CC BY
24
ИНАР 11 :
ОКЛАД НА : СИМПОЗИУМЕ "НЕДЕЛЯ :Г
МОСКВА, МГГУ, 25.01.99 - 29.01.99
^ В.А. Субботин, Л.С. Иванов,
2000
УДК 656.01:622.61/.67:581.5
В.А. Субботин, Л.С. Иванов
НОВЫЕ ПОТОЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ СООРУЖЕНИЯ АВТОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ И ТЗ НА КОМПЛЕКС МАШИН,
В настоящее время в городе Москве создалась серьезная дорожнотранспортная ситуация, улицы не могут пропустить большие потоки автомашин, возникают часто пробки и заторы. Особенно напряженная ситуация наблюдается в центральной части города. Это связано с исторически сложившейся радиальной застройкой Москвы и концентрацией в связи с этим автомобильных потоков в центре города.
В Московском государственном горном университете продолжительное время ведутся работы по комплексному освоению подземного пространства города Москвы [I].
Коренным образом изменить напряженную автотранспортную ситуацию в городе и улучшить экологию Москвы можно, если построить протяженные скоростные прямолинейные в плане автотранспортные тоннели. Это позволит также на новом уровне осваивать подземное пространство города. В комплексе выработок, примыкающих к трассам автодорожных тоннелей, можно будет располагать подземные гаражи, автостоянки, магазины, зоны отдыха, отдельные производства. Эти подземные комплексы выработок будут соединяться со станциями метрополитена и другими уже построенными подземными сооружениями, то есть создастся единая система освоения подземного пространства города Москвы.
Подземные магистрали должны быть представлены прямолинейными в плане попарно параллельными автодорожными тоннелями с четырех полосным движением транспортных средств в одном направлении, с про-
межуточными выездами и въездами в город из каждого тоннеля через один километр и иметь через 800 метров оборотные камеры, соединяющие параллельные магистральные тоннели, для возможности изменения направления движения автомобилей.
При проходке магистральных, въездных и выездных автодорожных тоннелей, а также комплексов выработок, примыкающих к ним, планируется попутная добыча полезных ископаемых, их переработка и получение в результате песка, щебня, цемента, кирпича, естественной облицовочной плитки и т. д.
Эта попутная добыча полезных ископаемых позволит в значительной мере окупить затраты на строительство и обеспечит нужды Москвы в строительных материалах.
Проезд по подземным магистралям будет платным с автоматизированным сбором платы за проезд без остановки движения транспортных средств.
Для разгрузки Ярославского шоссе, проспекта Мира, Садового кольца, центра Москвы, Ленинского проспекта, а также сквозного проезда через Москву без выезда на поверхность, рамповые части магистральных тоннелей и их порталы будут сооружены у автодорожного моста через Северную железную дорогу у платформы "Северянин" и на Ленинском проспекте у пересечения его с улицей Крупской. Протяженность подземной магистрали около 20 километров.
Для разгрузки Ленинградского проспекта, Садового кольца, центра Москвы, Волгоградского проспекта и сквозного пропуска транспортных
средств через город без выезда на поверхность, рамповые части и порталы магистральных автодорожных тоннелей будут сооружены у железнодорожного моста через Ленинградский проспект со стороны окружной автодороги рядом со станцией метро "Войковская" и на Волгоградском проспекте напротив станции метро "Выхино". Протяженность подземной автомагистрали свыше 20 километров.
Обе трассы будут пересекаться в разных уровнях и соединятся подземными съездами, которые позволят автомобилям переезжать в другую подземную магистраль.
Для экономичного и безопасного сооружения подземных магистралей, въездов и выездов из них, а также сооружения комплексов выработок, примыкающих к ним, предусматривается разработать автоматизированную систему строительства, которая должна обеспечивать контроль состояния забоев, смену режущего инструмента в зависимости от горно-геологических условий, контроль качества возведенных обделок, автоматизированное ведение щитов по лазерному лучу, контроль экологической обстановки в тоннелях и т.д.
