Власов С.Н., Торгалов В.В., Виноградов Б.Н. Строительство метрополитенов
Подождите немного. Документ загружается.
Рис.$12. Чугунный тюбинг:
1$— радиальный (продольный) борт; 2$— кольцевой (поперечный) борт; 3$—— болтовое отверстие; 4$—
ребро жесткости; 5$— спинка тюбинга; 6$— фальцы; 7$— отверстие для нагнетания уплотняющих
и$гидроизолирующих растворов
Кольцо обделки собирают из$тюбингов разных типов (см.$рис.$11). Нормальные
тюбинги 1$имеют радиально направленные продольные борта. Верхний ключевой
(замыкающий) тюбинг 5, которым замыкают кольцо (изнутри тоннеля) при его сборке,
имеет скошенные продольные борта, придающие тюбингу клиновидную форму. Два
тюбинга 2, смежных с$ключевым, имеют по$одному скошенному борту. Тюбинги,
поступающие с$завода, имеют маркировку: нормальные — Н, смежные — Си$ключевые
— К.
Число элементов в$кольце зависит от$его диаметра и$конструкции обделки. Для
перегонных тоннелей метрополитена приняты стандартные размеры колец из$чугунных
тюбингов: ширина (измеряется вдоль тоннеля) 1$м, наружный диаметр 5,5$м, внутренний
диаметр 5,1$м, высота бортов 0,2$м.
Размеры отверстий для болтов, скрепляющих тюбинги, для облегчения сборки
приняты на$4-6$мм$больше диаметра болтов. Для обделок наружным диаметром
5,5$м$применяют болты диаметром 27$мм$и$длиной 120$м, а$для обделок наружным
диаметром 6м$— болты диаметром 30$мм$и$длиной 130$мм.
На$кривых участках пути (как в$плане, так и$в$профиле) при сборке тюбинговых
колец тоннеля применяют чугунные клиновидные прокладки с$отверстиями, которые
позволяют собирать кольца переменной ширины.
Сборная железобетонная обделка, так$же как и$чугунная, состоит из$ряда колец.
Каждое кольцо собирают из$отдельных железобетонных элементов (тюбингов или
блоков), которые могут быть сплошного (рис.$13, а) или ребристого (рис.$13,$б) сечения.
В$первом случае обделка имеет гладкую внутреннюю поверхность. Раз-меры кольца такой
обделки аналогичны размерам кольца обделки из$чугунных тюбингов.
Обделку из$железобетонных блоков монтируют без перевязки швов. Сопряжение
блоков в$кольце из$элементов сплошного сечения (см.$рис.$13, а) осуществляют
по$цилиндрическим поверхностям: в$одном случае она выпуклая, в$другом — вогнутая.
Кольца друг с$другом в$продольном направлении не$соединяют. Во$избежание просадок
колец лотковые блоки смежных колец соединяют двумя металлическими штырями
по$кольцевому борту. Конструкция обделки с$элементами ребристого сечения
(см.$рис.$13,$б) более удобна для сборки. Кольцевые борта таких блоков имеют отверстия
для установки монтажных шпилек, обеспечивающих соединение монтируемых колец друг
с$другом в$продольном направлении.
Существует также конструкция железобетонных тюбингов с$плоскими стыками
(рис.$14) и$болтовыми связями.
Для исключения трудоемких работ по$очистке лотковой (нижней) частей тоннеля
взамен тюбинга ставят плоский железобетонный лотковый блок (рис.$15) с$чугунной
плитой.
При сооружении тоннелей из$сборных железобетонных обделок на$кривых участках
применяют специальные угловые кольца или железобетонные угловые прокладки,
состоящие из$отдельных элементов.
При традиционном способе сооружения тоннелей сборные обделки могут
обжиматься нагнетанием песчано-цементного раствора в$зазор между наружной
поверхностью обделки и$внутренней поверхностью выработки, пройденной в$породе
(рис.$16, I).
В$определенных условиях (в$устойчивых, обладающих достаточной прочностью
грунтах) может быть применен и$другой способ — обжатие обделки в$грунт (рис.$16, II).
