Logo name

Мы строим метро (книга, часть 3)



Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поиск

Часть 2

Содержание

Архитектура московского метро

Н. А. Алёшина

Автор Н. А. АЛЁШИНА, архитектор, лауреат премии Совета Министров СССР

Решение о строительстве Московского метрополитена, принятое Пленумом ЦК ВКП(б) в июне 1931 г., выдвигало требование, чтобы «метрополитен был высокого качества, передовым не только в техническом отношении, но и мог показать образцы новой человеческой культуры». Партия считала, что сооружение, которое обслуживает миллионы людей, должно обеспечивать максимальные удобства, хорошее самочувствие пассажиров, оказывать на человека эстетическое воздействие.

Перед конструкторами, архитекторами, художниками ставилась грандиозная задача создать сооружение, в котором у людей не было бы гнетущего ощущения подземности, решить архитектуру единой цепи сооружений как одно композиционное целое начиная с наземных вестибюлей и кончая станционными залами. В то же время необходимо было индивидуализировать внешний облик станций, используя чередование различных конструктивных приёмов, разнообразить архитектурные решения, системы освещения, гамму облицовочных материалов. Возникли проблемы сочетания элементов архитектуры, живописи, скульптуры. Эпоха требовала от искусства больших, подлинно монументальных образов, способных воплощать великие идеи, воздействовать на миллионы людей, максимально полно отображая образцы социалистической действительности.

Для первой очереди Московского метрополитена вопросы выявления типа и характера станций, их архитектурной структуры, создания начальных эскизов оформления решались архитектурным отделом Метропроекта (архитекторы С. М. Кравец, Н. Н. Андриканис Н. А. Быкова, М. В. Седикова, А. Ф. Тарханов, Н. Г. Таранов, Л. А. Шагурина, Л. П. Шухарева, консультанты А. В. Щусев, В. А. Щуко, И. В. Жолтовский). Грандиозность задачи требовала привлечь к оформлению станций и планировке наземных вестибюлей широкие круги архитектурной общественности. На основе результатов проведённого конкурса были распределены заказы на оформление станций.

Открытие для движения 15 мая 1935 г. первой очереди Московского метрополитена ознаменовало собой новый этап социалистического строительства. Газета «Правда» писала: «На примере метро мы видим величайший разворот творчества, расцвет архитектурной мысли — что ни станция, то дворец, что ни дворец, то по-особому оформленный». Создавая архитектурные образы станций, авторы искали композиционные решения, которые, отвечая специфическим требованиям эксплуатации метро, обладали бы большой художественной выразительностью.

Общий характер архитектуры Московского метрополитена, обусловленный гуманистической идеей заботы о человеке, выявился уже в первых станциях. В архитектурной композиции интерьеров авторы стремились к преодолению ощущения подземности, созданию жизнеутверждающих художественных образов. Такие станции, как «Красные Ворота» (ныне «Лермонтовская», академик архитектуры И. А. Фомин), «Дворец Советов» (ныне «Кропоткинская», архитекторы А. Н. Душкин и Я. Г. Лихтенберг), вошли в сокровищницу советской архитектуры и ныне признаны архитектурными памятниками.

Создание архитектурного облика московского метро — результат свободного творческого соревнования мастеров различных поколений. Среди огромного коллектива архитекторов, принимавших участие в проектировании и строительстве метро периода 1935—1950 гг., наряду с именами старших мастеров советской архитектуры, таких, как И. А. Фомин, А. В. Щусев, В. Г. Гельфрейх, Б. М. Иофан, Н. Я. Колли, мы встречаем имена молодых архитекторов. Советские зодчие использовали возможности синтеза искусств, работая в тесном содружестве с живописцами, скульпторами, мастерами мозаики. Произведения художников А. А. Дейнеки, П. Д. Корина, А. Д. Гончарова, Г. И. Рублёва, Б. В. Иорданского, А. К. Ширяевой, скульпторов Н. В. Томского, М. Г. Манизера, Г. И. Мотовилова, Е. А. Янсон-Манизер, В. И. Мухиной и многих других творчески раскрыли и дополнили идеи и мотивы, заложенные в архитектуре.

На линиях второй очереди Московского метрополитена ярким, оптимистическим звучанием отмечены архитектурные композиции станций «Площадь Свердлова» (1938 г., архитектор И. А. Фомин, скульптор Н. В. Данько) и «Маяковская» (1938 г., архитектор А. Н. Душкин, художник А. А. Дейнека). Облик этих станций отличается высокой образностью, единством и цельностью композиции, умелым применением богатой палитры отделочных материалов, гармоничностью архитектурной темы и декоративного искусства.

В сооружениях третьей очереди метро, возводимых в годы Великой Отечественной войны, авторы стремились воплотить героическую тему обороны Родины, увековечить в монументальных формах героику советского патриотизма. Возрастает роль скульптуры и монументальной живописи, раскрывающей победу советского народа. Среди станций третьей очереди выделяется ясностью замысла и мастерством исполнения станция «Электрозаводская» (1944 г., архитекторы В. Г. Гельфрейх, И. Е. Рожин, скульптор Г. В. Мотовилов). Монументальные пилоны, гармонично увязанные с горельефами, посвящёнными героической теме труда, противопоставляются лёгкому, кружевному светящемуся своду станции. Удачно подобранная гамма отделочных материалов, безупречные пропорции создают выразительную, запоминающуюся композицию.

Сооружение четвёртой очереди — Большого кольца — велось в основном в годы первой послевоенной пятилетки. Архитектурные композиции станции посвящены победе советского народа в Великой Отечественной войне и пафосу мирного созидательного труда. Наибольшей целостностью архитектурных решений отличаются станции «Курская»-кольцевая (1950 г., архитекторы Г. В. Захаров, З. С. Чернышёва), «Добрынинская» (1950 г., архитекторы Л. Н. Павлов, М. А. Ильин, М. А. Зеленин), «Октябрьская» (1950 г., архитектор Л. М. Поляков, скульптор Г. И. Мотовилов).

Станция «Маяковская»

Облицованные белым мрамором колонны и стены станции «Курская»-кольцевая в сочетании с декоративными деталями, выполненными из золочёного металла, создают простую, ясную и сильную по архитектурной выразительности композицию, посвящённую теме расцвета социалистической Родины. Люминесцентные светильники, равномерно освещающие станцию, являются важной частью архитектурного замысла. Выразительность интерьера станции достигается лаконичными средствами архитектуры и света.

Станция «Добрынинская» отличается целостностью образного решения, гармонией пропорций, красотой прорисовки деталей, умело использованным сочетанием отделочных материалов. Станция «Октябрьская» посвящена победе нашей страны в Великой Отечественной войне. Для раскрытия этой идеи используются архитектурные и декоративные мотивы: триумфальная арка, скульптурные рельефы, развивающие тематику Советской Армии, светильники в виде победных факелов. Автор умело использовал габаритные размеры типовой конструкции станции, придав пилонам необходимую высоту и стройность, органично ввёл в них элементы скульптуры. Станция производит впечатление парадности, торжественности, мужественности. Уникальным объёмно-пространственным конструктивным решением выделяется станция «Комсомольская»-кольцевая (1952 г., архитектор А. В. Щусев, конструктор А. И. Семёнов, художник П. Д. Корин).

Наряду с большими достижениями в сооружениях третьей очереди и ещё в большей степени в станционных комплексах кольцевой линии и Арбатского радиуса нашли отражение те недостатки, которыми была отмечена наша послевоенная архитектурная практика, когда многие авторы, игнорируя требования функциональности и экономичности, увлеклись внешне показной стороной архитектуры. Стремление превратить транспортное сооружение в архитектурное произведение большого идейно-художественного значения неверно толковалось некоторыми архитекторами как необходимость создания дворцовой пышности. При создании пятой очереди московского метро были пересмотрены основные положения проектирования станций. Унифицируются габариты основных помещений, проводится типизация конструктивных узлов. Архитектурные решения станций пятой очереди «Проспект Мира»«ВДНХ» характеризуются сдержанностью и простотой, отсутствием пышных лепных деталей.

Наибольшей строгостью и лаконизмом архитектурного замысла отличается станция «Проспект Мира» (1958 г., архитекторы В. В. Лебедев, П. П. Штеллер). Срезанные по углам и расширяющиеся кверху пилоны, где размещены люминесцентные лампы подсвета, облицованы белым мрамором. Тёмный гранитный пол простого шахматного рисунка. Равномерность освещения сводов устраняет ощущение подземности и вызывает чувство лёгкости.

На станции «Щербаковская» (1958 г.) архитекторам Ю. А. Колесниковой и С. М. Кравец лаконичными средствами удалось добиться большой выразительности архитектурного замысла. Прорисовка арок, хорошие пропорции низкого пилона из белого мрамора с небольшой пластикой и введением декоративных полос из зелёного мрамора, полы из красного и чёрного гранита придают станционному залу нарядность и торжественность.

Создание крупных жилых массивов на окраинах Москвы обусловило необходимость сооружения новых радиальных линий. На большей части участков строительство осуществлялось открытым способом. Институтом Метрогипротранс была создана типовая конструкция колонных станций мелкого заложения из унифицированных сборных железобетонных элементов с шагом колонн 4 м, высотой станционного зала от уровня платформы 4 м, шириной платформы 10 м и длиной 156 м. Уменьшились диаметры всех трёх нефов станций глубокого заложения. Применявшиеся ранее отделочные материалы из естественного камня и цветных металлов были заменены более дешёвыми, такими, как керамическая плитка, масляная краска, асфальт.

Всё это сказалось на качестве архитектуры, в частности станций нового, Калужского радиуса, а также привело к ухудшению условий эксплуатации сооружений метрополитена. Керамическая плитка на путевых стенах станций не выдерживала вибрации и деформации сборных элементов конструкций и требовала периодических ремонтов или замены её мрамором. Полы из керамической плитки также необходимо было постоянно ремонтировать или заменять гранитными. Большие штукатурные поверхности необходимо было периодически красить заново. Нанесён был также моральный ущерб архитектуре станций Московского метрополитена. Станции стали однотипными, однообразными.

В последние годы начинается постепенное возрождение традиций первых очередей Московского метрополитена с учётом и осмысливанием допущенных просчётов и недостатков. К созданию архитектуры станций Ждановского радиуса снова привлекаются художники и скульпторы (станция «Таганская» — 1966 г., архитекторы Н. А. Алёшина, Ю. В. Вдовин, скульптор Э. М. Ладыгин, станция «Кузьминки» — 1966 г., архитекторы Л. А. Шагурина, М. Н. Корнеева, скульптор Г. Г. Дервиз).

Вместе с тем на колонных станциях мелкого заложения, расположенных на линиях, продлевающих Кировско-Фрунзенскую и Горьковскую, несмотря на стремление разнообразить цветовую палитру отделочных материалов, архитекторам не удалось добиться большой индивидуальности в облике станций, так как особенности типовой конструкции с принятым единым приёмом освещения уже определили объёмно-пространственную композицию. Разработан ряд искусственных приёмов, как бы изменяющих конструктивный облик таких станций, позволяющих разнообразить форму колонн, элементов перекрытия, достичь большей индивидуальности архитектурных решений. Таковы станции «Варшавская», «Беговая», «Ботанический сад», «Медведково», «Волгоградский проспект», «Рязанский проспект».

Метрогипротранс ведёт постоянную работу по созданию новых конструкций станций глубокого и мелкого заложения. Чередование различных конструкций на линии расширяет возможности архитекторов. В отделке станций, кроме мрамора, гранита и керамической плитки, нашли применение анодированный алюминий (колонны станции «Октябрьское Поле», путевые стены станций «Щукинская» и «Медведково»), нержавеющая сталь (колонны станции «Медведково»).

Метрогипротранс совместно с ГлавАПУ Москвы периодически проводит конкурсы на лучшее архитектурное решение некоторых станций. Такие конкурсы проводились для станции «Площадь Ногина», станций первой очереди Краснопресненского радиуса, Калужско-Рижского диаметра, для станции «Горьковская», станций Серпуховской линии. Высокую оценку общественности получили архитектура и художественные работы на станциях Ждановско-Краснопресненского и Калужско-Рижского диаметров. В 1950—1980 гг. создан ряд станций, в архитектуре которых продолжены и развиты традиции первых очередей метрополитена. Эти станции заняли достойное место в ряду достижений советского зодчества.

Станция «Варшавская» (1969 г., архитекторы Н. А. Алёшина, Н. К. Самойлова) — мелкого заложения, колонная, типовой конструкции. Колонны, облицованные мрамором газган, создают плавный переход тонов вдоль станции, выявляя всю полихромию этого удивительного камня. Расширение верхней части колонны (капитель) смягчает строгость конструкций, создаёт плавный переход к прогону и верхним элементам перекрытия, придаёт индивидуальные черты облику станции.

Красива станция «Площадь Ногина» (1970 г., архитектор Л. В. Малашенок, художники Е. М. Рысинь, Д. Я. Бодниек). Кристаллообразная форма колонн из белого мрамора, светлые мраморные полы, лента чеканного карниза, выполненного из алюминия, анодированного под медь, за которым расположены люминесцентные лампы подсвета, делают станцию нарядной и своеобразной. Вторая станция «Площадь Ногина» (1972 г., архитекторы Л. В. Лилье, В. А. Литвинов, М. Ф. Марковский) лаконична по теме. Тонко прочувствованы пропорции и пластика. Станция отличается красотой и гармонией.

