Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблема пассажирских перевозок; в г. Дамаске .
1.1. Исследуема территория и рост численности населения. 9
1.2. Анализ эффективности работы городского пассажирского транспорта .. 17
1.3. Пассажиропотоки и их особенности 21
1.4 Обоснование необходимости строительства метрополитена в Дамаске 27
Глава 2. Обоенование трассы метрополитена в г. Дамаске
2.1. Естественные природные условия 35
2.2. Инженерно-геологическая ситуация 37
2.3. Градостроительные особенности и транспортная инфраструктура ... 44
2.4. Обоснование схемы линий метрополитена 53
2.5. Протяженность линий и длина перегонов 62
2.6. Особенности трассы первой очереди строительства 68
Глава 3. Выбор и обоснование конструктивяо-тежнологическвх решений перегонных тоннелей первой очереди строительства метрополитена в г. Дамаске
3.1 Анализ опыта сооружения перегонных тоннелей метрополитена щитовым способом 71
3.1.1.Общие сведения 71
3.1.2. Конструкции сборных железобетонных обделок перегонных тоннелей, сооружаемых щитовым способом, и их классификация .. 77
3.1.3. Технология строительства перегонных тоннелей нщтовым способом 96
3.2. Рекомендации по конструктивно-технологическим решениям перегонных тоннелей 110
3.2.1. Рекомецдации по шцтовой ггроходке 110
3.2.2. Рекомецдации по конструктивному решению перегонных тоннелей 117
3.2.3. Задачи и методы дальнейших исследований 126
Глава 4. Исследование деформированного состояния сборных железобетонных обделок на моделях из эквивалентных материалов
4.1. Метод моделирования эквивалентными материалами и его применение дж исследования работы подземных сооружений 131
4.2. Методика гфоведения экспериментов 134
4.3. Подбор эквивалентных материалов и построение моделей 138
4.4. Анализ результатов экспериментальных исследований 146
Глава 5. Исследование деформированного состояния сборных железо -бетонных обделок методом математического моделирования
5.1. Анализ методов расчета сборных железобетонных обделок 153
5.2. Выбор и обоснование расчетной схемы метода МКЭ 159
5.3. Результаты математического моделирования и сопоставление их сданными экспериментальных исследований 164
Общие выводы и заключение 173
Список литературы 178
- Анализ эффективности работы городского пассажирского транспорта
- Градостроительные особенности и транспортная инфраструктура
- Конструкции сборных железобетонных обделок перегонных тоннелей, сооружаемых щитовым способом, и их классификация
- Подбор эквивалентных материалов и построение моделей
Введение к работе
В последние десятилетия заметно ускорился экономический рост Сирии. Со времени внедрения политики «открытой двери» существенно повысился уровень урбанизацрш СТОЛЕЕЦЫ Сирии - города Дамаска. Если центральная часть города в настоящее время хорощо развита и практически не осталось места для последующего заселения, то во всех пригородных направлениях урбанизация Дамаска продолжается. Быстрыми темпами развивается такие районы города, как Думмар ( с населением более 200 тыс. жителей), растет население в районах Катана и Дарайя, ,Кутсайя и Кабун. За период с 1981 по 1998 г.г. в этих районах зарегистрирован прирост населения более 6% в год. Утвержден проект развития района Катана, одного из ближайших к Дамаску, в город-спутник с миллионным населением. Вдоль автомобильных магистралей на север и запад от центра до Даара и Адра растут промышлен-вые зоны. С другой стороны на аграрных площадях, простирающихся в направлении на юг и восток, быстрыми темпами развивается сельское хозяйство с большим числом малых промышленных объектов по переработке сельхозпродукции.
Аналю материалов Центрального статистического бюро свидетельствует, что существующее 3.08 миллионное население столицы и прилегающих к ней территорий возрастет к 2020 году до 7.1 миллионов (в 2,3 раза). Два миллиона жителей будет приходиться на районы, расположенные в центральной части Дамаска.
