Результат интеллектуальной деятельности: Способ возведения трехсводчатой станции метрополитена закрытого способа производства работ с двухпутным перегонным тоннелем

Изобретение относится к области строительства тоннелей, в частности к способу строительства станций метрополитена колонного типа закрытого способа производства работ.

В качестве близких аналогов приняты конструкции станции метрополитена Санкт-Петербурга колонного типа закрытого способа производства работ «Достоевская» и «Адмиралтейская». Конструкции станций являются трехсводчатыми колонного типа, включающие средний зал, разомкнутые со стороны среднего зала боковые тоннели с верхними и нижними опорными элементами и внутренними несущими конструкциями. Боковые тоннели приняты наружным диаметром 8,5 метра, ширина среднего зала 7,4 метра, междупутье составляет 16,3 метра. Шаг несущих колонн обеспечивает свободный проход пассажиров из среднего станционного зала на платформы боковых тоннелей и в вагоны поезда. В боковых тоннелях расположены конструкции рельсовых путей, отсеки для пропуска коммуникаций и пассажирские платформы, под которыми предусмотрено размещение технической зоны. В подплатформенном пространстве среднего станционного тоннеля размещены служебные помещения.

Недостатками конструкций построенных станций являются:

- диаметр боковых тоннелей не может быть меньше 8,5 метра в связи с необходимостью размещения в них конструкций рельсовых путей и пассажирских платформ;

- использование дорогостоящего металла для изготовления конструкций колонн и опорных частей;

- невозможность без нарушения требований свода правил по проектированию метрополитенов монтажа по краю пассажирской платформы декоративной стенки с раздвижными дверями для прохода пассажиров в вагоны, которая увеличивает безопасность эксплуатации станции;

- необходимость архитектурного оформления всех трех станционных тоннелей;

- сложность прокладки технологических коммуникаций вдоль станции.

Технической проблемой заявляемого изобретения является разработка

конструкции и способа строительства трехсводчатой колонной станции, сооружаемой закрытым способом производства работ с двухпутным перегонным тоннелем, обеспечивающим снижение стоимости строительства, повышение технологичности и скорости строительства.

Способ возведения трехсводчатой станции метрополитена закрытого способа производства работ с двухпутным перегонным тоннелем включает возведение среднего станционного тоннеля из сборной обделки кругового очертания, состоящей из железобетонных тюбингов, наружный диаметр которых равен диаметру перегонного тоннеля, примыкающего к станции, при этом тюбинговые кольца выполнены с прямоугольным сечением в плане и монтируются без перевязки швов между ними, причем обделка среднего станционного тоннеля сооружается при проходке перегонных тоннелей одним и тем же тоннелепроходческим механизированным комплексом, в местах расположения проходов между тоннелями монтируют тюбинги временного заполнения, затем бетонируют монолитные железобетонные обоймы усиления путем одностороннего увеличения сечения, перед бетонированием которых устанавливают арматуру, которую крепят к болтовым скреплениям тюбинговой обделки среднего тоннеля, в теле обоймы устанавливают дополнительную арматуру обрамляющих проемы монолитных рам, которая крепится к рабочей арматуре обойм и болтовым скреплениям обделки среднего станционного тоннеля, после набора прочности бетоном обойм усиления среднего тоннеля сооружают боковые станционные тоннели, кольца боковых тоннелей разомкнуты со стороны среднего тоннеля и опираются на его обделку, в боковых тоннелях бетонируют монолитные обоймы усиления со стороны среднего тоннеля путем одностороннего увеличения сечения, для чего устанавливают арматуру обойм, которую крепят к болтовым скреплениям тюбинговой обделки, в теле обоймы устанавливают дополнительную арматуру обрамляющих проемы монолитных рам, которая крепится к рабочей арматуре обойм и болтовым скреплениям обделки боковых станционных тоннелей, в местах устройства пассажирских проходов выполняют сквозные проемы, для чего демонтируют тюбинги временного заполнения, по окончании возведения станционной обделки в среднем тоннеле сооружают конструкции рельсового пути, в боковых тоннелях пассажирские платформы, сквозные проемы снабжают раздвижными дверями.

Изобретение поясняется чертежами:

- на Фиг. 1 схематично изображена конструкция трехсводчатой станции, где 1 - средний станционный тоннель; 2 - железобетонная обойма усиления среднего тоннеля 1; 3 - боковые станционные тоннели; 4 - железобетонные обоймы усиления боковых тоннелей 3; 5 - рама обрамления проемов в среднем тоннеле 1; 6 - рама обрамления проемов в боковых тоннелях 3; 7 - проем для прохода пассажиров; 8 - пассажирская платформа в боковых тоннелях 3; 9 - конструкции рельсовых путей; 10 - раздвижные двери; 11 - тюбинги временного заполнения;

- на Фиг. 2 схематично показана конструкция трехсводчатой станции в продольном разрезе.

Порядок сооружения трехсводчатой станции метрополитена закрытого способа производства работ с боковым расположением пассажирских платформ с двухпутными перегонными тоннелями.

Возведение трехсводчатой станции метрополитена колонного типа закрытым способом производства работ начинают с сооружения среднего станционного тоннеля 1 из сборной обделки кругового очертания, состоящей из железобетонных тюбингов, наружный диаметр которой равен диаметру перегонных тоннелей, примыкающих к станции. Обделку среднего станционного тоннеля 1 монтируют при проходке перегонных тоннелей одним и тем же тоннелепроходческим механизированным комплексом (ТПМК). Для удобства формирования проемов и бетонирования рам обрамления проемов, тюбинговые кольца выполнены прямоугольным сечением в плане и монтируются без перевязки швов между тюбингами. Применение тюбинговой обделки в конструкции станционного комплекса имеет ряд преимуществ:

1. Тюбинговая обделка проще и надежнее объединяется с монолитными элементами конструкции станции.

