Подземное
строительство
Метрополитен — скоростной городской транспорт, линии которого проложены в подземных тоннелях на мелком или глубоком заложении, по поверхности земли, на эстакадах и путепроводах. Существуют два основных способа строительства тоннелей и станций метро: закрытый (подземный) и открытый.
При закрытом способе все работы ведутся под землей — они не мешают уличному движению и не затрагивают существующих городских коммуникаций. Очевидно, что любые крупные работы в центре Москвы можно вести только закрытым способом. Для доставки в строящийся тоннель людей, машин и материалов создаются шахтные стволы, оборудованные подъемниками. Здесь же на поверхность поднимают отработанный грунт.
Разработка грунта и возведение обделки осуществляется различными методами. Буровзрывной метод основан на разрушении грунта зарядами взрывчатки, заложенными в заранее пробуренные шпуры. Затем грунт выбирается из забоя породопогрузочными машинами, а чугунная или железобетонная обделка монтируется специальными укладчиками.
Открытый способ применяется при строительстве линий мелкого заложения. Работы ведутся в котловане или траншее, которые после сооружения обделки засыпают грунтом. В условиях плотной городской застройки для укрепления котлованов применяются конструкции типа «стена в грунте» либо буросекущие сваи с анкерным или расстрельным креплением.
Чаще всего станции метрополитена строят открытым способом, а перегоны между ними — закрытым.
Сборная тоннельная
отделка из чугунных
тюбингов
Чугунный тюбинг
Число элементов в кольце зависит от его диаметра и конструкции обделки. Для перегонных тоннелей метрополитена приняты стандартные размеры колец из чугунных тюбингов: ширина (измеряется вдоль тоннеля) 1 м, наружный диаметр 5,5 м, внутренний диаметр 5,1 м, высота бортов 0,2 м.
Новоавстрийский способ предполагает возведение первичной обделки тоннеля из набрызг-бетона и вторичной — из монолитного железобетона с применением передвижной опалубки. Сам тоннель строится буровзрывным способом или комбайнами.
При сооружении тоннелей тоннелепроходческими механизированными комплексами (ТПМК) с активным пригрузом забоя используются щиты с роторными рабочими органами, оборудованными шарошками и резцами для разработки грунта.
В сложных условиях применяются ТПМК с активным пригрузом забоя. На забой давит бентонитовый раствор (гидропригруз) или измельченный грунт (грунтопригруз).
Монтаж водонепроницаемой высокоточной железобетонной обделки осуществляется укладчиком в составе ТПМК.
Когда гидрогеологические условия в районе будущего подземного сооружения не позволяют построить его обычными способами, применяются специальные методы закрепления грунтов.
Самым распространенным и проверенным способом закрепления неустойчивых грунтов является их заморозка. Она применялась еще на строительстве первых линий метрополитена. Грунты замораживаются посредством контакта с хладоносителем, циркулирующим в замораживающих колонках, которые объединены в общую сеть. В результате замораживания создается устойчивый грунтовый массив.
Метод струйной цементации грунтов заключается в пропитке и перемешивании грунта с цементным раствором. В результате образуется грунтоцементный массив, обладающий прочностными характеристиками, позволяющими вести проходческие работы.
Из чего состоит линия метро
Линия метро состоит из станций, перегонных тоннелей между ними, электродепо и технических сооружений. Депо находятся на поверхности, а поезда попадают в тоннели через специальные участки перехода, на которых пути спускаются под землю.
Тоннели строят одно- или двухпутными. Для перехода от двухпутного участка к двум однопутным сооружают специальные камеры съездов. На поверхности обычно прокладывают сразу два пути. Для движения поездов на контактный рельс подается постоянный ток напряжением 825 В.
Схема расположения
сооружений на участке
линии метрополитена
Платформы
На станции метро может быть до трех платформ. Наиболее распространены одноплатформенные станции, где пути проходят по краям широкой средней платформы. На двухплатформенных станциях пути расположены между боковыми платформами, а на трехплатформенных — между боковыми и средней.
Глубина
Подземные станции «глубокого заложения» находятся на глубине свыше 15 метров. Построить их можно только закрытым способом. Самая глубокая станция московского метро — «Парк Победы» — расположена в 80-ти метрах от поверхности земли. Неглубокие станции «мелкого заложения» строятся в специально вырытых котлованах. Наземные станции обычно представляют собой крытые платформы, а надземные станции устраиваются на эстакадах. Если пассажирам нужно спуститься или подняться более чем на 4,5 метра, на станции устанавливаются эскалаторы.
Залы
В московском метро более распространены трехпролетные станции, которые состоят из центрального и двух боковых залов. На двухпролетных станциях колонны расположены по центру платформы либо между путями, если платформ две. Однопролетные станции (чаще всего неглубокого заложения) состоят из одного зала со сводчатым или плоским потолком. При наличии трех и более путей, проложенных на одном уровне, на них сооружают многопролетные станции. В этом случае залы соединяются переходами.
Конструкция станции глубокого заложения
Станция метро имеет один или несколько вестибюлей, которые могут быть подземными или располагаться на поверхности. Из вестибюля на станцию ведет наклонный эскалаторный тоннель.
Помещение станции состоит из проемной и глухой частей — с проходами между залами и без них соответственно. Под пассажирскими платформами находятся служебные коридоры. Внешние края станционных тоннелей прикрыты декоративными путевыми стенами. Между тюбингами тоннелей и путевыми стенами прокладываются кабели и другие коммуникации. Для их осмотра в путевых стенах через каждые 50 метров устроены специальные двери.
Над всеми подземными сооружениями станции устанавливают водоотводящие зонты. Это герметичные потолки, по которым просочившаяся вода стекает в специальные желоба, откуда ее откачивают насосами.
Станции глубокого заложения связаны с поверхностью эскалаторами, которые находятся в наклонных тоннелях. Ось эскалаторного тоннеля почти всегда совпадает с продольной осью самой станции, а его наклон к поверхности составляет 30 градусов. Внутри монтируют три или четыре эскалатора.
В верхней части эскалаторного тоннеля, под полом вестибюля, находится машинное отделение. Здесь размещают двигатели эскалаторов. Внизу, под уровнем платформы станции, находится натяжная камера. В ней расположены механизмы, натягивающие полотна эскалаторов.
Поскольку наклонные тоннели проходят через разнородные грунты, их сооружают с обделкой из чугунных или бетонных тюбингов.
Трехсводчатые станции пилонного типа сооружают из чугунных или бетонных тюбингов. Такая станция состоит из трех параллельных тоннелей, расположенных на одном уровне. Центральный тоннель с платформенной частью станции может иметь больший диаметр, чем боковые тоннели, в которых проложены пути. Тоннели соединяются между собой проходами. Для их устройства в нормальные кольца среднего и боковых тоннелей монтируют специальные проемные рамы.
Схема пиленной станции
с железобетонной обделкой
и перекрытием проемов
железобетонными балками
При строительстве станции сначала сооружаются все тоннели, затем устанавливаются проемные рамы (или бетонируются перекрытия проходов). Только после этого проемы между тоннелями раскрываются.