Развитие современного города, наряду с решением архитектурно-планировочных задач и проблем инженерного обустройства осваиваемых территорий, предполагает также совершенствование внутригородской транспортной системы. Мировой опыт убедительно показывает, что существует прямая зависимость между уровнем экономического развития страны и состоянием транспортных систем в ее крупнейших городах и, в первую очередь, в столице. Опыт таких стран, как России, США, Германии, Японии,
Китая, Южной Кореи, Тайваня, показьюает, что их экономический подъема непосредственно связан с темпами развития транспортной инфраструктуры в крупных и крупнейпшх городах этих стран.
Как и все крупные столицы мира, Дамаск на рубеже веков столкнулся с серьезной проблемой организации современной транспортной системы.
Современная дорожная сеть Дамаска состоит из 11 радиальных и трех кольцевых автомобильных магистралей. Однако, в городе, где весь объем грузовых и пассажирских перевозок производится автомобильным транспортом, проблема массовых пассажирских перевозок остается актуальной.
Основным видом транспорта для массовых городских пассажирских перевозок является автобус. Анализ данных Центрального статистического бюро показал, что суточный пассажирооборот города, который в 1998г. составлял 1480 тысяч пассажиров, достигнет к 2020 году 4220 тысяч. Более половины всех поездок (56%) горожане совершают на автобусах и микроавтобусах, и 18% на такси.
Намеченное Генеральным планом совершенствование дорожной сети не в состоянии решить проблему массовых пассажрфских перевозок, так как доля общественного транспорта в перевозках составляет 76%. С возрастанием числа автомобилей, опережающих в 4 - 5 раз темпы роста народонаселения, исчерпьшается пропускная способность уличных магистралей, значительно увеличилась степень загрязнения воздушной среды выхлопными газами. Большинство улиц исчерпало пропускную способность и не соответствует возросшим пассажиропотокам, величина которых достигает 18тыс.пасс./ч. Скорость движения на многих улицах не превьппает 25км/ч, а в центральной части города снижается до 10 и даже 5 км/ч. Устройство транспортных внеуличных пересечений и подземных уличных переходов, организация на некоторых улицах одностороннего движения в некоторой степени увеличили пропускную способность городских магистралей и скорость движения на них, но не решили проблему массовых пассажирских перевозок. Катастрофически не хватает мест для стоянки автомашин: парковка мапшн на улицах в центральной части города существенно снижает их пропускную способность.
Возрастание подвижности населения, увеличение пассажирооборота дальности поездок, необходимость сокращения времени на поездки требует увеличения скорости сообщения с одновременным повышением надежности, безопасности и комфортности пассажирских перевозок. Становится очевидным, что без своевременного решения проблемы городских массовых пассажирских перевозок будет сдерживаться дальнейшее развитие Дамаска как крупного административного, коммерческого, делового и туристического центра Ближнего Востока.
В условиях Дамаска, когда необходимо обеспечить сохранность базовой капитальной застройки и сооружений, а также объектов, представляющих историческую ценность, предпочтителен подземный вариант размещения той части транспортной инфраструктуры, которая предназначена для массовых пассажирских перевозок. Этим требованиям в полной мере отвечает метрополитен — городская внеуличная железная дорога.
Правительство Сирии и власти Дамаска осознали проблемы, которые вызваны необходимостью развития транспортной инфраструктуры столицьг В 1997г. начались исследования с целью разработки и реализации Генерального плана г. Дамаска до 2020 года. Новый Генеральный План рассматривает метро как наиболее эффективный вид массового пассажирского транспорта.
Для развития и усовершенствования транспортной системы в городе армянские и иранскими специалистами предложена принципиальная схема лшшй метрополитена. Вариант схемы линий метрополитена разработан и сирийскими специалистами. Однако недостаточное научное обоснование предложенных вариантов трассы линий, их количества и протяженности, а также отсутствие обоснованных инженерно-геологическими условиями конструктивно-технологических решений подземных сооружений метрополитена является препятствием к практической реализации плана. В определен- ной степени это объясняется и отсутствием национальных кадров в области метростроения, способных не только дать объективную оценку предлагаемых технических решений, но и активно участвовать в решении вопросов, которые неизбежно возникнут на стадии проектирования и строительства метрополитена в Дамаске.
