Subsidence trough asymmetry calculations in twin tube TBM tunnelling

• Autorzy: Kuszyk Rafał , Siemińska-Lewandowska Anna

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2021.137191

Warianty tytułu

PL

Obliczenia asymetrycznej niecki osiadania nad dwoma tunelami drążonymi tarczą EPB TBM

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The impact of TBM EPB tunnelling was assessed with respect to the observed values of settlements as the results of extensive monitoring system of the subsoil and ground surface. The aim of the analysis using empirical methods was to determine the real scale of impact and to determine the formula for the asymmetric subsidence trough observed during the passage of two TBMs in quaternary cohesive soils. Based on field measurements, authors propose the polynomial formulation for the depth and shape of the asymmetric subsidence trough prediction over twin tube TBM tunnel.

PL

Analiza niecki osiadania nad tunelami drążonymi tarczą TBM jest istotnym elementem oceny oddziaływania robót tunelowych na terenach silnie zurbanizowanych. W obliczeniach niecki wykorzystuje się metody pół-empiryczne, empiryczne i numeryczne weryfikowane doświadczeniami z monitorowania przemieszczeń rzeczywistych obiektów. W praktyce najczęściej stosowane są metody empiryczne, które definiują kształt niecki osiadania nad pojedynczym tunelem jako krzywa Gaussa modyfikowana przez Pecka, Schmidta, O’Reilly, Oteo i innych. W przypadku budowy dwóch tuneli, metodą superpozycji sumuje się krzywe wyznaczone dla pojedynczego tunelu uzyskując symetryczną nieckę osiadania. Działanie takie jest obarczone błędem wynikającym z faktu, że tunele drążone są w odstępie technologicznym oraz czasowym, a budowa pierwszego z nich powoduje zmiany stanu naprężenia w podłożu podczas budowy drugiego tunelu. Potwierdzają to wyniki pomiarów na odcinku doświadczalnym budowanym tarczą EPB TBM w typowych, czwartorzędowych gruntach polodowcowych Polski. W artykule przedstawiono propozycję metody sformułowanej na podstawie modyfikacji wzoru Oteo, uwzględniającej niesymetryczność niecki osiadania. Wyniki obliczeń zaproponowanym wielomianem zostały porównane z wartościami osiadania wyznaczonymi stosowanymi metodami empirycznymi oraz z wynikami pomiarów w skali naturalnej w monitorowanych przekrojach badawczych. Uzyskana zgodność świadczy o przydatności metody w czwartorzędowych gruntach polodowcowych w przypadku drążenia dwóch tuneli metra tarczą EPB TBM.

Słowa kluczowe

EN

TBM; EPB tunnelling; metro tunnel; settlements; calculation; subsidence through asymmetry

PL

TBM; tarcza EPB; tunel metra; osiadanie; obliczanie; niecka osiadania asymetryczna

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 67, nr 2
• Strony: 675--689
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kuszyk Rafał

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-8657-1215

autor

Siemińska-Lewandowska Anna

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0882-443X

Bibliografia

• [1] P.B. Attewell, J.P. Woodman, Predicting the dynamics of ground settlements and its derivatives caused by tunneling in soil, Ground Engineering 15(8), pp 13-22, 1982. https://trid.trb.org/view/188316
• [2] W. Budryk, S. Knothe, Wpływ eksploatacji podziemnej na powierzchnię z punktu widzenia zabezpieczenia obiektów. Przegląd Górniczy 11/1950, pp. 554-557.
• [3] G.W. Clough, B. Schmidt, Design and performance of excavation and tunnels in soft clay, Soft clay engineering, Elsevier, Amsterdam, pp 569-634, 1981.
• [4] K. Fujita, Prediction of surface settlements caused by shield tunneling. 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico City, vol. 1, pp. 239-246, 1982.
• [5] M. Herzog, Die setzungsmulde über seicht liegenden tunnel, Berlin, pp 375-377, 1985.
• [6] R. Kuszyk, A. Siemińska-Lewandowska, Study of subsidence trough expansion over twin tube TBM metro tunnel, Archives of Civil Engineering, vol. LXIV, Issue 4, pp 119-133, 2018. https://journals.pan.pl/dlibra/publication/132353/edition/115633/content
• [7] A.D. Leblais et all, Settlements induced by tunnelling. Recommendations of Workgroup No 16 of AFTES. The French Tunnelling Association, 1996. https://about.ita-aites.org/wg-committees/itatech/publications
• [8] N. Longanathan, H.G. Poulos, Analytical prediction for tunneling induced ground movements in clays, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 124 (9), pp 846-856, 1998. https://ascelibrary.org/doi/abs/
• [9] R.J. Mair, Tunneling in urban areas and effects on infrastructure. Advances in research and practice, Muir Wood Lecture, ITA-AITES materials, 2011. https://about.ita-aites.org/wg-committees/itatech/publications
• [10] R.J. Mair, R.N. Taylor, J.B. Burland, Prediction of ground movements and assessment of building damage due to bored tunnelling, International Symposium on Geotechnical Aspects of Underground Construction in Soft Ground, Balkema, pp. 713-718, 1996. https://www.geoengineer.org/publications/online-library
• [11] J.F. Moyama, C.S. Oteo, Evaluacion de parametros del suelo de Madrid con relacion a la construccion de tuneles, Proceedings of the 7th European Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Brighton, vol. 3, pp 239-247, 1979.
• [12] B.M. New, M.P. O’Reilly, Settlement above tunnels in the United Kingdom - their magnitude and prediction, Proceedings of the Tunneling 82 Conference, Brighton, pp 173-181, 1982. https://trid.trb.org/view/186714
• [13] C.S. Oteo, Settlements induced by a tunnel in miocenic soft rocks of Madrid, 4th ISRM Congress, Swiss 1979.
• [14] C.S. Oteo, C. Sagaseta, Prediction of settlements due to underground openings, Proceedings International Symposium on Numerical Methods in Geomechanics. Zurich, pp 653-659, 1982.
• [15] M.P. O’Reilly, Evaluating and predicting ground settlements caused by tunnelling, London Clay Tunnelling’88, London. IMM, pp. 231-241, 1988. https://trid.trb.org/view/294498
• [16] M.P. O’Reilly, B.M. New, Settlements above tunnels in the United Kingdom - their magnitude and prediction. In: Tunnelling’82, London. IMM, pp. 173-181, 1982. http://www.tunnelsonline.info/news/settlements-abovetunnels-in-the-united-kingdom-their-magnitude-and-prediction-6733559
• [17] R.B. Peck, Deep excavations and tunnelling in soft ground. 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico City, State-of-the-Art, volume, pp. 225-290, 1969.
• [18] C. Sagaseta, Analysis of undrained soil deformation due to ground loss, Géotechnique 37(3), pp 301-320, 1987. https://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/geot.1987.37.3.301
• [19] C. Sagaseta, Evaluation of surface movements above tunnels: a new approach, Colloque ENPC Interaction Sols-Structures, Paris, pp.445-452, 1987.
• [20] B. Schmidt, Settlements and ground movements with tunnelling in soils. Ph.D., Univ. of Illinois, 1969.
• [21] A. Verruijt, J.R. Booker, Surface settlements due to deformation of a tunnel in an elastic half plane, Géotechnique 46(4), pp 753-757, 1996. https://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/geot.1996.46.4.753
• [22] ITA-AITES, Settlements induced by tunneling in Soft Ground, Tunnelling and Underground Space Technology 22 (2007), pp 119-149, 2006. https://about.ita-aites.org/wg-committees/itatech/publications

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).