Строить метро открытым способом
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.
Источник
Строить метро открытым способом
Конструкции станций метро открытого способа работ
При сооружении станций мелкого заложения , возводимых в котлованах , распространены две конструктивные схемы : однопролетная ( главным образом односводчатая ) и трехпролетная — колонная с плоским перекрытием .
Конструкция односводчатой станции из монолитного железобетона ( рис . 28, а ) представляет собой свод 1 с вертикальными участками у опор 2. Свод имеет переменную толщину , увеличивающуюся от замка к опорам , опоры соединены с опорными плитами консолями & и вместе со сводом образуют единую монолитную железо — бетонную конструкцию . Плита — лоток 4 шарнирно соединена с концами опорных плит . В зависимости от грунтовых условий плита — лоток может быть плоской или иметь вид обратного свода с опорой на плиты — консоли .
Другим вариантом односводчатой станции из монолитного железобетона является однопролетная рамная конструкция со сводом — ригелем 1 ( рис . 28,6), который имеет переменную толщину и монолитно соединен с вертикальными стенами , уширенными во внутреннюю сторону опорами . Плита — лоток в этой конструкции воспринимает все нагрузки . Распор от свода воспринимается стенами и передается на окружающий грунтовой массив . Пролет станции по наружному очертанию составляет 19 м при общей высоте станции 8-10 м . Под сводом размещаются также понизительная подстанция , вестибюли со служебными помещениями , платформенный участок , вентиляционные камеры .
Односводчатая станция из сборного железобетона — это полно — сборная конструкция , состоящая из шести монтажных элементов ( рис . 29). В поперечном сечении станция представляет собой конструкцию с верхним 3 и обратным 4 трехшарнирными сводами , каждый из которых состоит из двух половин , перекрывающих пролет . Своды опираются на объемные стеновые блоки /, которые образуют вдоль станции коллектор , где укладывают проходящие через станцию кабели и трубопроводы . В местах опирания полусводов на стеновые блоки и сопряжения полусводов устанавливают специальные прокладки 2 из винипласта , играющие роль шарниров .
Наиболее распространенной конструктивной схемой станций открытого способа работ является конструкция трехпролетной колонной станции . Она представляет собой трехпролетную раму равных пролетов , состоящую из монолитной железобетонной нижней плиты 1 ( рис . 30) и сборных железобетонных элементов : стеновых ребристых блоков 2, блоков перекрытия 5, прогонов 5 и двух рядов колонн 4, опирающихся на башмаки 6. При строительстве станций этого типа в сейсмических районах ( рис . 31) делают усиленную монолитную железобетонную плиту основания , в которую защемляют сборные стеновые блоки и основания колонн , а блоки перекрытия обвязывают железобетонными сейсмическими поясами .
Рис . 28. Поперечные сечения односводчатых станций :
а — со сводом полуэллипсного очертания ; б — со сводчатым ригелем и вертикальными стенами ; / — свод ; 2 — пята свода ; 3 — плита — консоль ; 4 — плита — лоток ; 5 — боковая вертикальная стена
С обеих сторон к платформенному участку станции мелкого заложения примыкают вестибюли , которые обычно совмещают с под — уличными переходами . В вестибюлях располагают служебные помещения , необходимые для эксплуатации станции . В поперечном направлении конструкция вестибюля представляет собой двухъярусную трехпролетную раму с двумя рядами колонн , прогонами в середине и стеновыми блоками в крайних пролетах . Этажи вестибюля перекрывают ребристыми плитами перекрытия , опирающимися на стеновые блоки и прогоны .
Рис . 29. Полносборная конструкция односводчатой станции из сборного железобетона
Рис . 30. Поперечное сечение трехпролетной колонной станции мелкого заложения
Рис . 31. Конструкция трехпролетной колонной станции для сейсмических районов :
1 — стеновой блок ; 2 — Продольный сейсмический пояс ; 3 — ригель ; 4 — плита перекрытия ; 5 — лотковая плита ; 6 — платформа ; 7 — колонна
Конструкция переходов состоит из сборных элементов — лотковых стеновых блоков и ребристых блоков перекрытия . В некоторых случаях применяют цельносекционные элементы сборных конструкций на все поперечное сечение перехода .
