Строительство метро открытым способом это как
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
Строительство метро открытым способом это как
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
«Цель нашей работы – создание в столице комфортного метрополитена»
Сегодня ОАО «Мосинжпроект» имеет особый статус. Из проектного института инженерных сооружений и коммуникаций, обеспечивающего Москву комплексным проектированием, он превратился в одну из крупнейших в стране инжиниринговых компаний, реализующую проекты «под ключ», начиная с изысканий и заканчивая вводом объектов в эксплуатацию. Одним из важнейших направлений деятельности компании является выполнение программы развития Московского метрополитена. О том, как продвигаются работы в данном направлении, мы побеседовали с ведущим специалистом института, начальником Научно-инженерного центра по освоению подземного пространства (НИЦ ОПП) ОАО «Мосинжпроект», доктором технических наук, академиком РАТ Валерием Меркиным.
Что сегодня представляет собой метростроение как отрасль?
– Метростроение в России развивается в русле мировых тенденций. Это современные методы производства работ, высокопроизводительные машины и оборудование, прогрессивные тоннельные конструкции и технологии.
Сегодня по объему метростроения и темпам ввода объектов в строй мы первые в мире. В Москве реализуются самые современные концепции строительства в части объемно-планировочных решений. Это переход строящегося метро с глубокого заложения на мелкое, а также применение тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТПМК) на базе щитов с активным пригрузом забоя. Нашими строителями освоены технологии сооружения тоннелей без помех для эксплуатации магистралей с использованием защитных экранов. Определенный прогресс наблюдается и в решении вопросов гидроизоляции сооружений. Взамен традиционных битумных и битумно-полимерных материалов все шире применяются синтетические мембраны. Усилился интерес к напыляемым мастикам, применение которых при соответствующем качестве работ позволяет существенно сэкономить трудовые затраты и время.
В чем слабость отечественного метростроения?
– Безусловно, в отсутствии собственного производства тоннелепроходческих комплексов и прочего оборудования для подземного строительства. Все проходческие щиты, используемые сегодня в строительстве Московского метрополитена, импортного производства.
В то же время Россия – государство, которое обязано стремиться к самодостаточности. Признавая высокую техническую эффективность зарубежных проходческих комплексов, при их закупке мы практически полностью утратили отрасль отечественного щитового машиностроения – кадры ученых, конструкторов, заводы.
Однако многие специалисты отрасли полагают, что пока еще есть возможность восстановить производство отдельных образцов тоннельной техники, например, на базе сохранившегося Скуратовского опытно-экспериментального завода, начав хотя бы с совместного производства оборудования с западными компаниями.
Почему наиболее перспективным считается открытый способ проходки?
– Он позволяет вести работу сразу на нескольких участках, что серьезно ускоряет строительство, дает возможность при сооружении станций использовать общестроительное оборудование, разворачивать работы широким фронтом. В данном случае не требуется столь высокая квалификация строителей, которая необходима при закрытом способе работы. Все эти факторы работают на удешевление строительства.
К тому же станции мелкого заложения более привлекательны для пассажиров. Им не нужно тратить дополнительное время на спуск-подъем по эскалатору. Да и затрат на эксплуатацию в части расхода средств на инженерные системы и оборудование гораздо меньше.
Как при строительстве метро открытым способом можно повысить эффективность использования рабочего пространства? Почему «стену в грунте» не применяют одновременно и в виде несущей конструкции?
– Серьезный вопрос. Один из способов более эффективного использования пространства при строительстве метро – пересмотр требований к временным конструкциям. К сожалению, при открытом способе проходки работы до сих пор ведутся в соответствии с прежними требованиями. Возводится «стена в грунте» – сплошная железобетонная конструкция, под защитой которой разрабатывается грунт. На расстоянии 1,5 метра от нее внутри котлована возводится стена станции. Затем промежуток между стенами засыпается грунтом. Ширина котлована для строительства при этом получается примерно на 3 метра больше, чем требуется.
