Научное сопровождение строительства метрополитенов
В тяжелом 2020 году, несмотря на пандемию, строительство транспортных сооружений шло достаточно высокими темпами.
Здание Ленметропроекта, ныне ОАО «Ленметрогипротранс». Источник: ОАО «Ленметрогипротранс»
Большой вклад в создание новых линий метрополитена обеих столиц внес Санкт-Петербургский научно-исследовательский, проектно-изыскательный институт «Ленметрогипротранс», занимающийся комплексным проектированием метрополитенов и других тоннельных и подземных сооружений, который является автором современной российской технологии строительства двухпутных тоннелей метрополитенов.
В 2020 году в Москве был открыт участок Некрасовской (Кожуховской) линии метрополитена от «Нижегородской» до «Юго-Восточной», включая станции «Стахановская» и «Окская».
При проектировании этого участка специалисты института использовали множество новых технических решений, позволяющих оптимизировать объемно-планировочную структуру станций, обеспечить экономические преимущества при строительстве, а также реализовать ряд новаторских инженерных решений для двухпутных перегонных тоннелей, влияющих на безопасность эксплуатации метрополитена. Для данного участка институтом разработаны проектные решения станций мелкого заложения в сочетании с двухпутными перегонными тоннелями.
Двухпутные тоннели, в которых поезда движутся одновременно в одном тоннеле, платформы находятся по бокам, а пути – посередине, в столичном метро строили еще при советской власти. Прокладывались они практически вручную, долго и трудоемко.
Новая отечественная технология – проходка тоннелей метро механизированными щитами диаметром от 10 метров – впервые была спроектирована, отработана и внедрена в городе на Неве. Первым в России объектом, спроектированным и построенным по новой технологии, стало сооружение линии метро «Новокрестовская» – «Беговая» к чемпионату мира по футболу 2018 года. Разрабатывается переход на 13-метровый щит для проходки тоннелей, что позволит уйти от ручного труда в метростроении.
Станция метро «Зенит» (ранее «Новокрестовская») в Санкт-Петербурге
Основными преимуществами такого подхода являются возможность свободной планировки в зависимости от градостроительных условий, возможность типизации каждого из блоков. При этом объемно-планировочные решения не влияют на архитектуру метро: при свободных планировках с открытыми пассажирскими пространствами возможна реализация разнообразных решений, обладающих запоминающейся индивидуальностью, что является важным критерием комфортной эксплуатации метрополитена.
Станции «Стахановская», «Окская» и «Юго-Восточная» в московском метрополитене отличаются как стилистически, так и по архитектурно-художественным решениям, в том числе приемам освещения.
Наиболее сложным объектом на этом участке является станционный комплекс «Нижегородская», представляющий собой пересадочный узел двух станций метро и входящий в состав крупнейшего транспортно-пересадочного узла столицы.
В 2021 году проектный институт закончил выпуск рабочей документации и продолжает авторский надзор участка (БКЛ) Московского метрополитена от станции «Нижегородская» до станции «Каширская».
На этом участке спроектированы четыре станции: «Текстильщики», «Печатники», «Нагатинский Затон», «Кленовый бульвар», три из них – пересадочные. На станциях «Текстильщики» и «Печатники» пересадочные сооружения интегрируются на действующие станции метро, а «Нагатинский Затон» сооружается практически в русле Москвы-реки на наносном грунте. Этот участок линии является одной из наиболее ответственных строек Москвы, поскольку с его реализацией БКЛ будет замкнута и начнет полноценно функционировать. Следует обратить внимание, что двухпутные перегонные тоннели позволят не затронуть историко-архитектурный музей-заповедник «Коломенское», за периметром которого с двух сторон появятся две станции метро.
Станция Нижегородская Московского метрополитена. Источник: stroi.mos.ru
Проектные решения по новому типу станций с двухпутными перегонными тоннелями основаны на формировании объемно-планировочного решения, позволяющего минимизировать строительный объем и общую площадь станции при сохранении нормативных комфортных пассажирских пространств, а также унификации составных элементов станционных комплексов. Результатом проектирования стала разработка модульной блокированной станции, составные элементы которой могут перекомпоновываться и модернизироваться в зависимости от пассажиропотока и градостроительной ситуации.
Данный тип станций был применен для участка Кожуховской (Некрасовской) линии Московского метрополитена, на станциях «Стахановская», «Окская», «Юго-Восточная». Станции отличаются пропускной способностью пассажиропотока, расположением в среде застройки или под уличнодорожной сетью.
Конструктивная схема станций отличается минимизацией колонн, благодаря данному техническому решению уменьшены препятствия в пассажирской зоне. Разработано специальное решение с увеличенным междупутьем в объеме станции и с устройством за счет этого центральной несущей стены, которая воспринимает все нагрузки от перекрытий.
По компоновке станции отличаются большей компактностью в отличие от станций на участке линии с однопутными тоннелями. Станции длиной не более 190 метров, что достигнуто за счет расположения блоков помещений в четыре яруса.