Что такое временная крепь и постоянная обделка тоннеля ?
Какие конструкции тоннельных обделок применяют при закрытом способе ?
В каких условиях применяются чугунные тюбинги ?
Какие конструкции обделок применяются при открытом способе ?
Чем отличаются конструкции цельносекционных обделок для одного и двух тоннелей ?
Какову основные конструктивные схемы станций метрополитена ?
Из каких основных узлов состоит конструкция станции глубокого заложения ?
Назовите основные конструкции станций открытого способа работ .
Источник
Строить метро открытым способом
Библиотека / Строительство метрополитенов / Условия применения открытого способа и основы организации работ
Условия применения открытого способа и основы организации работ
Открытым способом тоннели и станции сооружают на небольшой глубине. Применяют открытый способ на мало застроенных или свободных от застройки территориях, так как все работы проводят в открытых котлованах или траншеях.
При открытом способе исключаются специфические трудности подземных работ, тоннели сооружаются общестроительными методами с применением высокопроизводительных машин и крупноразмерных конструкций на большой длине участка, т. е. практически при неограниченном фронте работ. Благодаря этому темпы работ по сравнению с темпами при закрытом способе выше, а трудоемкость возведения конструкций ниже.
Недостатки открытого способа заключаются в неизбежности нарушения нормальной жизни города в период строительства, в необходимости перекладки большого количества городских коммуникаций, сноса расположенных в зоне строительства зданий и других сооружений или укрепления их фундаментов.
Оптимальным решением является во многих случаях сочетание закрытого способа сооружения перегонных тоннелей с открытым способом строительства станций и пристанционных сооружений. Число перекладываемых городских подземных коммуникаций в этом случае резко сокращается, а нормальная жизнь города нарушается в значительно меньшей степени.
Перегонные тоннели сооружают открытым способом, как правило, двухпутными при глубине (от поверхности земли до основания тоннеля) 10-12 м. Глубина заложения станций достигает 20-22 м.
Строить тоннели и станции открытым способом приходится в большинстве случаев в песках и глинистых грунтах, обладающих малой устойчивостью и требующих надежного крепления котлованов и траншей или разработки котлованов с откосами. Строительство в котлованах с откосами более предпочтительно, так как организация земляных работ в этом случае проще и появляется возможность использовать наиболее производительные землеройные машины. Однако для такого строительства .необходимо иметь большие свободные территории. Поэтому в обычных городских условиях более распространенным является строительство в котлованах с вертикальными стенами и их креплением.
При уровне грунтовых вод выше основания тоннеля или станции работы ведут с искусственным водопонижением, достигаемым путем открытого водоотлива, дренажем (отводом грунтовых вод), иглофильтровым, вакуумным и другими способами. Эти способы применяют самостоятельно или в различных сочетаниях.
В слабых водонасыщенных грунтах с низким коэффициентом фильтрации, когда водопонижение сильно затруднено, прибегают к искусственному замораживанию грунтов с расположением замораживающих скважин в один или два ряда.
Основной принцип организации работ при открытом способе работ состоит в обеспечении комплексного строительного потока, при котором полностью исключаются взаимные помехи при выполнении отдельных технологических процессов.
Строительный поток начинается с подготовительных работ, предусматривающих в зависимости от местных условий снос зданий и других строений, попадающих в зону строительства, вырубку и пересадку зеленых насаждений, расчистку и планировку территории, устройство автодорог и временных водоотводных канав, усиление фундаментов зданий, близко расположенных к котлованам, перекладку или подвеску подземных коммуникаций, искусственное понижение грунтовых вод или замораживание слабых водонасыщенных грунтов.
Далее выполняют основные работы: земляные работы и крепление котлована, возведение несущих конструкций с устройством гидроизоляции, монтаж внутренних конструкций, обратную засыпку котлована. В завершающей стадии работ производят планировку территории, восстановление покрытий поверхности улиц и площадей или зеленых насаждений.
