Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 119265 10.20295/1815-588X-2026-1-221-228 Общетехнические задачи и пути их решения GENERAL TECHNICAL PROBLEMS AND SOLUTION APPROACH Общетехнические задачи и пути их решения Improvement of soil properties in tunnel construction, as demonstrated by the Severomuya Tunnel construction Искусственное воздействие на грунты с целью изменения их свойств на примере строительства Северомуйского тоннеля Филиппов Сергей Леонидович Filippov Sergey Leonidovich transport-stroy@mail.ru Общество с ограниченной ответственностью «Полиэко» Россия LLC. POLYEKO Russian Federation 31 03 2026 31 03 2026 23 1 221 228 03 10 2025 13 02 2026 https://pgups.editorum.ru/en/nauka/article/119265/view

Цель: исследование механизмов инъекционного упрочнения грунтов зон разломов с точки зрения происходящих при этом физико-химических процессов в условиях, характеризующихся высокой дезинтегрированностью грунтов, их обводненностью, высокими значениями гидростатического давления. Методы: рассмотрены теоретические модели инъекционного упрочнения неустойчивых, раздробленных до дресвы, песка и глины грунтов методом инъекции в режиме фильтрации, а также инъекционным упрочнением грунтов при консолидированном уплотнении (метод гидроразрыва). Результаты: закрепление грунтов позволяет обеспечить прогнозируемое поведение массива грунта по трассе тоннеля, получить новые улучшенные характеристики грунта и использовать их в дальнейших расчетах армогрунтовых конструкций. Рассмотрен механизм инъекционного упрочнения грунтов, представляющий собой комплексное воздействие твердеющих во времени инъекционных растворов на пути своего движения под действием избыточного давления по схеме «инъекционная скважина => естественные трещины и крупные поры => искусственные трещины и каналы => мелкие поры». Практическое применение: указанные в статье методы являются основными разработками и получили широкое применение для эффективного искусственного воздействия на дезинтегрированные неустойчивые грунты путем обработки инъекционными растворами с целью улучшения свойств. Способы инъекционного упрочнения грунтов (в различных вариантах) применены на тоннелях БАМа более чем на 150 разломах различной мощности и протяженности.

Objective: to research the mechanisms of injection strengthening of soils in fault zones by investigating the physical and chemical processes that take place under conditions of severe soil disintegration, high moisture content, and elevated hydrostatic pressures. Methods: theoretical models for injection strengthening of unstable, highly fragmented soils, including gravel, sand and clay, were examined, covering filtration mode injection and injection by consolidated compaction (the hydro-fracturing method). Results: ground consolidation yields predictable behavior of the treated soil mass along the tunnel alignment, and improves soil properties that can be incorporated into subsequent design calculations for reinforced soil structures. The mechanism of injection strengthening is interpreted as a complex interaction between the time- dependent hardening of injected solutions and their migration under the influence of hydrostatic pressure and filtration flow, following the sequence: injection well => natural cracks and large pores => artificial cracks and channels => small pores. Practical importance: the techniques described in this paper represent major developments and have been extensively employed as effective methods for artificially stabilizing disintegrated, unstable soils by treating them with injection solutions to enhance their properties. Injection strengthening methods, in various forms, have been applied to more than 150 faults of varying depths and lengths within the BAM tunnels.

 инъекция фильтрация закрепление грунты деформации injection filtration strengthening/stabilization soils deformations

Cambefort N. Injection des sols. Vol. 1. Principes et methods. Eyrolles, Paris, 1964. Cambefort N. Injection des sols. Vol. 1. Principes et methods. Eyrolles, Paris, 1964. Безродный К. П., Мацегора А. Г. Инъекционное укрепление грунтов // Метрострой. 1986. № 7. Bezrodnyy K. P., Macegora A. G. In'ekcionnoe ukreplenie gruntov // Metrostroy. 1986. № 7. Лапин А. А. Плоская деформация резинокордовой ткани // Расчеты на прочность в машиностроении: сб. / МВТУ. М.: Машгиз, 1955. Lapin A. A. Ploskaya deformaciya rezinokordovoy tkani // Raschety na prochnost' v mashinostroenii: sb. / MVTU. M.: Mashgiz, 1955. Болотин В. В. Плоская задача теории упруго- сти для деталей и армированных материалов // Расчеты на прочность: сб. Вып. 12. М.: Машиностроение, 1966. Bolotin V. V. Ploskaya zadacha teorii uprugo- sti dlya detaley i armirovannyh materialov // Raschety na prochnost': sb. Vyp. 12. M.: Mashinostroenie, 1966. Проектирование и технология инъекционного закрепления грунтов при строительстве транспортных тоннелей / А. Г. Мацегора [и др.]. М.: Ленметрогипротранс, 1997. Proektirovanie i tehnologiya in'ekcionnogo zakrepleniya gruntov pri stroitel'stve transportnyh tonneley / A. G. Macegora [i dr.]. M.: Lenmetrogiprotrans, 1997. Фотиева Н. Н., Безродный К. П., Саммаль А. С. Расчет инъекционного упрочнения грунтов зон тек- тонических разломов // Методы искусственной стабилизации грунтов при строительстве Северомуй- ского тоннеля: сб. научных трудов. М.: ЦНИИС, 1990. Fotieva N. N., Bezrodnyy K. P., Sammal' A. S. Raschet in'ekcionnogo uprochneniya gruntov zon tek- tonicheskih razlomov // Metody iskusstvennoy stabilizacii gruntov pri stroitel'stve Severomuy- skogo tonnelya: sb. nauchnyh trudov. M.: CNIIS, 1990.