Строительство станции метро глубокого заложения

Самые глубокие станции метро в мире

Метро прочно ассоциируется у нас со спуском под землю. Большая часть путей и самые красивые станции находятся именно в тоннелях. А насколько глубоко можно туда спуститься?

Парк Победы, Москва, 73 метра

В различных источниках глубину «Парка Победы» «натягивают» аж до 90 метров. Однако официально подтвержденная глубина залегания станции на 17 метров меньше — что, впрочем, не мешает станции оставаться самой глубокой в столице. Как и «Адмиралтейская», «Парк Победы» оказалась долгостроем: работы по ее строительству стартовали еще в начале 1990 года, но через несколько лет были приостановлены. Оба зала станции начали полноценную работу в 2003 году.

«Парк Победы» — станция с кросс-платформенной пересадкой. У нее есть два отдельных зала, и на платформу каждого из них прибывают поезда разных линий. Залы оформлены зеркально: в северном белые пилоны оттеняются коричневыми путевыми стенами, а в южном зале все ровно наоборот. В торцах зала расположены панно работы одиозного скульптора Церетели, посвященные войне 1812 года и Великой Отечественной войне. Правда, второе из них демонтировали в 2015 году для строительства дополнительного выхода, так что работы у художественных критиков поубавилось.

Станция Алматинского метрополитена Абая, 78 метров

Станция расположена под пересечением проспекта Абая и улицы Фурманова. Открытие станции произошло 1 декабря 2011 года в составе первого пускового участка Алматинского метрополитена «Райымбек батыра» — «Алатау». Состоит из трех залов — центрального и двух боковых, которые образуют общую островную платформу шириной 15.2 м и длиной 104 м. Спуск-подъем на станцию по эскалаторам (4 ленты) высотой подъема 46.0 м, длиной 92.0 м. Является самой глубокой станцией в Алматинском метрополитене.

Вашингтон Парк, Портленд, 79 метров

Строго говоря, «Вашингтон Парк» — станция скоростного трамвая. Но обойти ее вниманием мы не могли, раз уж она настолько глубокая.

Станция построена в 1998 году и принимает поезда Metropolitan Area Express — одной из двух трамвайных систем города. Глубина залегания, как и в случае с «Арсенальной» в Киеве, обусловлена особенностями рельефа: «Вашингтон Парк» расположена под холмом.

Дизайн станции минималистичен, но интересен: отделанные серым гранитом стены, закрытые решетками своды тоннеля, цилиндрические светильники. Потолочные балки c двух сторон станции имеют желтый и оранжевый цвет соответственно, что символизирует рассвет и закат. На стену нанесена геохронологическая шкала развития Земли, а под ней в стеклянной трубке находятся образцы горной породы, соответствующие определенным эпохам. На одной из платформ расположен мемориал в честь единственного работника, погибшего при прокладке тоннеля.

Адмиралтейская, Санкт-Петербург, 86 метров

60 из 69 станций метро «северной столицы» — глубокого заложения. Такая ситуация обусловлена сложной геологической ситуацией и характером застройки города. Всероссийский рекордсмен по глубине залегания находится именно в Санкт-Петербурге.

«Адмиралтейская» должна была открыться в 1997 году, но начала полноценно работать лишь спустя 14 лет. История запуска «Адмиралтейской» весьма драматична, причем главные события разворачивались как раз наверху, а не на глубине. Более 10 лет «Метрострой» не мог выкупить и расселить жилой дом в Кирпичном переулке, чтобы построить на его месте торговый центр с вестибюлем станции. Несмотря на активное противодействие жильцов и комитета по охране памятников истории и культуры, в 2009 дом все же снесли, а в декабре 2011 станция приняла первых пассажиров.

Оформление станции отсылает к морской тематике. Стены украшены медальонами-барельефами русских флотоводцев. Станцию также украшает несколько панно: «Нептун», «Нева» и «Основание Адмиралтейства». А в решетки дверей на путевых стенах вставлены стилизованные якоря. Вид станции «Адмиралтейской» немного портят алюминиевые декоративные полуколонны, но, возможно, многим это по вкусу.