Как показьшает мировой опыт метростроения, каждый новый город, где начинается строительство метрополитена, каждая новая линия на действующем метрополитене - это новая страница в проектировании и строительстве, непременный творческий поиск, сопровождающийся комплексом научных исследований. Решение всех аспектов проблемы от обоснования необходимости строительства метрополитена и разработки генеральной схемы линий до разработки объемно-планировочных и конструктивно- технологических решений сооружений и устройств метрополитена, должны быть научно обоснованы.
Целью исследований, проведенных автором диссертации, явились два аспекта проблемы строительства метрополитена в г.Дамаске, требуюшцх научного обоснования: 1 - трасса линий метрополитена, количество линий и их протяженность; 2 - конструктивно-технологические решения обделок перегонных тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях первой очереди строительства.
Поставленная цель определила следуюпще задачи: изучить планировочную структуру города, его инженерно-транспортную инфраструктуру, их состояние в настоящее время и перспективы дальнейшего развития; оценить пропускную способность городских магистралей Дамаска и провозную способность пассажирского транспорта; установить спрос на пассажирские перевозки, изучив пассажиропотоки на главных магистралях города и пассажирооборот транспортных узлов; провести анализ Российского и мирового опыта проектирования и строительства метрополитенов с оценкой научно-технического уровня принимаемых решений; разработать предложения по Генеральной схеме метрополитена в Дамаске; обосновать конструктивно-технологические решения перегонных тоннелей метрополитена на участках со сложными инженерно-геологическими условиями; - исследовать методами физического и математического моделирования влияние конструктивных связей в продольных и кольцевых стыках с б о р 1 п » 1 х железобетонных обделок повышенной водонепроницаемости на характер их деформирования в условиях близких к строительству метрополитена в Дамаске;
В работе приводится критический обзор мировой практики строительства и эксплуатации метрополитенов, особое внимание уделено анализу опыта метростроения в России и странах СНГ.
При обосновании строительства метрополитена в Дамаске автор следовал методике, изложенной в Комплексной программе развития и размеп1,ения метрополитенов в городах России. Программа была разработана в рамках Российской Государственной программы «Транспорт».
Анализ современного состояния и перспективы развития массового пассажирского транспорта в Дамаске вьшолнен на основе материалов, представленных Центральным статистическим бюро и Дирекцией исследований и информации Министерства транспорта Сирийской Арабской Республики.
Рассчетно-теоретическое обоснование конструктивных решений обделки перегонных тоннелей и исследования на моделях методом эквивалентных материалов вьшолнены в лаборатории моделирования тоннелей на кафедре " Тоннели и метрополитены " Петербургского Государственного университета путей сообщения.
Анализ эффективности работы городского пассажирского транспорта
С целью оценки работы транспортной системы в Дамаске и прилегаю-пщх к нему территорий, а также для определения существующих проблем в организации пассажирских перевозок, нами проведен анализ существующей и перспективной сети автомобильных дорог, интенсивности движения, и провозной способности на основных магистралях. Обзор охватывал 49 районов города и прилегаюпщх к нему территорий
Дамаск имеет дорожную сеть, основу которой составляют одиннадцать радиальных и три кольцевых магистрали. Две магистрали с севера на юг и с востока на запад разделяют центральную часть города на четыре района, окруженных внутренней кольцевой дорогой.
План дорог Дамаска, разработанный в 1968 и предусматривающий реконструкцию старых улиц и строительство новых магистралей, реализован лишь частично. Среди прочих причин следует особо выделить войны и периоды социальной нестабильности. Тем не менее, многие запланированные решения бьши осуществлены и обеспечили более высокий уровень дорожного движения в городе [82].
Полная протяженность дорожной сети на площади около 190 кв.км составляет 722 км, из которых только 29% (207 км) можно отнести к городским магистралям. Плотность дорожной сети по различным зонам Центрального района Дамаска весьма неравномерна. В среднем плотность дорог составляет 3,78 км/кв.км. Однако вблизи Старого города в северном и в северо-западном направлении от него сеть дорог сгущается. Здесь плотность дорог наибольшая и достигает 28,6 км/кв.км. Однако большинство дорог в этих зонах весьма узки и имеют ограниченную пропускную способность. Здесь расположены многочисленные традиционные площади, правительственные учреждения, министерства, офисные здания, отели и торговые центры. Этот район характеризуется интенсивным транспортным и пешеходньв! движением. В дневное время на некоторых улицах интенсивность движения достигает 3000 автомобилей в час и 10 О О О пешеходов в час.
