Для организации производства, горнопроходческих работ, характерно значительное расхождение расчетных и фактических, осадок зданий и сооружений, особенно при щитовой проходке, тоннелей метрополитенов. В статье приводятся, причины такого несоответствия. Закрытый способ строительства, отличается наибольшими осадками, при моделировании, деформаций грунтового массива, в случае разработк,и грунта закрытым способом. Важнейшим расчетным, параметром является перебор, грунта, его величина равна, отношению площади, удаляемого при проходке грунта, расположенного в пределах, контура выработки, к площади поперечного, сечения выработки. Перечислены причины, перебора грунта, в случае, проходки тоннелей закрытым способом, приводящего к технологическим, деформациям поверхности. Описаны проведенные, в этой области исследования, принятые, допущения и даны, итоговые результаты, анализа в виде
зависимости коэффициента, перебора грунта, от диаметра щита для, различных типов
грунта. Все исследования, выполнены на примере, проходки конкретного строительного
объекта — двух путного, перегонного тоннеля, под станцией «Печатники» Люблинско-Дмитровской линии, московского метрополитена, проводившейся, в сложных горно-геологических,  условиях под комплексом подземных сооружений. Отмечается соизмеримость
полученных величин, с результатами зарубежных исследований, в этом направлении.
Сделан вывод о том, что организация горнопроходческих работ, с применением механизированной щитовой проходки, должна основываться, на результатах модельных
исследований величины, коэффициента технологического, перебора грунта в зависимости
от диаметра, щита, типа грунта (глина, суглинок, супесь, песок) и учитывать данные
геотехнического мониторинга, на объектах метростроения. Только при таком, подходе могут
быть минимизированы осадки земной поверхности.

Риc. 1. Взаимное расположение существующей застройки и объектов строительства [3]

Проведение проходческих работ, на городских территориях, сопровождается влиянием на здания и сооружения, окружающей застройки. Сопоставление результатов, геотехнического мониторинга и расчётов, этого влияния [1] свидетельствует о том, что для объектов, возводимых открытым,
способом в котлованах, глубиной до 9 -12 м, сходимость результатов, расчёта с данными мониторинга составляет, не более 60%, для объектов метрополитена, сооружаемых в котлованах,
глубиной до 35 м — около 32%, в случае проходки щитовым комплексом с условным диаметром 6 м — около 70%, при условном диаметре 10 м – несколько, более 6,5%.
Согласно ГОСТ Р ИСО 5725?1-2002 это не соответствует, требованиям о 95% «удовлетворительной» сходимости.

Сравнение результатов, численного моделирования в программном комплексе «Z_Soil» [2] методом, конечных элементов в объемной постановке и данных мониторинга, на конкретном
объекте — при проходке двух путного, перегонного тоннеля под станцией «Печатники» Люблинско-Дмитровской, линии московского метрополитена в мае 2021 года [3], проводившейся
в сложных горно-геологических, условиях под комплексом, подземных сооружений (станция метро и коллектор реки Нищенка — риc. 1) — показало расхождение от двухкратного для ст. Печатники» (расчетные осадки 17 мм при фактических 7,4 мм) до, девятикратного для коллектора р. Нищенка (39 и 4,2 мм соответственно).

1. Причины расхождения расчетных и натурных данных
Основными причинами, столь неудовлетворительной, сходимости результатов геотехнических расчётов и натурных, данных могут быть [4, 5]:

-  недостаточность материалов, инженерно-геологических изысканий;
- неудачный выбор расчетной, схемы и несоответствие расчетной модели, поведению грунта под нагрузкой, в реальных условиях;
-  недостаточная квалификация исполнителей;
- неопределенность величины, технологического перебора грунта. Остановимся детальнее, на последней из указанных причин.

При моделировании, строительства закрытым способом важнейшим, критерием является перебор, грунта - расчетный параметр, задаваемый при моделировании, деформаций грунтового массива, в результате проходки, закрытой выработки, равный отношению площади удаляемого, при проходке грунта, расположенного в пределах, контура выработки, к площади поперечного, сечения выработки [6]. Зарубежными исследователями [7, 8] показано, что причинами перебора,
грунта при проходке, тоннелей закрытым способом, являются:
1. Несоответствие диаметра резания, наружному диаметру обделки.
При применении тоннелепроходческого, механизированного комплекса (ТПМК), с внешним расположением, рабочего органа (это характерно, для большинства современных ТПМК с активным, пригрузом забоя) диаметр ротора, для снижения трения, оболочки щита о грунт, выполняется большим, чем диаметр оболочки, а диаметр обделки, собираемой внутри оболочки
щита, соответственно меньше, последней. В итоге в среднем, диаметр ротора на 3—5% больше, диаметра обделки тоннеля.