Плотное прижатие блоков обделки к$контуру выработки исключает процесс первичного
нагнетания, уменьшает или исключает осадки земной поверхности, улучшает
устойчивость породного массива. Для обжатия обделки в$породу необходимо, чтобы
выработка имела правильный контур, совпадающий с$наружным контуром обделки. Такой
контур выработки получают при использовании проходческих механизированных щитов
в$плотных устойчивых грунтах.
Обделку собирают из$блоков сплошного сечения с$цилиндрическими стыками
по$продольным бортам. Разжимающие устройства могут располагаться в$своде,
на$горизонтальном диаметре или в$лотковом блоке. Разжатие блоков можно осуществлять
с$помощью гидравлических домкратов, рычажных устройств или вдавливанием
клиновидного блока. Заделка и$фиксация разжатых стыков производятся разными
способами: заполнением зазоров монолитным бетоном, забивкой клиньев, установкой
вкладышей.
Рис.$19. Обделка однопутного перегонного тоннеля открытого способа работ из$сборного
железобетона:
1$— стеновой блок; 2$— блок перекрытия; 3$— бетонное основание под путь; 4$— лотковый блок
Сборная унифицированная железобетонная сейсмостойкая обделка (рис.$17)
с$блоками сплошного сечения, предназначенная для применения в$районах с$высокой
сейсмичностью, имеет повышенную жесткость в$продольном и$поперечном направлениях.
Сопротивляемость обделки сейсмическим воздействиям обеспечивают расположенные
по$всем четырем углам каждого блока узлы связи.
Бетонные монолитные обделки тоннеля сооружают из$монолитного бетона (рис.$18)
с$использованием переставной опалубки. Для перегонных тоннелей метрополитена
принято круговое очертание таких обделок с$внутренним диаметром 5,5$м.
Созданы технология и$оборудование для возведения монолитно-прессованной
бетонной обделки тоннеля при щитовой проходке. Бетонирование ведут в$жесткой
металлической переставной опалубке одновременно по$всему поперечному сечению
конструкции, затем бетонную смесь прессуют с$помощью специальных домкратных
устройств. Прессованный бетон имеет повышенные прочность, плотность
и$водонепроницаемость. Применение такой конструкции исключает работы
по$нагнетанию растворов за$обделку и$чеканке швов.
Конструкции обделок тоннелей открытого способа работ. Возводимые
в$котлованах обделки выполняются из$сборного железо-бетона прямоугольного очертания
рамной конструкции. Они могут быть одно-, двух— и$многопролетными. Монолитные
обделки применяются редко: на$участках камер съезда, раструбах, в$местах сопряжения
различных типов обделок.
Сборная обделка тоннеля открытого способа работ (рис.$19) состоит из$укрупненных
блоков (стенового 1, перекрытия 2$и$лоткового 4), которые монтируют в$тоннельную
секцию с$помощью крана, расположенного на$земной поверхности. Отдельные блоки
соединяют путем сварки выпусков арматуры, стыки между блоками и$швы между
секциями омоноличивают или зачеканивают расширяющимся цементом.
Заводы железобетонных изделий Главтоннельметростроя выпускают и$готовые
секции (рис.$20)-железобетонные прямоугольные рамные конструкции. Их$длина 1,5$м,
высота 5$м, ширина 4,4$м, масса 13,3$т. Из$таких секций монтируют обделку как
однопутных, так и$двухпутных тоннелей.
Рис.$20. Обделка перегонных тоннелей открытого способа работ из$цельных секций:
а — для однопутного тоннеля;$б — для двухпутного тоннеля
Секции устанавливают в$котловане на$подготовленное основание свободно
вплотную друг к$другу и$образуют один или два тоннеля прямоугольного очертания.
В$продольном направлении секции друг с$другом соединяют при помощи стяжных болтов
или стальных полос, привариваемых к$металлическим закладным деталям секций.
В$местах поворота тоннеля в$плане или профиле ставят угловые секции, имеющие
скошенные по$периметру края.
