CC BY
23
УДК 69.035.4 В.А. Субботин
СИСТЕМНОЕ ОСВОЕНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА МОСКВЫ, КОРЕННОЕ УЛУЧШЕНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ;
ТПМК «МУСКАТ»
Круглый стол
Яебывалый размах реконструкции и строительства в г. Москве практически не затронул исторически сложившейся радиальной застройки улиц города, при которой автотранспортные средства собираются естественно в центре мегаполиса.
Значительное увеличение количества автотранспорта в Москве в пос-ледние годы привело к значительным транспортным перегрузкам улиц города, автомобильным пробкам, значительно ухудшило экологическую обстановку в столице.
Предельно допустимые концентрации вредных выбросов, выделяемых двигателями автомобилей, часто превышают нормы на улицах Москвы в 1060 раз.
Введение в эксплуатацию третьего транспортного кольца несколько улучшило транспортную ситуацию в столице России, однако не решило все многочисленные транспортные и экологические проблемы Москвы.
Для того чтобы предупредить полную остановку наземного транспорта в центре и на наиболее перегруженных улицах, снизить ПДК вредных выбросов в атмосферу Москвы и при этом обеспечить комфортную экологическую и транспортную ситуацию, необходимо:
1. Убрать автомобили, следующие в центр и с основных магистралей города в подземное пространство.
2. Создать единую транспортную сеть, включающую действующие и проектируемые наземные и подземные трассы и сооружения.
Эти задачи решаются следующим образом:
1. Сооружаются две протяженные подземные магистрали, каждая из которых включает два параллельных в плане тоннеля с четырех полосным движением транспортных средств в каждом из них.
2. Первая подземная магистраль (первая очередь) пройдет от Ярославского шоссе на пересечении его с МКАД до Ленинского проспекта на пересечении его с Ломоносовским проспектом (рис. 1).
3. Вторая магистраль (вторая очередь) пройдет от Ленинградского шоссе у станции метро «Речной вокзал» до Волгоградского проспекта на пересечении его с улицей Академика Скрябина (рис. 1).
4. Подземные магистрали через каждые 1,5-2,0 км будут связаны с улицами Москвы выездными и въездными тоннелями.
Рис. 1
8. Движение по подземным магистралям будет платным.
Сооружение подземных магистралей и комплексов выработок, примыкающих к ним, спасет город от экологической агрессии, так как позволит уловить и обезвредить агрессивные выбросы автомобилей в тоннелях, кардинальным образом улучшит дорожно-
транспортную ситуацию, позволит на более высоком уровне, комплексно осваивать подземное про-странство Москвы.
ли на другую под землей.
5. К подземным магистралям будут примыкать комплексы выработок, в которых будут размещаться подземные гаражи и автостоянки, сервисные центры, магазины, склады и т.д.
6. Комплексы выработок будут связаны со станциями метро пешеходными и эскалаторными переходами, а с центра города лифтами.
7. Подземные магистрали в месте их пересечения пройдут на разной глубине и будут соединены съездами, что позволит переезжать с одной магистра-
Магистральные тоннели будут соединяться между собой сбойками для прохода людей, вентиляционных устройств; петлевыми тоннелями для изменения направления движения автотранспорта.
Эксплуатация протяженных скоростных подземных магистралей позволит в дальнейшем до 30-40 % автотранспорта перевести под землю. Освободившиеся территории города будут использованы для создания скверов, посадки зеленых насаждений, организации без автомобильных зон, защитит москвичей, архитектурные и культурные памятники города от вредного воздействия автотранспорта.
В подземных магистралях автомобили будут двигаться со скоростью около 100 км/час без остановок, трассы будут иметь оптимальные уклоны и подъемы, что значительно уменьшит объемы выбросов на единицу расстояния.
Строительство протяженных скоростных подземных магистралей и сдача их в эксплуатацию будет способствовать защите городской среды от шума проезжающих автомобилей. В тоннелях будут применять архитектурно - акустическую защиту, что позволит исключить передачу вибрации зданиям и сооружениям Москвы.
