-геологические условия по трассе железнодорожного тоннеля № 6    43
Глава 4. Геодезические работы при строительстве тоннелей    45
4.1. Геометрические элементы трассы тоннеля    45
4.2. Основные элементы трассы тоннеля    45
4.3. Аналитический расчет трассы тоннеля    47
4.4. Схема построения геодезического обоснования трассы тоннеля    49
4.5. Проектирование плана и продольного профиля    52
4.6. Основная полигонометрия    55
4.6.1. Аналитические сети    57
4.6.2. Подходная полигонометрия    58
4.6.3. Высотное обоснование на дневной поверхности    58
Глава 5. Ориентирование подземной маркшейдерской основы    60
5.1. Общие сведения    60
5.2. Передача отметки в подземные выработки    62
5.3. Геодезическое обоснование в подземных выработках    64
5.4. Линейные измерения и их точность    65
5.5. Угловые измерения и их точность    67
5.5.1. Внецентренное измерение углов    67
5.5.2. Вычисление и уравнивание подземной полигонометрии    68
5.6. Высотная основа в подземных выработках    70
5.7. Разбивочные работы при сооружении тоннелей    71
5.7.1. Способы разбивки продольной оси тоннеля    71
5.7.2. Передача осей и отметок с одного горизонта на другой    72
Глава 6. Маркшейдерские работы при строительстве подземных сооружений крупных сечений    74
6.1. Общие сведения    74
6.2. Маркшейдерские работы при укладке постоянного железнодорожного пути в тоннелях    75
6.2.1. Разбивка и укладка железнодорожного пути    75
6.3. Проверка уложенного пути    76
6.4. Окончательное нивелирование пути    76
6.5. Способы проведения тоннелей    77
6.6. Погрузка и транспортирование породы    79
6.7. Возведение крепи    80
6.8. Строительство тоннелей в мягких породах    81
6.9. Конструкции тоннельных обделок. Внутреннее очертание обделок    86
6.10. Конструкции обделок из монолитного бетона    86
6.11. Сборные конструкции тоннельных обделок    87
6.12. Гидроизоляция обделок, водоотводные устройства в тоннелях    88
Глава 7. Проектирование и строительство транспортных тоннелей    94
7.1. Основные положения проектирования и строительства автодорожных и железнодорожных тоннелей    94
7.2. Исходные данные для проектирования тоннелей    94
7.3. Транспортные тоннели    95
7.4. Особенности проектирования транспортных тоннелей    97
7.5. Проектирование автодорожных тоннелей    98
7.5.1. Проектирование трассы автодорожных тоннелей    98
7.5.2. Горные тоннели — план и профиль    99
7.5.3. Односкатный продольный профиль    100
7.5.4. Поперечное сечение    100
7.5.5. Сводчатое и круговое сечение    101
7.5.6. Проектирование поперечного сечения автодорожных тоннелей    104
Глава 8.Нагрузки на конструкции тоннелей    106
8.1. Общие сведения    106
8.2. Нагрузки на подземные сооружения    106
8.2.1. Виды нагрузок и их сочетания    106
8.3. Постоянные нагрузки    108
8.4 Временные нагрузки    118
8.4.1. Сейсмические воздействия    123
8.4.2 Прочие временные нагрузки    125
Глава 9. Горное давление и методы его определения    126
9.1. Общие сведения    126
9.2. Постоянные нагрузки    127
9.3. Интенсивность распределения отпора    127
9.4. Расчет горного давления в вертикальных и наклонных выработках    128
9.5. Расчет горного давления в горизонтальных выработках    130
9.6. Методы определения горного давления    136
Часть III.2. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ    138
Глава 10. Расчет конструкций при горном способе производства работ    138
10.1. Основные положения расчета конструкций при горном способе производства работ    138
10.2. Основные положения расчета конструкций методом конечных элементов    139
10.3. Стадии работы тоннельной обделки    144
10.4. Обделки со связями растяжения в стыках    146
10.4.1. Расчет обделки как свободно деформирующегося кольца    146
10.5. Обделки без связей растяжения в стыках    150
10.6. Особенности расчета сейсмостойких обделок и обделок, обжатых в грунт    157
10.6.1. Учет сейсмики    157
10.6.2. Сейсмические нагрузки    157
10.6.3. Расчет сейсмостойких обделок    158
Часть III.З. МЕТОДЫ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ    161
Глава 11. Сооружение тоннеля щитовым способом    161
11.1. Основные сведения о щитовых проходках    161
11.2. Определение силы сопротивления щита    162
11.3. Конструкционные материалы    164
11.4. Подготовительные работы    167
11.5. Работы в забое немеханизированного щита    171
Глава 12. Конструкция обделок    174
12.1. Общие требования    174
12.2. Возведение монолитное прессованной бетонной тоннельной обделки    176
12.3. Нагнетание раствора за обделку и устройство гидроизоляции    177
12.4. Возведение сборной тоннельной обделки    179
12.5. Особенности сборных тоннельных обделок    180
12.6. Металлические тоннельные обделки    184
12.7. Обделка из стальных тюбингов    188
