Строительство туннеля в метро

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

Копать — не строить: зачем Смольному нужен тоннель между вокзалами

Не справляясь со строительством метро, Смольный думает рыть ж.–д. тоннель под Невой

Валентин Енокаев, назначенный в конце октября первым замглавы Комтранса, пришёл не один, а с вызвавшей ажиотаж идеей тоннеля между Балтийским и Финляндским вокзалами. Этот проект, однако, рискует пополнить коллекцию нереализованных задумок с его прежнего места работы — Дирекции по развитию транспортной системы Петербурга и Ленобласти.

Догонять не строить: развитие петербургского метро деградировало

Двух диаметров, одобренных Концепцией РЖД по развитию Петербургского ж.–д. узла, Смольному показалось мало. По мнению Комтранса, к ним напрашивается кольцевой маршрут с железнодорожным тоннелем под центром города и Невой; замкнуть это немного кривое кольцо предлагается на Балтийском вокзале. Трассировка такая: Балтийский — станция метро «Театральная» — станция метро «Летний сад» — Финляндский вокзал, далее по существующей ж.–д. инфраструктуре через Кушелевку — Дачу Долгорукова — Волковскую и до Балтийского.

По словам автора телеграм–канала «Сказочный проектировщик» Ивана Вергазова, технически сделать кольцо через Балтийский вокзал почти невозможно. «Чтобы его замкнуть со стороны “Электросилы”, нужно снести завод связи Минобороны, затея бесперспективная. Придётся нырять аж от Витебского пр., позже начинать тоннель мешают существующие и перспективные улицы. Но в таком случае он станет длиннее на 3 км, что увеличит стоимость проекта ещё на 40–50 млрд рублей», — предполагает Вергазов.

Официально стоимость затеи власти пока не озвучивали: для этого им необходимо разработать ТЭО и проектные решения, на что в бюджет 2021 и 2022 годов добавили 155 млн рублей. Эксперты оценивают кольцо в 200 млрд рублей.

Иван Вергазов не видит задач, которые выполняло бы предложенное кольцо с тоннелем. «Любой ж.–д. тоннель под Невой бесперспективен. Особенно ниже моста Петра Великого: там геология очень плохая, и глубина его заложения будет не меньше 100 м. Даже метро под Невой строится с трудом, а ж.–д. тоннель имеет в 2–3 раза большее сечение — экономики для окупаемости такой затеи просто не существует! Особенно без участия грузовых перевозок», — говорит эксперт.

Что касается предлагаемого створа тоннеля, то он дублирует «красную» линию метро, но по гораздо менее заселённым районам. Если использовать его в качестве кольца — потребуется очень дорогая интеграция с «красной», «фиолетовой» и «оранжевой» линиями метро, при этом популярнейшие «синяя» и «зелёная» останутся в стороне.

Ряд СМИ писали, что при реализации кольца, возможно, придётся отказаться от ветки до аэропорта Пулково. Однако председатель Комтранса Кирилл Поляков опроверг это. «В Концепции главным приоритетом является Северо–Восточный обход, который обеспечит отвод грузового транспорта из центра города. Также в перечне приоритетов ж.–д. связь с Пулково. Ветка от Балтийского вокзала до Пулково остаётся в любом случае, как и диаметры», — прокомментировал чиновник «ДП».

«Зачем создавать ещё одну подземную систему, которая не может быть достаточно нагружена? При этой идее огромный район Охты, Ржевки и Пороховых остаётся без внеуличного транспорта, а совершенно историческая часть нагружается этими связями. Кому это нужно? Просчитать такой вариант можно, но это будут выброшенные деньги. Развитие метро замерло, при этом пытаются привнести какие–то псевдоальтернативы», — прокомментировал «ДП» один из разработчиков Концепции РЖД, отмечая, что тоннель предлагали и ранее.

Источник

Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы

Последние новости

На данный момент

Станцию метро «Рижская» на БКЛ украсит «временной портал».