При ведении основных строительных работ строительный участок разбивают на захватки длиной не менее 6 м, на каждой из которых последовательно выполняют отдельные технологические операции. В результате на участке протяженностью 120-150 м одновременно производят работы, обеспечивающие весь технологический цикл сооружения перегонного тоннеля или станции.
Конструкцию крепления котлована, порядок его установки, разборки, способ разработки грунта и порядок возведения основных конструкций взаимно увязывают таким образом, чтобы обеспечить возможность максимальной механизации всех видов работ и многократного использования креплений. Благодаря неограниченному фронту работ на земляных работах широко используют высокопроизводительные землеройные машины.
Монтаж конструкций и подачу материалов к месту работ, а также установку элементов крепления котлована производят обычно с помощью козлового крана ККТС-20. Монтаж ведут во многих случаях непосредственно с транспортных средств.
Монтаж платформы станции и других внутренних конструкций, а также бетонирование монолитных участков внутренних конструкций выполняют одновременно с устройством ограждающей конструкции.
При возведении конструкций из монолитного железобетона также предусматривается комплексная механизация производственных процессов с применением инвентарной многооборачиваемой опалубки и укрупненных арматурных каркасов заводского изготовления, использованием товарных бетонных смесей, приготовленных на автоматизированных бетоносмесительных установках и транспортируемых в автобетоносмесителях.
Источник
Строительство станций метро мелкого заложения
При сооружении станции мелкого заложения большая часть технологических операций выполняется с поверхности земли, отрывая котлован или систему траншей, с последующей обратной засыпкой готового сооружения. Открытым способом сооружают два основных конструктивных типа станций: колонные станции с плоским или сводчатым перекрытием и односводчатые, используя сборные, сборно-монолитные и монолитные железобетонные конструкции.
Станция мелкого заложения московского метрополитена «Лесопарковая»
Состав и порядок выполнения основных технологических операций по сооружению станции, объем земляных и строительно-монтажных работ, выполняемых непосредственно с поверхности земли, зависят от конструктивного решения станции, инженерно-геологических условий и характера городской застройки, а также от интенсивности движения наземного транспорта. При наличии достаточно свободной от застройки территории и возможности переноса транспортных магистралей на соседние улицы станцию возводят на дне предварительно вскрытого котлована. В зависимости от инженерно-геологических условий котлован устраивают с естественными откосами или со специальным креплением стен.
В сложных инженерно-геологических условиях при расположении станции в непосредственной близости от зданий при возведении многоярусных конструкций, а также в условиях интенсивного уличного движения, прерывать которое на длительный период невозможно, порядок выполнения работ может быть изменен. Вначале бурят скважины, роют траншеи и возводят наружные стены и внутренние опорные конструкции будущей станции (промежуточные стены с проемами, колонны и т. п.), используя метод «стена в грунте», буровые сваи и сваи-оболочки.
Затем с поверхности земли между наружными стенами станции частично вскрывают котлован, устраивают перекрытие и производят обратную засыпку грунта. Последующие работы по сооружению станции продолжают под защитой уже возведенного перекрытия. Это позволяет быстро восстановить движение транспорта над строящейся станцией. По такой схеме в слабых грунтах сооружают многоярусные пересадочные станции метрополитена, располагая в первом (от поверхности земли) ярусе систему пешеходных переходов, во втором – распределительные залы, в третьем и последующих – пути и платформы различных линий пересадочного узла, служебные помещения и т. п.
Колонная станция мелкого заложения петербургского метрополитена «Проспект Ветеранов»
В тех случаях, когда необходимо существенно ограничить ширину котлована и снизить трудозатраты на его крепление, для сооружения станции возможно использовать приемы как открытого, так и закрытого способов работ. Закрытым способом сооружают путевые тоннели станции, а открытым – средний зал. Для этого, до раскрытия котлована, по оси станционных путей осуществляют сквозную щитовую проходку перегонных тоннелей с обделкой из чугунных или железобетонных тюбингов.