Дороги, которые по пропускной способности могут быть отнесены к городским автомагистралям, расположены в направлении с севера на юг в зонах 1 , 7 , 9 , 1 1 со средней плотностью 20км/ к в . ь с м . В табл. 1 . 5 приведены сведения о зарегистрированных в городе автомобилях. Таблица составлена по материалам, полученным в Департаменте транспорта Дамаска.
Как видно из приведенных данных, легковые автомобили составляют половину всех транспортных средств Дамаска. Тем не менее, наблюдается значительный рост доли грузового автотранспорта. Средний рост количества автомобилей за период 1994 по 1996 г.г. составил 7,3%, что, в свою очередь отражает хороший рост экономики Сирии. Указанные цифры можно считать заниженными минимум на 10%, так как после введения в силу закона N10 определенные импортные транспортные средства регистрируются отдельно и не включаются в статистические отчеты. Не подлежат регистрации и транспортные средства, принадлежапгне правительству.
Современное состояние сети автомобильных дорог в городе определяется, прежде всего, их пропускной способностью. Пропускная способность автомобильных дорог зависит от скорости движения. В свою очередь, скорость движения городского транспорта в значительной степени зависит от общего количества транспортных средств, объема грузовых перевозок, загруженности дороги общественным транспортом, количеством полос движения, числом и частотой перекрестков, условий пересечения (в одном или разных уровнях). На рис. 1.5приведены результаты исследования скорости на дорогах. Основньпк! видом транспорта для массовых пассажирских перевозок является автобус и микроавтобус. Так, в 1994г. годовой пассажирооборот центральных районов Дамаска составлял 800 миллионов человек и распределялся по отдельным видам транспорта следующим образом:
И в настоящее время более половины всех поездок (56%) горожане совершают на автобусах и микроавтобусах. Самый высокий процент использования микроавтобусов (33%). Такси пользуются 18% пассажиров.
Автобусы курсируют по маршрутам в количестве, строго приписанном на каждый маршр)п:. Величина потоков автобусного транспорта на основных магистралях города показана на рис. 1 . 6 . Наибольший поток автобусов отмечается на улице Фарез Аль Хури, где поток достигает 14 800 автобусов в день в обоих направлениях. В часы пикового перелома автобусы проходят каждые шесть секунд. Столь же высока интенсивность движения автобусов и на улице Халед Ибн Аль Валид в северном направлении.
Градостроительные особенности и транспортная инфраструктура
Дамаск с инфраструктурой в том виде, как она существует в настоящее время, был построен в соответствии с двумя планами городской застройки. Первый был создан двумя французсьаши архитекторами Данже и Экошаром в 1937г в период французского колониального господства. Современная сеть дорог в центральной части города с больппш количеством объездных путей была выполнена в соответствии с этим планом. После обретения Сирией независимости в 1945г. были предприняты несколько попыток планового развития городской инфраструктуры. Однако, официальным документом развития города до сих пор является план городской застройки, который был разработан французским и японским архитекторами Экошаром и Баншойя в 1968 г.
Полная, а чаще всего частичная, реализация этих планов придала городу его существующую форму (см.рис. 1.1).
В городе много районов неплановой, так называемой «неофициальной» застройки, которая начала развиваться в 50-х годах и достигла кульминации в 1980-х, когда гфоблема нехватки жилья стала особенно актуальной. Застройка осуществлялась на землях, предназначенных согласно генплану для сельскохозяйственных целей, либо на землях, принадлежащих государству, без разрешения на строительство. К таким районам относятся Махаджирин (район 1), Старый Маззех (район 2) и Альвафедщш (район 12). В настоящее время урбанизация вокруг Дамаска продолжается ускоренными темпами во всех направлениях [81]. Промьшшенные зоны расположены вдоль автомобильных магистралей на север и запад от центра. С другой стороны на аграрных площадях, простираюшцхся в направлении на юг и восток, быстрыми темпами развивается сельское хозяйство с большим числом малых промышленных объектов по переработке сельхозпродукции.
