Тоннели

 

Рисунок 7 – Схема способов сооружения метрополитена:

1 и 2 - перегонные тоннели и  станция глубокого заложения,  сооружаемые закрытым способом;  3 и 5 - станции мелкого заложения, сооружаемые открытым способом,           4 - перегонные тоннели  мелкого заложения, сооружаемые закрытым способом;  6 - перегонные тоннели мелкого заложения, сооружаемые открытым способом

 

Рисунок 8 – Схема расположения сооружений на участке линии метрополитена:

1 - тупик; 2 - камеры съезда на  глубоком заложении; 3 - станция метрополитена  глубокого заложения; 4 - наклонный  эскалаторный тоннель;  5 - наземный  вестибюль станции; 6 - санузел с  дренажной перекачкой;  7 - перегонные  тоннели; 8 - подземный вестибюль станции мелкого заложения; 9 - станция мелкого заложения; 10 - подуличные переходы с лестничными сходами и входами в вестибюль; 11 - камера съезда за станцией на мелком заложении; 12 - участки перехода перегонных тоннелей от мелкого заложения к выходу на поверхность; 1З - выходные пути из тоннелей; 14 - деповские пути на поверхности; 15 - депо метрополитена; 16 - вентиляционные сбойки; 17 - вентиляционный (подходный) тоннель; 18 - вентиляционный (рабочий) ствол

 

По эксплуатационным особенностям и расположению на линии метро, станции делят:

- на промежуточные,

пересадочные (предназначенные  для пересадки пассажиров с одной  линии на другую),

- зонные (те, на которых заканчивается движение поездов в пределах определенного участка зоны – линии метро);

 - конечные (те, которыми заканчиваются линии).

По расположению и числу  платформ станции делят на три  типа:

- одноплатформенные (с одной островной, т. е. средней платформой);

- двухплатформенные (с двумя боковыми платформами);

 - трехплатформенные (со средней - островной - и двумя боковыми платформами).

Вентиляция метрополитена  обеспечивает санитарно-гигиенические  условия, нормальные для пребывания пассажиров в тоннелях метрополитена. Система вентиляции обеспечивает необходимый воздухообмен, чистоту воздуха, его влажность и температуру. В тоннели чистый воздух поступает через специальные вентиляционные стволы, или шахты; камеры для размещения вентиляторов располагают на перегонах между станциями и на самих станциях.

Для управления движением  поездов, обеспечения безопасности и высокой пропускной и провозной  способности предназначены устройства СЦБ (сигнализации и связи, централизации и блокировки). Эти устройства установлены с учетом разделения перегонов между станциями на отдельные блок-участки, ограждаемые системой сигналов (светофоров), которые разрешают или запрещают поездам следовать по перегону или блок-участки. Специальные устройства (автостопы) обеспечивают остановку поезда в случае проезда, им запрещающего сигнала. Установлено централизованное управление всеми стрелками на линии из одного места - с поста диспетчера движения.

Все технические службы метрополитенов, включая подвижной состав, оборудованы телефонной или радио- и громкоговорящей связью.

Рисунок 9-Метрополитен в Стокгольме

 

         Рисунок 10-Метрополитен                        Рисунок 11-Метрополитен г. Москва

              г. Санкт-Петербург

 

6.Автодорожные тоннели

 

Известно, что строительство  тоннелей ведет свое начало с древнейших времен. Тогда это были сооружения для водоснабжения или канализации. Первые транспортные тоннели для  гужевого транспорта и пешеходов  были построены в конце 1800-х гг.

Самые первые из них: тоннель  Вашингтон Стрит в г. Чикаго, США, строительство которого было завершено в 1870 г., тоннель Блэквелл под Темзой в Лондоне был построен в 1897 г.  Другой британский тоннель Розерит, также под Темзой, был     построен в 1908 г.

Развитие массового автомобильного транспорта в первые две декады    двадцатого века привело к новому этапу развития строительства тоннелей. Тоннели стали прокладывать сквозь горные массивы и под водой. Первый подводный тоннель, специально для авто транспорта, был построен в США в 1927 г. Это тоннель Холланд длиной 2.6 км, заглубленный на 25 м под рекой Гудзон. Он соединил гг. Нью-Йорк и Джерси. Четыре вентиляционные шахты, две с каждой стороны реки, обеспечивали полный обмен воздуха в тоннеле каждые 1.5 мин.