В тоннелях на участке раскрытия котлована устанавливают временное крепление. Затем разрабатывают котлован на ширину платформы станции, демонтируют обделку путевых тоннелей со стороны оси станции и устанавливают железобетонную плиту основания. На эту плиту станции устанавливают два ряда колонн, объединенных продольными ригелями, на которые укладывают блоки перекрытия станции. Между консольными выступами перекрытия и элементами обделки путевых тоннелей устанавливают опорные элементы и бетонируют распределительные балки. Эти балки способствуют более равномерной передаче усилий от разомкнутой обделки на плиты перекрытия.
После выполнения работ по гидроизоляции производят обратную засыпку и восстанавливают дорожное покрытие или благоустраивают территорию на дневной поверхности. При выборе того или иного способа производства работ и обосновании технологии строительства следует иметь в виду, что простейшим и самым экономичным в настоящее время является котлованный способ работ с откосами. Однако в связи со значительными размерами станционных конструкций при этом способе требуется значительная площадь для строящегося сооружения. Поэтому в условиях плотной застройки центральных районов города устраивают котлованы с вертикальными стенами, закрепленными металлическими сваями или железобетонными конструкциями, возведенными способом «стена в грунте».
Метро Парижа. Источник: dailyint.wordpress.com
Глубина котлована определяется глубиной заложения верха перекрытия станции, ее конструктивным типом и высотой поперечного сечения. Во всех случаях следует стремиться к минимальному заглублению станций от поверхности земли (с учетом расположения городских подземных коммуникаций), так как это упрощает крепление котлована и позволяет избежать устройства эскалаторов, заменив их лестницами, непосредственно примыкающими к тротуарам. Поскольку станции сооружают со вскрытием дневной поверхности, место расположения строительной площадки выбирают на свободной от городской застройки территории, стремясь возможно меньше стеснить сложившиеся условия жизни города.
При устройстве строительных площадок в центральных плотно застроенных районах города возникает необходимость частичного или полного закрытия уличной, как правило, главной магистрали с переключением движения интенсивного потока транспорта на соседние малоприспособленные для этого улицы. В центральных районах усложняются и работы по переносу густой сети подземных коммуникаций. Подземные коммуникации, залегающие на небольшой глубине от поверхности земли и пересекающие станцию, вначале вскрывают и заключают в защитный кожух, а затем по мере разработки котлована подвешивают на временных опорах.
Для этой цели используют крепление котлована (расстрелы), транспортные мосты и т. п. Залегающие более глубоко и проходящие перпендикулярно оси станции подземные коммуникации могут быть переложены под конструкцию или перенесены в сторону. В центральных районах иногда приходится укреплять фундаменты близко расположенных зданий и различного рода сооружений, сносить ветхие здания и т. п.
Строительство станций метрополитена открытым способом ведут по прогрессивной технологии – поточным методом. На участке протяженностью 100–120 м производят работы в последовательности и объемах, охватывающих весь цикл – от забивки свай, выемки грунта и возведения конструкций, до обратной засыпки сооружения с извлечением свай и устройством подводящих инженерных сетей. Фронт работ продвигается по оси станционного комплекса от одного конца к другому.
Во главе строительного потока идут подготовительные работы, включающие усиление фундаментов зданий, перекладку или подвеску подземных коммуникаций и наземных транспортных линий, искусственное водопонижение или замораживание неустойчивых водонасыщенных грунтов. Следом за подготовительными выполняются основные работы: разработка и крепление котлована, возведение конструкций, гидроизоляция и обратная засыпка грунтом, его уплотнение, планировка и восстановление дорожного покрытия, благоустройство территории. Перед монтажом перекрытий выполняют все трудоемкие процессы по монтажу внутристанционных обустройств, связанные с использованием кранового оборудования.
Применение поточного метода при строительстве станций, основанного на равномерности и непрерывности технологического цикла, позволяет максимально использовать крановое оборудование; добиться значительной экономии металлопроката от оборота металлических элементов крепления котлована; снизить непроизводительные затраты на перевозку разрабатываемого грунта в отвал, используя его для обратной засыпки.
Источник