2. Перемещения грунтового массива, перед забоем. Эта причина в первую, очередь характерна для щитов, без активного пригруза забоя, а также при излишнем, переборе грунта.
3. Человеческий фактор, т.е. недостаточная квалификация, персонала, которая может, привести к излишнему, перебору грунта [9].
4. Неполное заполнение тампонажным, раствором заобделочного пространства.
5. Отсутствие или недостаточное, заполнение пространства, за оболочкой щита глинистым, либо медленно твердеющим, тампонажным раствором [3]. Все перечисленные, причины перебора, грунта приводят, к технологическим деформациям поверхности [10, 11]. Анализ отечественных и зарубежных, литературных источников [12–15] показывает, что величина коэффициента, перебора колеблется в зависимости, от типа грунта, глубины заложения, тоннеля и диаметра щита в пределах, от 0,3… 0,5 до 2%. Действующими в России нормами (СП 249.1325800.2016.  Коммуникации подземные. Проектирование и строительство, закрытым и открытым способами) величины коэффициента, перебора при строительстве, тоннелей диаметром, до 4 м нормируются в зависимости, от типа грунта в забое в размере, от 1,5 до 5,5%, что существенно, превышает значения коэффициентов, перебора, полученные зарубежными, исследователями.

Риc. 2. Сопоставление результатов моделирования вертикальных перемещений в 2D и в 3D

2. Факторы, влияющие на осадку зданий, на поверхности В связи с важностью, и актуальностью влияния, подземных работ на окружающую, застройку выполнено, исследование факторов, влияющих на величину, осадок близлежащих зданий, и сооружений [16–18]. Основные
этапы исследования включали:
1. Изучение и анализ, отечественных и зарубежных исследований, литературных, проектно-изыскательских и фактических материалов, по щитовой проходке, в различных
горно-геологических и градостроительных, условиях.
2. Проведение расчетно-теоретических, исследований по определению, параметров проходки, влияющих на деформации, грунтового массива, в различных типах горно-геологических и градостроительных, условий.
3. Статистическая обработка, результатов численного, моделирования и выявление зависимостей, коэффициента перебора, грунта от параметров проходки, щита при различных типах грунтов.
4. Разработка рекомендаций, по определению величины, перебора при проектировании тоннелей, устраиваемых методом механизированной, щитовой проходки. Выявлено, что в настоящее время, при проходке тоннелей, московского метрополитена, механизированным способом в условиях, плотной городской застройки:
1. Глубина заложения тоннеля, обычно составляет не менее 0,5–1,0d (d — диаметр тоннеля) и не более 3d для щитов диаметром, 10 м и 5d — диаметром 6 м. При этом тоннель, пересекает песчаные или глинистые грунты.

2. Конструкции ТПМК с грунтовым, пригрузом забоя, преимущественно используемые при проходке, тоннелей метрополитена, в нескальных грунтах,(из всего парка ТПМК г. Москвы
24 имеют грунтовый, пригруз забоя и один — бентонитовый) предполагают нагнетание, тампонажного раствора, через хвостовую часть оболочки, одновременно с продвижением щита.
Модельные исследования, проходки тоннелей щитами, с активным пригрузом забоя диаметром 6 и 10 м в различных, горно-геологических условиях, в плоской и пространственной постановках, охватили 312 численных экспериментов. При этом, был принят, диапазон, изменения величины, перебора от 0 до 1% с шагом 0,5% и от 1 до 5% с шагом 1%. В указанные диапазоны, входят несоответствие диаметра, резания наружному диаметруобделки и регламентируемые (СП
249.1325800.2016) величины, коэффициента технологического перебора, грунта при строительстве, тоннелей диаметром до 4 м (варьируются от 1,5 до 5). Необходимо отметить, что выбранный, диапазон превышает, определенные по опубликованным материалам, величины перебора при механизированной, проходке тоннелей метрополитена. В первую очередь, было проведено сопоставление, результатов расчетов в плоской (2D) и пространственной (3D) постановках, с использованием для моделирования, обделки тоннеля, различных типов элементов и с учетом, технологической последовательности, строительства.

Заключение
На основании, статистической обработки, результатов модельных исследований, с учётом данных геотехнического мониторинга, на объектах метростроения Москвы, впервые в РФ получены величины, коэффициента технологического, перебора грунта в зависимости, от диаметра щита (6
и 10 м) от типа, грунта (глина, сугли-нок, супесь, песок). Полученные величины, соизмеримы с данными зарубежных, исследований. Таким образом, для без осадочной, проходки тоннелей организация, горнопроходческих работ, при применении механизированной, щитовой проходки
должна, основываться на результатах, моделирования величины коэффициента, технологического перебора грунта, в зависимости от параметров, оборудования и инженерно-геологичских характеристик, рассматриваемого участка трассы тоннеля.