Трудная для архитектурного решения конструкция пилонной станции «Баррикадная» (1972 г., архитекторы В. Г. Поликарпова, А. Ф. Стрелков, художники Е. М. Рысинь, Д. Я. Бодниек) нашла удачное воплощение в своеобразной трактовке скульптурного пилона из розово-красного мрамора, отвечающего идее станции. Красиво подобранный мрамор газган на путевых стенах, элементы декоративно-изобразительного искусства — всё это создаёт индивидуальный, запоминающийся образ.

На станции «Улица 1905 года» (1972 г., архитектор Р. И. Погребной) колонны из розово-красного мрамора буровщина мягкого тона, белые мраморные стены с фризом из того же мрамора, крупные, чёткие декоративные элементы символов из художественного литья создают строгий, цельный образ, отвечающий теме.

Белизна облицовки и лепных деталей, люстровое освещение станции «Пушкинская» (1975 г., архитекторы Ю. В. Вдовин и Р. В. Баженов, художник М. Б. Шмаков) придают станционному залу парадность и торжественность, созвучную с пушкинской темой. Максимальное приближение отделки к конструкции создаёт впечатление простора и лёгкости, полностью исключает ощущение подземности.

Станция «Кузнецкий Мост» (1975 г., архитекторы Н. А. Алёшина, Н. К. Самойлова, художник М. Н. Алексеев) привлекает образностью архитектурного решения, цельностью и простотой, пропорциональностью архитектурных элементов, прекрасным подбором (с использованием всех декоративных возможностей) естественного камня, единством архитектуры и элементов изобразительного искусства, мягким освещением от люминесцентных источников света в светильниках индивидуального исполнения.

В 1977 г. станции «Пушкинская» и «Кузнецкий Мост» были удостоены премии Совета Министров СССР.

Пластичный приём архитектурного решения колонн на станции «Беговая» придаёт типовой колонной станции мелкого заложения совершенно новый облик (1975 г., архитектор В. А. Черемин, художник Э. М. Ладыгин). Расширение колонн кверху делает конструкцию более гармоничной. Оформление являет пример того, как небольшими средствами, одной простой сильной архитектурной темой можно придать индивидуальность образу станции.

Станция «Щукинская» (1975 г., архитекторы Н. А. Алёшина, Н. К. Самойлова, художник М. Н. Алексеев) — колонного типа, мелкого заложения. Несмотря на типовую конструкцию, они отличается большой индивидуальностью архитектурной темы. Здесь впервые на путевых стенах применена облицовка крупноразмерными алюминиевыми панелями (гофр), анодированными под тёмную бронзу, в которую органично входят элементы изобразительного искусства. В мраморную облицовку колонн (мрамор газган) также введены элементы алюминиевых, анодированных под бронзу деталей. Полы — из розово-серого и чёрного гранита с чётким несложным рисунком. Всё это придаёт станции нарядность и цельность.

Станция «Площадь Ильича» (1979 г., архитектор Л. Н. Попов, скульптор Н. В. Томский) отличается монументальностью, цельностью образа, великолепным подбором мрамора салиети на пилонах и гранита на полх центрального зала, оставляет впечатление торжественности и цельности.

Станция «Перово» (1979 г., архитекторы Н. А. Алёшина, В. С. Волович, Н. К. Самойлова, Р. П. Ткачёва, художники Л. А. Новикова, В. И. Филатов) — односводчатая, мелкого заложения. Тема станции — народное творчество — нашла выражение в тесном слиянии архитектуры и изобразительного искусства. Белые мраморные стены обогащены пластикой чередующихся блоков с резными композициями по камню, с рублеными мраморными буквами названия станции. Резные композиции растительного орнамента по бетону на торцовых стенах как бы завершают и объединяют композицию. Простые по исполнению светильники, соединяясь в перспективе, образуют белый светящийся свод, придают станции лёгкость и нарядность. Пять мраморных устоев, расположенных по центру зала вдоль станции и совмещённых со скамьями, завершены светящимися указателями. Они членят станцию в продольном направлении, придавая ей масштабность. В 1980 г. станция была отмечена дипломом Союза архитекторов СССР.

В 1983 г. намечено открыть для эксплуатации Серпуховскую линию, а в 1984—1985 гг. — продолжение Замоскворецкого радиуса в Орехово—Борисово. Перед архитекторами Метрогипротранса стоят ответственные задачи в решении как архитектурных особенностей станций этих линий, так и ряда общих проблем (более чёткая система информации, промышленная эстетика служебных помещений, уменьшение трудоёмкости отделочных работ, исключение мокрых процессов, борьба с шумом, вибрациями и т. п.). Необходимо улучшить планировочные решения подземных переходов и вестибюлей, обратить внимание на их связь с наземной частью города. Для колонных станций мелкого заложения намечено разработать несколько вариантов сборных элементов перекрытия и опор, комбинирование которых поможет разнообразить объёмно-пространственную структуру.

Стремление к удовлетворению новых функциональных и художественных требований открывает перед архитекторами широкие перспективы создания сооружений метрополитена, в которых будут воплощены наиболее прогрессивные тенденции современного этапа развития советского зодчества.

За время существования Московского метрополитена за проектирование и строительство станций не раз присуждалась Государственная премия СССР. Премией отмечены станции «Кропоткинская», «Автозаводская», «Комсомольская»-радиальная, «Комсомольская»-кольцевая, «Киевская» (Арбатско-Покровский радиус), «Курская»-кольцевая, «Октябрьская»-кольцевая, «Белорусская»-кольцевая, «Электрозаводская», вестибюль станции «Новокузнецкая».

Теплосантехника метрополитена

В. Я. Цодиков

Автор В. Я. ЦОДИКОВ, инженер, заслуженный строитель РСФСР

Для того чтобы лучше понять и оценить достижения сегодняшнего дня, стоит обратиться к прошлому. Взгляд в прошлое позволит обнаружить поразительную картину чрезвычайно динамичного развития техники оборудования метрополитена с момента её создания в нашей стране. Метрополитен является весьма сложным организмом, требующим для нормального и надёжного функционирования чёткой работы большого комплекса оборудования — тоннельной вентиляции, местной вентиляции, теплоснабжения, отопления, канализации, оборудования противопожарного, технологического и хозяйственного водоснабжения, дренажа и водоотлива.

Основной задачей, стоявшей перед проектировщиками такого оборудования первого в стране метрополитена, было создание максимально благоприятных, комфортных условий как для сотен тысяч пассажиров, кратковременно находящихся в закрытом многокилометровом пространстве, так и для обслуживающего персонала, находящегося под землёй в течение рабочего дня. Прежде всего весьма благоприятной, соответствующей санитарным требованиям, должна быть воздушная среда в тоннелях, на станциях, в вестибюлях, в служебных помещениях. Это обеспечивается системами тоннельной и местной вентиляции, отоплением, водоснабжением и канализацией как технологического, так и хозяйственно-бытового и санитарного назначения.

Сотни тысяч людей, находящихся в тоннелях, расположенных на многометровой глубине, под значительным гидростатическим давлением грунтовых вод, должны быть надёжно защищены от воздействия воды. Такая защита обеспечивается путём надёжного водоотвода, дренажа и водоотлива в городскую систему ливневого стока.

Все основополагающие требования нужно было воплотить в реальные устройства, которые неограниченно долго поддерживали бы заданный эксплуатационный режим.

В 1932 г. проектированием сооружений и устройств метрополитена занимался технический отдел Метростроя, проектная часть которого в июне 1933 г. была преобразована в специализированную организацию Метропроект. Проектированием теплосантехнических устройств занималась группа из восьми человек, включая автора статьи. Возглавлял группу талантливый, опытный и инициативный инженер А. Х. Поляков.

Подробной технической документацией по теплосантехническим устройствам зарубежных метрополитенов группа не располагала. И хотя в 1933 г. из США приехали консультанты, в числе которых было два специалиста в области теплосантехники — инженеры Г. Беллер и С. Ротбарт, необходимой практической помощи они не оказали. Климатические, гидрогеологические и технологические условия строительства Московского метрополитена существенно отличались от американских, и рекомендации специалистов в основном не соответствовали нашим техническим и социальным требованиям.

Термодинамические расчёты, полностью подтвердившиеся в процессе эксплуатации метрополитена, показали, что на 1 пог. м двухпутной трассы тоннелей метрополитена при максимальных размерах движения из электроэнергии, расходуемой на все виды эксплуатации, выделяется около 1000 ккал/ч тепла. Если не принимать эффективных мер по вентиляции, то это количество тепла, с учётом подогрева конструкций тоннелей и окружающих их грунтов, за 10 ч нагрело бы воздух в тоннелях до 40 °C. Расчёты показали крайнюю важность системы тоннельной вентиляции также и для технологических целей.

К выявлению и исследованию основных принципов вентиляции метрополитена, а также к анализу рекомендаций консультантов из США был привлечён Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), в числе сотрудников которого были ученики Н. Е. Жуковского профессор К. А. Ушаков и инженер И. О. Керстен. Вместе с ними было проработано несколько вариантов схем тоннельной вентиляции метрополитена, причём часть её элементов была испытана в аэродинамической трубе. В результате этой работы, на основании проведённых оригинальных расчётов и экспериментальных исследований, впервые в мировой практике была разработана и принята к осуществлению основная система тоннельной вентиляции, объединённая между станциями и перегонными тоннелями, — система механического побуждения и реверсивного действия.

Согласно этой системе в тёплый период года наружный воздух подаётся на станции, проходит по перегонным тоннелям и из них удаляется наружу. Проходя через тоннели метрополитена, наружный воздух поглощает часть выделяющегося в них тепла, захватывает вредные газы и пыль. Оставшаяся часть тепла поступает в грунты, окружающие тоннели, и в тёплый период года нагревает их. В холодный период года система вентиляции реверсируется — изменяет направление действия, и наружный, холодный воздух подаётся в перегонные тоннели, охлаждает грунты, окружающие тоннели, до материковых — естественных — температур, поглощает выделяющееся в тоннелях тепло, вентилирует перегонные тоннели и станции и, подогретый поглощённым теплом, поступает на станции, откуда удаляется на поверхность.

Для этой системы предусматривались вентиляционные шахты на каждой станции и по одной на каждом перегоне между станциями. Как правило, в качестве вентиляционных используют шахты, через которые выполнялись горно-строительные работы при сооружении станций и тоннелей. На поверхности эти шахты оформляют вентиляционными киосками с жалюзийными решётками. Под землёй перегонные шахты соединяются вентиляционными тоннелями с путевыми тоннелями, а станционные шахты — с подплатформенными вентиляционными каналами, которые в свою очередб соединены вертикальными вентиляционными каналами в пилонах станций с объёмом станций. Воздух, подаваемый с поверхности в тоннели и удаляемый из тоннелей наружу, перемещается по станциям и тоннелям под совместным воздействием вентиляторов и поршневого эффекта движущихся поездов. Разработанная система тоннельной вентиляции была применена на участках глубокого заложения первой очереди Московского метрополитена.

На участках мелкого заложения, учитывая близкое расположение их тоннелей к поверхности, в целях сокращения капитальных и эксплуатационных затрат для станций применили самостоятельную реверсивную систему вентиляции с механическим побуждением, а для перегонных тоннелей — систему вентиляции с естественным побуждением и использованием поршневого эффекта движущихся поездов. Для этого на поверхности вдоль трассы перегонных тоннелей через 100—150 м расположили вентиляционные киоски, соединённые вентиляционными каналами с путевыми тоннелями. Однако опыт эксплуатации показал крайнюю сложность и несовершенство такой системы, и в дальнейшем на линиях мелкого заложения применялась та же система вентиляции, что и на участках глубокого заложения, полностью оправдавшая себя в том и в другом случаях.

Одними из ответственных вопросов были выбор наиболее целесообразного типа вентиляторов и определение их количества для каждой вентиляционной камеры. Технико-экономический анализ, основанный на учёте специфических аэродинамических свойств системы тоннельной вентиляции, связанной с поршневым действием движущихся по тоннелям поездов, показал, что вентиляторы должны иметь сравнительно большую производительность — 75 тыс. — 200 тыс. м³/ч, а количество вентиляторов, параллельно работающих в каждой камере, как правило, следует принимать равным двум. Вентиляторы должны быть малогабаритными, с высоким КПД и давать возможность обеспечивать реверсирование потока воздуха. В зарубежных метрополитенах в то время применялись в основном центробежные вентиляторы, устанавливаемые по два — четыре в каждой вентиляционной камере. Тщательная проработка вопроса совместно с сотрудниками ЦАГИ показала, что зарубежный опыт недостаточно обоснован и для заданных условий эксплуатации больше всего подходят вентиляторы осевого типа.

Отечественная промышленность подобных вентиляторов не изготовляла. Вместе с сотрудниками ЦАГИ мы разработали новый тп осевого двухступенчатого вентилятора с направляющими аппаратами трёх моделей. Применение таких вентиляторов для метрополитена полностью оправдало себя в эксплуатации. На основании нашего опыта в зарубежных метрополитенах также начали применять данный тип вентиляторов. В процессе проектирования новых линий метрополитенов осевые вентиляторы постоянно совершенствовались, в связи с чем на линиях второй — пятой очередей Московского метрополитена были внедрены ещё три конструкции осевых вентиляторов. Постоянно повышался КПД вентиляторов. В последней конструкции он достиг значения 0,81.