Конструкции станций метрополитенов
Конструктивные схемы станций. Подземные станции могут быть одно-, двух-,
трех- и$многопролетными, иметь сводчатые или плоские перекрытия. Станции
со$сводчатыми перекрытиями строят при любой глубине заложения, а$с$плоскими —
только на$мелком заложении.
Наземные станции могут быть открытыми и$закрытыми.
Однопролетные станции представляют собой конструкции со$сводчатым или
плоским перекрытием, одним пролетом, перекрывающим платформу и$пути; сооружаются
в$благоприятных геологических условиях.
Двухпролетные станции имеют посередине один ряд колонн с$прогонами,
на$которые опираются два свода перекрытий или конструкции плоского перекрытия.
В$двухпролетных станциях с$одной платформой колонны располагают по$продольной оси
платформы. В$таких$же станциях с$двумя платформами колонны устанавливают
в$междупутье. Но$при этом необходимо устраивать дополнительные переходы с$одной
платформы на$другую.
Трехпролетные станции наиболее распространены. Они отличаются наиболее
рациональной конструктивной схемой. Поперечное сечение станции разделено на$три
части (три нефа). В$двух боковых частях размещены посадочные платформы и$уложены
пути. Средняя часть является распределительным залом для пассажиров, направляющихся
к$поездам.
Многопролетные станции сооружают при наличии трех или более путей,
расположенных в$одном уровне.
Наземные станции размещают в$закрытом помещении или под навесом,
перекрывающим платформу. На$станциях с$одной (островной) платформой устраивают
один двусторонний навес, а$на$станциях с$боковыми платформами — два навеса.
Конструкции станций возводят из$сборных (чугунных или железобетонных)
обделок и$из$монолитного бетона или железобетона.
Рис.$21. Основные узлы подземной станции глубокого заложения
Подземная станция метрополитена глубокого заложения имеет следующие основные
узлы (рис.$21): — вестибюль 1$на$поверхности; эскалаторный тоннель 2, натяжную камеру
3, где установлены эскалаторные механизмы; платформенную (проемную) часть
4$станции; глухую (беспроемную) часть 5$станции; 6$служебно-технические помещения
(тягово-понизительная подстанция, санитарные узлы, комнаты обслуживающего
персонала); камеры 7 дренажных (водоотливных) перекачек и$насосных станций;
вентиляционные камеры 8, где установлены вентиляторы.
К$внутренним конструкциям станций относятся: пассажирские платформы
с$подплатформенной частью, путевые стены, внутренние перегородки служебных
помещений, а$на$станциях глубокого заложения — еще и$водоотводящие зонты
и$облицовочная обстройка тоннельной обделки.
Платформой станции служит настил из$железобетонных плит, опирающихся
со$стороны пути на$подплатформенные стены, а$с$противоположной стороны — на$балки,
уложенные вдоль внутренней стены тоннеля и$поддерживаемые бетонными столбиками.
В$проемах плиты укладывают поперек прохода на$балки, опирающиеся на$бетонные
столбики. Платформенные стены собирают из$таких$же блоков, как путевые стены. Под
платформой среднего тоннеля эти стены образуют служебно-технические помещения.
Полы на$платформе устраивают из$полированных гранитных плит, укладываемых
на$песчано-цементном растворе.
Путевые стены являются обстройкой обделки станционных тоннелей со$стороны
пути и$предназначены для отделки. Через каждые 50$м$в$путевой стене делают
закрываемые декоративными дверями разрывы для осмотра кабелей, проложенных между
обделкой тоннеля и$путевой стеной.
Водоотводящие зонты служат для сбора воды, проникающей через обделку тоннеля
и$отвода ее$в$дренажную систему. Зонты собирают из$асбоцементных или
стеклопластиковых листов («картин») кругового очертания, прикрепленных
на$специальных подвесках к$обделке свода тоннеля. Листы зонта стыкуют внахлестку так,
чтобы вода не$просачивалась через швы. Наружную поверхность асбоцементных зонтов
покрывают для гидроизоляции битумом, внутреннюю оштукатуривают, белят или
покрывают белой водоотталкивающей краской. Для отвода воды, стекающей с$зонта,
за$путевыми стенами и$под платформами устраивают желоба. Водоотводящие зонты
из$стеклопластиковых листов, а$также армо-цементные зонты, собираемые из$двух
сборных элементов (картин), не$требуют трудоемких отделочных работ.