Мозаичное панно «Нева»:

Пухын, Пхеньян, около 100 метров

Точно вычислить глубину залегания станций северокорейского метро не представляется возможным. КНДР — закрытая страна, а данные о таком стратегическом объекте, как метрополитен, держатся в максимальной секретности. Но пхеньянское метро точно является одним из самых глубоких в мире по средней глубине залегания. Он построен так намеренно: в случае ядерного конфликта станции и тоннели метро можно будет использовать в качестве убежища.

Интерьер станции Пухын (в переводе на русский — «возрождение») выдержан в лучших традициях «сталинского ампира» в его корейском варианте. Цветастые роскошные люстры, барельефы на стенах и огромное панно с Ким Ир Сеном в торце зала мысленно возвращают куда-то в 1950-е. Однако Пухын — последняя на данный момент станция Пхеньянского метрополитена, она была открыта в 1987 году.

Арсенальная, Киев, 105.5 метра

Арсенальная стала одной из самых первых станций киевского метро. Построенная в 1960 году, она до сих пор остается и самой глубокой в мире. 105,5 метра от платформы до выхода на землю — такая глубина обусловлена особенностями киевского рельефа. Дело в том, что правый берег украинской столицы значительно выше левого. Линия метро, которая проходит по мосту через Днепр, упирается в кручу, и затем постепенно поднимается к поверхности.

В это время в СССР был разгар кампании по «борьбе с излишествами в проектировании и строительстве», упрощение и удешевление в архитектуре как раз докатилось до метростроя. Так что дизайн «Арсенальной» довольно скромный: пилоны и стены отделаны светлым мрамором и одноцветной плиткой, перемежаясь фигурными коваными решетками. Кстати, «Арсенальная» — еще и единственная на постсоветском пространстве станция так называемого английского типа, без центрального зала.

Источник

Как строят метро и куда потом девается земля

Удивительно, но впервые подземное метро появилось в далеком 1863 году и было это в Лондоне. Конечно у метростроителей прошлого, не было современной техники, и потому копать тоннели им приходилось вручную, открытым способом. Что значит открытым? Это значит, что люди не лазили как кроты под землей. С поверхности, была выкопана траншея глубиной всего 10 метров, на дне которой проложили рельсы, а верх будущего тоннеля укрепили кирпичной кладкой, присыпав сверху землей.

Эта линия была просто революционной для своего времени. На открытие ветки длинной всего то 3600 метром, но за то состоящей из целых семи станций, прибыл даже сам принц Эдуард. Хотя, открой новое метро в каком-то городе и сейчас, если этого самого метро там раньше никогда не было, тоже, наверное, будет присутствовать сам президент.

В общем, чтобы строить больше и глубже, ручного физического труда было явно недостаточно. Кстати поездка на таком метро была делом малоприятным. Вагоны, которые по сути представляли из себя открытые платформы похожие на увеличенные шахтерские вагонетки с сиденьями, тянул. паровоз. Вентиляции в тоннеле практически не было, а даже если бы она и была, то мало спасла бы. В общем по прибытии на станцию назначения, пассажир из «вагонетки» сам был похож на чумазого шахтера. Однако несмотря на это, новый транспорт пользовался бешеной популярностью. Еще бы, невидаль такая.

Но прогресс не стоял на месте, и паровозы со временем заменили электрические поезда, а вагонетки сменились на вполне себе комфортные вагоны. Изменилась и работа метростроевцев.

Как строят тоннели сегодня.

Хотя иногда тоннели копают, как и раньше, в виде траншеи (только уже не лопатами, а экскаваторами), чаще всего их прокладывают при помощи проходческого щита. Хотя по большому счету, не щит это вовсе, а целый подземный завод.

В отличии от щита 1818 года, где рабочие вручную выбирали грунт, современный щит подобно гибриду дрели и мясорубки, «высверливает» себе дорогу. Гигантский металлически ротор с резцами, «высверливает» грунт, подавая его на конвейер, расположенный позади щита. После грунт вывозится вагонетками на поверхность. За «головой» этого стального червя, вгрызающегося в пласты земли, помимо конвейера, идет целый цех, сразу возводящий своды и отделку тоннеля, дабы не допустить обрушения. Таким образом, за щитом остается не просто выкопанная нора, а полноценный, практически готовый микротоннель.

