ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ НАДЗОР РОССИИ

 

ПОСТАНОВЛЕНИЕ

от 17 сентября 1997 г. N 29

 

ОБ УТВЕРЖДЕНИИ ИНСТРУКЦИИ

ПО НАБЛЮДЕНИЯМ ЗА СДВИЖЕНИЯМИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

И РАСПОЛОЖЕННЫМИ НА НЕЙ ОБЪЕКТАМИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В МОСКВЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

 

Федеральный горный и промышленный надзор России постановляет:

Утвердить Инструкцию по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений.

 

Начальник

Госгортехнадзора России

В.Д.ЛОЗОВОЙ

 

Утверждена

Постановлением

Госгортехнадзора России

от 17 сентября 1997 г. N 29

 

Введена в действие

с 17 сентября 1997 года

 

ИНСТРУКЦИЯ

ПО НАБЛЮДЕНИЯМ ЗА СДВИЖЕНИЯМИ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

И РАСПОЛОЖЕННЫМИ НА НЕЙ ОБЪЕКТАМИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

В МОСКВЕ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ

 

РД 07-166-97

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

В настоящее время наблюдения за изменением геомеханического состояния породного массива и деформациями объектов при строительстве подземных сооружений ведутся различными организациями по ведомственным инструкциям, предназначенным для решения иных, как правило, более узких задач. Эти инструкции содержат неодинаковые требования к точности измерений, различные методики проведения наблюдений и обработки их результатов. Такие различия делают практически невозможным сопоставление полученных данных, их обобщение и использование, что может привести к крупным авариям, особенно в условиях интенсивного строительства подземных сооружений в плотно застроенных районах города. Отсюда возникла необходимость составления единой инструкции, содержащей научно-обоснованные нормы, требования и методы, позволяющие оперативно оценивать изменение геомеханического состояния породного массива при строительстве подземных сооружений и на основании полученной информации своевременно принимать надежные профилактические и защитные меры.

При составлении настоящей Инструкции были использованы методы, приборы и инструменты, нормы и требования, содержащиеся в существующих отраслевых документах, особенно в Инструкции по наблюдениям за сдвижением горных пород, земной поверхности и подрабатываемыми сооружениями на угольных и сланцевых месторождениях, согласованной с Госгортехнадзором СССР 05.03.87 и утвержденной Министерством угольной промышленности СССР 30.12.87 (М., Недра, 1989). Одновременно в настоящей Инструкции отражены особенности развития деформационных процессов при строительстве подземных сооружений и учтена специфика проведения наблюдений в этих условиях.

Основным отличием настоящей Инструкции от существующих нормативных документов является то, что составлению проекта наблюдательной станции предшествует прогноз ожидаемых сдвижений и деформаций, на основании которого выбираются наиболее надежные для рассматриваемых условий методы наблюдений, оптимальное расположение реперов, рациональная частота наблюдений и другие параметры станции, при которых обеспечивается оперативное получение информации о развитии деформационных процессов, необходимой для своевременного принятия профилактических и защитных мер.

Инструкция составлена Институтом проблем комплексного освоения недр Российской академии наук совместно с Научно-исследовательским, проектно-изыскательским и конструкторско-технологическим институтом оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова и Московским городским трестом геолого-геодезических и картографических работ при участии Управления развития Генплана г. Москвы и АО "Московский комитет по науке и технологиям".

 

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

1.1. Инструкция по наблюдениям за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений составлена в соответствии с Законом Российской Федерации "О недрах" от 03.03.95 N 27-ФЗ (ст. 24) и регламентирует условия, порядок и методы проведения наблюдений за сдвижениями земной поверхности и расположенными на ней объектами при строительстве в Москве подземных сооружений, а также способы обработки результатов наблюдений и требования к их оформлению.

1.2. Инструкция предназначена для специалистов и работников предприятий, организаций, осуществляющих контроль за влиянием подземных сооружений на земную поверхность и расположенные на ней объекты.

1.3. Измерения сдвижений земной поверхности и расположенных на ней объектов должны проводиться по программе, отвечающей требованиям, приведенным в разд. 3 - 5 настоящей Инструкции, в целях:

определения абсолютных и относительных величин деформаций и сравнения их с расчетными и допустимыми значениями;

выявления причин возникновения и степени опасности деформаций для нормальной эксплуатации объектов;

принятия своевременных мер по борьбе с возникающими деформациями или устранению их последствий;

уточнения расчетных данных физико-механических характеристик грунтов;

уточнения методов расчета и установления допустимых и предельных величин деформаций для различных типов зданий, сооружений и коммуникаций;

установления эффективности принимаемых профилактических и защитных мер;

уточнения закономерностей процесса сдвижения горных пород и зависимостей его параметров от основных влияющих факторов.