По объемно-планировочным решениям основными преимуществами данного подхода являются:
- возможность свободной планировки в зависимости от градостроительных условий, блоки могут трансформироваться и менять свое положение;
- возможность типизации каждого из блоков;
- возможность перспективных развитий станционных комплексов, например, при формировании на базе станции транспортнопересадочных узлов.
Преимущества по реализации объектов:
- время проектирования сокращается относительно объемно-планировочных решений, формируемых на базе полностью индивидуальных разработок;
- общий период строительства станции около 2,5 лет;
- стоимость реализованных объектов на линии метрополитена с двухпутным тоннелем дешевле аналогов на 9% стоимости станции на участке двух однопутных тоннелей.
Станция Московского метро «Стахановская». Источник: stroi.mos.ru
Например, станция «Стахановская» Кожуховской (Некрасовской) линии метрополитена с двухпутным тоннелем дешевле на 9% стоимости станции на участке двух однопутных тоннелей (станция «Говорово» на Калининско-Солнцевской линии).
Цифровизация – залог сохранения передовых позиций. На протяжении нескольких десятилетий в институте ведется работа по этому направлению и по комплексной автоматизации проектных работ, разрабатывается программное обеспечение для решения специализированных задач подземного строительства.
С 2012 года в институте активно применяется 3D-проектирование, а с 2016 года развиваются и внедряются технологии информационного моделирования. За последние годы реализовано несколько объектов с частичным применением BIM-технологий на различных стадиях проекта. При проектировании Некрасовской линии Московского метрополитена создана информационная модель двухпутного перегонного тоннеля с водоотливной установкой в жестком основании пути с привязкой элементов модели к ПОС (4D-модель).
При строительстве Невско-Василеостровской линии Петербургского метрополитена специалистами института применялись технологии лазерного сканирования для поиска участков с нарушением габарита в тоннеле и определения фактического плана и профиля трассы.
Специфика проектируемых сооружений накладывает ряд ограничений на возможность использования популярных программных продуктов, которые хорошо зарекомендовали себя в наземном строительстве. Для решения задач подземного строительства программистами института разработаны дополнительные модули к используемым программным продуктам Autodesk, позволяющие адаптировать их функционал под задачи института. В качестве примера можно привести модуль для Civil3D, позволивший ввести принятую на объектах метрополитена систему пикетажа, правила расчета переходных кривых и габаритов приближения, автоматизирующий создание геометрической схемы трассы и выпуск ведомостей путейских реперов.
Станция «Говорово» Московского метрополитена. Источник: stroi.mos.ru
Институтом разработан программный комплекс для проектирования системы тягового электроснабжении и расчета пропускной способности линий метрополитена – БМТ. Ядром системы является единая база данных, в которой хранится информационная модель линии, содержащая данные по трассе, применяемому подвижному составу и его характеристикам, оборудованию подстанций и параметрам кабельных линий.
На основе этих данных БМТ позволяет выполнять тяговые расчеты для перегонов с любым режимом ведения, расчет нагрузок фидеров и подстанций с помощью моделирования реального графика движения поездов, моделирование работы тяговой подстанции с накопителями энергии, оценить общее энергопотребление при заданном графике с учетом или без учета рекуперации, выполнить расчет токов короткого замыкания в тяговой сети, расчет максимальных длин рельсовых цепей для заданной пропускной способности, определить пикеты установки изолирующих стыков и точек подключения бесстыковых рельсовых цепей, рассчитать тормозные пути АРС и «факультативы», оценить пропускную способность перегонов и оборота поездов.
Предусмотрен интерфейс обмена данными по трассе с Civil3D и возможность автоматизированного выпуска чертежей по результатам расчетов. Применение данного программного решения позволяет институту при проектировании тяговой сети и систем АТДП проводить сравнительный анализ множества вариантов реализации этих систем и подбирать оптимальные проектные решения в сжатые сроки, а это дает возможность моделирования различных нештатных ситуаций и сложных сценариев на существующих линиях, что может быть полезно при реконструкциях или частичном перевооружении существующих объектов.
В настоящий момент ведутся работы по расширению функционала БМТ в части проводимых расчетов, а также по обеспечению возможности обмена данными с программным обеспечением для информационного моделирования через открытые форматы данных.
Статья опубликована в специальном выпуске газеты «Евразия Вести», 2022 год.
Дополнительные статьи
Выберите интересующую статью:
Полвека назад началось строительство БАМа
24 апреля, 2024
Рублево-Архангельскую линию в Москве откроют через 5 лет
23 апреля, 2024
Для ВСМ Москва – СПб выполнили более 60% изыскательских работ
22 апреля, 2024
Тоннели войдут в список топонимов
19 апреля, 2024
Новая станция Новосибирского метро прошла экспертизу
18 апреля, 2024
Белград продлил контракт с французской группой RATP
17 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