Общим недостатком были особенности конструкции, не позволявшие осуществить переход на дистанционное управление вентиляторами. Совместно с ЦАГИ были разработаны новая аэродинамическая схема и конструкция унифицированного осевого реверсивного двухступенчатого вентилятора типа ВОМД-24, обеспечивающего реверсирование потока воздуха и возможность перекрытия сечения вентилятора дистанционно, без применения дополнительных клапанов, что сокращает размеры вентиляционной камеры и даёт максимальный КПД — 0,84. С 1970 г. отечественная промышленность изготовляет такие вентиляторы и поставляет их всем метрополитенам Советского Союза. В конструкции вентилятора был воплощён целый ряд новых идей, в том числе из области аэродинамики.

Местная вентиляция, то есть вентиляция отдельных помещений и сооружений, осуществлялась на первой очереди Московского метрополитена путём забора воздуха центробежными или осевыми вентиляторами, как правило, из объёма станций или перегонных тоннелей, очистки этого воздуха от пыли на фильтрах и подачи его в эти помещения или сооружения по распределительным воздуховодам. В случае отсутствия в помещениях тепловыделения и при необходимости подогрева воздуха выше температуры окружающих грунтов воздух подогревался на электрокалориферах.

На последующих очередях строительства метрополитена местная система вентиляции усовершенствовалась. Для охлаждения воздуха в помещениях, где было большое тепловыделение, помимо приточно-вытяжной начали применять рециркуляционную систему вентиляции с охлаждением воздуха на поверхностных воздухоохладителях артезианской водой или автономными кондиционерами.

Для отопления отдельных подземных помещений и сооружений было решено использовать электропечи и электрорадиаторы промышленного производства, а для отопления наземных вестибюлей и подземных помещений — водяное отопление. Так как к моменту проектирования и строительства первой очереди Московского метрополитена городских и районных теплосетей в Москве было очень мало, то основным источником тепла стали местные котельные при вестибюлях. В дальнейшем, после развития в Москве городских и районных теплосетей, местные котельные были ликвидированы, и системы водяного отопления вестибюлей были присоединены к общим сетям. Для предотвращения в холодное время года охлаждения вестибюлей из-за поступления в них через двери наружных потоков воздуха в тамбурах было установлено оборудование для создания воздушно-тепловых завес, эксплуатация которого полностью себя оправдала.

Учитывая возможность, даже при самом тщательном выполнении гидроизоляционных работ, проникновения в тоннели грунтовых вод, аварийных вод различного происхождения, а также необходимость мытья тоннелей, было предусмотрено создание на станциях, в перегонных тоннелях и в отдельных сооружениях системы водоотвода. Она была осуществлена путём устройства специальных открытых лотков или труб с приёмными колодцами. Трасса тоннелей прокладывалась с минимальным уклоном 3 ‰. В пониженных точках трассы были сооружены водоотливные установки с насосами для приёма в водосборники сточных вод и выкачивания их на поверхность, в городскую дождевую канализацию. В основных и местных водоотливных установках было предусмотрено использование горизонтальных и самозаливных вертикальных насосов. В то время промышленность не изготовляла вертикальных насосов. Мы разработали технические задания, по которым заводы изготовили насосы для Метростроя.

Для удаления сточной жидкости от санитарных узлов и медпунктов наиболее совершенной с медико-санитарной точки зрения была признана пневматическая система, полностью автоматизированная. Эта система была использована на станциях первой очереди строительства. Однако из-за необходимости применения резервуаров с давлением сжатого воздуха от 3 до 7 атм установки не удовлетворяли условиям техники безопасности, поэтому на следующих очередях строительства от них пришлось отказаться. Были запроектированы высоконапорные насосы для сточных вод, откачиваемых из специальных баков в городскую сточную канализацию. Этими насосами сейчас оборудуются все отечественные метрополитены.

Противопожарное, технологическое и хозяйственно-бытовое водоснабжение осуществляется на основе схемы, согласно которой от городского водопровода прокладывается ввод на станцию через лестничные сходы или эскалаторные тоннели, а размещённые под платформой станции трубы водопровода подводятся ко всем потребителям. На первой очереди строительства каждая станция имела самостоятельный водопровод. В дальнейшем в метрополитене Москвы и других городов Советского Союза было предусмотрено соединение водопроводов всех станций. В каждом перегонном тоннеле прокладывались трубы водоснабжения. Их подсоединяли к станционным водопроводам. К настоящему времени решена проблема снабжения медпунктов, санитарных узлов, душевых, расположенных при станциях, горячей водой от специально созданных электробойлерных или от систем теплоснабжения вестибюлей.

Итак, за короткий промежуток времени — между началом 1932 г. и концом 1934 г. — сравнительно небольшой коллектив инженеров-проектировщиков освоил совершенно новую специальность — специальность теплосантехника метрополитенов, разработал оригинальное оборудование, составил соответствующие рабочие чертежи и выдал технические задания промышленности, а также разработал принципы систем применения сжатого воздуха и замораживания грунтов, используемых при производстве проходческих работ. Инженеры и техники с большим творческим подъёмом и энтузиазмом решали встающие перед ними задачи.

В 1950 г. Метропроект был реорганизован в институт Метрогипротранс. На основе накопленного богатейшего опыта решались новые сложные задачи, разрабатывалась документация по теплосантехнике следующих линий как Московского, так и других метрополитенов страны.

Учитывая климатические условия Харькова и Ташкента, в тоннельной вентиляции метрополитенов этих городов была предусмотрена система адиабатического охлаждения воздуха, поступающего с поверхности. В Харьковском метрополитене система должна вступить в действие к наращиванию максимальных размеров движения. В Ташкентском метрополитене она начала действовать с первых дней его пуска в эксплуатацию. Система позволяет значительно (на 10—12 °C) снизить температуру подаваемого в тоннели наружного воздуха за счёт испарения влаги при рециркуляции воды, с добавлением небольшого количества воды из наружных источников. Такая система является первой в мировой практике устройства тоннельной вентиляции метрополитенов. Её применение в Ташкентском метрополитене полностью оправдало себя.

К новым интересным идеям, осуществлённым в оборудовании метрополитенов, относятся выполняемые из пористого бетона глушители шума, возникающего при работе тоннельных вентиляторов; устройство для эжекции внутритоннельного воздуха на соединительных ветках между линиями метрополитенов, что дало возможность отказаться от сооружения вентиляционного шахтного ствола и обеспечить надёжную вентиляцию тоннеля; использование наклонного эскалаторного тоннеля для вентиляции станций и др. Помимо повышения эффективности вентиляции это позволило достичь значительной экономии капитальных затрат на строительство метрополитена, упростить его эксплуатацию.

Кроме проектных работ институтом Метрогипротранс выполнено большое количество уникальных исследований в области теплосантехнических устройств. В их числе экспериментальное определение в натурных условиях впервые в мировой практике аэродинамического коэффициента трения в тоннелях с тюбинговой обделкой; изучение в натурных условиях явления совмещения работы вентиляторов тоннельной вентиляции и поршневого действия движущихся поездов; установление в тех же условиях аэродинамической и тепловой характеристики воздушно-тепловых завес на входах и выходах вестибюлей станций метрополитенов.

Большой теоретический, исследовательский, проектный и производственный опыт позволил специалистам института в области теплосантехнических устройств написать ряд специальных книг, широко используемых как в производственных, так и в учебных целях.

Этапы развития электроснабжения метрополитенов страны

Л. С. Едигарян
С. И. Жуков
К. Н. Кравчинский

Авторы Л. С. ЕДИГАРЯН, С. И. ЖУКОВ, К. Н. КРАВЧИНСКИЙ, инженеры

Для решения задачи сооружения в Москве первого в нашей стане метрополитена было необходимо, чтобы электрическое сердце метрополитена — система электроснабжения с подстанциями, установками и устройствами в тоннелях и на станциях — была исключительно надёжна в любых режимах эксплуатации — нормальных и аварийных. Опыта проектирования постоянных устройств электроснабжения метрополитена у нас не было. Задача была трудной. Для проектирования устройств электроснабжения первой очереди Московского метрополитена при Метрострое был создан проектный электротяговый отдел, в 1935 г. включённый в состав Метропроекта. К проектированию подстанций, освещения станций и отдельных устройств первой очереди метро были привлечены специализированные институты ВЭИ, ВНИСИ, ВНИИКП и Тяжпромэлектропроект имени Ф. Б. Якубовича.

В решении принципиальных вопросов проектирования электроснабжения метрополитена принимали участие крупнейшие специалисты Метростроя и научно-исследовательских институтов инженеры И. Г. Данковцев, К. С. Мышенков, И. Е. Катцен, доктор технических наук, профессор В. Е. Розенфельд, кандидат технических наук М. С. Рябов и другие. В проектном электротяговом отделе Метростроя под руководством Б. Г. Герштейна и А. А. Аверина с энтузиазмом трудились инженеры Л. Ф. Воронин, С. М. Денисов, С. И. Жуков, А. Г. Могилевский, много сил отдавший также проектированию электрооборудования первых вагонов метрополитена, А. М. Венгеров, Н. Л. Ройтенберг и другие.

В проекты системы электроснабжения первой очереди Московского метрополитена были заложены оригинальные технические решения, которые должны были обеспечить высокую надёжность работы подземной магистрали. Как показал опыт эксплуатации системы, она оказалась более эффективной и прогрессивной по сравнению с принятыми на то время на зарубежных метрополитенах. В дальнейшем, с развитием техники и электротехнической промышленности, многое совершенствовалось, но главные принципы надёжности и бесперебойности работы подземного транспорта остались незыблемыми до настоящего времени.

Для электроснабжения линий первой очереди Московского метрополитена была принята централизованная система с тяговыми и понизительными подстанциями, размещёнными в наземных отдельно стоящих зданиях. Более целесообразно было бы располагать все подстанции в подземных помещениях рядом со станциями метрополитена. Однако почти все выработки линий первой очереди сооружались в тяжёлых инженерно-геологических условиях, в водонасыщенных грунтах.

Подземные объёмы станций и тоннелей были значительными, сроки строительства чрезвычайно короткими. Исходя из необходимости не увеличивать объёмы подземных сооружений, было принято решение строить подстанции в наземных зданиях. По градостроительным причинам подстанции часто располагались на значительном расстоянии от тоннелей и станций метрополитена, что вызывало необходимость строительства кабельных коллекторов большой протяжённости, вело к удлинению и утяжелению кабельных сетей.

Специфика метрополитена, его подземных сооружений диктовала необходимость создания принципиально новых типов электрооборудования, аппаратуры, осветительной арматуры, кабелей как силовых, так и слаботочных. Вначале разрабатывались технические требования, затем специализированные институты и конструкторские бюро проектировали опытные образцы, по которым заводы электропромышленности изготовляли новые виды оборудования и поставляли его в необходимом количестве Метрострою.

Интересно, что новое оборудование и аппаратура, разработанные для метрополитена, часто широко использовались и на других объектах. Особенно быстро распространилась осветительная арматура станций и вестибюлей метрополитена в зданиях общественного назначения — вокзалах, театрах, концертных залах, клубах и т. д.

С каждой новой очередью строительства линий Московского метрополитена росла их энерговооружённость, совершенствовалась система электроснабжения, вводилось диспетчерское управление установками подстанций, разрабатывались прогрессивные оборудование и устройства, внедрялась автоматизация процессов эксплуатации.

Так, если на станциях мелкого заложения с прилегающими участками перегонных тоннелей первых очередей Московского метрополитена уже было установлено в среднем по 18 электродвигателей суммарной мощностью 80 кВт, то на станциях Ждановского радиуса было установлено примерно по 54 электродвигателя суммарной мощностью 370 кВт, а на сооружаемом в настоящее время Серпуховском радиусе это количество составит 110 при суммарной мощности 770 кВт.

Сравнение потребности в кабелях показывает, что при увеличении количества потребителей удельный расход кабелей на 1 км линии метрополитена и на единицу установленной мощности уменьшился. Объясняется это тем, что в последние годы вместо радиальных схем питания были разработаны и стали внедряться более рациональные магистральные схемы.

Для линий второй очереди строительства Московского метрополитена Метропроект запроектировал подземные понизительные подстанции, сооружаемые при каждой станции. Это решение дало возможность в значительной степени уменьшить протяжённость низковольтных сетей и увеличить надёжность электроснабжения нетяговых нагрузок.

В послевоенные годы ведущие инженеры-электрики Метрогипротранса и инженеры-электрики Московского метрополитена в сотрудничестве с коллективами ВЭИ, ВНИСИ, МЭИ, МИИТ, ВНИИКП и при участии коллективов заводов электротехнического оборудования с воодушевлением включились в разработку, испытания и изготовление нового, более совершенного оборудования.

В 1948—1950 гг. была впервые разработана и внедрена вначале на Ленинградском, а затем на Московском метрополитене новая, децентрализованная система электроснабжения. Система предусматривала сооружение тягово-понизительных подстанций при каждой станции, то есть совмещение в одном объёме тяговой и понизительной подстанций. Эта система, имеющая ряд преимуществ перед централизованной системой электроснабжения (уменьшение длины кабелей и, следовательно, потерь электроэнергии в тяговой сети, снижение потенциала ходовых рельсов, уменьшение блуждающих токов и т. д.), нашла в дальнейшем широкое применение на всех метрополитенах страны. Однако при определённых условиях применяются и смешанные системы (централизованные и децентрализованные).

