авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |

Обоснование методологии и разработка инновационных технических решений освоения подземного пространства мегаполисов

-- [ Страница 2 ] --

Реализация результатов работы. Результаты исследований приняты к использованию в ГУП «Мосинжпроект» и в ООО «Институт «Каналстройпроект» в качестве составной части проектных разработок магистральных кабельных и канализационных тоннелей в условиях аварийного напорного режима сточных вод в виде «Временных рекомендаций по расчетному прогнозированию конструктивной надежности комбинированных обделок проектируемых магистральных канализационных тоннелей» (2003 г.), «Временных рекомендаций по расчетному прогнозированию конструктивной надежности комбинированных и высокоточных обделок кабельных и канализационных коллекторов» (2008 г.), вошли в «Руководство по применению микротоннелепроходческих комплексов и технологий микротоннелирования при строительстве подземных сооружений и прокладке коммуникаций закрытым способом» (2004 г.), в «Концепцию освоения подземного пространства и основные направления развития подземной урбанизации города Москвы» (2007 г.), в «Концепцию формирования нормативных документов по освоению подземного пространства г. Москвы» (2008 г.).

Разработанная новая технология изготовления высокоточных блоков с полимерной футеровкой защищена двумя патентами (2007, 2008 гг.).

Технология производства блочной обделки из высокоточных железобетонных блоков, в том числе с полимерной футеровкой для строительства кабельных и канализационных коллекторов впервые внедрена в производство в Российской Федерации в ОАО «Моспромжелезобетон». По состоянию на 31.05.2009 г. изготовлено более 47000 блоков для кабельных тоннелей и впервые в мировой практике изготовлено 3000 блоков с полимерной футеровкой.

Технология строительства коллекторов с применением высокоточных железобетонных блоков без возведения вторичной обделки («рубашки») впервые внедрена в отечественной практике на предприятиях ОАО «СУПР», ООО «Инжстрой-Сити-монолит», ЗАО «Термосервис» и в ООО «Спецстрой-Инженеринг». По состоянию на 31.05.2009 г. успешно пройдено за два года более 8,0 км кабельных и канализационных тоннелей в г. Москве. Впервые в мировой практике начато строительство опытного участка Царицынского канализационного коллектора с применением блоков с полимерной футеровкой.

Апробация работы. Основные результаты работы, отдельные положения и разделы диссертации докладывались и получили одобрение на Международной конференции «Проблемы освоения подземного пространства» (Тула, 2000 г.), Международной научно-практической конференции «Подземный город-2004» (Москва), Международной научно-практической конференции «Проблемы подземного строительства в XXI веке» (Тула, 2004 г.), Китайско-Российском научно-техническом симпозиуме, КНР (Пекин, 2005 г.), VI Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Санкт-Петербург, 2005 г.), Международной научно-технической конференции «Технологии, оборудование, материалы, нормативное обеспечение и мониторинг для тоннельного строительства и подземных частей высотных зданий» (Москва, 2006 г.), Международной научно-практической конференции «Освоение подземного пространства городов: преодоление сложных геологиче­ских и градостроительных условий» (Москва, 2007 г.), Международной научно-практической конференции «Передовые технологии, оборудование и методы инженерно-геологических и геофизических изысканий и исследований при строительстве подземных сооружений» (Москва, 2007 г.), Международной конференции «Особенности освоения подземного пространства и подземной урбанизации в крупных городах-мегаполисах» (Москва, 2008 г.), на заседаниях Круглого стола «Научные проблемы освоения подземного пространства г. Москвы» научного симпозиума «Неделя горняка», МГГУ- УРАН ИПКОН (Москва, 2003-2009 гг.).

Публикации. По теме диссертации лично и в соавторстве опубликованы 54 работы, в том числе 5 монографий, 13 статей в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 3 отраслевых руководства, получены 2 положительных решения Роспатента по заявкам на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 225 наименований, содержит 55 рисунков и 54 таблицы.