В настоящее время во всем мире наблюдается все большее внедрение в подземное пространство тоннелей и различных подземных объектов.
Прежде всего это касается крупных городов и промышленных центров. Особенно большое значение в настоящее время приобретает освоение подземного пространства в планировке и застройке крупных городов - мегаполисов.
Ведущие мировые фирмы (Lowat, Herrenknecht, Mitsubishi и др.) выпускают щитовые комплексы (ТВМ) для раз-
личных горно-геологических условий с гидропригрузом или породным пригру-зом забоя. Щитовые комплексы в основном круглой формы поперечного сечения с роторным рабочим органом (планшайбой).
Здесь необходимо отметить, что ширина дорожной полосы в автодорожных тоннелях равна 4-ем метрам, а высотный габарит должен быть равен 5-и метрам.
По этой причине оптимальным поперечным сечением автодорожного тоннеля для много полосного движения транспортных средств должно быть сечение, вытянутое вдоль горизонтальной оси.
Однако, в настоящее время продолжают изготовлять щитовые комплексы для сооружения автодорожных тоннелей круглого поперечного Щитовой комплекс круглого поперечного сечения наибольшим диаметром 14,2 м изготовляется немецкой фирмой НеггепкпесЫ: с гидропригрузом забоя 158,28 кв.м.
Этим щитовым комплексом пройден Лефортовский тоннель на третьем транспортном кольце в городе Москве. Понятно, что в этом круглом автомобильном тоннеле поперечное сечение используется нерационально и размещается только три усеченных (шириной 3,75 м) полосы движения транспортных средств.
В настоящее время этой же фирмой ведутся работы по проектированию и изготовлению щитового комплекса диаметром 17,5 м, площадь сечения выработки сооружаемой этим щитовым комплексом будет 240,72 м2.
Японские фирмы выпускают щитовые комплексы также с двумя или тремя планшайбами. При сооружении тоннелей этими щитовыми комплексами получаются сечения вытянутые вдоль горизонтальной оси в виде пересекающихся двух или трех окружностей. По этой
Рис. 2
причине в этих тоннелях в местах пересечения окружностей приходится ставить колонны для поддержания обделки «соседних» тоннелей, что усложняет технологию проходки, снижает скорость и удорожает строительство. Кроме того, колонны перекрывают свободное сечение тоннеля. По этому такая форма поперечного сечения не рациональна для автодорожного тоннеля.
Рациональной формой поперечного сечения автодорожного тоннеля для много полосного движения транспортных средств является овал, размеры которого можно подобрать оптимальные для много полосного движения транспортных средств.
В Московском государственном горном университете нами разработана рациональная овальная форма поперечного сечения для 4-х полосного движения транспортных средств: ширина выра-
ботки - 20 м, высота тоннеля - 11 м, площадь поперечного сечения - 220 м2 (рис. 2).
В настоящее время в результате продолжительной работы нами разработан «Модульный Универсальный Скоростной Комплекс с пригрузом забоя для сооружения автодорожных тоннелей» («МУСКАТ»). Технология сооружения автодорожного тоннеля комплекса «МУСКАТ» показана на рис. 3.
После реализации этой разработки с помощью «МУСКАТ» можно будет вести проходку в любых горногеологических условиях при больших притоках воды, и сооружать магистральные четырех полосные автодорожные тоннели со скоростью свыше 500 м/месяц без осадки дневной поверхности.
Комплекс «МУСКАТ» имеет модульную конструкцию и, следовательно,
1 Головная с«чия комплекса ’Кускот'
2 Рослоомоя и«иия
3 Ммигиляюе» д/м кхтаха сюекэи ОМГАМ
4. Розыски |ЯЯ П0ШМ4 ЬЛОкОб ОЫел»к
5 Пгоеия слот акае/хм
6 ЙЮООЯ СЛОЯ ОЬХ»/-*и
7 Ши*<сы* пю*оло1*т
8 Ленгоинуе 1о<хлсотеси
9 Гэвооо1ным пеоргвдаотрль И. Гс*г*са
И Ежост для »<го1*а * сввзлык*
С. Бетономосос*
13. Гидроитя»*.