Результаты измерений могут быть использованы также при решении спорных вопросов, связанных с определением причин деформирования объектов и степени влияния на них подземных сооружений.

Программа проведения измерений составляется организацией (имеющей соответствующую лицензию), производящей измерения, на основе технического задания, выдаваемого проектно-изыскательской или научно-исследовательской организацией по согласованию с организациями, осуществляющими строительство или эксплуатацию сооружений и объектов. Составление программы проведения наблюдений за деформациями толщи горных пород и расположенными в ней объектами должно производиться с участием специалистов-геомехаников.

Необходимость в проведении наблюдений должна определяться проектно-изыскательской или научно-исследовательской организацией в зависимости от ожидаемых деформаций земной поверхности, характера и состояния объектов, расположенных в зоне влияния подземного сооружения. Наблюдения проводятся в обязательном порядке при строительстве подземных сооружений на глубинах более пяти метров и вблизи особо ответственных объектов с повышенным риском эксплуатации. В спорных ситуациях вопрос о проведении наблюдений и интерпретации их результатов решается органами исполнительной власти города и Госгортехнадзора России с учетом рекомендаций независимой экспертизы.

1.4. Наблюдения за сдвижениями земной поверхности, толщи пород и расположенными там объектами должны вестись с начала строительства подземных сооружений и в первые годы их эксплуатации до стабилизации деформаций.

1.5. Организация и проведение наблюдений должны осуществляться в несколько этапов. Вначале составляется прогноз ожидаемых сдвижений и оцениваются возможные последствия строительства подземных сооружений. Затем составляется проект наблюдательной станции, в котором излагаются цели и задачи измерений, намечается размещение стенных и грунтовых реперов, разрабатывается календарный план измерений, выбираются приборы и методы измерений в зависимости от прогноза ожидаемых сдвижений, экономической целесообразности и имеющихся в наличии материалов и инструментов. После этого производится вынос проекта наблюдательной станции в натуру. Непосредственные измерения и обработка их результатов должны выполняться в соответствии с проектом и с учетом характера и скорости развития деформационных процессов. При необходимости изменения частоты и методики измерений, расположения реперов и других элементов проекта подготавливается соответствующее обоснование. По результатам наблюдений составляются оперативные и итоговые отчеты, которые передаются заказчику.

1.6. При выполнении полевых работ по измерению сдвижений и деформаций кроме требований настоящей Инструкции следует соблюдать требования других действующих нормативных документов, относящихся к безопасности ведения геодезических, строительных и горных работ (СНиП 3.01.03-84 "Геодезические работы в строительстве", СНиП 1-4-80 "Техника безопасности в строительстве", Положение о порядке и контроле безопасного ведения горных работ в опасных зонах, согласованное с Госгортехнадзором России письмом от 26.02.93 N 01-17/70).

 

2. ПОНЯТИЯ, ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СДВИЖЕНИЯ

ГОРНЫХ ПОРОД, ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ И СООРУЖЕНИЙ,

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В НАСТОЯЩЕЙ ИНСТРУКЦИИ

 

2.1. Абсолютная величина горизонтального сдвижения земной поверхности (на данный момент времени) - его полная величина, получаемая по отношению к исходным геодезическим знакам, установленным вне зоны влияния подземного сооружения.

2.2. Активизация сдвижения толщи пород и земной поверхности - изменение характера распределения и величин сдвижений и деформаций земной поверхности и грунтовой толщи при строительстве сооружения в зоне влияния ранее пройденных выработок по сравнению со сдвижениями и деформациями от одиночного сооружения, возводимого в ненарушенном горными работами породном массиве.

2.3. Вероятные сдвижения и деформации - величины сдвижений и деформаций, определяемые на основании недостаточно полной информации о горно-геологических условиях возведения подземного сооружения.

2.4. Вертикальные деформации земной поверхности (наклоны, кривизна) - деформации земной поверхности в вертикальной плоскости, вызванные неравномерностью вертикальных сдвижений.