Характер работы требовал привлечения, систематизации и интеграции знаний из самых различных областей научных исследований. В частности, при работе над диссертацией автор опирался на результаты фундаментальных и прикладных исследований в области: комплексного освоения недр (М.И. Агошков, К.Н. Трубецкой, Н.Н. Мельников, В.В. Ржевский, Е.И. Шемякин, Д.Р. Каплунов, Н.Н. Чаплыгин, Б.А. Картозия, М.А. Иофис, Е.В. Петренко, А.С. Малкин, У. Кельми, З. Бенявский, С. Фриш и др.), исследований сложных природно-технических систем (В.К. Епишин, В.А. Королев, А.В. Корчак, Е.Ю. Куликова, А.Л. Ревзон, Г.К. Боднарик, Л.А. Ярг, М.С. Голицын, В.Н. Островский и др.), моделирования сложных систем, системного и структурного анализа, концептуального проектирования (В.Н. Бусленко, Р. Акофф, М. Месарович, М.А. Садовский, Я. Дитрих, Н.Г. Лихогруд, В.В Штабенко, А.И. Половинкин, В.В. Попов, В.А. Горбатов, и др.), проектирования и строительства подземных сооружений (Н.М. Покровский, В.Л. Попов, В.М. Мостков, В.П. Волков, С.Н.Наумов, Д.М. Голицинский, В.Г. Храпов, Б.И. Федунец, Л.В. Маковский, М.Н. Шуплик, В.Е. Меркин, И.Я. Дорман, В.А. Гарбер, В.И. Смирнов, А.Н. Панкратенко и др.), исследований напряженно-деформированного состояния породных массивов, вмещающих подземные сооружения, и расчетов крепи (К.А. Ардашев, Б.З. Амусин, И.В. Баклашов, Н.С. Булычев, 3. Бенявский, В.В. Виноградов, В.Т. Глушко, М.Н. Гелескул, Д. Дир, Л.А. Джапаридзе, Ю.З. Заславский, Б.А. Картозия, В.Н. Каретников, Э.В. Казакевич, Ю.М. Либерман, Г.Г. Литвинский, Р. Мюллер, А.Г. Протосеня, Г.С. Франкевич, Н.Н. Фотиева, И.Л. Черняк и др.)

В ходе подготовки работы автор обсуждал промежуточные результаты и перспективы исследований с рядом ведущих специалистов в области методологии освоения подземного пространства крупных городов, управления состоянием массива, математических методов моделирования в горном деле, физико-технического геоконтроля. Такие контакты способствовали формированию взглядов автора в выбранной области исследований, за что автор искренне благодарен научному консультанту А.В. Корчаку, Б.А. Картозия, И.В. Баклашову, В.Л. Шкуратнику, Б.И. Федунцу, С.А. Мельниковой, О.Н. Павлову и многим другим. Автор благодарен коллективу кафедры и лаборатории "Строительства подземных сооружений и шахт" МГГУ, а также работникам ГУП «Мосинжпроект», ООО «Институт «Каналстройпроект», НПО «Космос», ОАО «СУПР», помогавшим в работе на различных этапах исследований.

Основное содержание работы

Об актуальности проблемы освоения подземного пространства крупных городов свидетельствует широкое обсуждение ее в книгах и статьях видных ученых, на заседаниях РАН, на конференциях в России, на международных конгрессах, конференциях и симпозиумах. Вопросы освоения подземного пространства мегаполисов освещаются в работах ведущих ученых и специалистов в области горных наук, подземного строительства и геомеханики: Е.И. Шемякина, Н.Н. Мельникова, В.И. Осипова, А.Д. Рубана, Н.С. Булычева, В.И. Бородина, М.А. Иофиса, А.Г. Беляева, С.Н. Власова, В.А. Гарбера, Д.М. Голицынского, Г.Е. Голубева, Ю.Д. Дядькина, М.Г. Зерцалова, А.Ф. Зильберборда, В.А. Ильичева, Б.А. Картозия, И.В. Баклашова, А.В. Корчака, М.В. Корнилкова, К.Ю. Королевского, Д.С. Конюхова, А.Р. Калинина, М.М. Любимова, В.Г. Лернера, Л.В. Маковского, В.Е. Меркина, А.С. Миллермана, Е.В. Петренко, А.Г. Протосени, Б.Д. Половова, М.М. Папернова, В.В Поддубного, В.И. Ресина, М.С. Рудяка, А.А. Сегетдинова, В.П. Самойлова, В.А. Умнова, Б.И. Федунца, А.В. Харченко, В.З. Черняка, П.Ф. Швецова, В. Дитца, К. Беккера, Р. Стерлинга, Д. Кармоди, Д. Лемли, Р. Майера, Д. Пирса и др.