Электроподстанция на одной из линий метрополитена

С 50-х гг. на подстанциях начали внедрять сухие трансформаторы для питания силовых и осветительных нагрузок. В 1948 г. были начаты работы по созданию и внедрению новых выпрямительных тяговых агрегатов. В 1964 г. впервые в СССР на одной из подстанций Московского метрополитена был установлен силовой кремниевый выпрямитель типа ВАКС-2475 по мостовой схеме, а в 1965 г. — модернизированный кремниевый выпрямитель типа УВКМ-2 на 3500 А постоянного тока с трансформатором ТМНПВ-5000, с регулировкой напряжения под нагрузкой. В настоящее время на подстанциях устанавливаются более совершенные кремниевые выпрямительные агрегаты типов УВКМ-5 на 3200 А и УВКМ-6 на 1600 А постоянного тока с естественной вентиляцией.

На тяговых подстанциях первой очереди Московского метрополитена предусматривались двойные системы сборных шин 6—10 кВт. В 50-х гг. с появлением новых комплектных распределительных устройств (КРУ-6-10кВ) на подстанциях были приняты секционированные одинарные системы сборных шин 6—10 кВт, которые экономичнее по капитальным затратам и проще в эксплуатации по сравнению с применявшимися двойными системами шин.

до 60-х гг. тяговые выпрямительные агрегаты на подстанциях присоединялись через быстродействующие автоматические выключатели к двойным системам сборных шин 825 В, двойные системы шин принимались с целью резервирования выключателей. Специалисты Метрогипротранса разработали новую схему питания контактной сети линий метрополитена с применением резервной питающей линии, включаемой взамен любой отключившейся основной линии. Такое решение позволило отказаться от двойной системы шин и применить одинарную систему 825 В. Применение новой схемы в значительной степени повысило качество электроэнергии, питающей поезда, так как повысился и стабилизировался уровень напряжения в контактной сети и увеличилась степень надёжности защиты контактной сети от токов короткого замыкания.

Схемами питания нетяговых потребителей — электродвигателей, устройств освещения и СЦБ — предусматривается электроснабжение каждого вида нагрузок от двух трансформаторов, устанавливаемых на подстанциях. До 50-х гг. расчёт мощности трансформатора для каждого вида нагрузок производился по аварийному режиму, исходя из условия, что все нагрузки могут быть включены одновременно. В связи с этим в эксплуатации в нормальных режимах нагрузка трансформаторов в большинстве случаев составляла около 20 %. В последующие годы была разработана новая методика расчётов потребной мощности трансформаторов, лишённая прежних недостатков. На её основе в проектах начали предусматривать трансформаторы меньшей мощности, что уменьшило капитальные затраты и эксплуатационные расходы, повысив коэффициент использования мощности трансформаторов в 1,5—1,8 раза.

В последние десятилетия в значительной степени повысились качественные характеристики систем освещения станций. На линиях первых очередей для освещения использовали лампы накаливания. В начале 50-х гг. Метрогипротранс совместно с ВЭИ провёл научно-исследовательские работы по созданию люминесцентных ламп, которые не искажали бы естественные цвета отделочных материалов, в частности мрамора. Люминесцентные лампы тёпло-белого цвета были впервые применены на станциях кольцевой линии Московского метрополитена.

40-е гг. ознаменовались введением на тяговых подстанциях устройств автоматики и телеуправления. Из центрального диспетчерского пункта по программе осуществлялось телеуправление группой установок или каждой установкой либо её элементом при помощи устройств, созданных на релейной аппаратуре. В начале 70-х гг. по заданию Метрогипротранса и службы подстанций и сетей Московского метрополитена ЦНИИ МПС была разработана и затем Московским электромеханическим заводом МПС изготовлена электронная система телеуправления типа ТЭМ-74, показавшая высокую надёжность и оперативность в эксплуатации.

При проектировании новых линий метрополитена для Москвы, а также и для других городов уделяется большое внимание повышению пожарной безопасности. На подстанциях применяются только сухие трансформаторы. На станциях, в тоннелях и на подстанциях прокладываются кабели пониженной горючести.

С целью повышения индустриализации изготовления и монтажа электроустановок и устройств тяговой сети в тоннелях и на подстанциях специализированные предприятия изготовляют по чертежам Метрогипротранса шкафы с быстродействующими автоматическими выключателями, разъединителями с моторными, а также ручными приводами. В настоящее время проектами предусматриваются кроме дистанционного управления телеконтроль и телеуправление агрегатами тоннельной вентиляции и сантехники, эскалаторами и другими устройствами метрополитена, а также телеконтроль параметров воздуха на станциях и в перегонных тоннелях.

Перед инженерами-электриками Метрогипротранса стоят большие задачи. На основе нового СНиП II-40-80 «Метрополитены», новых государственных стандартов и инструкций по метрополитенам, с учётом результатов научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ в настоящее время ведутся новые разработки по дальнейшему совершенствованию проектных решений в системе электроснабжения метрополитенов. Метрогипротранс принимает участие в нацчно-исследовательских работах по рекуперации электроэнергии тяги поездов с целью повышения провозной способности метрополитена, а также в работах по повышению комфорта перевозки пассажиров, уменьшению трудозатрат и улучшению условий труда при строительстве и эксплуатации метрополитена.

Оглядываясь на путь, пройденный проектировщиками-электриками Метропроекта—Метрогипротранса за 50 лет, можно видеть, что проделана огромная работа и накоплен большой опыт в проектировании постоянных устройств электроснабжения метрополитенов. На эксплуатируемых в настоящее время метрополитенах в Москве, Ленинграде, Киеве, Тбилиси, Баку, Харькове, Ташкенте, Ереване «электрическое сердце» бьётся чётко, точно и бесперебойно.

Оригинальные решения по электроснабжению метрополитенов защищены авторским свидетельством на изобретение. Большое количество реализованных рационализаторских предложений дали весомую экономию затрат на строительстве метрополитенов и в эксплуатации.

Современный этап метростроения

Главные направления технического прогресса

С. Н. Власов

Автор С. Н. ВЛАСОВ, главный инженер Главтоннельметростроя, кандидат технических наук, лауреат Государственной премии СССР

Сооружение метрополитенов — одна из наиболее технически сложных и трудоёмких отраслей современного строительства. Она требует высокого профессионального уровня в самых различных областях науки и техники, знания механики горных пород и подземной гидравлики, строительной механики и строительных материалов, машиностроения, энергетики и автоматики, организации строительного производства и экономики, архитектуры, особенностей монументальной и декоративной живописи. Условия строительства и эксплуатации подземных сооружений обусловливают требование самого высокого качества их возведения, а трудоёмкость выполнения подземных работ выдвигает на первый план задачи комплексной механизации работ при широком применении машин и механизмов.

Процесс строительства метрополитенов и тоннелей чётко разделяется на два этапа. На первом, наиболее трудоёмком, проходят выработки, зачастую в сложных инженерно-геологических условиях, и возводят постоянную несущую конструкцию — обделку. На этом этапе решают главную задачу — обеспечить надёжность и долговечность подземного сооружения и создать условия для его устойчивой эксплуатации. Успешное решение этой задачи зависит от применяемых материалов и конструкций, технологии возведения последних, методов гидроизоляции, гидрогеологических условий, способов производства работ и т. п.

На втором этапе построенные тоннели оснащают технологическим оборудованием (электротехническим, сантехническим, средствами связи и автоматики), прокладывают пути, выполняют архитектурно-отделочные работы. Задача этого этапа — обеспечить надёжную и комфортную эксплуатацию сооружения. Её решение зависит от технического уровня проектно-конструкторских разработок, надёжности и совершенства оборудования и технологических устройств, тщательности выполнения монтажа. Эстетический вид сооружения определяется художественным уровнем архитектурного проекта, качеством его осуществления и выполнения отделочных работ, материалами.

Транспортное сооружение, которое непрерывно обслуживает огромные потоки людей, должно отвечать коммунистическому лозунгу: «Всё во имя человека, всё на благо человека».

В течение полувекового периода советского метростроения усилия производственных, проектно-конструкторских и научно-исследовательских организаций направлены на повышение индустриализации работ, качества сооружений и устройств, эффективности строительства метрополитенов.

Начальный период строительства тоннелей глубокого заложения характеризовался применение традиционных методов работ, заимствованный из опыта сооружения горных тоннелей и подземных выработок в горной промышленности. Эти методы были основаны на возведении тоннельных обделок из монолитного бетона по частям. При открытом способе работ тоннели и станции возводились в котлованах, с креплением сваями и расстрелами и бетонированием конструкций из монолитного бетона в деревянной опалубке. На ряде участков применялся траншейный способ разработки грунта с подводкой стен из монолитного бетона. Грунт в котлованах разрабатывали главным образом вручную, с использованием транспортёров и кранов-укосин с бадьями. Для изоляции конструкций применяли рубероид, пергамин, а позже гидроизол, накладываемые в три-четыре слоя на битумную мастику.

Однако на участках закрытого способа работ уже на второй и третьей очередях строительства московского метро широкое применение нашёл щитовой способ проходки перегонных и станционных тоннелей с устройством сборной чугунной обделки. Вначале для перегонных тоннелей использовалась обделка диаметром 6 м, с шириной кольца 0,75 м. Затем (впервые на строительстве ленинградского метро) н перегонных тоннелях начали применять чугунную обделку диаметром 5,5 м, с шириной кольца 1 м.

Обделка станционного тоннеля из чугунных тюбингов

При сооружении тоннелей в слабообводнённых и сухих грунтах нашла применение обделка из сборного железобетона, без устройства гидроизоляционной рубашки, с плоским лотком. Плоский лоток в сочетании с чугунной обделкой использую часто: такая конструкция позволяет полностью исключить трудоёмкие работы по очистке лотка от породы. Отпадает необходимость в устройстве жёсткого основания под рельсовый путь.

Состояние техники метростроения в настоящее время характеризуется тенденцией индустриализации строительства, предусматривающей:

повышение уровня сборности подземных сооружений за счёт широкого применения сборных железобетонных и чугунных конструкций;
применение в строительстве прогрессивных конструкций, материалов и технологических процессов, снижающих трудовые затраты и повышающих технический уровень строительства;
повышение уровня механизации и комплексной механизации горнопроходческих и строительно-монтажных работ;
специализацию отдельных видов работ.

Конструкции обделок перегонных тоннелей — чугунных и железобетонных — непрерывно совершенствовались: повышалась их несущая способность, трещиностойкость, улучшалась технологичность монтажа при строительстве, снижалась материалоёмкость. Значительным достижением в совершенствовании обделок перегонных тоннелей из железобетона явились разработка и широкое применение, особенно на объектах Ленметростроя, обделок, обжимаемых в породу. При этом улучшается статическая работа конструкции, исключается процесс первичного нагнетания раствора, значительно снижаются трудовые затраты.

На строительстве Ташкентского метрополитена впервые в нашей стране разработана и внедрена сейсмостойкая сборная железобетонная обделка перегонных тоннелей, обеспечивающая высокую устойчивость конструкции при действии внешних колебательных нагрузок. Исследованиями, проведёнными ЦНИИС совместно с ЦНИИТ-маш, установлена практическая возможность снижения веса чугунных обделок путём применения нового материала — высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, прочностные характеристики которого в 2—3 раза выше характеристик серого чугуна СЧ40-60. Результаты испытаний и опытной эксплуатации таких конструкций обделок позволяют в ближайшее время начать их массовое изготовление. Это обеспечит ещё большее снижение материалоёмкости чугунных обделок.

Тоннельная обделка из сборных железобетонных блоков

При сооружении тоннелей открытым способом в котлованах постепенно переходили на сборные конструкции, вначале только для перекрытий, за затем для стен и лотка. Дальнейшее совершенствование конструкций привело к созданию обделок перегонных тоннелей из цельных однопутных секций. Все станции глубокого заложения, сооружавшиеся после строительства линий первой очереди московского метро, имели конструкции пилонного типа, с 10—12 проходами с каждой стороны. Однако необходимость улучшения условий эксплуатации, увеличения подземных пространств, создания более выразительных архитектурных ансамблей определила разработку нового конструктивного решения — колонной станции глубокого заложения.

Первой такой станцией была «Маяковская», удостоенная на Международной парижской выставке 1937 г. премии Гран-при. За «Маяковской» последовали станции «Курская» и «Комсомольская»-кольцевая в Москве и «Технологический институт» в Ленинграде. Особенность конструкций колонных станций заключалась в том, что стальные прогоны и колонны устанавливались в заранее пройденных боковых тоннелях диаметром 9,5 м. Оригинальный облик этих станций свидетельствовал о больших возможностях новой конструктивной схемы. Однако работы по возведению колонн и прогонов были трудоёмки, что заставляло изыскивать новые конструктивные решения.

Метрогипротранс в содружестве с Мосметростроем, ЦНИИС и Московским механическим заводом разработал конструкцию колонной станции, в которой прогоны были заменены клинчатыми перемычками, входящими в состав обделок среднего и боковых тоннелей. Элементы перемычек вместе с металлическими колоннами и тюбингами временного заполнения проёмов устанавливались одновременно с монтажом очередного кольца обделки. В свод среднего тоннеля станции были введены дополнительные элементы, позволяющие поднять его на 1,5 м по отношению к крайним тоннелям, что создавало возможность разместить натяжную камеру в пределах посадочной платформы и улучшить архитектурный облик станции. Вся конструкция, исключая стальные колонны, возводилась на основе типовой обделки диаметром 8,5 м. В последнее время из таких конструкций возведены станции Московского метрополитена «Кузнецкий Мост», «Пушкинская» и «Марксистская».