Развитие города в ближайшей перспективе следует ожидать в районе Думмар (район 4) на сельскохозяйственных землях слева от Кафар Суссех и Лован (район 10), Баб Шарьси ( в районе 14). Плотность населения по различным районам Дамаска и его пригородов показана на рис.2.4. Средняя плотность населения по городу составляет 150 человек на гектар, но население распределено по площади весьма неравномерно. Так жилые (спальные) районы, расположенные у подножья горы Кас-сиун, (район 1) демонстрируют сравнительно высокую плотность населения -в среднем 460 человек на гектар. Самая высокая плотность населения 1050-1500 чел/га приходится на жилищно-торговые районы Феластин и Уафидин (16). Средняя плотность населения в старом городе - 200 чел/га., но и здесь есть районы (7,8,9),где плотность превосходит 400 чел/га. В пригородных зонах наблюдается прирост населения более быстрыми темпами, чем в центральной части города. Особенно высокими темпами растет население таких районов, как Катана и Дарайя(22,23), Бабилла (21), Кут-сайя (24) и Аабун (18). В этих районах зарегистрирован прирост населения более 6% в год за период с 1981 по 1998гг. Утвержден проект развития района Катана, одного из ближайших к Дамаску, в город-спутник с миллионным населением. Современная дорожная сеть Дамаска состоит из 11 радиальных и трех кольцевых автомобильных магистралей [82]. К таким магистралям относятся: - южная объездная дорога с шириной проезжей части 60 м., которая была частично построена из западной части города как гфодолжение дороги на Бейрут, обходя южные перекрестки и восточные территории до дороги на Хомс; - южная въездная дорога, частично построенная для обслуживания местного движения с юга, а также международного движения в Иорданию и соседние страны; - новая дорога на Бейрут частично построенная для обслуживания местного движения с востока, а также международного движения в Ливан. - северно-южная транспортная магистраль, построенная для упорядочения движения в северном и южном направлениях, улица Ат Таура, модернизированная с разделением потоков. - Реконструированные улицы, соединяющие две главные площади Аль Умавеин и Аббасиин, для улучшения движения в восточном и западном направлении. В соответствии с генеральным планом, разработанным в 1997г. до 2020г. предполагается как строительство новых дорог и подземных развязок, так и совершенствование и расширение существующих улиц. Предложено также сделать некоторые улицы пешеходными. Проекты новых улиц, представленных на рисунке 2.5, включают Северную магистраль Старого Города для обеспечения прямой связи между центрально-восточной частью города и западом через усовершенствованную улицу Шукри Эль-Куаватли (1). Начато строительство Южной магистрали Старого города для разгрузки улицы Мадхад Баша (2), являющейся единственной улицей, по которой осуществляется движение из центра города в южные и восточные территории. Параллельно загруженной улице Ассакер (3) в южной части Старого города будет проходить Восточная улица Баб Шарки (4). Через неофициальные жилые территории у подножья горы Кассьун с населением 250 О О О человек пройдет две основные магистрали, которые будут соединены с сетью города и другими местными дорогами. Предполагается также закончить строительство Южной объездной дороги для транзитного движения и для большегрузных автомобилей. Для соединения с новой объездной дорогой на Бейрут и обслуживания новых жилых территорий планируется улица 7 Апреля. Для въезда с южной стороны в растущий город-сателлит Думмар планом предусмотрено строительство новой магистрали (5). Эта магистраль свяжет Дзшмар с новой дорогой на Бейрут и планируемой кольцевой дорогой. Чтобы соединить северную объездную дорогу с восточной, предусмотрено строительство магистрали Барзех, которая при соединении с северной дорогой образует в будущем кольцевую дорогу. Улица Абубакер-Эльсидик (6) соединит улицу 17 Апреля (7) с южной объездной дорогой, предоставив новую артерию, связывающую центр с югом. Планом предусмотрено т а Е с ж е соединение магистрали Дарайя с южной объездной дорогой в качестве нового въезда в город с южной стороны. Схема маршрутов автобусов планируется таким образом, чтобы разделить существующие маршруты на магистрали и подвозящие линии. Пересадочные терминалы будут объединены в три термината: терминал «Мост Ас-сдд», терминаи «Кабул» и терминал «Маззех» Общественный транспорт существующих терминалов «Барамкех» и «Аббас» трансформируются в терминал «Мост Ассад».
