Строительство линий метро глубокого заложения
Строительство «глубокого» метро начинается с проходки шахтного ствола для размещения клети (лифта), который будет доставлять рабочих и необходимое оборудование под землю на площадку. С околоствольной площадки начинается прокладка тоннеля. Здесь же на поверхность поднимают отработанный грунт. Проходка и укрепление тоннелей осуществляется чугунными или железобетонными тюбингами, а также водонепроницаемыми железобетонными блоками обделки.
Двухпутный щит S-782
Буровзрывной метод
Основан на разрушении массива скального грунта зарядами взрывчатого вещества заложенного в пробуренные шпуры по площади забоя на определённую глубину. Разработанный грунт выбирается из забоя породопогрузочными машинами, сборная чугунная или железобетонная обделка монтируется специальными укладчиками, а монолитная укладывается за опалубку бетононасосами.
Новоавстрийский способ
Предполагает возведение первичной обделки из набрызг-бетона небольшой толщиныс анкерами или арками, и вторичной – из монолитного железобетона с применением передвижной опалубки. Разработка грунта ведётся буровзрывным способом или комбайнами.
Механизированная проходка
Предполагает использование тоннелепроходческих щитов с роторными рабочими органами, оборудованными шарошками и резцами для разработки грунта. Комплекс собирается на дне монтажной камеры — котлована, который служит началом тоннеля и по окончании работ засыпается грунтом. В передней части комплекса находятся резцы для разработки породы. Машина начинает разрабатывать грунт и принимает нагрузку на себя, защищая тоннель от обрушения. По мере прохождения тоннеля ТПМК укрепляет его кольцами из тюбингов или блоками путем нагнетания цементно-песчаных растворов.
При помощи гидравлических домкратов ТМПК продвигается вглубь тоннеля, отталкиваясь от уже уложенных колец. Специальный конвейер либо трубопровод удаляет отработанный грунт за пределы комплекса. В сложных инженерно-геологических условиях в неустойчивых и водонасыщенных грунтах применяются ТПМК с активным пригрузом забоя, который обеспечивается давлением на забой бентонитового раствора (гидропригруз) или измельченного грунта (грунтопригруз), что обеспечивает безопасность ведения работ. Чтобы ТМПК не кренился из-за вращения рабочей части щита, за пределы корпуса выдвигаются специальные элероны. Положение ТМПК в тоннеле определяется с помощью лазерных приборов.
Строительство станции метро «Адмиралтейская» в Санкт-Петербурге
Метод продавливания
Применяется в случае невозможности вскрытия поверхности земли на локальных участках – автодорогами, железнодорожными путями, объектами инженерной инфраструктуры. В данном случае в котловане сооружается тоннельная секция и с помощью домкратов под защитой трубного экрана производится продавливание секции в грунтовый массив.
На линиях метрополитена в центральных густозаселенных районах крупных городов наиболее распространены станции глубокого заложения, которые также сооружают закрытым способом, т. е. без вскрытия земной поверхности. Закрытым способом сооружают станции трех типов: пилонные, колонные и односводчатые.
Станции глубокого заложения всегда строят в устойчивых коренных грунтах, оставляя над сводом кровлю этих грунтов толщиной 5–10 м, что позволяет вести проходку без применения сложных и дорогостоящих специальных способов. Над этой кровлей в большинстве случае залегают мощные слои слабых водонасыщенных грунтов. Поэтому при раскрытии выработок большого сечения в таких условиях требуется особая осторожность.
Сложность работ при строительстве станции закрытым способом заключается в том, что в ряде случаев приходится разрабатывать смежные или одиночные выработки большого сечения общим пролетом 25–30 м и площадью поперечного сечения до 200–250 м кв. Разработка таких объемов грунта под землей неизбежно вызывает смещение массива над станцией, что приводит к осадкам поверхности и повреждению зданий и других наземных сооружений. Срок строительства станции закрытым способом, как правило, определяется продолжительностью выполнения горнопроходческих работ в основных сооружениях станционного комплекса.
Пилонные станции
Конструкция пилонной станции допускает независимую проходку трех параллельных тоннелей кругового сечения с последующим соединением их параллельными проходами. Круговое очертание тоннелей, образующих станционное сооружение, обеспечивает однотипность работ и безопасность их проведения. В практике отечественного тоннелестроения наибольшее распространение получили станции пилонного типа с чугунной и железобетонной обделкой. Способы сооружения пилонных станций отличаются большим разнообразием соответственно вариантам конструктивного исполнения этих станций. Отличаются они главным образом очередностью, с которой возводят пилоны с проходами и станционные тоннели.
В соответствии с этим характерным признаком можно выделить четыре основные технологические схемы возведения станций пилонного типа:
- Сооружение пилонов и проходов непосредственно после проходки станционных тоннелей. По такой схеме сооружают пилонные станции с обделкой из чугунных тюбингов. В процессе проходки станционных тоннелей в пределах проемной части станции в обделку включают рамные кольца из усиленных и клинчатых тюбингов. Это позволяет разомкнуть кольца при устройстве проходов без дополнительного усиления проемных участков.
- Сооружение пилонов и проходов после того, как в предварительно пройденных станционных тоннелях будут выполнены работы по усилению проемных участков. По этой схеме сооружают в большинстве случаев пилонные станции с обделкой из железобетонных элементов. В процессе проходки станционных тоннелей в кольца обделки проемной части станции включают опорные железобетонные блоки, оформляющие пилон. До раскрытия проемов в пределах этой части станции возводят специальные сборные или монолитные конструкции, которые позволяют разомкнуть кольца в пределах проема.