С целью уменьшения металлоёмкости конструкций, улучшения условий производства работ и снижения их стоимости на строительстве Кировско-Выборгской линии Ленинградского метрополитена была разработана и применена новая конструкция станции колонного типа, с обделкой из железобетонных тюбингов, с применением бетона марки «600» и металлоконструкций колонн из высокопрочной низколегированной стали. В Ленинграде такая конструкция была использована для станций «Выборгская», «Лесная» и «Академическая».

Цельносекционная обделка тоннеля открытого способа работ

Конструкция станций мелкого заложения обычно представляет собой трёхпролётную раму с двумя рядами колонн из сборных железобетонных элементов. Новый типовой проект для сооружения таких станций (ТС-109) предусматривает сокращение количества типоразмерных сборных элементов, увеличение их размеров и веса.

Сейсмические, а также геологические условия строительства Бакинского и Ташкентского метрополитенов обусловили необходимость создания конструкций станций мелкого заложения из сборно-монолитного железобетона с использованием жёсткой арматуры в комбинации с каркасами из гибкой арматуры. В качестве опалубки применены сборные железобетонные опалубочные блоки или плиты.

В последнее время всё большее распространение находят односводчатые конструкции, одним пролётом перекрывающие платформу и пути. Их возведение на линиях первой очереди московского метро (станции «Библиотека имени Ленина» и «Аэропорт» отличалось высокой трудоёмкостью, в связи с чем эти конструкции длительное время не применялись. Большой прогресс в их возведении достигнут на Ленметрострое. На трассе Кировско-Выборгской линии были сооружены две односводчатые станции глубокого заложения«Площадь Мужества» и «Политехническая». Конструкции их выполнены из железобетона и бетона и представляют собой многошарнирные верхний и обратный своды, состоящие из железобетонных сплошных блоков, разжатых в породу. Своды опираются на мощные опоры из монолитного бетона, устраиваемые в заранее сооружаемых для этой цели выработках.

На строительстве Харьковского метрополитена были сооружены индустриальными методами три односводчатые станции мелкого заложения в открытых котлованах («Спортивная», «Центральный рынок» и «Турбинный завод»). Конструкция их представляет собой свод переменного сечения с уширенной пятой и затяжкой. Армирование свода осуществлялось с помощью заранее заготавливаемых пространственных арматурных каркасов. Бетонирование велось в передвижной металлической опалубке.

Односводчатые станции мелкого заложения такого типа нашли применение в ташкентском метро, где их конструкции были усилены с учётом сейсмических условий эксплуатации, а также на других стройках. Опыт сооружения односводчатых станций показал, что их конструкции и технология работ позволяют применять индустриальные методы, а особенности односводчатой конструкции расширяют возможности архитектурного оформления станций.

Непрерывное совершенствование основных несущих тоннельных конструкций — обделок позволило достигнуть высокого уровня их индустриализации по степени сборности, которая в настоящее время составляет для обделок перегонных тоннелей 0,85—0,9 и для станционных обделок — 0,8—0,85.

Механизированный щит КТ-1-5,6 для устойчивых пород

Непрерывно обновляется техника механизации тоннельных работ. Щитовой способ в сочетании со сборными обделками позволил устранить тяжёлые и трудоёмкие процессы по установке временного деревянного крепления, возведению монолитной обделки, устройству оклеечной гидроизоляции. Механизирован проходческий цикл (погрузка и транспортировка породы, доставка материалов, монтаж элементов обделок, нагнетание раствора, чеканка швов и т. п.), повышается мощность и производительность механизмов — погрузочных машин, электровозов, вагонеток, укладчиков обделок. Созданы конструкции блокоукладчиков для бесщитовой проходки в устойчивых породах на полный профиль буровзрывным способом. Дальнейшие разработки привели к созданию агрегата с машинным обуриванием забоя и комплексной механизацией работ по проходке тоннеля.

Повышение уровня механизации тоннельных работ, особенно обеспечение её комплексности, привело к созданию принципиально новых машин — механизированных щитов и комплексов для скоростного сооружения тоннелей. Появилась возможность оснащать стройки Главтоннельметростроя высокопроизводительными механизированными щитовыми комплексами для проходки перегонных тоннелей в достаточно широком диапазоне гидрогеологических условий.

На Ясиноватском машиностроительном заводе созданы и серийно выпускаются механизированные комплексы: КТ1-5,6 для устойчивых пород под сборную обделку, КТ1-5,6Д2 со сменным оборудованием (экскаватор и стреловой шарошечный рабочий орган) для мягких слабоустойчивых и крепких пород под сборную обделку, ТЩБ-7 и ТЩФ-1 для мягких пород под монолитно-прессованную обделку. Московский механический завод изготовляет механизированные щиты ЩМР-1 для устойчивых пород и ЩН-1Э с экскаваторным рабочим органом для мягких неустойчивых пород. Оба щита предназначены для тоннелей со сборной железобетонной обделкой. В 1979 г. на заводе создан механизированный комплекс КМО-2×5 для сооружения тоннелей мелкого заложения с цельносекционной обделкой и изоляцией заводского изготовления.

В последнее время значительно увеличился парк тоннельных машин и механизмов, бурового оборудования, подъёмно-транспортных и общестроительных машин, автомобилей. Только за прошедшее десятилетие механовооружённость строительства повысилась на 78 %, электровооружённость возросла на 15 %. Если в 1965—1970 гг. на 1 млн руб. строительно-монтажных работ затрачивалось 36,7 тыс. чел.-дн., то в 1976—1980 гг. — 22,1 тыс. чел.-дн.

Парк механизированных щитов Главтоннельметростроя к 1981 г. составил 20 ед. В десятой пятилетке с их помощью построено более 20 % всех тоннелей, сооружаемых закрытым способом, что в 2 раза больше, чем в девятой пятилетке. Строительство тоннелей механизированными щитами будет всемерно расширяться.

Механизированный щит ТЩБ-3 для устойчивых пород

Применение механизированных проходческих щитов открыло возможность внедрения прогрессивных технологических процессов, позволяющих комплексно решать вопросы эффективного использования прогрессивных конструкций и материалов в сочетании с механизацией работ. Прежде всего следует отметить технологию сооружения тоннелей с обделкой, обжимаемой в породу, с применением комплекса КТ1-5,6, позволившую на строительстве Ленинградского метрополитена добиться устойчивых скоростей проходки тоннеля — до 300—350 пог. м в месяц и достичь в 1981 г. мирового рекорда — сооружения 1250 пог. м готового тоннеля в месяц. На строительстве Киевского метрополитена в спондиловых глинах применялся механизированный щит ЩМР-1. Была достигнута скорость 264 пог. м в месяц. В Москве на трассе Калининского радиуса в известняках с помощью щита ЩМР-1 был построен участок тоннеля протяжённостью 1360 пог. м со средней скоростью 100 пог. м в месяц.

В последние годы всё более широко применяется технология сооружения тоннелей с монолитно-прессованной обделкой, впервые использованной в Москве и в Тбилиси. Конструкция позволяет резко сократить расход металла, исключить работы по нагнетанию раствора в заобделочное пространство и чеканке швов, повысить качество сооружения. Авторы прогрессивного новшества удостоены Государственной премии СССР. В настоящее время этот тип облеки и технология работ широко применяются на строительстве метрополитенов в Минске и Горьком. В 1980 г. коллектив Горметростроя достиг высокой скорости проходки по этой технологии — 135 пог. м в месяц.

Всё большее распространение получает метод продавливания тоннелей мелкого заложения в мягких грунтах под наземными сооружениями (железными дорогами, автомагистралями, трубопроводами), позволяющий успешно осуществлять пересечения без специальных работ по усилению или переносу наземных конструкций.

Значительные изменения претерпела технология работ по сооружению тоннелей и станций мелкого заложения в открытых котлованах. Широкое применение оборудования для забивки балок крепления котлованов, экскаваторов и бульдозеров для земляных работ и кранов ККТС-20 позволяет комплексно механизировать процесс строительства. Освоение в Москве анкерного крепления котлованов взамен металлических расстрелов открывает большие возможности для скоростного возведения конструкций станций и перегонных тоннелей открытого способа работ.

При этом коренным образом изменяется технология гидроизоляционных работ. Устройство оклеечной гидроизоляции из трёх-четырёх слоёв гидроизола на горячем битуме заменено прогрессивной технологией, основанной на использовании новых материалов — гидростеклоизола и стеклорубероида. Их наклеивают путём оплавления пропановыми горелками битумного покровного слоя. Такая технология резко повысила культуру и безопасность работ, значительно снизила трудовые затраты.

В 1979—1980 гг. в Киеве успешно освоено сооружение тоннелей мелкого заложения открытым способом из цельных секций с применением механизированного комплекса КМО-2×5. Отпала необходимость использовать балки и расстрелы для крепления котлованов. Все работы сосредоточиваются на коротком участке, сокращается их трудоёмкость. Используются секции с гидроизоляцией заводского изготовления.

Книга Мы строим метро 65.jpg

Как видно из таблицы, применение прогрессивных конструкций и технологических процессов постоянно увеличивается. При строительстве метрополитенов и тоннелей в сложных гидрогеологических условиях широко используются специальные способы работ. С применением таких способов сооружают ориентировочно 30—35 % общей протяжённости строящихся линий метрополитенов. К настоящему времени только способом искусственного замораживания грунтов сооружено более 100 наклонных тоннелей длиной свыше 6 тыс. пог. м, пройдено около 200 стволов шахт, построено более 35 котлованов для подземных вестибюлей, сооружено около 5 км станционных и перегонных тоннелей. С применением искусственного понижения уровня грунтовых вод за последние годы сооружено более 17 км тоннелей метрополитенов.

Комплекс КТ-5,6Д2 с фрезерным стреловым рабочим органом

Впервые в СССР на строительстве Ленинградского метрополитена внедрено безрассольное замораживание грунтов с использованием жидкого азота, испаряющегося в замораживающей колонке (без холодильных установок). Благодаря низкой температуре испарения жидкого азота (—195 °C) время, затрачиваемое на замораживание, в 9 раз меньше, чем при рассольном замораживании.

Вначале в Баку, а затем в Киеве при сооружении тоннелей в грунтах с высоким гидростатическим давлением грунтовых вод был применён способ проходки под сжатым воздухом в сочетании с водопонижением, что позволило успешно выполнить работы в исключительно сложных условиях. При строительстве Бакинского метрополитена был разработан и внедрён комплекс мероприятий (покрытие на тюбингах, катодная защита, антикоррозийная смазка, сульфатостойкие цементы), позволивший устранить коррозионные разрушения обделок. Приобретённый опыт служит основой дальнейшего совершенствования специальных способов работ при строительстве метрополитенов в сложных гидрогеологических условиях.

Большое значение приобретает специализация строительно-монтажных организаций на выполнении отдельных видов работ: путевых, монтажных, по оборудованию постоянных устройств, архитектурно-отделочных. Специальные подразделения имеют постоянный состав квалифицированных работников, производственные базы, применяют отработанную технологию, что позволяет вести работы индустриальными методами.

Совершенствование конструкций тоннелепроходческой техники, повышение механизации работ и улучшение их организации, внедрение новых производственных процессов способствовали значительному сокращению нормативных затрат труда. Так, по сравнению с затратами на строительстве первой очереди Московского метрополитена они сократились для тоннелей глубокого заложения почти в 4 раза, а для тоннелей мелкого заложения — более чем вдвое.

Одними из главных задач одиннадцатой пятилетки являются дальнейшее ускорение научно-технического прогресса, перевод экономики на интенсивный путь развития, всемерная оптимизация использования ресурсов, улучшение качества работы. Для выполнения этих задач Главтоннельметрострой вместе со строительными, проектно-конструкторскими и научно-исследовательскими организациями разработал Основные направления научно-технического прогресса в метростроении на 1981—1985 гг., которые предусматривают повышение эффективности строительства метрополитенов на основе дальнейшей индустриализации и механизации производственных процессов и повышения производительности труда.

В области тоннельных конструкций по сравнению с десятой пятилеткой намечается увеличить на 20—25 % применение обделок, обжимаемых в породу, цельносекционных и монолитно-прессованных, и довести использование таких конструкций в общем объёме строительства тоннелей до 35—38 %.

Котлован открытого способа работ, закреплённый анкерами, на станции «Южная» Серпуховского радиуса

Значительно шире намечено применять в соответствующих инженерно-геологических условиях колонные станции глубокого заложения. Сооружение колонных станций мелкого заложения будет вестись только по новым типовым проектам, с использованием укрупнённых элементов. Продолжатся исследования по созданию новых типов сборных чугунных и железобетонных конструкций колонных и односводчатых станций с уменьшенной материалоёмкостью, разработка технологии работ для сооружения их в различных инженерно-геологических условиях, при глубоком и мелком заложении. В частности, в Ленинграде предусматривается применение конструкций и технологии работ по сооружению комплекса станционных сооружений (платформенная часть, подстанции, вентиляционные узлы, оборотные устройства) под единым сводом.