2.5. Вертикальные перемещения основания фундамента - осадки, происходящие под влиянием горных работ, а также в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственной массы грунта; просадки, происходящие в результате уплотнения под воздействием как внешних нагрузок и собственной массы грунта, так и дополнительно с ними действующих факторов (замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замерзшем грунте и т.п.); набухания и усадки, связанные с изменением объема некоторых видов глинистых грунтов при изменении их влажности, температуры (морозное пучение) или воздействия химических веществ.

2.6. Главные сечения мульды сдвижения - вертикальные сечения мульды вдоль и поперек подземного сооружения, проходящие через точки с максимальными оседаниями земной поверхности.

2.7. Горизонтальные деформации растяжения или сжатия - деформации земной поверхности в горизонтальной плоскости, вызванные неравномерностью горизонтальных сдвижений.

В точках мульды сдвижения различают горизонтальные деформации:

    в продольном направлении, эпсилон ;

                                     х

    в поперечном направлении, эпсилон ;

                                     у

    в направлениях, параллельных продольному, эпсилон  ;

                                                     х1

    в направлениях, параллельных поперечному, эпсилон  ;

                                                     у1

    в заданном направлении, эпсилон      .

                                   лямбда

2.8. Горизонтальное сдвижение земной поверхности (мм) - горизонтальная составляющая вектора сдвижения точки в мульде сдвижения земной поверхности.

В точках мульды различают горизонтальные сдвижения:

    в продольном направлении, кси ;

                                 х

    в поперечном направлении, кси ;

                                 у

    в направлении, параллельном продольному, кси  ;

                                                х1

    в направлении, параллельном поперечному, кси  ;

                                                у1

    в заданном направлении, кси      .

                               лямбда

2.9. Граничные углы - внешние относительно выработанного пространства углы, образованные на вертикальных разрезах по главным сечениям мульды сдвижения горизонтальными линиями и линиями, соединяющими границу выработки с границей зоны влияния горных работ на земной поверхности.

    2.10.  Граница  зоны влияния подземного сооружения или граница

мульды сдвижения - контур зоны на земной поверхности, определяемый

                                                               -3

по граничным   углам   или  по  деформациям:  наклона  0,5 х 10  ,

                   -3

растяжения 0,5 х 10  , при длинах интервалов 15 - 20 м.

2.11. Граница зоны опасного влияния подземных горных работ - контур зоны опасного сдвижения земной поверхности, определяемый по углам сдвижения или критическим деформациям.

2.12. График сдвижений и деформаций земной поверхности - линии, изображающие в определенном масштабе распределение величин сдвижений и деформаций земной поверхности на профильной линии.

Различают графики:

а) оседания;

б) горизонтального сдвижения;

в) наклонов мульды сдвижения;

г) горизонтальных деформаций (растяжений, сжатий);

д) кривизны мульды сдвижения;

е) скорости оседания.

2.13. Деформация горной выработки (котлована) - изменение ее формы и размеров под действием нагрузок.

2.14. Деформационная марка - геодезический знак, жестко укрепленный на конструкции здания или сооружения (фундаменте, колонне, стене), меняющий свое положение вследствие осадки, просадки, подъема, сдвига, крена или горизонтального перемещения фундамента.

2.15. Длина полумульды - расстояние в главном сечении на продольном или поперечном разрезе между границей мульды и точкой пересечения с земной поверхностью линии, проведенной под углом полных сдвижений (при полной подработке) или под углом максимального оседания (при неполной подработке). Участок плоского дна при расчете сдвижений и деформаций в длину полумульды не включается.

Различают длины полумульд (м):

    в продольном направлении, L ;

                               1

    в поперечном направлении, L .

                               2

2.16. Допустимые деформации земной поверхности (основания сооружений) - деформации, могущие вызвать такие повреждения в сооружениях, при которых для дальнейшей эксплуатации их по прямому назначению достаточно проведения текущих наладочных и ремонтных работ.

2.17. Зона опасного влияния подземных горных работ - часть мульды сдвижения, на которой в результате влияния горных работ возникают деформации, опасные для зданий, сооружений и природных объектов.

2.18. Зона трещин и провалов на земной поверхности - часть мульды сдвижения, на которой в результате влияния горных работ возникают трещины и провалы.

2.19. Зона трещин и разломов горных пород - часть области сдвижения горных пород, подвергшаяся сдвижению в форме прогиба и сдвига с образованием трещин.

