Способы строительства метрополитенов

Основные способы. Линии метрополитенов в основном строят способами, которые можно объединить в две группы — закрытые (подземные) и открытые способы.

Закрытые способы применяют при сооружении метрополитенов глубокого и мелкого заложения. При этом все работы по строительству метрополитена ведут в подземных условиях, без нарушения уличного движения. Для транспортирования разработанного грунта, доставки различных материалов, конструкций и оборудования служат специально устраиваемые шахтные стволы, которые оборудуют подъемными машинами, клетями и бадьями для подъема и опускания людей и груза.

Для ведения проходческих работ и возведения тоннельных конструкций в подземных условиях при закрытом способе в зависимости от инженерно-геологических условий и размеров тоннелей используют различные способы работ:

щитовой способ, основанный на применении щита — передвижной металлической крепи, под защитой которой производится разработка грунта в забое на полное сечение (профиль) и осуществляется возведение тоннельной обделки;

способ сплошного забоя, состоящий в разработке грунта в тоннеле сразу на полное сечение (профиль) с установкой временного деревометаллического крепления, служащего защитой на время устройства тоннельной обделки;

горный способ, основанный на последовательной разработке грунта в тоннеле по частям с установкой временного деревометаллического крепления, под защитой которого также по частям возводят тоннельную«обделку.

Открытые способы применяют при сооружении линий метрополитена мелкого заложения (проходящих на глубине 10—15 м от поверхности земли), при этом все работы по возведению тоннельных конструкций выполняют в открытых котлованах, которые после завершения строительства засыпают грунтом. При строительстве метрополитена этими способами необходимо перекладывать подземные коммуникации, переносить из района строительства линии трамвая, троллейбуса и автобуса, иногда укреплять грунты под фундаментами зданий. Поэтому в последнее время при строительстве городских метрополитенов только мелкого заложения в Минске, Горьком, Ташкенте, Новосибирске применяют комбинированный способ, при котором станции метрополитена возводят в котлованах открытым способом, а перегонные тоннели между станциями сооружают закрытым способом.

В число открытых способов входят:

котлованный способ, состоящий в том, что на полную ширину тоннеля до уровня подошвы будущего тоннеля раскрывают котлован, стены которого оставляют без крепления (под углом естественного угла откоса грунта) или поддерживают временной крепью (если они вертикальны); обделку тоннеля сооружают в котловане, а затем засыпают грунтом;

траншейный способ, при котором котлован разрабатывают по частям (в этом случае для устройства вертикальных стен тоннеля используют способ «стена в грунте»);

использование передвижной металлической крепи прямоугольного сечения (щит открытого способа) для крепления стен котлована и устройства тоннельной обделки.

Специальные способы. В сложных инженерно-геологических условиях строительства — в водоносных песчано-глинистых грунтах, плывунах, в сильно трещиноватых скальных грунтах с большим притоком подземных вод — применяют специальные способы, целью которых является укрепление неустойчивых грунтов, ликвидация поступления воды или временное осушение грунтов. К числу таких специальных способов относятся: водопонижение, замораживание грунтов, применение сжатого воздуха (кессонный способ), цементация грунтов, химическое закрепление.

Наземные линии метрополитена, расположенные на поверхности земли или на эстакадах (мостах), сооружают методами, применяемыми при строительстве железных дорог и мостов, позволяющими широко использовать высокопроизводительную землеройную технику для возведения земляного полотна, применять индустриальные сборные железобетонные конструкции для устройства эстакад, вести работы широким фронтом.

Строительство станций мелкого заложения в большинстве случаев ведётся в открытом котловане, закреплённом расстрелами, с помощью типовых конструкций из сборного либо монолитного железобетона.

Крепление котлована:

1 — свая; 2 — пояс; 3 — расстрел; 4 — временные пояса; 5 — ограждение котлована; 6 — глиняная обваловка; 7 — деревянная распорка; 8 — засыпка пазухи песком; 9 — бетон; 10 — постоянная конструкция

Строительство открытым способом Алексеевской линии в Алексеевской балке между существующей станицей «23 августа» и строящейся станцией «Алексеевская». Вид с Алексеевки в сторону Павлова Поля. Туннели не соединены. Справа оборванный пешеходный мостик через балку

Строительство станции мелкого заложения в Ленинграде

Сборные конструкции станций монтируются в подготовленном котловане козловым краном снизу вверх. Сначала на подготовленное основание устанавливают фундаментные и лотковые блоки, затем стеновые элементы. Блоки омоноличиват, сваривая выпуски арматуры и бетонируя стыки. Затем устанавливаются колонны, внутристанционные конструкции, продольные ригели и плиты перекрытия. В период монтажа все элементы надежно закрепляются.

На станции "Ул. Подбельского", "стены в грунте", использовавшиеся для крепления котлована, включены в конструкцию схему и являются непосредственно несущими стенами станции.

Для гидроизоляции конструкции, в большинстве случаев, применяется наружная оклеечная гидроизоляция из рулонных материалов на стеклотканевой основе. Гидроизоляция выполняется в два-три слоя со смещением на половину ширины рулона. Для защиты гидроизоляции от механических повреждений при монтаже конструкций и обратной засыпке, ее закрывают защитным слоем бетона с армировкой стальными сетками.

Типовая станция мелкого заложения в России имеет два, реже — один вестибюль, соединённый с платформой станции лестничными сходами, а в случае если перепад высот превышает 5 метров, устанавливается также эскалатор на подъём (при перепаде более 7 метров — и подъём, и спуск осуществляется эскалаторами).

Можно выделить следующие типы станций мелкого заложения:

-Односводчатые

-Колонные трёхпролётные

-Колонные двухпролётные

-Однопролётные

Рассмотрим эти типы станций более подробно.

Односводчатая станция мелкого заложения — одна из разновидностей станции метрополитена.

Односводчатая станция отличается отделкой, выполненной в виде пологого свода переменной толщины, омоноличенного с вертикальными стенами, в свою очередь связанными с лотковой железобетонной плитой основания. При наличии напорных грунтовых вод лотковая плита выполняется в виде обратного свода.