Впервые будут применены прогрессивные индустриальные конструкции для функциональных и технологических помещений метрополитенов. Это в первую очередь экструзионные асбоцементные панели для служебных помещений, зонты из сборных алюминиевых элементов для эскалаторных тоннелей и защитные короба из стеклопластика для контактного рельса.

В области механизации тоннельных работ намечается в 2 раза по сравнению с десятой пятилеткой увеличить проходку механизированными щитами и довести её за пятилетие до 50 км. Будут механизированы работы по бурению шпуров при проходке тоннелей буровзрывным способом в крепких породах, с использованием для этой цели буровых установок типа БУР-2 и агрегата АБТ.

Создано и применено оборудование для механизированной разработки калоттной прорези при сооружении односводчатых станций в устойчивых грунтах. Проведены опытные работы по созданию оборудования для механизированной разработки забоя колонных и пилонных станций.

Намечаются создание новых и модернизация имеющихся средств малой механизации, в том числе цементоукладчика для чеканки швов тоннельной обделки, пневмосбалчивателя на базе гайковёрта, растворонагнетателя НР-2, толкателей верхнего и нижнего действия усовершенствованной конструкции, пневмобетононагнетателя ёмкостью 1 м³, гидроклиньев, опрокидных вагонеток и других механизмов. Будут проволиться исследования в области перспективных способов механизированного сооружения перегонных тоннелей и станций метрополитена. Эти способы должны способствовать повышению скоростей проходки, в том числе в неустойчивых обводнённых грунтах.

Щитовой комплекс КМО-2×5 для сооружения тоннелей открытым способом

Намечаются внедрение экспериментального образца АСУ технологическими процессами сооружения перегонных тоннелей метрополитена на базе комплекса КТ1-5,6 в Ленинграде и внедрения первой очереди АСУ метростроения в Москве и в Ленинграде.

Будут совершенствоваться оборудование и технологические процессы для специальных способов работ при сооружении тоннелей в неустойчивых водонасыщенных грунтах с помощью водопонижения, замораживания, включая замораживание жидким азотом (изготовление и внедрение установки для погружения и извлечения труб, создание установки для бурения скважин под буронабивные сваи, разработка более прогрессивных, оперативных и надёжных методов контроля за сплошностью льдогрунтового массива и т. п.).

Намечается дальнейшее развитие промышленной базы метростроения за счёт расширения и реконструкции действующих предприятий, строительства новых производственных баз в Минске, Горьком, Куйбышеве, Свердловске, Новосибирске, строительства новых ремонтно-механических предприятий, заводов металлоконструкций в Москве и в Куйбышеве.

Будет осуществлена специализация заводов металлоконструкций и ремонтно-механических предприятий — промышленных баз по изготовлению и ремонту нестандартного горнопроходческого оборудования и запасных частей к нему, форм и оснастки для железобетонных конструкций. Это позволит к концу одиннадцатой пятилетки довести выпуск валовой продукции до 100—110 млн руб. в год по сравнению с 67 млн руб. в 1980 г., в 2 раза увеличить производство сборного железобетона и в 1,5 раза — металлоконструкций и нестандартного оборудования.

Решение всех этих и других проблем позволит ещё выше поднять технический уровень работ, обеспечить рост производительности труда в одиннадцатой пятилетке.

Метростроевцы помнят слова Л. И. Брежнева, обращённые к строителям нашей страны: «Строить надо быстро, экономично и на современной технической основе — вот слагаемые высокой эффективности в капитальном строительстве».

Принципы проектирования советских метрополитенов

А. С. Луговцов

Автор А. С. ЛУГОВЦОВ, начальник института Метрогипротранс, лауреат Государственной премии СССР

Строительство первоклассных линий Московского метрополитена стало не только крупным отечественным достижением, но и важным событием в мировом метростроении. Впервые создание внеуличного транспорта было подчинено прежде всего интересам человека. Это позволило с большей полнотой выявить и использовать возможности метрополитена для кардинального решения проблемы пассажирских перевозок.

Мы можем по праву гордиться размахом строительства метрополитенов в Советском Союзе и их высоким техническим и эстетическим уровнем. Метро надёжно действует в Москве, Ленинграде, Киеве, Тбилиси, Баку, Харькове, Ташкенте, Ереване, в ближайшие годы войдёт в строй в Минске, Горьком, Новосибирске, его строительство начато в Куйбышеве, Свердловске, Днепропетровске. Разрабатываются технико-экономические обоснования сооружения метрополитенов в Ростове-на-Дону, Алма-Ате, Омске, Челябинске и Перми, а для Риги эта работа уже завершена.

В достижения метростроения большой вклад внесла советская школа проектирования метрополитенов. Она начала формироваться в 1931 г. вместе с созданием московского Метростроя, вначале в его техническом отделе, а с 1933 г. — в образованном на базе этого отдела Метропроекте. Эта школа сложилась и обрела зрелость в головном институте Метрогипротранс, организованном на базе Метропроекта. Для неё характерны научный подход к обоснованию и принятию решений, творческий поиск нового и понимание важной истины: ни одно первоклассное сооружение не может быть создано без первоклассного проекта.

Каким быть метрополитену? От правильного ответа на этот вопрос зависит и его успешное решение. В. И. Ленин отмечал: «Кто берётся за частные вопросы без предварительного решения общих, тот неминуемо будет на каждом шагу бессознательно для себя „натыкаться“ на эти общие вопросы. А натыкаться слепо на них в каждом частном случае значит обрекать свою политику на худшие шатания и беспринципность». Это ленинское положение, несомненно, является основополагающим и при решении крупномасштабных технических проблем.

Для того чтобы найти и правильно обосновать проектный замысел метрополитена, нужно прежде всего определить принципиальные начала, которыми надо руководствоваться. Такие начала в общих чертах были выявлены в первые годы проектирования и строительства Московского метрополитена. В дальнейшем лни систематизировались и углублялись с учётом опыта их реализации. Социальную направленность принципиальных начал проектирования метро определяет гуманизм социалистического общества, техническую — передовой опыт и новейшие достижения науки и техники.

Содержанием начал являются общие и технические принципы проектирования. В общих принципах формулируются целевые задачи и технические направления их решения.

Целевые задачи носят устойчивый характер, а направления их решения в известной мере подвижны, поскольку зависят от достигнутого уровня науки и техники. В технических принципах определяется подход к решению узловых технических проблем, существенно влияющих на планировочные и технологические структуры и компоновку всего комплекса.

Очевидно, что при определении принципиальных начал проектирования нельзя не опираться на предшествующий опыт. Когда мы делали первые шаги в метростроении, значительный опыт проектирования, строительства и эксплуатации метрополитенов был накоплен некоторыми развитыми капиталистическими странами. Он представлял для нас большой интерес, однако не мог быть взят за образец, так как в этих странах развитие метрополитенов осуществлялось преимущественно с позиций узкого практицизма. Недооценивалась роль окружающей человека подземной среды и архитектуры, о чём свидетельствовали унылые, безликие интерьеры станций, тусклое освещение, несовершенная вентиляция. Интересами частного предпринимательства были продиктованы в ряде случаев нечёткие схемы линий, малые радиусы кривых в плане, стеснённая планировка вестибюлей, высокие лестничные подъёмы.

В разных странах наблюдался совершенно разный подход к таким основным техническим аспектам проектирования, как организация движения поездов, скорость сообщения, глубина заложения линий, тип станций. На некоторых метрополитенах был реализован так называемый трамвайный принцип небольших расстояний между станциями, что привело к резкому сокращению скорости сообщения. Подобными различиями были обусловлены весьма противоречивые заключения трёх иностранных экспертиз по эскизному проекту Московского метрополитена.

Полезными для выработки основ проектирования метро оказались рекомендации видных советских учёных в области геологии, горного дела, строительства и транспорта, предложения проектировщиков и метростроевцев. Из общей оценки проблемы вытекала необходимость искать пути наилучшего использования возможностей метрополитена. Как внеуличный транспорт, он обладает потенциальной возможностью обеспечивать массовые, скоростные, регулярные и безопасные пассажирские перевозки. Эти свойства определяют преимущества метро в сравнении с другими видами городского транспорта. Сами по себе эти преимущества тем значительнее, чем правильнее определены параметры провозной способности, частоты и скорости движения.

Однако исчерпываются ли возможности метрополитена только этими свойствами? Ведь метрополитен затрагивает интересы огромного количества людей, влияет на жизнь города. Интересно мнение А. М. Горького, который в 1933 г. писал: «…чем скорее выстроим метрополитен, тем скорее рабочий класс сэкономит миллионы часов, которые тратятся бесплодно на ожидание трамваев, — время, которое может быть более плодотворно затрачено на самообразование».

Здесь подмечена важная сторона скоростных перевозок, её конкретный социальный смысл. Рассматривая этот вопрос в широком социальном плане, можно определённо сказать, что метрополитен способствует созданию лучших условий для труда, образования, быта и отдыха людей, высвобождая им время. К этому можно добавить, что он снижает усталость от поездок сравнительно с уличным транспортом. Удобные пути следования, благоприятная санитарно-гигиеническая среда обеспечивают поездки с минимальными затратами времени и в комфортных условиях.

Важно подчеркнуть, что метрополитен удовлетворяет и определённые духовные потребности человека, эстетически воздействуя на него, воспитывая патриотические чувства.

Вот почему особое внимание должно уделяться не только созданию благоприятной санитарно-гигиенической среды, но и использованию возможностей архитектуры как для организации подземного пространства, так и для художественного и идейного воспитания людей. Архитектура станций в значительной мере определяет облик метрополитена и самого города, отражая его историю и современность.

Метрополитен не может действовать и развиваться независимо от города. Градостроительные и транспортные проблемы настолько переплетены, что, не считая метрополитен неотъемлемой частью города, просто невозможно решать текущие и перспективные вопросы их взаимодействия. Порождённый потребностями города, метрополитен активно входит в его жизнь, сам становится важным градообразующим фактором.

Таким образом, главное в создании метрополитена — найти решения, обеспечивающие более полную реализацию всех его возможностей и преимуществ в интересах удовлетворения транспортных и эстетических потребностей населения. К важнейшим вопросам проектирование относится также создание благоприятных условий для производственной деятельности работников самого метрополитена и метростроителей.

Прежде чем перейти непосредственно к общим и техническим принципам проектирования, нужно отметить плановый подход к созданию метрополитенов в нашей стране. Он позволяет учитывать текущие и перспективные интересы городов и организаций, занимающихся сооружением и эксплуатацией метрополитенов, соразмерять эти интересы с общими народнохозяйственными планами. Из планового подхода вытекает общеувязочный принцип проектирования метро: подготовка проектирования, строительства и эксплуатации метрополитена на основе разработки его генеральной схемы и этапизации строительства в увязке с генеральным планом и комплексной схемой развития всех видов общественного транспорта города.

Обычно генеральная схема метрополитена создаётся до начала разработки проекта первой линии. Генеральная схема и этапизация строительства составляют стратегический план развития метрополитена. Поэтому она должна иметь неизменную (на длительный период) структурную основу, к которой относятся её опорные пункты — важнейшие пересадочные узлы и участки линий между ними. Генеральная схема служит основой проектных работ по заблаговременному закреплению технических зон будущего строительства. В этих зонах запрещается возведение наземных сооружений, а подземные коммуникации устраиваются с учётом прохождения трасс метро.

Общеувязочный принцип органически связан с общими и техническими принципами проектирования метро.

Общие принципы, как уже отмечалось, вытекают из самой сущности советского строя и охватывают во взаимосвязи социальные и технические вопросы. Они отражают интересы пассажиров, эксплуатационных и строительных организаций города, а также технико-экономический подход к проектированию. К ним относятся пассажирский, эксплуатационный, строительный, городской и технико-экономический принципы. Их можно сформулировать следующим образом.

Пассажирский: наиболее полное удовлетворение потребностей пассажиров на основе создания удобной системы массовых скоростных регулярных и безопасных перевозок при благоприятных санитарно-гигиенических условиях и архитектурной среде, отвечающей функциональным, социальным и эстетическим требованиям.

Эксплуатационный: обеспечение чёткой, удобной и безопасной эксплуатации метрополитена с наименьшими трудозатратами на основе создания долговечных и надёжных сооружений, автоматизированных постоянных устройств и подвижного состава, современных производственных и ремонтных предприятий, служебных и бытовых помещений для обслуживающего персонала.

Строительный: обеспечение высокого качества и наименьшей трудоёмкости строительства метрополитена на основе создания индустриальных тоннельных конструкций и монтажных узлов, удобных и безопасных систем комплексной механизации и автоматизации основных и вспомогательных производственных процессов, современных производственных баз и бытовых помещений для строителей.

Городской: обеспечение нормальных условий жизни города в период строительства и эксплуатации метрополитена на основе рационального выбора прокладки линий и способов производства работ, с учётом планов развития и реконструкции города и требований охраны окружающей среды.

Технико-экономический: обеспечение высокого технического уровня строительства и эксплуатации метрополитена при наименьших трудовых, материальных и финансовых затратах на основе использования передового опыта, внедрения новейших отечественных и зарубежных достижений науки и техники. Пассажирский принцип является главным, исходным при проектировании. Каждый принцип должен рассматриваться в комплексной взаимосвязи с другими: в конечном счёте все они направлены к одной цели — обеспечить наилучшим образом высокий количественный и качественный уровень транспортного обслуживания населения.