Обстройка тоннельной обделки предназначена для придания архитектурных форм
тоннельным конструкциям в$пределах станции. В$пределах обстройки устанавливают
вентиляционные короба и$решетки для выпуска воздуха. Обстройка может быть
из$кирпича, железрбетонных плит, обшитого асбоцементными листами металлического
каркаса. На$обстройке крепят детали архитектурной отделки станции — облицовочные
плиты, витражи, мозаичные панно и$т.$д.
Перегородки образуют служебно-технические помещения в$вестибюлях, под
платформой и$т.$д. Их$делают из$кирпича, железо-бетонных плит, асбоцементных
панелей.
Конструкция станций, сооружаемых закрытым способом. Конструкция
односводчатой станции состоит из$двух многошарнирных сводов (верхнего и$обратного),
опирающихся на$мощные бетонные опоры (рис.$22). Своды состоят из$железобетонных
блоков сплошного сечения и$одного разжимного блока. Опоры представляют собой
массивную бетонную конструкцию, возводимую в$специально сооружаемых для этой
цели тоннелях. Платформу станции собирают из$сборных железобетонных элементов. Под
односводчатой конструкцией располагаются платформенный участок и$весь комплекс
станционных сооружений: тягово-понизительная подстанция, вентиляционная камера,
камера водоотливных установок и$др. Такие конструкции станций применяют в$плотных
устойчивых грунтах без притока подземных вод.
Рис.$22. Поперечное сечение односводчатой станции глубокого заложения
из$сборного железобетона:
1$— бетонные опоры сводов тоннеля; 2$— железобетонные блоки верхнего свода; 3$— прокладки между
блоками; 4$— разжимной блок; 5$— платформа; 6$— железобетонные блоки обратного свода
В устойчивых скальных породах применяется односводчатая конструкция станции
из$монолитного бетона, состоящая из$железо-бетонного свода, опирающегося на$бетонные
стены, замыкаемые обратным сводом или плоским лотком.
Трехсводчатая станция пилонного типа из,чугунных тюбингов (рис.$23) состоит
из$трех параллельных тоннелей, расположенных в$одном уровне. В$пределах
платформенного участка крайние тоннели соединяются со$средними проходами. В$местах
проходов тоннели имеют общие опоры в$виде пилонов, на$которые опираются своды.
Рис.$23. Схема пилонной станции с$чугунной обделкой:
1$— нормальное тюбинговое кольцо в$глухой части станции; 2$— железобетонная обделка прохода; .3$—
проход; 4$— клинчатая перемычка проемной части станции; 5$— пилон; 6$— во-доотводящнй зонт; 7$—
платформа; 8$— обстройка пилонной части; 9$— путевая стена
Для станционных тоннелей этой конструкции применяют обделки кругового
очертания диаметром 8,5$м, которые состоят из$нормальных колец и$колец проемной
части.
Для устройства проходов в$круговой обделке тоннелей делают проемы (в$боковых
тоннелях — с$одной стороны, а$в$среднем — с$обеих сторон). Для этого в$нормальные
кольца среднего и$боковых тоннелей монтируют специальные проемные рамы. Сверху
и$снизу проемы перекрыты клинчатыми перемычками, образуемыми специальными
фасонными тюбингами, опирающимися на$расположенные по$бокам проема тюбинги.
Верхние и$нижние проемные перемычки и$боковые тюбинги образуют раму проема,
а$тюбинги, входящие в$раму, называют рамными. Сверху и$снизу к$раме примыкают
тюбинги нормального кольца. Между проемами расположены замкнутые усиленные
пилонные кольца, собранные из$тюбингов, имеющих среднее ребро жесткости.
Соединительные проходы между тоннелями имеют железобетонную замкнутую
обделку с$металлоизоляцией.