- Сооружение пилонов и проходов в штольнях до проходки станционных тоннелей. Обделку проходов и пилоны возводят в этих штольнях из монолитного бетона как единую конструкцию в виде аркады, расположенной вдоль станции в пределах ее проемной части. Затем сооружают станционные тоннели, при этом их разомкнутую в пределах проемной части станции обделку опирают на готовые бетонные конструкции. Существенным недостатком такой схемы является высокая трудоемкость работ и низкий уровень их механизации при сооружении опорных конструкций горным способом. Поэтому она не получила практического распространения, но может быть рекомендована при сооружении многопролетных объединенных пересадочных станций.
- Сооружение станционных тоннелей одновременно с сооружением пилонов и проходов. В этом случае при проходке боковых станционных тоннелей сечение забоя разрабатывают с учетом размещения и монтажа сборных пилонов одновременно с сооружением тоннельной обделки. Способ применим в устойчивых полускальных и скальных грунтах. В связи с повсеместным прекращением строительства пилонных станций в таких грунтах, этот способ утратил практическое значение.
Поперечный разрез станции «Маяковская», Алексей Селезнев и Александр Попов. Источник: artlebedev.ru
Колонные станции
Станции колонного типа сооружают в достаточно широком диапазоне инженерно-геологических условий. В скальных необводненных трещиноватых грунтах их возводят с обделкой станционных тоннелей из монолитного бетона и железобетона, в обводненных сильнотрещиноватых скальных и малоустойчивых грунтах – из чугунных тюбингов, а в плотных сухих глинах – из сборного железобетона. Разнообразие условий строительства определило большое число вариантов конструктивного исполнения колонных станций и соответственно способов их сооружения.
Общая особенность этих способов состоит в выполнении следующих основных этапов работ:
- проходка двух путевых (боковых) тоннелей станции с оставлением целика грунта между ними;
- возведение в боковых тоннелях вдоль станции внутренних несущих конструкций, основным элементом которых являются колонны;
- сооружение среднего станционного тоннеля с обделкой в виде верхнего свода, опирающегося на внутренние несущие конструкции, и обратного свода или лотковой плиты.
Колонная станция представляет собой единую большепролетную пространственную конструкцию, которая включает значительное число различных по форме и материалу элементов.
Поэтому последовательность выполнения производственных операций при ее сооружении должна быть такой, чтобы обеспечить совместную работу всех элементов конструкции как в поперечном, так и в продольном сечении станции.Важным условием является также одновременное включение в работу колонн, расположенных в одном поперечном сечении станции. Кроме того, в процессе сооружения станции должны быть сведены до минимума смещения опорных узлов сопряжения обделки среднего и боковых тоннелей.
Малейшее отступление от заданной технологии может привести к деформациям конструкции и смещению грунтового массива. Общее для всех станций глубокого заложения правило последовательности раскрытия выработок сохраняется. Сначала сооружают боковые тоннели с опережением забоев в 25–50 м, а затем средний тоннель. Проходка боковых тоннелей не имеет каких-либо особенностей. Параллельно с прокладкой тоннеля строится сама станция и система переходов, затем в метро прокладываются коммуникации и монтируются эскалаторы.
Пример односводчатой станции метро
Односводчатые станции глубокого заложения
Сооружение односводчатой станции глубокого заложения предусматривается в устойчивых сухих грунтах типа протерозойских или спондиловых глин, часто встречающихся при строительстве метрополитенов в Ленинграде и Киеве. В Москве сооружена только одна односводчатая станция — «Тимирязевская» на Серпуховско-Тимирязевской линии. Эти станции экономичны, позволяют разнообразить архитектурные решения, а также имеют эксплуатационные преимущества на пассажиронапряженных станциях. Свод станции составлен из отдельных арок, представляющих собой железобетонные блоки, опирающиеся на монолитные опоры. Для того, чтобы избежать изгибающих моментов, а арках свода применено близкое к шарнирному соединение блоков, без связей растяжения в стыках.
Сразу после монтажа, собранная из отдельных блоков большепролетная арка, обжимается в грунт. Для этого в замковый блок, при его изготовлении, заложены два плоских гидравлических домкрата. Величину усилия разжатия можно регулировать, в зависимости от конкретных условий строительства, добиваясь стабилизации горного давления и уменьшения осадок поверхности.
Обратный свод, так же как и верхний, выполнен из не связанных друг с другом арок циркульного очертания, составленных из железобетонных блоков. Конструкция односводчатой станции может быть продолжена за пределы посадочных платформ для размещения в этой удлиненной части станционной тяговой понизительной подстанции, вентиляционных камер, водоотливных установок и других обустройств для обеспечения эксплуатации линии, что исключает строительство отдельных камер для указанных обустройств и снижает затраты труда. Обделка станции, обжатая в грунт, снижает до минимальных размеров оседание грунта. На станциях метро глубокого заложения для связи с дневной поверхностью, сооружаются наклонные эскалаторные тоннели, в которых монтируются эскалаторы, длина которых зависит от глубины залегания станции.
Дополнительные статьи
Выберите интересующую статью:
Взрывозащищенный щит CREG готов к отправке на Сицилию
15 апреля, 2024
Заключен контракт на электрификацию Ontario Line
12 апреля, 2024
Президент дал старт проекту ВМС Москва – СПб
11 апреля, 2024
Открыт северный вестибюль вокзала Москва-Сити на МЦД-4
10 апреля, 2024
Илон Маск запустил конкурс «Not-a-Boring 2025»
8 апреля, 2024
Расскажите о нашей статье своим друзьям,
поделившись ссылкой в социальной сети
Комментарии (0)
Настоящим подтверждаю, что я ознакомлен с политикой конфиденциальности
и согласен на обработку персональных данных. Подробнее