12.8. Железобетонные тоннельные обделки    188
12.9. Конструкция железобетонной обделки из тюбингов    191
12.10. Сборные железобетонные обделки для обводненных условий    195
12.11. Предварительно обжимаемые сборные обделки    198
Глава 13. Основные научно-технические результаты проектирования и строительства тоннелей трассы Адлер — Красная Поляна    205
13.1. Общие сведения о конструкциях обделок    205
13.2. онструкции обделок комплекса тоннелей № 1    205
13.3. Конструкции обделки железнодорожного тоннеля № 2    207
13.4. Конструкции обделок комплекса тоннелей № 3    208
13.5. Конструкции обделки железнодорожного тоннеля № 4    212
13.6. Конструкции обделок комплекса тоннелей № 5    212
13.7. Конструкции обделки железнодорожного тоннеля № 6    214
13.8. Вспомогательные выработки. Эвакуационные сбойки    215
Глава 14. Новые методы сооружения тоннелей горным способом трассы Адлер — Красная Поляна    217
14.1. Технология набрызгбетона в тоннелестроении    217
14.2. Метод проходки с устройством податливого свода (новоавстрийский метод)    217
14.3. Особенность метода. Способы нанесения набрызгбетона    219
14.4. Преимущества технологии набрызгбетонирования    222
14.5. Подбор состава набрызгбетонной смеси    223
14.6. Технология нанесения набрызгбетонной смеси    225
14.7. Химические добавки для набрызгбетона и методы испытания ранней прочности    227
14.8. Метод проникновения иглы    230
14.9. Экономические аспекты применения набрызгбетона    230
14.10. Перспективы развития технологии NATM    230
Часть III.4. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ    232
Глава 15. Технологии работ и оборудование, примененные при строительстве тоннелей трассы Адлер — Красная Поляна    232
15.1. Общие сведения о технологических схемах и оборудовании для сооружения тоннелей    232
15.2.Технологические схемы проходки тоннелей    237
15.2.1. Технологии строительства комплекса тоннелей № 1    237
15.2.2. Технологии строительства железнодорожного тоннеля № 2    240
15.2.3. Технологии строительства комплекса тоннелей № 3    244
15.2.4. Технологии строительства железнодорожного тоннеля № 4    248
15.2.5. Технологии строительства комплекса тоннелей № 6    253
15.3. Проходка тоннелей в зонах тектонических разломов    257
15.3.1. Общие сведения о мерах управления рисками и ликвидации аварийных ситуаций в тоннелестроении    257
15.3.2. Учет горно-геологических условий при проектировании и их мониторинг при проходке тоннелей    257
15.3.3. Защитно-профилактические меры безопасности при строительстве тоннелей    258
15.3.4. Мероприятия по ликвидации вывала при проходке двухпутного железнодорожного тоннеля горным способом    258
15.4. Ликвидация аварийных ситуаций и их последствий на примере освобождения и вывода ТПМК из зоны разломов    259
15.5. Технологии проходки вспомогательных выработок    263
15.6. Технические характеристики оборудования, примененного при строительстве тоннелей совмещенной дороги    265
15.6.1. Общие сведения о тоннелепроходческих механизированных комплексах    265
15.6.2. Основные характеристики задействованных ТПМК на строительстве тоннелей совмещенной дороги    265
15.7. Технические характеристики основного тоннелестроительного оборудования горного способа работ    273
15.8. Основные результаты строительства тоннелей    287
Глава 16. Научно-техническое обеспечение строительства тоннелей совмещенной дороги    288
16.1. Организация научных исследований    288
16.2. Новые конструктивно-технологические решения при сооружении крепей и обделки    288
16.2.1. Общие сведения    288
16.2.2. Внедрение автоматизированных средств управления и диспетчеризации производственных процессов    289
16.3. Научное сопровождение и контроль основных параметров строительства тоннелей    290
16.3.1. Общие данные об определении напряженно-деформированного состояния крепи в натурных условиях    290
16.3.2. Анализ напряженно-деформированного состояния конструкций крепи    291
16.3.3. Воздушная, термовлажностная и барометрическая съемки    293
16.3.4. Порядок и объем наблюдений    294
16.4. Исследования и адаптация составов инъекционных растворов    296
16.4.1. Общие сведения об инъекционных полимерных материалах    296
16.4.2. Составы инъекционных растворов    297
16.4.3. Результаты испытаний инъекционных растворов    298
Глава 17. Новые технологии и специальные способы работ, примененные при строительстве тоннелей трассы    302
17.1. Общие сведения о новых технологиях и специальных способах, примененных при строительстве тоннелей совмещенной дороги    302
17.2. Закрепление боковых и лобовых откосов предпортальных выемок    303
17.3. Комбинированный горный способ проходки тоннелей    303
17.4. Общие сведения о специальных способах работ и методах опережающего закрепления грунтовых массивов    304