Этапы строительства метро:

Выбор места расположения

В первую очередь метро прокладывают в отдаленные районы столицы. При этом учитывается, сколько там проживает людей и сколько жилья построят в будущем, а также есть ли в районе промышленные предприятия, бизнес-кластеры и большие офисные центры, в которые ежедневно люди приезжают на работу. На выбор места для новой станции влияет и такой фактор, как заселенность соседних районов и даже Подмосковья. Зачастую станцию решают строить там, где движение автомобилей наиболее плотное.

Инженерные изыскания

На этом этапе происходит сбор сведений, необходимых для дальнейшей разработки технико-экономического обоснования проекта и рабочей документации на строительство. В состав инженерных изысканий для строительства метро должны входить геологические, геодезические, экологические и другие виды изысканий по необходимости.

Проектирование

На этом этапе определяются глубина заложения, типы конструкций и способ проходки подземных тоннелей, составляется проектно-сметная документация. Проще говоря, проектировщики определяют оптимальный «маршрут» подземной дороги и место заложения станции.

Проект готовится таким образом, чтобы строительство не повредило архитектурные памятники, здания на поверхности, парки и скверы и при этом стоило бюджету как можно меньше затрат. Если трасса тоннеля проходит вблизи уже существующих объектов, то при необходимости разрабатываются методы инженерной защиты этих сооружений от шума, вибраций и блуждающих токов, возникающих при строительстве и эксплуатации линий метрополитена.

Строительство

Различают закрытый способ строительства, без вскрытия поверхности, и открытый способ, при котором тоннели и станции строятся, соответственно, в разрытых траншеях и котлованах и после засыпаются грунтом.

Закрытый способ применяется при строительстве линий глубокого заложения, станции мелкого заложения строятся преимущественно открытым способом.

Строительство «глубокого» метро начинается с прокладки шахтного ствола для клети (лифта), который будет доставлять метростроевцев и необходимое оборудование «на рабочее место». Площадку, которая вырывается вокруг ствола, можно сравнить с огромной лестничной клеткой. Отсюда начинается прокладка тоннеля. На той же клети после бурения ежедневно на поверхность вывозятся десятки тонн грунта.

Чем глубже станция, тем она дороже и требует больше ресурсов. В 2011 году в Москве было решено большинство новых станций прокладывать открытым способом. Достаточно выкопать котлован, установить бетонные конструкции, выполнить обратную засыпку и уже внутри полученного коридора укладывать пути. Это не только дешевле, но и гораздо быстрее, чем строить станции глубокого заложения.

Проходка и укрепление тоннелей осуществляется чугунными тюбингами или водонепроницаемыми железобетонными блоками обделки.

Монтаж эскалаторов

Параллельно с прокладкой тоннеля строится сама станция и система переходов, затем в метро прокладываются коммуникации и монтируются эскалаторы.

Внутреннее оформление

Столичный метрополитен по праву считается красивейшим в мире. В большинстве стран станции утилитарны и неотличимы одна от другой. Несмотря на то что теперь станции Московского метрополитена строятся по типовым проектам, для каждой из них разрабатывается свое, особенное архитектурное и дизайнерское решение.

Проекты дизайна строящихся станций московского метрополитена можно посмотреть здесь.

Типовые проекты:

Для станций мелкого заложения используются три основных типа:

Технологии в помощь метростроевцам

Тоннелепроходческие комплексы

По легенде, изобретатель первого в мире «проходческого щита» англичанин Марк Брунель действительно придумал такую конструкцию после того, как пригляделся к «работе» обыкновенного корабельного червя, когда служил на флоте. Он заметил, что голова моллюска покрыта жесткой раковиной, с помощью зазубренных краев которой червь буравил дерево, оставляя за собой на стенках хода гладкий защитный слой извести.

Тем не менее в 1818 году первый щит Брунеля был запатентован, а в 1825 году с его помощью началось строительство тоннеля под Темзой.