Конструкция пилонной станции из$сборного железобетона (рис.$24) аналогична
конструкции станций из$чугунных тюбингов и$состоит из$трех параллельных тоннелей
с$наружным диаметром 8,5$м. Каждое кольцо обделки состоит из$железобетонных
ребристых блоков коробчатого сечения. Средний тоннель сообщается с$боковыми
тоннелями пятью-шестью проходами с$каждой стороны шириной по$3$м.
Перекрытие верхней и$нижней частей проемов в$тоннелях выполнено с$помощью
монолитных железобетонных балок, опирающихся на$специальные дополнительные
опорные блоки, устанавливаемые в$пилонных кольцах. При строительстве станции
вначале сооружают боковые и$средний тоннели, после чего бетонируют железобетонные
балки (перемычки) и$раскрывают проемы.
В$строительстве используются две конструктивные схемы трех-сводчатых колонных
станций. Первая схема (рис.$25, а) предусматривает опирание разомкнутых обделок
на$колонны 2$через стандартные арочные тюбинговые клинчатые перемычки 1, входящие
в$состав колец обделки тоннелей аналогично пилонным станциям. Это делает колонную
станцию полносборной. По$второй схеме (рис.$25,$б) разомкнутые обделки тоннелей
опираются на$колонны 4$через сплошные прогоны 3, которые устанавливают внутри
боковых тоннелей. В$обоих случаях свод среднего тоннеля может быть выше и$шире, чем
своды боковых тоннелей. Примером беспрогонной полносборной колонной станции
из$чугунных тюбингов (рис.$26) может служить конструкция с$использованием в$боковых
тоннелях типовой чугунной обделки диаметром 8,5$м. В$пределах платформенного
участка в$боковых тоннелях устанавливают спаренные стандартные клинчатые
перемычки, опирающиеся на$стальные колонны.
Рис.$24. Схема пиленной станции с$железобетонной обделкой и$перекрытием
проемов железобетонными балками:
1$— верхний фасонный тюбинг; 2$— проход из$центрального зала к$платформе; 3$— верхние монолитные
железобетонные балки проема; 4$— бетонная обделка прохода, 5$— нижние железобетонные балки проема;
6$— нижний фасонный тюбинг
Рис.$25. Конструктивные схемы колонных станций: а$— с$клинчатыми
перемычками;$б$— с$прогонами
Рис.$26. Конструкция полносборной колонной станции из$чугунных тюбингов:
1$— обделка боковых станционных тоннелей диаметром 8,5$м; 2$— обделка среднего тоннеля
диаметром 9,5$м; 3$— пятовый тюбинг, опирающийся на$колонну; 4$— колонны; 5$— проемные тюбинги,
устанавливаемые между колоннами
Конструкция среднего тоннеля состоит из$верхнего и$нижнего сводов, собираемых
из$стандартных тюбингов диаметром 9,5$м$и$опирающихся на$опорные площадки
тюбингов клинчатых перемычек.
К$конструктивным достоинствам колонных станций этого типа относятся
использование типовых стандартных тюбингов, полная сборность, широкая возможность
механизации работ и$увеличенные объемы среднего зала, что дает возможность
устраивать в$его торцах наклонные тоннели на$четыре эскалатора.
Примером колонной станции с$прогонами и$колоннами (вторая конструктивная
схема) может служить конструкция из$сборных железобетонных тюбингов и$блоков
(рис.$27). Эта конструкция состоит из$двух боковых тоннелей 1$с$разомкнутыми обделка-
ми 2$из$железобетонных тюбингов диаметром 8,5$м$и$среднего тоннеля 3$также
с$разомкнутой обделкой.
Верхний свод среднего тоннеля образуется из$железобетонных тюбингов
4$диаметром 9,8$м$и$располагается выше сводов боковых тоннелей, а$нижний свод 11$—
из$железобетонных блоков. В$местах разрывов обделки опираются на$внутренние несущие
конструкции, состоящие из$стальных двухконсольных прогонов 6, колонн 7, опорных
стальных башмаков 8$и$нижнего неразрезного монолитного прогона 9. Своды бокового
и$среднего тоннелей опираются на$прогоны и$колонны вверху через чугунный тюбинг 5,
а$внизу — на$железобетонный блок 10.