Конструкции сборных железобетонных обделок перегонных тоннелей, сооружаемых щитовым способом, и их классификация
В условиях Дамаска, когда необходимо обеспечить сохранность базовой капитальной застройки и сооружений, а также объектов, представляющих историческую ценность, предпочтителен подземный вариант размещения линий метрополитена.
Первая линия Маззех - Кабун длиной 12 км начинается в районе Маззех в начале проспекта «Фаез Мансур» от станции расположенной рядом с автовокзалом «Маззех». Следующую станцию предлагается расположить через 1900м у спортивного комплекса Аль Джаля. Третья станция располагается в густонаселенном микрорайоне на площади Басль Аль Ассад на расстоянии 1300м от второй. Затем через 1300м перегонные тоннели подходят к одной из центральных площадей города - площади Омаяда. На этом участке трассы, включающей три перегона общей протяженностью 4700м, трасса проходит вдоль Е роспекта «Фаез Мансур», где пассажиропотоки к 2020г. достигнут 730 О О О пассажиров в сутки. С учетом неравномерности распределения пассажиров по направлеьшям и увеличения их в часы «пик« на этом участке можно ожидать устойчивые пассажиропотоки до 30 О О О пассажиров в час в одном направлении. Далее трасса идет по долине реки Барада параллельно проспекту Шукри Аль Куотли в центр города, где расположены автобусные вокзалы «Барамкех» и «Аббас». В ближайшей перспективе эти вокзалы трансформируется в крупнейший автобусный терминал «Мост Ассад». Рядом со станцией расположен Национальный музей Дамаска. Далее трасса проходит к железнодорожному вокзалу «Аль Хейжаз», который является основным пассажирским железнодорожным узлом в городе. Затем трасса пересекает реку Барада и подходит к станции, расположенной вблизи старого города на площади «Аль Этехад». Далее трасса идет в густонаселенный район до станции на площади «Аль Тахрир», и вдоль проспекта Халяб до площади «Аль АббассиЕ!», где расположен самый большой стадион Дамаска. Следующая станция расположена у автобусного терминала «Кабуш , обеспечивающего транспортные связи с крупными городами Сирии Хомс, Хаман, Алеппо и побережьем Средиземного моря. Последний перегон первой линии заканчивается станцией, совмещенной с железнодорожной дорогой. Здесь имеется достаточная площадь для устройства депо для поездов метрополитена.
В центральной части города от площади Омаяда до площади АльТахрир (4000м) трасса проходит в условиях плотной застройки при наличии архитектурных, исторических памятников и разного рода охранных зон. Тоннели на этом участке первой линии следует проложить на глубоком заложении, несмотря на высоьдпю стоимость и трудоемкость строительства. С учетом инженерно-геологических и гидрологических условий, а также возможности пересечения зон с густой сетью подземных коммуникаций и участков, представляющих археологическую ценность, глубина заложения линии составит 20 - 25 метров.
При выходе трассы за пределы центральных районов в периферийные, рационально перейти на мелкое заложение линии. В этом случае нами предлагается проходка тоннелей на глубине 8 -10 м до уровня головки рельсов и сооружение станций открытым способом в котлованах.
Линии мелкого заложения имеют определенные преимущества по сравнению с линиями глубокого заложения. Так, стоимость линий мелкого заложения в относительно благоприятных градостроительньпс и гидрогеологических условиях в среднем в два раза меньше, чем линий глубокого заложения. Трудовые затраты на сооружение 1п.м. перегонного тоннеля шитовьв! способом на линии межого заложения на 70 - 80 % ниже, чем на линии глубокого заложения.