Скорость такого щита мала. Самые продвинутые и современные машины, проходят всего 10 метров в день. Потому на строительство линий метро, уходили бы десятилетия. Но к счастью, щит на возведении целых линий работает не один. Пока кто-то копает перегон к одной станции, другая бригада метростроителей, вместе с другим щитом, будет строить другой перегон. Например, на строительстве второй очереди метро в Москве, работало одновременно 42 щита.

Современные щиты могут работать в условиях водонасыщенного грунта и имея защищенный передний отсек, не допустят поступления в забой воды, если случайно проходчики наткнутся на водоносный слой. При этом управляется с пульта из кабины. Да, у этого щита тоже есть свой машинист. Или капитан, как кому больше нравится.

Куда увозят землю.

А тут уже куда закажут. При строительстве метро, вынутый из-под земли грунт не пропадает зря. Он оказывается тоже может быть востребован. например грунт из метро направляется на различные строительные площадки, или на полигоны где проводится рекультивация. В общем применить её можно всюду, где необходимы искусственные насыпи. Легенда гласит, что одна из подмосковных трас, например, была построена при помощи грунта из метро. В любом случае, судьба грунта, место куда он будет вывозиться и для каких нужд использоваться, определяется еще до начала строительства новой линии.

Источник

Процесс прокладки метро под водой: просто о сложном

Примером строительства под водой, а точнее под дном рек, стало метро Санкт-Петербурга. Не зря оно считается одним из самых глубоких в мире. В среднем станции в нем залегают на глубине 57 метров. Но и в других подземках приходится пересекать водные преграды.

Варианты строительства

Можно сказать, что технология прокладки метро под водой во многом схожа с прокладкой под сушей. Рыть тоннели приходится в недрах земли. Основное отличие связано с глубиной залегания и опасностью просачивания воды. Это требует значительно большего времени, труда и средств.

Все пять линий Петербургского метрополитена проходят под Невой. Общая их длина – 124,8 км. Самая глубокая станция – «Адмиралтейская» (84 м под землей). По ходу строительства новых веток на пути возникают естественные преграды, в том числе реки, озёра и целые подземные водоёмы. Такие места опасны не только возможностью внезапного прорыва стен тоннеля и затопления. Трудности возникают в процессе бурения, так как грунт зачастую чрезмерно насыщен влагой – из-за этого велика вероятность образования плывунов.

Прокладка метро возможна двумя способами: с использованием мелкого заложения тоннеля и глубокого (станция метрополитена может располагаться на глубине более 50 м.). В каждом отдельном случае способ определяется после проведения предварительных геодезических работ.

Прокладка тоннеля глубокого заложения

Фото: Комплекс для прокладки евротоннеля под Ла-Маншем

Туннели прокладывают механизированными комплексами (ТПМК), выполняющими одновременно не только бурение, но и ряд других функций:

Для прохождения плывучих грунтов, насыщенных подземными водами, применяются ТПМК, оборудованные растворонагнетателем («Гидропригруз», «Slurry Shield»). В таких машинах в переднюю часть под высоким давлением подаётся бентонитовый раствор. Он создаёт прочную оболочку, позволяющую удерживать забой в неподвижном состоянии даже на тяжёлом неустойчивом грунте.

Проходческие щиты принято называть женскими именами. Такую традицию придумал производитель оборудования Ричард Ловат. Первое имя было – Барбара – в честь покровительницы подземных работ.

Немного истории

В Советском Союзе первый щит был приобретен в Англии в 1934 г. Использовался он для глубокой прокладки участка между Театральной площадью и Лубянкой (тогда «Площадь Дзержинского»). Перед советскими инженерами была поставлена задача: изготовить такой же щит на отечественном предприятии. Ее выполнили буквально за пару месяцев.

В настоящее время в целях экономии глубокозаложенные тоннели прокладывают только при необходимости – в местах пересечения рек и водоёмов. Однако в истории советского «Метростроя» нередки случаи, когда для прокладки под водой использовалось и мелкое заложение.

Прокладка метро мелкого заложения

Фото: так прокладывают тоннель

Рассмотрим примеры мелкозаложенных тоннелей московского метро, которые строились там, где протекали ручьи или реки.