2.20. Зона обрушения горных пород - часть области сдвижения горных пород, подвергшаяся обрушению.

2.21. Зона прогиба - часть области сдвижения горных пород, подвергшаяся сдвижению в форме прогиба слоев без разрыва их сплошности.

2.22. Исходный репер - репер, заложенный в районе наблюдательной станции на участке, не подвергающемся сдвижению и служащий для передачи отметки на опорные реперы станции.

2.23. Коэффициент запаса устойчивости - отношение суммы удерживающих сил к сумме сдвигающих.

2.24. Коэффициент подработанности земной поверхности - отношение фактического размера выработанного пространства к минимальному размеру, при котором наступает полная подработка земной поверхности.

Различают коэффициенты подработанности:

    в продольном направлении, n ;

                               1

    в поперечном направлении, n .

                               2

При полной подработке земной поверхности коэффициенты подработанности в продольном и поперечном направлениях равны или больше единицы.

2.25. Крен фундамента - деформация в результате неравномерной осадки, просадки, подъема и т.п., характеризующая разность вертикальных перемещений точек, отнесенных к расстоянию между ними.

2.26. Кривизна мульды сдвижения (размерность 1/м) - отношение разности наклонов двух соседних интервалов мульды к полусумме длин этих интервалов. Различают кривизну мульды, определенную непосредственно по данным измерений и полученную по сглаженной кривой оседания. В точках мульды различают кривизну:

    в продольном направлении, К ;

                               х

    в поперечном направлении, К ;

                               у

    в направлении, параллельном продольному, К  ;

                                              у1

    в направлении, параллельном поперечному, К  ;

                                              х1

    в заданном направлении, К      .

                             лямбда

    2.27.  Критические  деформации  земной  поверхности - величины

деформаций  земной  поверхности,  принятые  для определения границ

зоны  опасного  влияния  подземных горных работ и углов сдвижения:

                     -3                        -3

кривизна К = 0,2 х 10  , 1/м, наклон i = 4 х 10  ,  горизонтальное

                           -3

растяжение эпсилон = 2 х 10  , при длинах интервалов 15 - 20 м.

    2.28.  Максимальные  горизонтальные  деформации  -  наибольшие

сжатия  и  растяжения интервалов мульды при закончившемся процессе

сдвижения.

    В точках мульды различают максимальные сжатия и растяжения:

    в продольном направлении, эпсилон     ;

                                     max,х

    в поперечном направлении, эпсилон     ;

                                     max,у

    в направлении, параллельном продольному, эпсилон      ;

                                                    max,х1

    в направлении, параллельном поперечному, эпсилон      ;

                                                    max,у1

    в заданном направлении, эпсилон      .

                                   лямбда

    2.29.  Максимальное горизонтальное сдвижение (мм) - наибольшая

горизонтальная   составляющая   векторов   сдвижения   точек   при

закончившемся процессе сдвижения.

    В   точках   мульды   различают   максимальные  горизонтальные

сдвижения:

    в продольном направлении, кси     ;

                                 max,х

    в поперечном направлении, кси     ;

                                 max,у

    в направлении, параллельном продольному, кси      ;

                                                max,х1

    в направлении, параллельном поперечному, кси      ;

                                                max,у1

    в заданном направлении, кси      .

                               лямбда

    2.30.   Максимальная   кривизна   мульды   сдвижения  (1/м)  -

наибольшая кривизна мульды при закончившемся процессе сдвижения.

    В точках мульды различают максимальную кривизну:

    в продольном направлении, К     ;

                               max,х

    в поперечном направлении, К     ;

                               max,у

    в направлении, параллельном продольному, К      ;

                                              max,х1

    в направлении, параллельном поперечному, К      ;

                                              max,у1

    в заданном направлении, К          .

                             max лямбда

    2.31.  Максимальное  оседание  (мм)  - наибольшая вертикальная

составляющая  векторов  сдвижения точек при закончившемся процессе

сдвижения.

    Различают максимальные оседания:

    при полной подработке, эта ;

                              о

    при неполной подработке, эта .

                                m

    2.32.  Максимальные  наклоны  мульды  сдвижения  -  наибольшие

наклоны  интервалов  мульды  сдвижения  при закончившемся процессе

сдвижения.