Локальные препятствия на трассе в виде фундаментов отдельных зданий и сооружений, небольших водотоков, железнодорожных путей и т.п. не должны служить доводом в пользу переноса трассы на глубокое заложение. Мировая практика метростроения показьшает, что такие препятствия преодолеваются с использованием известных и отработанных приемов - укрепления фундаментов, устройства запщтных экранов из железобетонных «стен в грунте» или буронабивных секупщхся свай, продавливания и т.п. Эксплуатационные расходы, отнесенные к одному километру линии межого затожения, на 18-20% ниже, чем глубокого.
Из многолетнего опыта эксплуатации метрополитенов на линиях межо-го заложения следует, что они более удобны дня пассажиров, чем линии глубокого заложения. Незначительная глубина заложения станции на такой линии и наличие, как правило, двух входов экономят время перехода пассажира от входа до посадочной платформы. Два входа на станцию способствуют более равномерному заполнению вагонов, ускоряют выход пассажрфов с платформы на поверхность. Поскольку сокращается время, затрачиваемое на подходы к платформе, метрополитеном пользуются и те пассажиры, кто следует на короткое расстояние (1-2 перегона).
Отметим также, что сооружение станционного комплекса открытым способом в углубленных котлованах позвожет одновременно со строительством метро эффективно использовать надтоннежное пространство, располагая под землей торговые заши, автостоянки, складские помещения и т. п.
Практика м1фового метростроения дает основание считать, что технико-экономические преимущества линий межого заложения и божпше удобства в эксплуатации открывают пшрокую перспективу их развития в сети как существующих, так и вновь строящихся метрополитенов. Анализ опыта строительства метрополитенов убедигежно показывает, что дож линий межого заложения в общей протяженности подземных транспортных магистралей подавляющего божшинства городов мира существенно увеличивается. Так в Москве к 2010 году намечено построить 89,1 км новых линий, из которых 60 км пройдут на межом заложении, что составжет 68%. В таких городах, как Новосибирск, Омск, Самара, Минск, Ташкент, Пекин, Шанхай, Каир, Мюнхен, Варшава, Сишапур метрополитен эксплуатируется и продолжает развиваться на линиях межого заложения.
Подбор эквивалентных материалов и построение моделей
Стоимость сооружения 4,6 км перегонных тоннелей роторньшЕ щитом фирмы HERRENKNECHT, включая покупку последнего и производство железобетонной обделки на приобъектном полигоне, составила 32млн. долл. Таким образом, стоимость одного километра перегонного тоннеля метрополитена в центральной части города Валенсия составила около 7 млн. долл.
Фирма HERRENKNECHT изготовила самый большой в мире щит с активным пригрузом в забое диаметром 14,2м для подводного перехода под р. Эльбой в Гамбурге. Тоннелепроходческие маппшы этой фирмы работают на объектах Великобритании, Германии, на строительстве метро в Мадриде.
Показателен опыт сооружения тоннелей метрополитена щитом с гидравлическим пригрузом забоя в смешанных песчаных и глинистых грунтах на строительстве одной из линий метрополитена в Москве [6]. Тоннели сооружали ШИТОВЫМ комплексом фирм Waiss & Freitag - Herrenknecht (Германия) на глубине до 65м при гидростатическом давлении до 0,35 Мпа. Сложности встретились при проходке в мелкодисперсных глинистых грунтах. Налипание грунта на рабочий орган и заклинивание патрубка, отсасывающего грунтовую смесь из призабойной зоны, вызывали необходимость периодических выходов в кессон для размьщки налипшего грунта, что значительно снижало темпы проходки. Сепарационная установка, которая должна отделять грунт от бентонитовой суспензии, в глинистых грунтах оказалась не в состоянии выдавать под погрузку в автосамосвалы сухой грунт. Приходилось вывозить в отвал жидкую грунтовую смесь вместе с дефицитным бентонитом. Относительно дорогостоящая технология отделения бентонитовой суспензии от грунта является существенным недостаткам щитовых комплексов с гидравлическим пригрузом забоя.
Участки трассы, залегающие в глинистых и суглинистых грунтах, хорошо поддаются разработке пщтовьвш комплексами с грунтовым пригрузом забоя. При необходимости используются шламообразуюпще и вспенивающие добавки. Широко известны такие щитовые комплексы фирмы LOVAT. Комплексы фирмы LOVAT достаточно просто могут переходить из режима с грунтовым пригрузом забоя в режим работы с открытой планшайбой и наоборот, в зависимости от изменения грунтовых условий. Таким образом, пщг может применяться как при проходке в водонасьпценных грунтах, так и в грунтах естественной влажности. В первом случае грунт из забоя выдается шнековым транспортером, во втором случае - ленточным.