Перегон между станцией «Каширская» и «Варшавская» потребовал пересечения ручья Коломенского. Его отвели по новому руслу, проходящему в водопропускных трубах. Этот случай – первый в истории советских строителей, встретивших на своём пути естественную водную преграду.

При сооружении тоннеля под каналом имени Москвы впервые в истории мирового метростроительства работы проводились в непосредственной близости от дна водоёма. Для предотвращения размывов использовалась лёдогрунтовая плита, созданная по методу горизонтального замораживания. Этапы работ:

Такая технология обеспечила безопасность строительства и не мешала судоходству. Ее планировали применить для перегона между «ВДНХ» и «Ботаническим садом». Однако метод усовершенствовали.

На дне Яузы, по маршруту пролегания тоннеля, с помощью замораживания грунта создали герметичный отсек. Нижняя часть герметизировалась естественным водоупором, верхняя – лёдогрунтовой плитой.

Новые колонки для замораживания погружались ударным способом, что позволило минимизировать промерзание окружающей воды. Работы выполнялись с временного моста на плавучей опоре, перемещаемой по всей длине прогона.

Откачивали воду и нагнетали сжатый воздух через пробуренные скважины. По завершении работ мост и замораживающие элементы демонтировали.

Проблема подземных вод

Фото: Кадр из фильма «Прорыв», об аварии на метрострое

Среди основных проблем метростроевцев – прохождение не поверхностных водоёмов, а подземных рек. Тех, в которых вода не «бежит» ручьём, а содержится в песках под давлением в несколько атмосфер. Сложные геологические условия и спешка (станцию хотели открыть к очередному партийному съезду) стали причиной аварий, произошедших в Санкт-Петербурге в 1974 и 1995 гг.

Первый размыв

Первая аварийная ситуация произошла на этапе строительства. Обнаруженный на 90-метровой глубине плывун был заморожен не полностью, в результате чего 8 апреля 1974 г. тоннель стал заполняться водой и песком. Почти километр был затоплен, доля лёдогрунтовой массы разморозилась. Над местом станции «Площадь Мужества» образовались провалы, по стенам домов пошли трещины.

При повторной попытке для замораживания плавучей массы впервые в мировой практике метростроения использовался жидкий азот. Доставлялся он со всего Советского Союза.

Этому событию посвящён художественный фильм-катастрофа «Прорыв», снятый в 1986 г. на «Ленфильме», кадр из которого представлен выше.

Второй размыв

Хотя конструкция тоннеля получилось очень прочной, в него постоянно просачивалась вода – за сутки более 60 м³. В феврале 1995 г. приток резко увеличился, к тому же сказались последствия строительства тоннелей друг над другом – от вибрации стенки дали незначительную усадку.

«В толстенном металле, которым покрыты тюбинговые кольца, кое-где появились трещины. Вода с песком словно наждаком резала металл. Когда поезда оказались «по колено» в воде, а сверху на скоростные экспрессы полил «душ», руководители метрополитена ударили в колокола…», – вспоминали очевидцы.

На протяжении года верхний тоннель ремонтировался – фиксировались листы металла, а промежуток между ним и тюбингом заливался бетонной смесью. Однако вода ворвалась через нижний.

В ночь с 3-на 4-е декабря 1995 г. плывун промыл стенки нижнего тоннеля и размыл железнодорожные пути. Шахта была затоплена и законсервирована в экстренном порядке.

Восстановить движение поездов удалось только 26 июня 2004 г. Итальянская проходческая машина «Виктория» пробурила новый тоннель. Он построен с применением резиновых соединений, что обеспечивает гибкость и снижает вероятность прорывов. За это его называют гусеницей.

Видео о сложностях подземного строительства «Ушедшие в историю. Размыв»:

Современный способ борьбы с плывунами

Схема метода струйного цементирования

Альтернатива использованию жидкого азота – струйное цементирование грунтов (jet-grouting). Метод был придуман около 30 лет назад, его применяют в большинстве случаев по причине невысокой стоимости и надежности. Суть в следующем:

Раствор перемешивается с окружающим грунтом, в результате образуется прочная колонна из грунтобетона. Созданные в шахматном порядке такие колонны выдерживают большие нагрузки. На них можно строить что угодно.

Источник