2. Демонтаж тюбингов временного заполнения является менее трудоемким и позволяет применять однотипные конструкции монолитных рам несущих элементов.

В местах расположения проходов между тоннелями монтируют тюбинги временного заполнения 11 обделки среднего тоннеля 1. Перед бетонированием монолитных железобетонных обойм усиления 2 со стороны среднего станционного тоннеля 1 устанавливают арматуру обойм, которая крепится к болтовым скреплениям тюбинговой обделки среднего станционного тоннеля 1. Монолитные железобетонные обоймы усиления 2 бетонируют со стороны среднего тоннеля путем одностороннего увеличения сечения, для чего устанавливают арматуру обойм, которую крепят к болтовым скреплениям тюбинговой обделки. В теле обоймы 2 устанавливают дополнительную арматуру обрамляющих проемы монолитных рам 5, которая крепится к рабочей арматуре обойм 2 и болтовым скреплениям обделки станционного тоннеля. После набора прочности бетоном обойм 2 эректором монтируют тюбинги обделки боковых станционных тоннелей 3. Внутренний диаметр боковых станционных тоннелей 7,2 метра. Кольцевая обделка боковых тоннелей 3 разомкнута со стороны среднего станционного тоннеля 1 и опирается непосредственно на обделку среднего станционного тоннеля 1.

В боковых тоннелях 3 бетонируют монолитные обоймы усиления 4 со стороны среднего тоннеля путем одностороннего увеличения сечения, для чего устанавливают арматуру обойм, которую крепят к болтовым скреплениям тюбинговой обделки. В теле обойм 4 устанавливают дополнительную арматуру обрамляющих проемы монолитных рам 6, которая крепится к рабочей арматуре обойм и болтовым скреплениям обделки боковых станционных тоннелей. Затем после набора прочности бетоном обойм усиления 4 в местах устройства пассажирских проходов выполняют сквозные проемы 7, для чего демонтируют тюбинги временного заполнения 11.

По окончании возведения станционной обделки сооружают пассажирские платформы 8 в боковых тоннелях 3, конструкции рельсового пути 9 в пределах среднего тоннеля 1 и монтируют раздвижные двери 10 в проемах 7 для обеспечения прохода пассажиров. Проход пассажиров в вагоны поезда осуществляется через раздвижные двери, для чего между средним станционным и боковыми тоннелями предусмотрены проемы с шагом дверей в вагонах поезда.

Сборная обделка среднего тоннеля не демонтируется, средний зал не требует архитектурного оформления, что значительно снижает стоимость возведения станции, повышает технологичность и скорость строительства. Внутренний диаметр боковых тоннелей уменьшен до 7,2 метра и обеспечивает сооружение пассажирской платформы с соответствующей нормативной шириной.

Благодаря заявляемому способу возведения трехсводчатой станции обеспечивается необходимая жесткость и надежность конструкции во время эксплуатации. Наличие раздвижных дверей повышает безопасность нахождения пассажиров на платформе при посадке и высадке из вагона. Кроме этого, исключается возможность получения травм и поражения током высокого напряжения от контактного рельса при падении на станционные пути, а также снижения уровня шума от движения поездов. Изолированные боковые залы от двухпутного тоннеля значительно меньше загрязняются обычной и металлической пылью, поступающей из тоннельного перегона.

Заявляемый способ возведения трехсводчатой станции метрополитена закрытого способа производства работ с двухпутным перегонным тоннелем обладает рядом преимуществ:

1. Все элементы конструкции станции выполнены из сборного и монолитного железобетона. Обделка среднего станционного тоннеля выполнена из сборных железобетонных тюбингов. Диаметр тюбингов определен из условия размещения конструкций рельсовых путей, пропуска технологических коммуникаций и возможности монтажа обделки тем же ТПМК, с помощью которого сооружают двухпутные перегонные тоннели, примыкающие к станции.

2. Для прохода пассажиров в вагоны между боковыми и средним станционными тоннелями предусмотрены проемы. Шаг проемов принят равным шагу дверей в вагонах поезда. Ширина проема принята 2 метра и обеспечивает гарантированный проход пассажиров при ручном или автоматическом ведении состава. Проемы снабжены обрамлением в виде монолитных железобетонных рам.

3. Сооружение двухпутного среднего тоннеля позволяет возводить боковые тоннели меньшего диаметра, обеспечивающие размещение только пассажирских платформ и технических помещений в подплатформенном пространстве, что существенно снижает объем разрабатываемого грунта, стоимость строительства и трудозатрат, продолжительность возведения станции. Внутренний диаметр боковых тоннелей определяют из условия возможности размещения пассажирских платформ.

4. Уменьшение диаметра боковых тоннелей по сравнению с диаметром среднего тоннеля повышает общую жесткость конструкции станции и снижает ее деформацию, что в свою очередь ведет к снижению величины деформации и площади мульды оседания поверхности земли над станционным комплексом.

5. Отсутствие необходимости архитектурного оформления среднего станционного тоннеля упрощает транзит коммуникаций вдоль станции и вдвое снижает расходы на архитектурное оформление станции.

6. Увеличение сечения в виде железобетонной обоймы усиления в местах опирания верхнего и нижнего сводов обделки боковых тоннелей на обделку среднего зала позволяет значительно увеличить несущую способность всей конструкции станции. Наличие проемов между средним и боковыми тоннелями требует бетонирования обойм усиления и рам обрамления проемов со стороны боковых и среднего станционных тоннелей.