Общие принципы определяют технические принципы проектирования. Что принять: подземный, наземный или надземный тип метрополитена, мелкое или глубокое заложение линий, автономную или маршрутную систему организации движения поездов, большие или малые расстояния между станциями, станции с островными или боковыми платформами? Как должны компоноваться станционные и пересадочные узлы и какое обязательное требование предъявляется к проектированию всего комплекса? До сих пор в разных странах многие из этих вопросов решаются по-разному.

Строго говоря, наземный метрополитен нельзя отнести к внеуличному транспорту, он сохраняет преимущества только в отношении организации движения, изолированного от других видов наземного транспорта, но не позволяет осуществить разгрузку городских магистралей. В известной мере это относится и к надземному метрополитену, метрополитену на эстакадах, который загромождает надуличное пространство и часто неприемлем по архитектурным и градостроительным соображениям. Такое решение приводит к повышению уровня шума, снижению скоростей движения, ухудшению условий эксплуатации в плохих погодных условиях, что вызывает необходимость устройства в ряде случаев защитных галерей.

Линии метрополитена должны проектироваться, как правило, подземными, применение наземных и надземных участков допускается в отдельных случаях — в зонах, где из-за этого не нарушаются нормальные условия жизни города, и при пересечении контурных препятствий.

Вопрос о глубине заложения линий решается неоднозначно. Линии мелкого заложения имеют определённые преимущества. Это сокращение времени на подход к поездам, экономия эксплуатационных расходов, снижение капитальных затрат при строительстве в относительно благоприятных условиях. Однако строительство таких линий в ряде случаев, обычно в центральных районах городов с плотной и ценной застройкой, особенно при открытом способе работ, приводит к таким серьёзным нарушениям условий жизни города, что глубокое заложение, позволяющее прокладывать трассы тоннелей почти независимо от городской планировки и застройки, становится единственно приемлемым. Нередки случаи, когда возможно принять только мелкое или только глубокое заложение линий. Поэтому линии метрополитен проектируются мелкого и глубокого заложения. Решение принимается на основе комплексной оценки градостроительных, транспортных, инженерно-геологических и технико-экономических факторов.

Анализ затрат времени на поездки, ожидание поездов и пересадки, а также пропускной способности линий и условий эксплуатации при автономной (без перехода поездов на другие линии) и маршрутной (с переходом поездов на другие линии) системах организации движения позволил отдать предпочтение автономной системе, более выгодной и удобной для большинства пассажиров и более удобной, чёткой и надёжной в эксплуатации. Поэтому в генеральной схеме метрополитена и при проектировании должна предусматриваться автономная система организации движения поездов. Конечно, не исключено, что могут встретиться такие условия планировки города и распределения пассажиропотоков, при которых выбор системы организации движения потребует специального обоснования.

Вопрос о расстояниях между станциями нельзя решить так, чтобы это решение удовлетворило потребности всех пассажиров. Выигрыш времени сообщения за счёт увеличения расстояния между станциями для одной группы пассажиров оборачивается проигрышем для другой. Расстояния между станциями должны быть такими, чтобы обеспечивался выигрыш времени для большинства пассажиров. При этом важно учитывать тенденцию к увеличению размеров города, дальности поездок. Из этого следует, что среднее расстояние между станциями не может быть одинаковым в различных городах и даже на различных линиях одного города. Считается нецелесообразным принимать расстояния между станциями менее 1000 м (в городах с компактной структурой в некоторых случаях — 800 м), это привело бы к резкому сокращению скорости сообщения.

Станции располагаются в местах образования наибольших и концентрированных пассажиропотоков, а расстояния между ними должны приниматься, как правило, в интервале 1000—2000 м. Расстояния более 2 тыс. м принимаются, когда линии проходят через малозаселённые районы. С точки зрения суммарного сокращения затрат времени должны анализироваться и пути следования пассажиров к станциям метрополитена. Главное в этом случае, особенно при сравнительно больших расстояниях между станциями, организация удобных путей подъезда и подхода к метро.

Что касается типов станций, то по совокупности удобств для пассажиров и эффективности эксплуатации станции с боковыми платформами, обладая некоторыми строительными преимуществами, уступают станциям с островными платформами, которые обеспечивают лучшую ориентировку пассажиров, посадку и высадку на одной платформе, более удобную связь с поверхностью и более чёткую организацию пересадок. Поэтому при проектировании линий метрополитена должны приниматься, как правило, станции с островными платформами. Устройство станций с боковыми платформами допускается, когда применение станций с островными платформами затруднено по планировочным или строительным условиям, а также в случаях строительства новой станции на действующей линии, если не было предусмотрено расширение междупутья для для строительства станции с островной платформой.

Станционные и пересадочные комплексы служат важнейшими узловыми пунктами метрополитена, где осуществляются приём, посадка, высадка, пересадка и эвакуация пассажиров на поверхность. Рациональная архитектурно-планировочная компоновка узловых пунктов определяет степень совершенства метрополитена наряду с его скоростными качествами. Ввиду разнообразия условий размещения вестибюлей, станций и пересадочных устройств даётся лишь общее направление решения этого вопроса: при архитектурно-планировочной компоновке станционных и пересадочных узлов должны обеспечиваться необходимое количество и достаточная пропускная способность удобных входов, выходов, путей следования, контрольно-пропускных и подъёмно-транспортных обустройств, оптимальное распределение пассажиропотоков и минимальные затраты времени на перемещение пассажиров.

Особо нужно остановиться на необходимости проведения тщательных изыскательских работ с целью получения инженерно-геологических и климатических данных района строительства метро и правильного использования их при проектировании. Без этого невозможно обоснованно подойти к выбору глубины заложения линий, проектированию плана и профиля трассы, несущих конструкций, технологических устройств и производства работ. При проектировании должно учитываться во взаимосвязи влияние геологических, гидрогеологических и климатических факторов на конструирование, размещение, строительство и эксплуатацию всех сооружений и устройств метрополитена. Это обязательное требование.

Технические принципы проектирования метро полностью или частично входят в состав разработанных институтом Метрогипротранс строительных норм и правил проектирования метрополитенов. Эти нормы и правила определяют конкретный подход к составлению проектов всех сооружений и устройств метрополитена. Кроме того, в институте разработаны другие нормативные документы, среди которых важное значение имеет инструкция по производству инженерно-геологических изысканий при строительстве метрополитенов и горных транспортных тоннелей.

Хотя основные и технические принципы, нормы и правила, инструкции и технические условия проектирования являются необходимыми для создания высококачественных проектов, однако важнейшим показателем ценности проекта служат содержащиеся в нём новые, прогрессивные решения. Поэтому, возможно, решающим принципом проектирования является выявление оптимальных технических решений и оформление их в гармоническое целое на основе творческого использования опыта и научного поиска. В этом и состоит искусство проектирования.

Нужно отдать должное проектировщикам института Метрогипротранс — они достойно, с большой творческой отдачей делают своё дело. Ими разработан и внедрён в содружестве с научными, строительными и эксплуатационными организациями ряд новых технических, планировочных и архитектурных решений, конструкций и технологических устройств. Отмечу лишь наиболее важные разработки. С целью обеспечения значительного выигрыша времени для большинства пассажиров созданы пересадочные узлы совмещённого по направлению движения поездов типа, с параллельными станционными платформами, а также центрального и центрально-торцового типов, с короткими переходами. Определены оптимальные расстояния между станциями метрополитенов в разных городах.

В целом значительно повысился уровень архитектурных решений. В архитектуре станций найдено более органическое сочетание функциональных и эстетических начал, более удачное использование в общей композиции пластических приёмов и элементов прикладного и декоративного искусств.

Для обеспечения более удобной и надёжной эксплуатации метрополитена созданы высокоэффективные системы тоннельной вентиляции с новыми, реверсивными вентиляторами, тяговые агрегаты на электрических подстанциях с полупроводниковыми выпрямителями и сухими трансформаторами, а также система автоматического регулирования скорости, позволяющая увеличить провозную и пропускную способность линий.

Разработка тоннельных конструкций из сборного железобетона, включая цельносекционную обделку, позволила перейти к индустриальному способу постройки тоннелей открытым способом и обеспечила большую экономию чугуна при сооружении тоннелей закрытым способом. Внедрены более экономичные и менее трудоёмкие конструкции колонной и пилонной станций глубокого заложения и крупноразмерные армоцементные и алюминиевые водозащитные зонты эскалаторных тоннелей. Проведена исключительно важная работа по разработке и внедрению тоннельных конструкций для применения в зонах просадочных грунтов и высокой сейсмичности. Уменьшены с целью снижения объёмов и стоимости строительства внутренние диаметры станционных, эскалаторных и перегонных тоннелей.

Разработаны технология сооружения тоннелей механизированными щитами и щитами с горизонтальными площадками, позволившая сократить трудоёмкость работ и повысить скорость проходки; технология и проходческое оборудование для сооружения тоннелей с монолитно-прессованной бетонной обделкой, которые обеспечили большую экономию металла, снижение стоимости основных работ и значительное уменьшение трудовых затрат; комбинированный способ производства специальных работ в сложных инженерно-геологических условиях с применением искусственного водопонижения и контурного замораживания грунтов, позволяющий в ряде случаев исключить проходку под сжатым воздухом.

Новые разработки внедряются благодаря творческому содружеству со строителями. Без него вряд ли можно было бы решить сложнейшие задачи. Конечно, нелегко и не всегда удаётся найти оптимальные решения по всем направлениям строительства такого многогранного комплекса, как метрополитен. Согласованные усилия учёных, проектировщиков и строителей помогают завоёвывать и удерживать передовые рубежи технического прогресса в отечественном метростроении.

Обделка — постоянно развивающаяся конструкция подземных сооружений

И. Л. Жуков
А. И. Семёнов

Авторы И. Л. ЖУКОВ, инженер, А. И. СЕМЁНОВ, инженер, лауреат Государственной премии СССР

Подземные сооружения первой очереди Московского метрополитена возводились, как правило, из монолитного бетона и железобетона. Применялся в основном ручной труд, к строительству было привлечено огромное количество рабочих.

Успехи советской металлургии, укрепление базы машиностроения привели к решению о применении чугунных тюбингов для обделок сооружений подземных магистралей в Москве. С 1935 г., на строительстве линий второй и третьей очередей метрополитена, такие тюбинги широко применялись для обделки станций и перегонных и эскалаторных тоннелей глубокого заложения. Тюбинговая чугунная обделка позволила резко сократить ручной труд, количество лесоматериалов и решить одну из наиболее сложных задач — задачу гидроизоляции тоннельной обделки. Все эти преимущества и обусловили тот факт, что вплоть до 1953 г. техника строительства подземных сооружений ориентировалась на тоннельные обделки из чугунных тюбингов.

С 1954 г. начало бурно развиваться производство сборных железобетонных конструкций и деталей для строительства. Это позволило экономить металл, обеспечило повышение производительности труда и темпов строительства. В развитии несущих конструкций метрополитена началось новое направление — совершенствование и широкое внедрение сборных железобетонных обделок тоннелей. Однако полностью заменить чугунные конструкции сборными железобетонными оказалось невозможно, особенно в гидрогеологических условиях Москвы. По деформативности, точности и скорости сборки, а главное, по водонепроницаемости при гидростатическом давлении до 3,5 ати железобетонная обделка в ряде случаев уступала чугунной.

При проектировании и строительстве подземных сооружений Московского метрополитена постоянно совершенствуются конструкции как чугунной, так и сборной и монолитной железобетонной тоннельной обделки.

Обделка из чугунных тюбингов применяется при закрытом способе работ, в сложных гидрогеологических условиях, при наличии грунтовых вод с напором более 1 ати. Каждый тюбинг представляет собой коробку, открытую внутрь тоннеля. Цилиндрическая оболочка образуется спинкой (дном), окаймлённой с четырёх сторон бортами (фланцами) с отверстиями для болтов; между болтами располагаются внутренние усиливающие рёбра. Тюбинги в кольцах и кольца скрепляются между собой болтами с асбобитумными или полиэтиленовыми шайбами. Зазор между контуром выработки и наружной поверхностью обделки заполняется цементно-песчаным раствором с таким расчётом, чтобы сборная чугунная обделка после монтажа была плотно обжата грунтовой средой и работала при воздействии нагрузок совместно с окружающей породой.

В настоящее время на тюбинги чугунных обделок последних, усовершенствованных, конструкций разрабатывается государственный стандарт, в котором излагаются размеры, формы и характеристики тюбингов, обоснованные многолетней практикой их изготовления, строительства и эксплуатации. Для удобства и удешевления производства строительных работ в нижней части обделки устанавливаются тюбинги чугунно-железобетонной комбинированной конструкции, с плоским очертанием с внутренней стороны.

Тюбинги с плоской лотковой частью составлены из железобетонного несущего основания и внутренней чугунной противофильтрационной плиты, прочно соединённой с железобетонной частью. Применяя соответствующие прокладки, можно составлять из обычных тюбингов обделку различных сечений — овальных и комбинированных — для таких притоннельных сооружений, как вентиляционные сбойки, насосные и вентиляционные установки, камеры съездов и др.

В целях унификации чугунной обделки перегонных тоннелей закрытого способа работ разработан и утверждён рабочий проект такой обделки с наружным диаметром 5,5 м и внутренним 5,1 м. Кольцо имеет по окружности 32 болтовых отверстия и может собираться с плоским лотком и без него. Для уменьшения количества чугуна, требуемого для сооружения обделки перегонных тоннелей, создан рабочий проект тюбинговой обделки из высокопрочного чугуна, предусматривающий взаимозаменяемость колец обделки из серого и высокопрочного чугуна. Масса тюбингов кольца из высокопрочного чугуна — 3,639 т, что даёт экономию на 1 пог. м тоннеля 1,259 т, или 34,6 % чугуна.