В период эксплуатации подземных магистралей будет действовать автоматизированная система эксплуатации, которая позволит автоматизирование наблюдать с диспетчерского пункта за движением транспортных средств в тоннелях, контролировать экологическую обстановку, руководить работой вентиляции и очистной воздуха, обеспечит противопожарную безопасность и ликвидацию аварий.
После строительства тоннелей на БАМе в связи с тяжелыми экономическими условиями сооружений тоннели, в том числе автодорожных значительно сократилось [2]. В настоящее время в России не выпускается техника (особенно щиты), обеспечивающая механизацию строительства тоннелей.
Поэтому для экономичной и высокоэффективной реализации этого грандиозного проекта в МГГУ разработаны новые поточные технологии, не имеющие аналогов в мире:
• Поточная комбайновая технология сооружения одно- и двухполосных автодорожных тоннелей, с поддержанием тоннеля в зоне неустановившегося давления временной многократно используемой секционной крепью из холодногнутого сварного квадратного
коробчатого профиля и возведением монолитной железобетонной обделки с помощью многосекционных механизированных опалубок. Для реализации этой технологии разработано ТЗ на установку для гибки холодногнутых коробчатых профилей и проката УГ1-ТЗ. Технология изготовления арочных крепей из квадратного сварного коробчатого профиля и результаты натурных испытаний трапециевидных крепей из него приведены в статье [5].
• Щитовая технология сооружения
трехполосных автодорожных тоннелей арочно-видными механизированными щитами с разработкой породы стреловидными комбайновыми рабочими органами и возведением двухслойной прессбетонно-
железобетонной обделки с обратным сводом. Причем, второй железобетонный слой возводится непрерывно с помощью механизированной опалубки. Арматура по всему внутреннему контуру второго слоя обделки устанавливается непрерывно без задержки процесса его возведения с помощью механизированной технологической платформы. Для создания средств механизации и реализации этой технологии разработано ТЗ "Проходческий комплекс Москва ПЩКМ-ТЗ".
• Высокопроизводительная техноло-
гия сооружения четырехполосных (одно-, двух-, трех полосных) автодорожных тоннелей механизированным щитом эллипсовидного поперечного сечения с породным пригрузом с двухслойной- прессбетонно-
железобетонной обделкой или сборной железобетонной обделкой заводского изготовления [4].
Основной является прессбетонно-железобетонная двухслойная обделка. Второй железобетонный слой двухслойной обделки возводится непрерывно с помощью механизированной опалубки. Арматура по всему внутреннему контуру второго слоя обделки устанавливается непрерывно без задержки процесса его возведения из рулонной сетки с помощью механизированной технологической платформы. Отставание возведения второго
слоя от первого прессбетонного не должно превышать 50 метров. После возведения обделки механизировано монтируется дорожное покрытие из сборных [ - образных железобетонных блоков заводского изготовления. После устройства дорожного покрытия под ним получаются каналы шириной 2,2 метра и высотой 2,2 метра и менее. Эти каналы используются: при проходке тоннеля для подачи свежего воздуха в забой при эксплуатации -для размещения в них городских коммуникаций, кабелей различного назначения, трубопроводов, а также для вывоза людей из аварийной зоны в безопасное место. Вывоз породы из тоннеля производится автосамосвалами по въездам и выездам из тоннеля. Для создания средств механизации и реализации этой технологии сооружения четырех полосных тоннелей разработано ТЗ на тоннельный механизированный щитовой проходческий комплекс ТМЩПК-850М-ТЗ.
• Технология сооружения выработок любой формы поперечного сечения в устойчивых породах со сборной обделкой и механизацией производственных процессов с помощью универсального манипулятора, разработанного нами.
