CC BY
7
УДК 69.05
Бусарева Е.А.,
студент, магистр Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет Научный руководитель: Пухкал В.А., доцент к. н., доц. Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
СТРОИТЕЛЬСТВО ЛИНИЙ МЕТРО ГЛУБОКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ
Аннотация
Наиболее эффективным видом транспорта для крупных городов является метрополитен — скоростная городская внеуличная железная дорога с курсирующими на ней маршрутными поездами для перевозки пассажиров.
В настоящее время в связи с расширением строительства и использования станций метрополитена актуальное значение приобретают вопросы разработки эффективных, быстрых и безопасных способов строительства подземных станций метрополитена.
Ключевые слова: строительство, метрополитен, методы, глубокое заложение.
Метрополитен - это вид городского внеуличного скоростного железнодорожного транспорта, линии которого прокладываются в подземных тоннелях, по поверхности земли и на эстакадах. От других видов городского пассажирского транспорта метрополитен отличается очень высокой скоростью и регулярностью движения поездов и большой провозной способностью.
Строительство станций метро глубокого заложения начинается с проходки шахтного ствола для размещения клети (лифта), который доставляет рабочих и необходимое оборудование под землю на площадку. С околоствольной площадки далее начинается прокладка тоннеля. Тут же на поверхность поднимают отработанный грунт. Проходка и укрепление тоннелей производится чугунными или железобетонными тюбингами, а также водонепроницаемыми железобетонными блоками обделки.
Существуют разные способы и методы строительства линий метро глубокого заложения, которые сейчас рассмотрим.
Буровзрывной метод основан на разрушении массива скального грунта зарядами взрывчатого вещества заложенного в пробуренные шпуры по площади забоя на некоторую глубину. Разработанный грунт выбирается из забоя породопогрузочными машинами, сборная чугунная или железобетонная обделка монтируется специальными укладчиками, а монолитная укладывается за опалубку бетононасосами.
Новоавстрийский способ предполагает возведение первичной обделки из набрызг-бетона небольшой толщины с анкерами или арками, и вторичной - из монолитного железобетона с применением передвижной опалубки. Разработка грунта ведётся комбайнами или буровзрывным способом.
Способ механизированной проходки предполагает использование тоннелепроходческих щитов с роторными рабочими органами, оборудованными шарошками и резцами для разработки грунта. Комплекс собирается на дне монтажной камеры — котлована, который служит началом тоннеля и по окончании работ засыпается грунтом. В передней части комплекса находятся резцы для разработки породы. Машина начинает разрабатывать грунт и принимает нагрузку на себя, тем самым защищая
тоннель от обрушения. По мере прохождения тоннеля ТПМК укрепляет его кольцами из тюбингов или блоками путем нагнетания цементно-песчаных растворов.
С помощью гидравлических домкратов ТМПК продвигается вглубь тоннеля, отталкиваясь от уже уложенных колец. Специальный конвейер либо трубопровод удаляет отработанный грунт за пределы комплекса. В сложных инженерно-геологических условиях в неустойчивых и водонасыщенных грунтах применяются ТПМК с активным пригрузом забоя, который обеспечивается давлением на забой бентонитового раствора (гидропригруз) или измельченного грунта (грунтопригруз), что обеспечивает безопасность ведения работ. Чтобы ТМПК не кренился из-за вращения рабочей части щита, за пределы корпуса выдвигаются специальные элероны. Положение ТМПК в тоннеле определяется с помощью лазерных приборов.
Следующий метод - метод продавливания, применяется в случае невозможности вскрытия поверхности земли на локальных участках - автодорогами, железнодорожными путями, объектами инженерной инфраструктуры. В данном случае в котловане сооружается тоннельная секция и с помощью домкратов под защитой трубного экрана происходит продавливание секции в грунтовый массив.
На линиях метрополитена в центральных густозаселенных районах крупных городов наиболее распространены станции глубокого заложения, которые также сооружают закрытым способом, т. е. без вскрытия земной поверхности. Закрытым способом сооружают станции трех типов: пилонные, колонные и односводчатые.