17.5. Опережающее укрепление грунтовых массивов грунтоцементными сваями по технологии «Jet-Grouting»    306
17.6. Использование технологии «Jet-Grouting» для горизонтального закрепления грунтов для обеспечения вертикальности забоя    307
17.7. Использование технологии «Jet-Grouting» при закрытой проходке тоннелей горным способом в водонасыщенных грунтах    307
17.8. Заполнение швов и трещин в блоках сборных обделок полимерными смолами    309
17.9. Устройство опережающих защитных экранов из труб    313
Глава 18. Инновационные конструктивно-технологические решения, использованные при строительстве тоннелей трассы    315
18.1. Общие сведения    315
18.2. Разработка грунта    315
18.3. Бурение шпуров для размещения зарядов ВВ    316
18.4. Разработка грунтов механическим способом    316
18.5. Погрузка и транспортировка грунта    317
18.6. Устройство временной крепи    317
18.7. Экраны из труб    320
18.8. Забойная крепь из армирующих фибергласовых элементов    323
18.9. Применение компенсационного нагнетания стабилизирующих составов    324
18.10. Бетонирование постоянной обделки. Конструкции из монолитного железобетона    327
18.11. Сталебетонные композитные конструкции    328
18.12. Крепь из грунта, закрепленного струйной цементацией    329
18.13. Опережающая бетонная крепь    329
18.14. Сочи — полигон для отработки современных технологий тоннелестроения    330
Глава 19. Архитектурно-планировочные, художественные, цветовые и световые композиции тоннелей и притоннельных территорий    334
19.1. Архитектурно-планировочное и художественное оформление порталов    334
19.2. Общие сведения к освещению притоннельных территорий    337
19.3. Требования к освещению тоннелей    341
19.4. Принципы и нормы освещения придорожных территорий    348
Глава 20. Вентиляция и водоудаление из тоннелей    349
20.1. Общие сведения    349
20.2. Цели и задачи вентиляции    349
20.3. Поперечная и полупоперечная системы вентиляции    351
20.4. Продольная и продольно-струйная системы вентиляции    353
20.5. Водоудаление из тоннелей    355
Часть III.5. МОСТЫ    358
Глава 21. Строительство мостов совмещенной (автомобильной и железной) дороги Адлер — горно-климатический курорт «Альпика-Сервис»    358
21.1. Классификация мостов    358
21.2. Общие сведения о металлических мостах    361
21.3. Мосты совмещенной (автомобильной и железной) дороги Адлер — горно-климатический курорт «Альпика-Сервис»    363
21.3.1. Геодезические, разбивочные и контрольно-измерительные работы при строительстве мостов    364
21.3.2. Технология строительства фундаментов на местности, не покрытой водой    366
21.3.3. Промежуточная опора железнодорожного моста    368
21.3.4. Устройство свайных фундаментов    368
21.3.5. Особенности конструкций опор    369
21.3.6. Сейсмостойкие опорные части    371
21.3.7. Монтаж сборных железобетонных опор    372
21.3.8. Конструкция пролетных строений    373
21.3.9. Конструкция узлов опирания    374
21.3.10. Установка пролетных строений в проектное положение    374
21.3.10.1. Тангенциальная скользящая опорная часть    378
21.3.10.2. Шаровая сегментная опорная часть    378
21.3.10.3. Особенности проектирования    378
21.3.11. Сооружение опор    380
21.3.12. Монтаж балочных пролетных строений    382
21.3.13. Краны, применяемые для монтажа блоков балок    383
21.3.14. Назначение основных размеров конструкции    385
21.3.15. Устройство монтажных соединений мостов    388
21.3.16. Монтаж пролетных строений в виде ферм    390
21.3.17. Автодорожные мосты    390
21.4. Байтовый мост на трассе Адлер — Красная Поляна    390
21.4.1. Конструкция пилона    393
21.4.2. Конструкция балки жесткости    395
21.4.3. Конструкция вант    395
21.4.4. Сооружение пилонов    396
21.4.5. Монтаж балки жесткости и вант    397
21.5. Расчет вантового моста на ветровой режим    399
21.5.1 DVMFLOW-модель    400
21.5.2. Коэффициенты статической ветровой нагрузки    401
21.5.3. Анализ аэродинамической устойчивости    402
21.5.4. Вихревое возбуждение    406
21.6. Технологические площадки мостов    410
21.7. Технология сооружения опор    413
21.8. Назначение типа фундаментов и расчет их несущей способности    413
21.9. Проектные решения    416
21.10. Пролетное строение вантового моста    416
21.11. Опоры    418
21.12. Пилоны    419
21.13. Конуса и регуляционные сооружения    419
21.14. Технология монтажа пролетных строений    420
21.15. Монтаж металлических балочных пролетных строений    420
21.16. Монтаж металлических решетчатых пролетных строений    424
21.17. Технология устройства мостового полотна    425
21.18. Устройство автодорожных мостов    426
21.19. Земляное полотно    428
21.20. Укрепление земляного полотна    429
21.21. Водопропускные трубы    429
Заключение    432
ФОТОГАЛЕРЕЯ    435
Список использованной литературы    434