В опытном порядке 14 колец тюбингов из высокопрочного чугуна уложены в тоннелях Калининского радиуса Московского метрополитена. Результаты опытной эксплуатации удовлетворительные. Усовершенствована конструкция обделки и эскалаторных тоннелей. В настоящее время обделка наклонного тоннеля для трёх эскалаторов собирается из колец шириной 1 м с наружным диаметром 7,5 м и внутренним 7 м. Требуемое на 1 пог. м тоннеля количество чугуна составляет 12,175 т, в то время как в применяемой ранее обделке оно достигало 17,25 т. Получена экономия 5,07 т, или 29 %, чугуна на 1 пог. м тоннеля.

Станции глубокого заложения в гидрогеологических условиях, когда напор грунтовых вод достигает 1—3,5 ати, сооружают из чугунных тюбингов.

Если в станциях пилонного типа тоннельные обделки отделены одна от другой грунтовыми промежутками и объединены в общую пространственную систему проходами, то в колонных станциях обделки боковых и среднего тоннелей сближены так, что образуют единую замкнутую трёхсводчатую конструкцию, разделённую двумя рядами колонн.

До 1970 г. на Московском метрополитене было построено пять колонных станций«Маяковская», «Семёновская», «Курская»-кольцевая, «Комсомольская»-кольцевая и «Павелецкая»-радиальная. Их конструктивное решение основано на использовании чугунных обделок станционных тоннелей диаметром 9,5 м и частично (станция «Комсомольская»-кольцевая) 11,5 м. Пролёты между колоннами в продольном направлении для поддержания бокового и среднего сводов перекрыты либо стальными конструкциями (прогонами, балками), либо арочными перемычками, составленными из фасонных чугунных тюбингов. Такие конструкции отличаются большой трудоёмкостью — после проходки и монтажа тоннельных обделок необходимо вести специальные работы по монтажу стальных поддерживающих конструкций.

Стремление проектировщиков и строителей удешевить сооружение станций, уменьшить их металлоёмкость без ущерба для эксплуатационных качеств привело к созданию более прогрессивных конструкций колонных станций. За последнее десятилетие в Москве построено шесть колонных станций более совершенных конструкций — «Площадь Ногина» (две станции), «Пушкинская», «Кузнецкий Мост», "Марксистская "и «Авиамоторная». Конструкции обделок этих станций выгодно отличаются от ранее построенных, в частности, тем, что распорными поддерживающими стальными элементами служат только однотипные колонны с опорными площадками для опирания боковых и среднего сводов. Башмаки и опорные балки полностью исключены, а прогоны заменены типовыми перемычками из фасонных чугунных тюбингов. Цикл работ по монтажу металлоконструкций после проходки тоннелей исключён полностью.

С целью уменьшения расходов чугуна в нижних лотковых частях станционных тоннелей пилонных и колонных станций вместо чугунных тюбингов применяются чугунно-железобетонные блоки с чугунными гидроизолирующими плитами, заанкеренными в железобетонную часть блока, являющуюся основной несущей конструкцией.

Однако даже при использовании самых усовершенствованных конструкций обделки перегонных тоннелей расход высокопрочного чугуна на 1 пог. м тоннеля составляет 3,415 т, а серого чугуна — 4,611 т, или 10 тыс. т на 1 км трассы. На сооружение линии метрополитена длиной 10 км с восемью станциями потребуется около 160 тыс. т чугуна.

Естественно, что перед метростроителями стояла задача максимального сокращения расхода чугуна на тоннельные обделки путём замены его более рациональными в экономическом и техническом отношениях материалами. Такими материалами неоспоримо являются бетон и железобетон, особенно при современной развитии механизированной технологии их изготовления, включая производство высокомарочных цементов.

Для оценки возможности замены чугунной обделки железобетонной было опробовано и внедрено много типов конструкций обделки из сборного железобетона с расчеканкой швов расширяющимся водонепроницаемым цементом. На линии Рижского радиуса Московского метрополитена и на соединительной ветке Фрунзенского радиуса с кольцевой линией применена десятиблочная обделка из одинаковых блоков прямоугольного сплошного сечения без замкового и смежных блоков. Внутренний диаметр обделки 5,6 м, наружный — 6,1 м. Расход бетона составил 4,6 м³/пог. м, расход металла — около 740 кг/пог. м.

На втором участке Фрунзенского радиуса на длине около 3,6 км смонтирована сборная ребристая усиленная обделка из десяти блоков в кольце шириной 1 м при высоте рёбер 45 см. Расход бетона — 6,42 м³/пог. м, расход металла на арматуру и скрепления — 610 кг/пог. м. На Калужском радиусе внедрена ребристая железобетонная обделка из восьми блоков. Лотковый и замковый блоки — сплошного сечения, соединения колец предусмотрены на болтах.

К настоящему времени всё разнообразие конструкций сборной обделки приведено к единой унифицированной обделке из блоков ребристого и сплошного сечения, с цилиндрическими стыками в продольных швах, с плоским блоком в лотке и двояковогнутым замковым блоком. Всего в кольце восемь блоков — шесть обычных, один лотковый и один замковый, разделённый по длине на три части. Внутренний диаметр кольца — 5,1 м, наружный — 5,5 м. Блоки сплошного сечения и ребристые взаимозаменяемые. Обделка признана оптимальной и экономичной. Расход бетона и арматуры на 1 пог. м обделки из ребристых блоков и обделки из блоков сплошного сечения составляет соответственно 3,29 м³ и 230,3 кг, 3,46 м³ и 227 кг.

Для повышения трещиностойкости, а следовательно, и водонепроницаемости сборной железобетонной обделки, для исключения необходимости нагнетания раствора в заобделочное пространство, а также для предотвращения осадок поверхности при щитовой проходке тоннелей осуществляют обжатие обделки в породу. С этой целью у горизонтального диаметра и в лотковом блоке размещают специальные домкраты. Такой технологический приём, как обжатие обделки в породу, позволяет уменьшить процент армирования в 3 раза или даже полностью исключить арматуру. Однако поскольку в обжатой обделке оставлены унифицированные блоки длиной более 2 м, то арматура, необходимая по условиям монтажа, складирования и транспортирования, оставлена без изменения.

Для повышения водонепроницаемости железобетонных блоков тоннельной обделки был опробован целый ряд методов. Наилучшие результаты получены при испытаниях на стенде железобетонной обделки из блоков, изготовленных СМУ-7 Мосметростроя. В теле блока по его толщине размещены металлические экраны с приваренными к ним соосно арматурными шпильками для сохранения целостности блока. Из таких блоков собраны три кольца обделки, установленные на перегоне между станциями «Пушкинская» и «Баррикадная» Ждановско-Краснопресненской линии Московского метрополитена. Наряду с широким применением обделок из сборного железобетона постепенно увеличивается применение бетонной монолитно-прессованной обделки.

Усилия учёных и конструкторов направлены на снижение деформативности обделки и уменьшение трудоёмкости её монтажа. В опытном порядке Мосметрострой совместно с Метрогипротрансом и ЦНИИС изучают конструкцию унифицированной обделки из блоков сплошного сечения с уголковыми и коробчатыми связями растяжения между блоками. С той же целью изготовлены блоки с коробчатыми болтовыми связями, установленными по углам каждого блока. Металлические коробки устанавливаются с анкерами при бетонировании блоков. С двух сторон каждая коробка приваренными анкерами скрепляется с телом блока, ограничивает наружный угол блока и служит для связи блоков в кольце и колец между собою.

Если рассматривать конструкции железобетонных обделок перегонных тоннелей открытого способа работ, то можно отметить, что они изменились наиболее существенно. Достаточно вспомнить, что расход монолитного бетона и железобетона на 1 пог. м однопутного тоннеля первой очереди строительства Московского метрополитена составлял около 10 м³ при ручной укладке бетона в деревянную опалубку и при наклейке вручную рулонной оклеечной гидроизоляции.

На участке открытого способа Фрунзенского радиуса, где тоннели построены с обделкой сборно-монолитной железобетонной конструкции (лоток и стены монолитные, перекрытие сборное), на 1 пог. м тоннеля требовалось 7,73 м³ железобетона и бетона. На Калужском радиусе обделка перегонных тоннелей выполнена полностью из сборного железобетона, при этом на 1 пог. м однопутного тоннеля затрачено 4,6 м³ железобетона, а на 1 пог. м двухпутного — 7,6 м³. В конструкции обделки однопутного тоннеля — три типа блоков, двухпутного — пять.

Геометрические размеры блоков для разных глубин заложения остаются неизменными, разница в величинах воспринимаемых нагрузок решается разной степенью армирования. Из блоков сборных тоннельных обделок в настоящее время выполняются обделки всех притоннельных сооружений с применением на сопряжениях небольшого количества монолитного железобетона. На опытном участке тоннеля проходит испытания обделка из целых замкнутых секций полной заводской готовности при объёме железобетона 3,8 м³/1 пог. м. Работы по монтажу и гидроизоляции полностью механизированы.

За последние 20 лет значительным усовершенствованиям подверглись конструкции станций открытого способа работ. Из монолитного железобетона сооружены три односводчатые («Сходненская», «Бабушкинская» и «Перово») и одна колонная станции («Ленинский проспект») Московского метрополитена. В стадии строительства находится пять односводчатых станций. Большая часть станций всё же колонного типа с обделкой из сборного железобетона. Односводчатые станции из монолитного железобетона марки «300» строятся индустриальными методами, с подвижной опалубкой, со сборным арматурным каркасом заводского изготовления. На сводчатой части опалубки укрепляются выступающие детали для получения на внутренней поверхности станционного свода архитектурного рельефа.

Первые колонные станции, сооружаемые в открытых котлованах из сборного железобетона, начали строить на Калужском радиусе и на продлении Покровско-Арбатской линии Московского метрополитена. Шаг колонн в продольном направлении был принят равным 4 м, ширина платформы составила 10 м. Лотковая часть выполняется из монолитного железобетона. Все пристанционные сооружения, вестибюли, внутренние стены, перекрытия, лестницы выполняют сборными из железобетонных элементов заводского изготовления.

На первых стадиях проектирования и строительства колонных станций из сборного железобетона наряду с их значительными преимуществами были выявлены и недостатки: большое количество типоразмеров железобетонных элементов, немалый вес монтажных элементов при их количестве на станцию около 3700, излишняя частота колонн и однообразное объёмно-конструктивное решение, что ограничивало возможности архитектурного оформления станций.

В дальнейшем, по мере накопления опыта проектирования и строительства, сборная конструкция колонной станции была значительно переработана и улучшена в строительном и эксплуатационном отношениях. В частности, продольный шаг колонн в зависимости от величины постоянной нагрузки принят равным 4,5 м, 6 и 7,5 м. Массы и геометрические размеры элементов значительно увеличены, а их количество на платформенную часть станции с двумя вестибюлями уменьшено до 2300.

Всего к настоящему времени московским Метростроем сооружено из сборного железобетона 36 колонных станций. Семь станций находятся в стадии строительства. На станциях, возведённых в последние годы, применена гидроизоляция из нового материала гидростеклоизола, который обеспечивает более индустриальных способ нанесения (путём оплавления газопламенной горелкой) битумного слоя, находящегося на рулонном материале. Такой же тип гидроизоляции используется на односводчатых станциях из монолитного железобетона.

Выдающимся достижением метростроевцев Москвы стало осуществление смелого проектного решения — примыкания новых, строящихся тоннелей с чугунной обделкой к действующим перегонным тоннелям метрополитена без перерыва движения поездов (перегон станция «Площадь Революции» — станция «Арбатская»). Вначале рядом с действующими тоннелями были пройдены штольни. В них установили железобетонные опоры объемлющих сводов. Затем были пройдены выработки и возведена тюбинговая обделка над обделкой тоннелей, в которых не прерывалось движение поездов. Когда объемлющая обделка была готова, в ней смонтировали дублирующие коммуникации внутритоннельных устройств. После переключения существующих кабелей и сигнальных устройств тюбинги старой обделки действующего тоннеля разобрали.

Ещё более сложные, требующие большого искусства горнопроходческие приёмы впервые в отечественном метростроении были использованы при сооружении станции «Горьковская» на действующих перегонных тоннелях между станциями «Площадь Свердлова» и «Маяковская». Первоначально между перегонными тоннелями прошли средний станционный тоннель диаметром 9,5 м с чугунной обделкой с проёмами сверху, перекрытыми временными тюбингами. Затем с каждой стороны перегонных тоннелей последовательно прошли продольные штольни, в которых бетонировали опоры объемлющих сводов боковых станционных тоннелей с обделкой из чугунных тюбингов, при наружном диаметре колец 9,5 м. Станция была сооружена досрочно, без перерыва движения и без строительных осложнений, при отличном качестве.

Часть 4


[1 наблюдающий участник] 
Эта страница последний раз была изменена 1 мая 2015 в 17:18, автор изменения — участник Энциклопедия нашего транспорта Anakin. В создании приняли участие: участники Энциклопедия нашего транспорта E69 и Workweek
info2008 ≤co-бa-кa≥ nashtransport.ru
«Наш транспорт» © 2009—2017
Rambler's Top100