Станции глубокого заложения всегда строят в устойчивых коренных грунтах, оставляя над сводом кровлю этих грунтов толщиной 5-10 м, что позволяет вести проходку без применения сложных и дорогостоящих специальных способов. Над этой кровлей в большинстве случае залегают мощные слои слабых водонасыщенных грунтов. Поэтому при раскрытии выработок большого сечения в таких условиях требуется особая осторожность.
Сложность работ при строительстве станции закрытым способом заключается в том, что в ряде случаев приходится разрабатывать смежные или одиночные выработки большого сечения общим пролетом 25-30 м и площадью поперечного сечения до 200-250 м кв. Разработка таких объемов грунта под землей неизбежно вызывает смещение массива над станцией, что приводит к осадкам поверхности и повреждению зданий и других наземных сооружений. Срок строительства станции закрытым способом, как правило, определяется продолжительностью выполнения горнопроходческих работ в основных сооружениях станционного комплекса.
ы
А ,
Овнпммпш kuBiMNVHt InsiiDUm^m [шццмнмв
(ЯРЦШЦМ I ■nMMMHJMJl (щррщцдр
Рисунок 1 - Строительство линии метро методом продавливания.
Конструкция пилонной станции допускает независимую проходку трех параллельных тоннелей кругового сечения с последующим соединением их параллельными проходами. Круговое очертание тоннелей, образующих станционное сооружение, обеспечивает однотипность работ и безопасность их проведения. В практике отечественного тоннелестроения наибольшее распространение получили станции пилонного типа с чугунной и железобетонной обделкой. Способы сооружения пилонных станций
отличаются большим разнообразием соответственно вариантам конструктивного исполнения этих станций. Отличаются они главным образом очередностью, с которой возводят пилоны с проходами и станционные тоннели.
Рисунок 2 - Поперечный разрез станции «Маяковская»
Станции колонного типа сооружают в достаточно широком диапазоне инженерно-геологических условий. В скальных необводненных трещиноватых грунтах их возводят с обделкой станционных тоннелей из монолитного бетона и железобетона, в обводненных сильнотрещиноватых скальных и малоустойчивых грунтах - из чугунных тюбингов, а в плотных сухих глинах - из сборного железобетона. Разнообразие условий строительства определило большое число вариантов конструктивного исполнения колонных станций и соответственно способов их сооружения.
Особенность этих способов состоит в выполнении следующих основных этапов работ:
1. Проходка двух путевых (боковых) тоннелей станции с оставлением целика грунта между ними;
2. Возведение в боковых тоннелях вдоль станции внутренних несущих конструкций, основным элементом которых являются колонны;
3. Сооружение среднего станционного тоннеля с обделкой в виде верхнего свода, опирающегося на внутренние несущие конструкции, и обратного свода или лотковой плиты.
Колонная станция представляет собой единую большепролетную пространственную конструкцию, которая включает значительное число различных по форме и материалу элементов.
Поэтому последовательность выполнения производственных операций при ее сооружении должна быть такой, чтобы обеспечить совместную работу всех элементов конструкции как в поперечном, так и в продольном сечении станции. Наиболее важным условием является также одновременное включение в работу колонн, расположенных в одном поперечном сечении станции. Кроме того, в процессе сооружения станции должны быть сведены до минимума смещения опорных узлов сопряжения обделки среднего и боковых тоннелей.
Даже самое небольшое отступление от заданной технологии может привести к деформациям конструкции и смещению грунтового массива. Общее для всех станций глубокого заложения правило последовательности раскрытия выработок сохраняется. Сначала сооружают боковые тоннели с опережением забоев в 25-50 м, а затем средний тоннель. Проходка боковых тоннелей не имеет каких-либо особенностей. Параллельно с прокладкой тоннеля строится сама станция и система переходов,
затем в метро прокладываются коммуникации и монтируются эскалаторы.
I
Рисунок 3 - Пример односводчатой станции метро.