    В точках мульды различают максимальные наклоны:

    в продольном направлении, i     ;

                               max,х

    в поперечном направлении, i     ;

                               max,у

    в направлении, параллельном продольному, i      ;

                                              max,х1

    в направлении, параллельном поперечному, i      ;

                                              max,у1

    в заданном направлении, i          .

                             max лямбда

2.33. Маяк - приспособление для наблюдения за развитием трещин: гипсовая или алебастровая плитка, прикрепляемая к обоим краям трещин на стене или потолке; две стеклянные или плексигласовые пластинки, имеющие риски для измерения величины раскрытия трещины и др.

2.34. Меры охраны объектов от вредного влияния горных разработок - мероприятия, направленные на уменьшение вредного влияния горных работ на здания, сооружения и природные объекты, в целях устранения причин нарушения нормальной эксплуатации объектов, могущих вызвать несчастные случаи.

2.35. Минимальный радиус кривизны (м) - радиус кривизны в точке сдвижения с максимальной кривизной.

В точках мульды различают минимальные радиусы кривизны:

    в продольном направлении, R     ;

                               min,х

    в поперечном направлении, R     ;

                               min,у

    в направлении, параллельном продольному, R      ;

                                              min,х1

    в направлении, параллельном поперечному, R      ;

                                              min,у1

    в заданном направлении, R          .

                             min лямбда

2.36. Мульда сдвижения земной поверхности - участок земной поверхности, подвергшийся сдвижению под влиянием горных работ.

2.37. Наблюдательная станция - совокупность реперов, заложенных по определенной системе на земной поверхности, в сооружениях или в подземных выработках в целях проведения наблюдений за сдвижением земной поверхности, сооружений или горных пород в толще. Различают типовые (рядовые и долговременные) и специальные наблюдательные станции.

2.38. Наклоны интервалов в мульде сдвижения - отношение разности оседаний двух соседних точек мульды к расстоянию между ними.

В точках мульды различают наклоны:

    в продольном направлении, i ;

                               х

    в поперечном направлении, i ;

                               у

    в направлении, параллельном продольному, i  ;

                                              х1

    в направлении, параллельном поперечному, i  ;

                                              у1

    в заданном направлении, i      .

                             лямбда

2.39. Нарушение устойчивости горной выработки, котлована или сооружения - состояние, когда их деформации превосходят допустимые значения, при которых дальнейшая эксплуатация объектов затруднена и может представлять опасность для жизни людей.

2.40. Неполная серия наблюдений - комплекс измерений, в результате которых определяется положение всех или части реперов в одной из плоскостей: в горизонтальной или вертикальной, может включать или не включать определение положения трещин.

2.41. Опорный репер - репер профильной линии, заложенный на участке наблюдательной станции, не подвергающемся сдвижению, и служащий исходным для наблюдения на данной профильной линии.

2.42. Оседание земной поверхности эта (мм) - вертикальная составляющая вектора сдвижения точки в мульде сдвижения земной поверхности.

2.43. Область сдвижения горных пород - часть массива горных пород, подвергшаяся сдвижению под влиянием горных работ.

2.44. Общая продолжительность процесса сдвижения - период, в течение которого земная поверхность под влиянием горных работ находится в состоянии сдвижения. За начало процесса сдвижения точки земной поверхности принимается дата, на которую оседание точки достигает 15 мм. За окончание процесса сдвижения принимается дата, после которой суммарные оседания на протяжении 6 месяцев не превышают 10% максимальных, но не более 30 мм.

2.45. Обрушение пород - беспорядочное перемещение разрушенных пород с потерей естественной структуры в результате ведения горных работ.

2.46. Ожидаемые сдвижения и деформации - величины сдвижений и деформаций, определяемые в условиях, когда имеются календарные планы развития горных работ и известны необходимые для расчетов исходные данные.

2.47. Оползень - медленное смещение масс горных пород, слагающих откос (а иногда и его основание), происходящее в виде скользящего движения между сдвигающимися породами и неподвижным массивом. Обрушение - быстрое смещение породных масс или блоков и пачек пород, слагающих откос, сопровождающееся дроблением смещающейся части массива. Оплывина - перемещение в виде потока насыщенных водой до текучего состояния некоторых разновидностей песчано-глинистых пород нарушенной структуры (пылеватых песков и глин, лессовидных суглинков, лессов и т.п.), которые растекаются по площади под углом 4 - 6° и менее. Осыпь - разр