14. ГЪ»СС4МЛ
С- Шктоеме до*«в(гм оослсрк» к> Поо*ош ш плотт о*г>*
Рис. 3
может быть трансформирован для сооружения так же трех-, двух- и одно полосных автодорожных тоннелей.
Экономичная, водонепроницаемая обделка тоннелей двухслойная высокой несущей способности из бетонов с высокими технологическими свойствами.
Причем, первый слой обделки - или пресс-бетон, или сборная из железобетонных блоков разжатых в окружающий горный массив; второй слой обделки -монолитный железобетон с дискретным армированием. Между слоями обделки предусмотрена дополнительная гидроизоляция напылением водонепроницаемого слоя.
Высокая технология проходки комплексом «МУСКАТ» предусматривает постоянную разведку и уточнение гидрогеологии и позволяет оперативно осуществить переход на возведение той или другой двухслойной обделки соответствующей несущей способности.
Несущая способность обделки будет рассчитываться оперативно для различных горно-геологических условий с использованием программы «Созшоз/М». Данная программа основана на методе конечных элементов и прошла большую апробацию при расчете различных сооружений, в том числе и конструкций обделок подземных сооружений. Ее отличает удобный интерфейс, точность расчета, большая информативность получаемых результатов. На настоящий момент она является одной из лучших программ по решению задач механики сплошной среды.
Таким образом, комплекс «МУСКАТ» имеет ряд преимуществ перед щитовыми комплексами для сооружения автодорожных тоннелей, выпускаемых в других ведущих по тоннелестроению странах:
1. Форма поперечного сечения оптимальная - овальная.
Рис. 4
2. Площадь поперечного сечения 4-х полосного тоннеля - 220 м2.
3. Пригруз забоя - породный или
гидропригруз, используется тот или другой в зависимости гидро-гео-
логических условий проходки.
4. Суммарная мощность привода исполнительного органа-2000 кВт.
5. Гидромоторы, приводящие рабочий орган во вращательное движение, находятся внутри исполнительного органа и доступ к ним возможен в любое время.
6. Схема установки и расположения гидромоторов привода рабочего органа позволяет увеличивать или уменьшать их количество, находящееся в работе, и тем самым регулировать
пусковой крутящий момент и скорость вращения рабочего органа.
Суммарная мощность привода может быть так же быть легко увеличена путем установки дополнительных гидромоторов.
7. Тип и несущую способность обделки применяем в зависимости от состояния горного массива в конкретном месте проходки, для этого постоянно ведется разведка породного массива впереди комплекса «МУСКАТ».
8. Комплекс «МУСКАТ» имеет модульную конструкцию и может быть трансформирован для сооружения 3-х полосного тоннеля шириной 16 м, 2-х полосного шириной 12 м и 1-о полосного шириной 8 м (рис. 4).
Рис. 5
9. Комплекс “МУСКАТ” позволяет устанавливать различные типы обделок:
1) “Пресс-бетон”.
2) Сборную обделку.
3) Смешанную - сборная, как временная крепь и монолитная, второй слой постоянная крепь.
4) Монолитный бетон, а также железобетон, применяя дисперсное армирование.
5) Бетоны с высокими технологическими свойствами, применяемые для производства обделки, высокопрочные до 200 МПа и повышенной водонепроницаемости, В-20.
Рис. 6
6) Двухслойная обделка позволяет применять между слоями напыление гидроизоляционного слоя, что значительно повысит гидроизоляционные свойства тоннеля.
7) Сборная обделка, устанавливается в неустойчивых породах с разжимом в окружающий горный массив.
8) Возводимая обделка, при комплексе «МУСКАТ» состоит из первого слоя и второго слоя. Второй слой крепи включает в работу элементы, как верхний так и нижний составляющей фермы сводов тоннеля.
— Коротко об авторах ---------------------------------------
Субботин В.А. - Московский государственный горный университет.