Вариант, когда «стена в грунте» и есть несущая конструкция, – оптимальный, к нему надо стремиться. В ряде проектов, разработанных инженерами Мосинжпроекта, эта идея реализована.
Специалисты НИЦ ОПП провели необходимые расчеты, позволяющие сделать «стену в грунте» несущей конструкцией: подобрали требуемый состав бетона, ориентированный на весь период эксплуатации метрополитена (не менее 150 лет), предложили более эффективный способ устройства гидроизоляции. Это позволит строителям сэкономить не менее 20% расходных материалов и не менее чем на полгода сократить время возведения станции.
Станция метрополитена, сооружаемая открытым способом, – конструкция высотой не более 10 метров. Все пространство над ней до отметки поверхности земли, так называемое надстанционное пространство (а это еще порядка 10 метров), засыпается грунтом. Можно ли в Москве использовать данный объем, как это повсеместно делается в Европе для размещения объектов городской инфраструктуры: подземных парковок, магазинов?
– В условиях активной автомобилизации города и острой нехватки парковочного пространства это является самым рациональным вариантом. В надстанционном пространстве можно разместить и служебно-технические помещения метрополитена, и различные объекты городской инфраструктуры: архивы, таможенные терминалы, кинотеатры, торговые площади. Понятно, что здесь есть вопросы, связанные с законодательством, поскольку метрополитен – объект не только социального, но и стратегического значения. В данном случае должны быть четко отработаны и система противопожарной безопасности, антитеррористической защищенности. Но это вопрос уже юридического взаимодействия метрополитена и других структур города.
Какое метро более надежное – построенное открытым или закрытым способом?
– Гарантия службы конструкций и в том и в другом случае одинаковая – полтора столетия.
Как производится замена конструктивных элементов, выработавших свой срок?
– Под землей. Современные технологии позволяют проводить работы без остановки движения поездов.
Насколько эффективен разрекламированный сегодня «испанский метод» строительства, когда в одном метротоннеле проходят сразу два пути в двух направлениях?
– Данное решение имеет свою область применения. Наибольшую эффективность такой метод дает при строительстве конечных станций с относительно небольшим пассажиропотоком.
Также двухпутные тоннели хорошо подходят, если нужно осуществить сквозную проходку участка, пропустив, например, одну станцию, которая еще не введена в эксплуатацию.
Кроме того, при строительстве тоннеля «испанским методом» не нужны камеры съездов, тогда как при строительстве двух однопутных тоннелей в месте съезда необходимо устраивать специальный соединительный тоннель.
Получается, что на самой перегруженной ветке метрополитена – Таганско-Краснопресненской – «испанский метод» никак не применим?
– Конечно. Небольшие платформы будут только способствовать уплотнению потока пассажиров.
При глубоком заложении станций в России очень робко внедряется признанное мировой практикой решение о креплении выработок с помощью набрызгбетона. Насколько эффективен этот метод?
– Этот метод также называют методом безопалубочного бетонирования. Он эффективен для малообводненных грунтов, которые могут сохранять устойчивость в выработке в течение нескольких часов. Технология работ такова: бетонная смесь под давлением наносится прямо на грунт или на прикрепленную к нему армированную сетку (если требуется). Для того чтобы бетон не оплывал, в него вводятся добавки – ускорители схватывания, которые способствуют затвердеванию смеси в течение нескольких минут. Толщина и несущая способность конструкции, необходимость ее усиления арками или анкерами определяются расчетами для каждого конкретного участка.
Преимущество набрызгбетонной крепи также заключается и в том, что она полностью контактирует с грунтом и относится к числу гибких креплений. Когда горный массив или земельный паст деформируется, обделка из набрызгбетона как бы «подстраивается» под него. В сравнительно устойчивых и малообводненных грунтах такие обделки способны заменить конструкции из железобетона и чугунных тюбингов.