Освоение подземного пространства, помимо повышения эффективности использования недр за счет создания в пригодных для этого участках массива горных пород подземных объектов, а также возможности их использования в новом функциональном качестве и сохранения экологической чистоты, позволяет:

  1. исключить негативное влияние на эксплуатацию подземного объекта погодных и климатических условий;
  2. обеспечить безопасность при всех видах внешних воздействий (стихийных, техногенных и диверсионных);
  3. сохранить городские ландшафты, представляющие культурно-историческую ценность;
  4. уменьшить отрицательное воздействие потенциально опасных производств;
  5. уменьшить затраты энергии на отопление и охлаждение помещений;
  6. повысить степень безопасности движения транспорта и пешеходов;
  7. повысить уровень комфортности и безопасности жизнедеятельности человека.

Важная особенность подземного пространства города - его скрытость. Это качество может быть использовано в целях национальной безопасности, а также преодоления недостатков и эстетической непривлекательности отдельных видов технологического промышленного оборудования.

В первой главе диссертации обосновывается необходимость планомерного, рационального и комплексного освоения подземного пространства на основе анализа закономерностей формирования подземной инфраструктуры городов с использованием современного информационного обеспечения для принимаемых технических и технологических решений, основанных на внедрении инновационных технологий.

Особенность предлагаемого подхода состоит в принципиально ином понимании проблемы освоения подземного пространства города, которое рассматривается не как разовое (по существу, бессистемное) строительство отдельных, пусть даже уникальных подземных сооружений, а как комплексная застройка пригодных для этого участков массива как в сложившейся части города, так и в развивающихся его районах, в функциональной и архитектурно-композиционной взаимосвязи с поверхностной планировкой и застройкой.

Комплексное использование подземного пространства необходимо для городов всех категорий, разница заключается лишь в номенклатуре и количестве сооружений, которые целесообразно размещать ниже земной поверхности с точки зрения капитальных вложений, экологического и социально-экономического эффекта.

В работе систематизированы основные факторы, влияющие на размещение создаваемых в подземном пространстве объектов, а именно: параметры города (площадь, протяженность, высотность и др.); зонирование его инфраструктуры; рельеф местности, природные, геологические и гидрогеологические условия; функциональное назначение различных зон (селитьба, промышленные и другие внеселитебные зоны); характер застройки.

Стратегия освоения подземного пространства (ОПП) - это научно обоснованное планирование его развития на перспективу, основанное на принятии решений о выборе приоритетных направлений в освоении подземного пространства, обеспечивающих в совокупности достижение максимального эффекта. К числу таких решений относятся: определение номенклатуры приоритетных подземных объектов; выбор места и времени (очередности) строительства объектов, способов подготовки массива и технологии собственно строительства.

В работе определены следующие приоритетные направления развития подземных систем по их функциональному назначению:

  • системы жизнеобеспечения города (инженерные коммуникации различного назначения и их инфраструктура);
  • системы передвижения населения и грузов (транспорт и его инфраструктура);
  • системы организации торговли и их инфраструктура (торговые центры, склады, хранилища).

При выборе стратегии ОПП необходимо учитывать степень его насыщения (урбанизации) функционирующими или законсервированными подземными сооружениями, которая регламентирует возможность дополнительного размещения новых объектов в заданном участке.

В зависимости от степени урбанизации подземного пространства следует различать два вида его освоения: «точечное», когда новый объект приходится размещать рядом с существующими в условиях плотной городской застройки, и комплексное, когда можно спланировать размещение всех предполагаемых к строительству в данном участке объектов как подземных, так и наземных.

В работе выделены два аспекта целесообразности ОПП: социально-функциональный и градостроительный.

Для социально-функционального аспекта главными являются два показателя: первый - это социальные удобства, при которых повышается интенсивность использования подземного пространства, второй - функциональное удобство проживания, выраженное в экономии непроизводительных затрат времени, сил и средств населения.

Градостроительный аспект должен включать в себя требования к экономии городской территории и сохранности сложившегося характера застройки.

Место и роль подземной инфраструктуры определяются той спецификой, которая присуща объектам, размещаемым в подземном пространстве:

  • необходимость строительства подземных сооружений рассматривается только в том случае, когда потребность в объектах данного назначения значительно превышает возможность обустройства их в наземном варианте;
  • при строительстве и эксплуатации подземного сооружения следует обеспечить его органичное взаимодействие со всеми объектами наземной инфраструктуры при сохранении архитектурного облика города;
  • подземные объекты необходимо размещать в максимальном приближении к месту, где в них испытывается потребность;
  • учитывать специфическую особенность среды строительства в мегаполисе, которая является уже не природной, а природно-техногенной.