Манипулятор перемещается по двух рельсовой дороге подвешенной в своде тоннеля по его оси. С его помощью можно перемонтировать двух рельсовую дорогу по мере подвигания забоя, монтировать (демонти-ровать) сборную обделку и выполнять ряд других производственных операций навешивая на манипулятор другое оборудование. Как то, прямую лопату, обратную лопату, грейфер, гидромолот, перфораторы и др.
Эта технология позволяет с минимальными затратами механизировано сооружать комплексы выработок примыкающих к магистральным тоннелям, С помощью этого универсального манипулятора можно механизировано перекреплять тоннель круглого поперечного сечения в оптимальную для автодорожного тоннеля арочную форму. На универсальный манипулятор разработаны ТЗ, рабо-
чие чертежи и в настоящее время он изготовляется ОАО "Протонтоннель-строй". Манипулятор будет использоваться для преобразования тоннеля круглого поперечного сечения, пройденного щитом с расжатием сборной обделки в породу (внешний диаметр -5,7 м), в автодорожный тоннель подковообразного очертания.
Стоимость сооружения скоростных подземных магистралей, въездов и выездов из них, а также строительство комплексов выработок, примыкающих к ним по разработанным поточным технологиям обойдется в 2-3 раза дешевле, чем строительство их с использованием западной техники [5]. Известно, что автомобильный транспорт является основным загрязнителем атмосферы Москвы. Вредные выбросы автомобилей составляют до 95 % всех вредных выбросов в городе. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных выбросов автомобилей в атмосфере Москвы во многих местах превышается в два-три и более раз.
Строительство и эксплуатация протяженных, скоростных подземных магистралей позволит в дальнейшем перевести под землю до 30 % автотранспортных потоков.
Перемещение автотранспорта по скоростным подземным магистралям снизит вредные выбросы, так как трассы будут иметь оптимальные уклоны и подъемы. Автомобили в подземных тоннелях будут двигаться без остановки, т.к. здесь не предусматривается установка светофоров.
Нахождение автотранспортных средств в тоннелях позволит уловить и очистить вредные выбросы карбюраторных и дизельных двигателей автомобилей. Таким образом, строительство протяженных скоростных подземных магистралей и их эксплуатация позволит коренным образом снизить ПДК вредных веществ на улицах Москвы, позволит увеличить озеленение города, даст возможность организовать новые безавтомобиль-ные зоны и коренным образом улучшит экологическую обстановку в мегаполисе.
СПИСОК
ЛИТЕРАТУРЫ
1. Субботин В.А.(МГГУ). Поточная технология и экономически дового кольца. Неделя горняка-97. Материалы круглого стола. Науч-
безопасная эксплуатация автодорожных тоннелей для разгрузки Са- но-технические проблемы разработки экологически безопасных тех-
нологий строительства и эксплуатации подземных сооружений в сложных горно-геологических условиях. - М., МГГУ, 1997.
2. Макаров О.Н., Маркин В.Е., Транспортные тоннели и метро-политены.-М., 1991, ТИМР.
3. Технология и оборудование для изготовления арочных крепей из холодногнутого замкнутого сварного коробчатого профиля. В.А. Субботин - доцент Московского государственного горного университета, к.т.н. - Мировая горная промышленность, №4, М., 1997.
4. Субботин ВА.(МГГУ). Скоростные подземные магистрали и новые технологии их сооружения в мегаполисе город Москва. Тезисы докладов. Научно-практическая конференция ВУЗов г. Москвы. 7 апреля 1999 г, Москва, МГСУ.
5. Субботин В.А., Лихтерман С.С,.проф.,д.э.н,, Троцкий. Л.Н. Целесообразность строительства протяженных скоростных подземных автодорожных тоннелей для разгрузки магистралей г. Москвы. М., Горно-информацион-ный аналитический бюллетень, №6, 1999.
Субботин Валерий Александрович доцеш, кандидш юхнических наук, кафедра со-ирошв.юния маюриалок, Московский юсударсшеннмй юрный униксрсию!.
Иванов Лев Семенович — руководитель студенческого проектно-конструкторского бюро, Московский государственный горный университет.