С тех пор тоннелей для  автотранспорта во всех странах построено  настолько много, что их легче всего классифицировать по протяженности. По состоянию на начало XXI в. список самых длинных автодорожных тоннелей мира включал следующее:

     24,500             

 

 

 

     16,918

 

     13,972

     12,901

     11,600                        

     11,400

   

     11,090

 

 

 

                      2001      1991     1980       1980       1971       1965        ¾

 

  Лаердал, Норвегия     

           Сен-Готард, Альпы, Швейцария    

           Арльберг, Австрия      

           Фрежюс, Альпы, Франция    

                      Монблан, Альпы, Италия/Франция                                                                        Гудванга, Норвегия  

            Канэтцу, Япония     

 

Автодорожные  тоннели - неотъемлемая часть современных мегаполисов - от Москвы до Нью-Йорка. Их использование помогает не только разгрузить наземные магистрали, сократив их протяженность, но и повысить защищенность автодорог от воздействия природных факторов. Большое значение при этом имеет создание под землей необходимых для работы и пребывания людей параметров воздушной среды. Проектировщику необходимо также принять меры для предотвращения вредного влияния самих подземных сооружений на окружающую их местность.

Строительство автодорожного  тоннеля началось в XX в. с развитием автомобильного транспорта и сети автомобильных дорог.

Автодорожные тоннели  сооружают для 2-, 3-, 4-, 6- и 8-полосного  движения автотранспорта в одном, иногда в двух ярусах. В зависимости от глубины заложения тоннельной конструкции от поверхности земли или воды различают автодорожные тоннели глубокого (более 10-12 м) и мелкого (менее 10-12 м) заложений.

 

Рисунок 12- Автодорожный Тоннель Сен-Готард.

 

 

 

В плане автодорожных тоннелей могут располагаться на прямых и  криволинейных участках; в последнем  случае минимально допустимый радиус кривизны 400-250 м. Продольный профиль автодорожного тоннеля имеет односкатное и двускатное выпуклое (горные автодорожные тоннели) или вогнутое (подводные и городские автодорожные тоннели) очертания. Максимальный продольный уклон проезжей части автодорожные тоннели 40 ‰ (в особых случаях 60 ‰), минимальный - 3 ‰. В соответствии с инженерно-геологическими условиями и способом производства работ автодорожные тоннели имеют сводчатое, круговое или прямоугольное очертания.

 

 

Рисунок 13-Эйксуннский автодорожный тоннель

 

Размеры поперечного сечения  автодорожных тоннелей выбирают с учётом габаритов приближения строений и оборудования (ГОСТ 24451-80) и размещения эксплуатационных устройств. Наибо лее распространённые способы строительства автодорожных тоннелей:

 в горах - горный с применением буровзрывных работ или тоннеле проходческих машин и щитовой;

под водой - щитовой или  опускных секций;

в городах - преимущественно  открытый способ работ. В определённых условиях применяют способ проходки продавливанием, химическое закрепление и искусственное замораживание грунтов, водопонижение и др.

Обделки автодорожных тоннелей выполняют из бетона, железобетона, чугуна или стали; обделки сводчатого очертания - чаще всего из монолитного или набрызг-бетона в виде пологого или подъёмистого свода, опирающегося на породу, и замкнутого очертания с обратным сводом (рисунок 8а). Круговые обделки собирают из отдельных железобетонных или металлических элементов сплошного или ребристого сечения - блоков или тюбингов, соединяемых между собой болтами, фиксаторами, сваркой арматурных выпусков и др.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 14-Кутузовский автодорожный тоннель

 

 

 

 

 

 

 

Обделки прямоугольного очертания  выполняют в виде рамных конструкций из монолитного или сборного железобетона (рисунок  4в).     В местах въездов и выездов горных автодорожных тоннелей устраивают несущую и ограждающую подпорную конструкции - портал, который обеспечивает устойчивость откосов подходной выемки и архитектурно оформляет тоннель. Подъездные участки городских и подводных автодорожных тоннелей в большинстве случаев выполняют в виде рамкоконструкций переменной по длине высоты.

Все автодорожные тоннели  оборудуют системами и устройствами, обеспечивающими нормальные условия  эксплуатации, - водоотводными, осветительными, вентиляционными и др. Подача воздуха в автодорожные тоннели достигает нескольких тысяч м³/с (например, в автодорожных тоннелях Сен-Готард дебит воздуха 2152 м³/с, что соответствует прохождению 1850 машин/ч). Для создания безопасных условий автодорожные тоннели оснащают современными средствами связи, сигнализации и противопожарной защиты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 15- Российскому премьеру Владимиру Путину презентуют сегодня проект Орловского автодорожного тоннеля, строительство которого планируется начать под рекой Невой в Петербурге в ближайшее время. Общая длина тоннеля, согласно проектной документации, составит 1,7 км, а диаметр — 12,4 м

 

 

6.1 Тоннелепроходческие комплексы

 

История проходческих щитов  началась в позапрошлом веке в  Англии. Первый щит был построен инженером Брюнелем для прокладки тоннеля под Темзой.