В первой машине грунт выбирали сразу 36 шахтеров, располагавшихся каждый в своей ячейке. После выемки грунта на несколько сантиметров щит сдвигали немного вперед. Это была непростая работа, учитывая постоянно просачивающуюся воду (дно реки располагалось всего в нескольких метрах выше сводов этого двойного тоннеля). Несколько наводнений в забое унесли жизни семи рабочих, а однажды чуть не погиб сын Брунеля. Более того, на подземной стройке не раз вспыхивал болотный газ. И всё же работа завершилась триумфом.

В первый же день после открытия удивительного сооружения через тоннель прошли 15 тысяч человек. С тех пор Великобритания заслуженно считается пионером щитовой проходки, а сам щитовой метод в специальной литературе получил название «лондонский».

На первых щитах, как уже отмечалось, грунт выбирался рабочими вручную с помощью отбойного молотка и удалялся через уже построенный тоннель на вагонетках. Для движения щита вперед использовались винтовые домкраты, которые упирались в готовый участок тоннельной обделки и толкали машину вперед.

Размеры тоннелей росли, совершенствовалась и конструкция «червя»: в передней его части появились горизонтальные площадки, которые позволили рабочим разрабатывать грунт одновременно с двух (а иногда и более) ярусов. Однако из-за большого количества ручного труда и частых аварий скорость проходки оставляла желать лучшего.

Следующим этапом «эволюции» тоннелепроходческих комплексов стала разработка конструкций с так называемым «грунтопригрузом». При работе такого щита порода подается сначала в герметичную камеру, из которой грунт по принципу «мясорубки» удаляется с помощью шнекового конвейера.

Московские строители первыми в мире с помощью тоннелепроходческих щитов стали прокладывать наклонные тоннели для эскалаторных зон. По заказу Мосметростроя канадская фирма Lovat разработала и изготовила тоннелепроходческий комплекс с наружным диаметром 11 м. Именно с его использованием столичные метростроевцы впервые совершили щитовую проходку тоннеля для эскалаторов. Это произошло на станции «Марьина роща» Люблинско-Дмитровской линии метро.

Решение геологических проблем

Еще в 30-е годы прошлого века, когда в столице строилось первое метро, метростроители столкнулись с очень непростыми гидрогеологическими условиями. Тогда же была применена система против обрушения грунта и других типичных проблем, угрожающих тоннелям, которая по сей день считается одной из самых продуманных и надежных. Речь идет о заморозке грунта, основанной на простой, но эффективной системе.

Примерно через месяц работы холодильной машины грунт вокруг отдельных замораживающих колонок смерзается в монолитную массу, защищающую место выработки от проникновения грунтовых вод и осыпания стенок. Теперь холодильная машина должна лишь поддерживать кольцо мерзлоты до тех пор, пока не будут произведены выработка и закрепление ее стенок.

Получают жидкий азот на специальных заводах путем сжижения атмосферного воздуха при низких температурах и последующего разделения его на жидкий азот и кислород, имеющие разные температуры испарения. Жидкий азот транспортируют в специальных емкостях (танках).

В отличие от других промышленных хладагентов (аммиака, фреона), которые можно использовать только в замкнутой системе холодильной установки, жидкий азот используют однократно (испаряющийся газ выпускают в окружающую среду).

Способ низкотемпературного замораживания с применением жидкого азота обладает рядом преимуществ по сравнению с обычным (рассольным) замораживанием. При замораживании жидким азотом не нужны замораживающие станции, а также сети трубопроводов. Доставленный на стройплощадку жидкий азот из цистерн пускают сразу в замораживающие колонки. Скорость замораживания увеличивается, что особенно важно при больших скоростях фильтрации грунтовых вод, а также при поступлении термальных и минерализованных вод. На замораживание 1 м 3 грунта с содержанием воды до 30% расходуется 1000 л жидкого азота. Жидкий азот взрыво- и пожаробезопасен и нетоксичен.

Устройство свай из грунтобетона выполняется в два этапа: производство прямого (бурение скважины) и обратного хода буровой колонны. В процессе обратного хода производят подъем колонны с одновременным ее вращением.

Благодаря этим технологиям сегодня метростроевцы могут работать в самых сложных геологических условиях, прокладывая тоннели, которые приводят метро в новые районы столицы.

«Драгоценные» инструменты

Источник