Например, данный способ бетонирования применялся при прокладке Меградзорского железнодорожного тоннеля в Армении, который без единой трещины выдержал 10-балльное землетрясение в Спитаке.
В Москве также имеется успешный опыт применения данной технологии: фибро-набрызгбетон использовали в сочетании с комбайновой разработкой грунта при строительстве одного из тоннелей Люблинско-Дмитровской линии. По сравнению с предусмотренной в проекте проходкой буровзрывным способом с чугунной обделкой, помимо экономии на материалах, скорость проходки была увеличена до двух раз. Эффективность метода была подтверждена компетентной комиссией, а теперь эту технологию необходимо применять и на других участках.
Разумеется, все тоннельные обделки, которые сегодня используются в Москве, проходят обязательную сертификацию и испытания на соответствие требованиям, заложенным в технических условиях.
Возникают ли какие-либо сложности сегодня при проектировании объектов метрополитена?
– Препятствий к тому, чтобы на современном уровне вести проектирование, я не вижу. Основные проблемы возникают лишь в части внедрения нами новых, не предусмотренных нормами и правилами разработок и в части оперативной замены устаревших требований.
Поскольку нормы разрабатываются и утверждаются в течение нескольких лет, к моменту выхода некоторые из них уже требуют поправок. Так, в недавно изданном своде правил зафиксирован запрет на трещинообразование тоннельных обделок на объектах метрополитена. Трещин не должно быть вообще, даже микроскопических. Таких требований нет ни в СНиПах на гидротехнические тоннели, которые работают в существенно более тяжелых условиях, чем метрополитен, ни в СНиПах на коммунальные тоннели, ни в СНиПах на мосты, работающие в условиях загрязненной атмосферы, ни в СНиПах на бетонные и железобетонные конструкции. Во всех перечисленных документах допускается ширина раскрытия трещины 0,2–0,15 мм. Если слепо следовать букве нового нормативного документа, на который мы должны опираться, то коэффициент запаса прочности конструкции должен быть 8–10-кратный, в чем на деле нет никакой необходимости. При этом мы имеем перерасход арматуры и других стройматериалов на сотни миллионов рублей на километр проходки. Стоит отметить, что микротрещины никакого влияния на несущую способность и долговечность конструкции не оказывают.
Сейчас мы готовим материалы, которые позволят внести соответствующие изменения в действующие нормы.
Достаточно ли квалифицированные сегодня рабочие и инженерные кадры, чтобы запроектированное и рекомендованное вами в точности реализовать на объекте?
– Сейчас, как правило, проектная документация содержит подробнейшие технические регламенты сооружаемого объекта. Здесь от «А» до «Я» расписаны действия и в части контроля качества, и в части устранения всевозможных дефектов, и даже в плане требуемой отчетности. При жестком выполнении этих регламентов безопасность строительства и отсутствие всякого рода внештатных ситуаций в ходе производства работ фактически гарантированы.
Какие претензии и пожелания у вас к профильным вузам? Что, на ваш взгляд, они не дорабатывают в части подготовки специалистов?
– Во-первых, высшие учебные заведения должны научить будущих проектировщиков современным методам расчета тоннельных конструкций. Во-вторых, молодые специалисты должны приходить на работу, имея конкретные знания о современном метростроении (какое оборудование и материалы используются, какие применяются объемно-планировочные решения). Для этого необходимо, чтобы преподавание в вузах велось не теоретиками, а специалистами, которые в курсе всех новейших разработок и современного состояния дел в отрасли.
Важно, чтобы студенты последних курсов, которые специализируются в области подземного строительства и эксплуатации, проходили практику в проектных и строительных организациях метростроевского профиля, в том числе в нашей компании. Студенты старших курсов могли бы после окончания практики оставаться в организациях работать по совместительству. Это давало бы им возможность набраться прикладного опыта, а компаниям – сформировать кадровый резерв.
Источник