Чтобы понять устройство современных  щитовых проходческих комплексов, сначала  разберемся, откуда пришло само понятие "щит", ведь с рыцарским доспехом то, что мы видим на фотографиях, не имеет ничего общего . Щитом (от англ. "shield") это устройство стали называть потому, что основной задачей была защита проходчиков в забое от обрушения породы на коротком участке между забоем и местом, где постоянная обделка тоннеля уже готова. Постепенно, конструкции щитов усложнялись - от просто замкнутой стальной конструкции (кстати, первые щиты вовсе не были круглыми), до современных сложнейших тоннелепроходческих комплексов.

На первых щитах грунт  в забое выбирался рабочими вручную  с помощью лопаты, кирки, позже отбойного молотка, и удалялся через построенный тоннель на вагонетках. Для продвижения щита вперед использовались винтовые домкраты, которые упирались в готовый участок тоннельной обделки и толкали щит вперед. Впоследствии, вместо винтовых домкратов стали применяться гидравлические. Это был уже колоссальный шаг вперед, значительно повысивший скорость проходки. Мощные домкраты и сейчас остаются одним из основных узлов современных проходческих комплексов. Следующим шагом стало почти повсеместное использование сборной обделки из крупных элементов - первоначально - чугунных тюбингов. Такая конструкция обделки обладает рядом замечательных качеств - помимо способности выдерживать гигантское давление и герметичности, немаловажным является именно возможность сборки кольца из небольшого количества крупных элементов. Использование механизмов, позволяющих сразу устанавливать тюбинги в требуемое положение (тюбингоукладчиков), значительно повысило скорость возведения обделки.

Рисунок 16 - Проходческий щит-гигант диаметром 15,2 метра используется для прокладки автотуннеля через центр Мадрида, проходит за сутки до 22 метров. Тоннель длиной 3650 метров должен избавить столицу Испании от пробок. Компания “Херренкнехт АГ” (Германия) производит тоннелепроходческую технику для прокладки тоннелей различного назначения в любых гидрогеологических условиях. По всему миру продано более 1000 микротоннелепроходческих установок Herrenknecht диаметром до 4,2 м, а также около 350 тоннелепроходческих комплексов диаметром более 4,2 м. В Москве эксплуатируется около 35 микротоннелепроходческих установок компании “Херренкнехт АГ” диаметром от 400 до 2 000 мм, а также ~15 установок в других городах России. Кстати, в Москве на строительстве двухъярусного Серебряноборского тоннеля работает немецкий проходческий щит Herrenknecht S-250 диаметром 14,2 м.

О компании Херренкнехт АГ” (Германия)

Наши тоннелепроходческие комплексы и оборудование редко бывают на поверхности. Повсюду, где механизированным способом сооружаются тоннели, работают тоннелепроходческие комплексы и оборудование компании Herrenknecht AG. Наши машины могут работать в любых геологических условиях и любым из существующих механизированных способов прокладки тоннелей. Мы разрабатываем, собираем и поставляем тоннелепроходческие комплексы диаметром от 0,1 до 19 метров.

Выбор оборудования компании Herrenknecht AG действительно широкий. Будь то установки для горизонтального направленного или вертикального бурения, машины для прокладки инженерных коммуникаций или строительства транспортных тоннелей —  у нас имеются достойные решения самых разных задач. Мы не просто поставляем тоннелепроходческие комплексы, а разрабатываем решения для реализации конкретных проектов и предоставляем полный набор сервисных услуг. Мы придерживаемся командного принципа работы, что наряду с многолетним опытом позволяет нам уверенно работать с нашими заказчиками и партнерами.

 

В водонасыщенных грунтах  работа зачастую шла с применением  кессона. Тоннель позади щита перегораживался герметичной переборкой, устанавливался шлюз для прохода людей к забою. Компрессором в забой нагнетался сжатый воздух. Повышенное до нескольких атмосфер давление позволяло буквально отжимать воду в глубину породы и исключало ее поступление в забой. Однако работа проходчиков при высоком давлении накладывала серьезные ограничения - продолжительность смены была не более 2-х часов, потом проводилось длительное шлюзование. Часто у строителей возникала кессонная болезнь, требовавшая многочасового нахождения в барокамере.

Так как размеры тоннелей все время росли, в передней части  щита появились горизонтальные площадки, которые позволили рабочим разрабатывать грунт одновременно с двух (а иногда и более) ярусов. Однако скорость проходки все равно была очень невысокой из-за большого количества ручного труда, стесненности пространства, нередких аварий, выбросов породы и прорывов грунтовых вод в забой. Первый в СССР проходческий щит работал при строительстве тоннеля на перегоне "Площадь Дзержинского" ("Лубянка") - "Охотный ряд". Там впервые в мире была применена сборная бетонная обделка. При строительстве второй очереди на трассах одновременно работало 42 щита - это абсолютный мировой рекорд. Щитовыми комплексами большого диаметра строились и станционные тоннели.