Сооружение односводчатой станции глубокого заложения предусматривается в устойчивых сухих грунтах типа протерозойских или спондиловых глин, часто встречающихся при строительстве метрополитенов в Ленинграде и Киеве. В Москве сооружена только одна односводчатая станция — «Тимирязевская» на Серпуховско-Тимирязевской линии. Эти станции экономичны, позволяют разнообразить архитектурные решения, а также имеют эксплуатационные преимущества на пассажиронапряженных станциях. Свод станции составлен из отдельных арок, представляющих собой железобетонные блоки, опирающиеся на монолитные опоры. Для того, чтобы избежать изгибающих моментов, а арках свода применено близкое к шарнирному соединение блоков, без связей растяжения в стыках.
Сразу после монтажа, собранная из отдельных блоков большепролетная арка, обжимается в грунт. Для этого в замковый блок, при его изготовлении, заложены два плоских гидравлических домкрата. Величину усилия разжатия можно регулировать, в зависимости от конкретных условий строительства, добиваясь стабилизации горного давления и уменьшения осадок поверхности.
Обратный свод, так же как и верхний, выполнен из не связанных друг с другом арок циркульного очертания, составленных из железобетонных блоков. Конструкция односводчатой станции может быть продолжена за пределы посадочных платформ для размещения в этой удлиненной части станционной тяговой понизительной подстанции, вентиляционных камер, водоотливных установок и других обустройств для обеспечения эксплуатации линии, что исключает строительство отдельных камер для указанных обустройств и снижает затраты труда. Обделка станции, обжатая в грунт, снижает до минимальных размеров оседание грунта. На станциях метро глубокого заложения для связи с дневной поверхностью, сооружаются наклонные эскалаторные тоннели, в которых монтируются эскалаторы, длина которых зависит от глубины залегания станции.
Вывод: таким образом, мы рассмотрели разные способы и методы строительства линий метро глубокого заложения. Самыми безопасными и эффективными являются: буровой метод, новоавстрийский, механизированная проходка, метод продавливания, устройство пилонных станций, устройство колонных станций. На выбор метода строительства влияет очень много факторов. Но каждый метод строительства является эффективным, современным и безопасным.
Список использованной литературы: 1. Строительство метрополитенов: учебник / С.Н. Власов, В.В. Торгалов, Б.Н. Виноградов // М.: Московская типография 8, Изд-во «ТРАНСПОРТ. -135 с.
2. СП 474.1325800.2019 «Метрополитены. Правила обследования и мониторинга строительных конструкций подземных сооружений».
3. СП 120.13330.2022 «Метрополитены». Актуализированная редакция СНиП 32-02-2003.
©Бусарева Е.А., 2023
УДК 535
Выборное О.А.
студент 3 курса РТУ МИРЭА, г. Москва, РФ Полозова М.М. студент 3 курса РТУ МИРЭА, г. Москва, РФ
ЛАЗЕР: ИЗОБРЕТЕНИЕ ТЕОДОРА МЕЙМАНА И ЕГО ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОБЩЕСТВО
Аннотация
Статья о революционном изобретении лазера в ХХ веке, его важности как инструмента и влиянии на науку и промышленность. Она раскрывает малоизвестные аспекты истории, начиная с Теодора Меймана, который сразу после создания первого лазера столкнулся с конкуренцией и препятствиями. Пресс-конференция и сенсационные заголовки газет добавили моменту открытия атмосферу удивления и восторга. Эта статья освещает путь к созданию лазера и его непосредственное влияние на технологический и научный прогресс.
Ключевые слова
Лазер, Теодор Мейман, научные открытия, технологический прогресс, рубиновый лазер.
Vybornov O. A.
3st-year student of RTU MIREA, Moscow, Russia Polozova M. M.
3st-year student of RTU MIREA, Moscow, Russia
LASER: THE INVENTION OF THEODORE MAIMAN AND ITS IMPACT ON SOCIETY
Annotation
An article about the revolutionary invention of the laser in the twentieth century, its importance as a tool and its impact on science and industry. It reveals little-known aspects of the story, starting with Theodore Maiman, who immediately faced competition and obstacles after creating the first laser. The press conference and sensational newspaper headlines added an atmosphere of surprise and delight to the opening moment. This article illuminates the path to the creation of the laser and its immediate impact on technological and scientific progress.
Keywords
Laser, Laser, Theodore Maiman, scientific discoveries, technological progress, ruby laser.