Стратегическими направлениями в решении задач по улучшению уровня комфортности жизни людей, экологии, созданию новой среды обитания следует считать: обеспечение города инженерными коммуникациями; улучшение транспортного обслуживания; вывод промышленных предприятий и коммунально-складских объектов из центра города; строительство культурно-оздоровительных центров и зон отдыха в округах.

Уровень комфортности жизни в условиях мегаполиса целиком зависит от работы коммунальных систем, важным звеном которых являются подземные инженерные коммуникации, различающиеся по функциональному назначению: использующие водные ресурсы (водоснабжение и канализация); энергетические ресурсы (электроснабжение, теплоснабжение, газоснабжение, сети слабого тока - телефонные, интернет, радиовещания и др.); транспортные.

В работе рассматриваются проблемы, связанные с проектированием, строительством и эксплуатацией кабельных и канализационных коллекторов.

Поскольку основной причиной выхода из строя коллектора является разрушение его обделки, актуальным является модернизация существующих и создание новых типов обделки.

Вторая глава диссертации посвящена разработке структурной модели и обоснованию принципов устойчивого функционирования сложных природно-технических геосистем, к которым относятся все подземные сооружения, основанных на динамической взаимосвязи всех элементов, обеспечивающих проектирование и строительство подземных сооружений в соответствии с функциональным назначением, техническими, экономическими и др. требованиями и позволяющих прогнозировать условия развития на период всего жизненного цикла подземного сооружения.

На всех этапах функционирования городских подземных сооружений возникает сложная взаимосвязь между строительными, технологическими, эксплуатационными и экологическими факторами, предопределяющими возможность возникновения и характер рисковой ситуации. В этой связи в работе определены группы взаимовлияющих компонентов, в которые включены природные, технологические, технические, экономические, организационные факторы, обусловливающие нормальное функционирование подземного сооружения на всех этапах его жизненного цикла.

Строительная геотехнология - базовая наука для практического решения проблемы освоения подземного пространства мегаполисов, которая исследует комбинации объективных законов природы применительно к искусственно создаваемым природно-техническим системам «подземное сооружение - окружающая среда».

В диссертационной работе под природно-технической геосистемой (ПТГС) понимается совокупность взаимодействующих природных и техногенных подсистем (рис.1).

Техногенная подсистема включает собственно подземное сооружение ПС (блок В), технологию его возведения и эксплуатации Т (блок Б). Природная подсистема включает окружающий подземное сооружение породный массив ПМ (блок А) и окружающую среду ОС (блок Г), которая отражает тектонико-геологические, орографические, гидрогеологические и биологические особенности взаимодействия. В компонент «окружающая среда» входит геологическая среда (ГС) и среда обитания человека (СО) выше земной поверхности, под которой расположено подземное сооружение. Эта среда также оказывает существенное влияние на строительство и эксплуатацию подземного объекта (нагрузки от зданий и сооружений, расположенных на поверхности, климатические условия, динамические нагрузки от транспорта и т.д.). Все блоки системы взаимосвязаны и постоянно взаимодействуют между собой.

Эта система относится к разряду динамических как вследствие постоянного изменения свойств и состояния ее элементов, так и из-за характера взаимодействия между ними.

Блок А (ПМ) формирует исходную информацию по вмещающему массиву и предопределяет требования к технологии строительства подземного сооружения.

Рис. 1. Взаимодействие элементов природно-технической геосистемы

«массив-технология-подземное сооружение-окружающая среда»

В данной системе под окружающим подземное сооружение породным массивом следует понимать ту часть горных пород, которая непосредственно взаимодействует с ним и оказывает влияние на выбор технологии строительства и устойчивость подземного сооружения.

Блок В (ПС) включает характеристики, описывающие функциональное назначение подземного сооружения в решаемой задаче и формирует требования к характеристикам вмещающего породного массива.

Блок Б (Т) описывает варианты технологических решений, которые могут быть использованы для удовлетворения требований блоков А и В.

В период строительства и эксплуатации на взаимодействие подземного сооружения и породного массива существенное влияние оказывает технология строительства. Причем технология во многом определяет характер взаимодействия подземного сооружения и окружающего его породного массива на период всего жизненного цикла подземного сооружения.

Анализируя функционирование системы и характеризуя блок Б, нужно иметь в виду, что на различных этапах жизненного цикла подземного сооружения блок Б несет различную смысловую и функциональную нагрузку. На этапах проектирования и строительства подземного сооружения блок Б - это технология строительства, по завершении этих этапов блок Б - технология эксплуатации подземного сооружения.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.