Два щитовых комплекса с грунтовым пригрузом забоя были изготовлены фирмой Lovt для проходки параллельных тоннелей длиной 1,2 км, диаметром 6,03м на строительстве метрополитена Тайбея (Тайвань) [46,67]. Щитовые комплексы проходили преимущественно в песках, иле и глине с прослойками песчано-гравелистых грунтов при уровне гидростатического столба 18м. Еще два аналогичных комплекса изготовлены для проходаси другого участка метрополитена в Тайбее. в 1997 году началась проходка перегонных тоннелей метрополитена в Торонто щитами фирмы LOVAT с грунтовым пригрузом [68]. Перегонные тоннели проходили на глубине 20м через пластовые межледниковые наносы. Над 1пши находится толстый пласт валунной глины, которая имеет однородную структуру и состоит, главным, образом из связных грунтов (глина, илистая глрша), однако встречаются зоны и линзы несвязных грунтов. На протяжении всей трассы связные грунты имеют текстуру от вязкой до твердой. В некоторых местах глина характеризуется очень высоким содержанием воды. Несвязные грунты имеют текстуру от плотной до очень плотной. Зоны несвязных грунтов обычно являются водоносными и расположены между связными грунтами. Два щита с грунтовым пригрузом снабжены шнековыми конвейерами. С момента пуска в течение трех недель первый пщтовой комплекс шел одинаковым темпом - 75 м в неделю или 300м в месяц через илистые пески ледникового происхождения при гидростатическом напоре 9м. Вскоре по паратлельной трассе был запущен второй пщт, который обеспечивал ту же скорость проходки.
В Шанхае проходка перегонных тоннелей метрополитена мелкого заложения осуществлялась щитами с грунтовым пригрузом, изготовленными французской фирмой Fives-Cfil Babcock (FCB) [53,59]. Тоннели сооружали в грунтах, представленных легким водопроницаемым аллювием четвертичного периода. С апреля 1991г. по май1994г. семь щитов, работая одновременно, прошли 18км перегонных тоннелей. Наивысшая дневная производительность достигала 22 м, месячная -381м. Осадка грунта не превьппала 12мм. На участке пересечения с железной дорогой осадки находились в пределах 4мм.
Японская фирма MITSUBICHI HEAVY INDUSTRIES изготовила бо-лее380 щитов с грунтовым пригрузом забоя и 395 - с гидропригрузом.
Тоннельно-проходческие машины (ТВМ) фирмы Lovt успешно применяются на строительстве подземных объектов и метрополитенов во многих городах России: Москве, Санкт-Петербурге, Протвино, Екатеринбурге, Казани, Красноярске. Контракт на закупку ТВМ модели МП2268Е фирмы Lovt для строительства 11км линии метрополитена в Казани был подписан в 1997г. ТБМ диаметром 5,6 м была изготовлена в Торонто и поставлена в Казань в октябре 1999г. Машина снабжена режущим органом для мягких грунтов и работает как в открытом режиме, так и в режиме грунтового пригруза. Грунты на трассе тоннелей представлены илом, песком и глиной. Максимальное давление воды ожидается в пределах 0,2 МПа. Максимальная глубина заложения тоннеля 28м. При работе в режиме грунтового пригруза забоя машина снабжена шнековым конвейром. В грунтах естественной влажности шнековый конвейер заменяется на ленточный. Машина должна пройти два тоннеля при допустимой осадке грунта 10мм под густонаселенными городскими районами.
Механизированный тоннелепроходческий комплекс канадской фирмы «Lovt Tunnel Equipment Inc.» с роторным рабочим органом и грунтовым пригрузом забоя предполагается применить в Красноярске на участке линии метрополитена с самыми тяжелыми гидрогеологическими условиями - обводненные глинистые грунты и сильно трепщноватые обводненные песчаники мергели и алевролиты [16]. Проектная скорость проходки 150м/мес.
