Logo name

Тоннели метро мелкого заложения под водоёмами (статья)



Материал из Энциклопедия нашего транспорта

Перейти к: навигация, поиск
Рис. 1. Поперечное сечение водопропускного тоннеля: 1 — водопропускной тоннель; 2 — сваи
Рис. 2. Продольный разрез водопропускного тоннеля: 1 — перегонные тоннели; 2 — контур обсыпки; 3 — водопропускной тоннель; 4 — перекрытие из сборного железобетона; 5 — сваи
Рис. 3. Конструкция основания на участках выторфовки: 1 — подготовка из щебня δ=0,5 м; 2 — песчаная подсыпка δ=2,5 м; 3 — железобетонная плита δ=0,7 м; 4 — перегонные тоннели; 5 — контур обсыпки тоннелей
Рис. 4. Схема выполнения способа: 1 — замораживающие скважины контура; 2 — замораживающие скважины плиты; 3 — воздухоподающие скважины; 4 — водоотливные; 5 — лёдогрунтовое ограждение контура; 6 — лёдогрунтовая плита; 7 — поперечные тоннели; 8 — водоупор
Рис. 5. 1 — перегонные тоннели; 2 — насыпная дамба; 3 — водопропускные трубы; 4 — кондуктор; 5 — замораживающие скважины; 6 — лёдогрунтовое ограждение; 7 — подготовка; 8 — дорожные плиты

Тоннели метрополитенов мелкого заложения нередко приходится строить в неблагоприятных инженерно-геологических условиях. Наиболее сложным является сооружение тоннелей под руслами рек или водоёмами, когда незначительная кровля над шелыгой свода не может обезопасить тоннель от прорыва вод. Проходку в таких случаях часто ведут с одновременным замораживанием грунтов, водопонижением, глинизацией или другими специальными способами.

При продлении Замоскворецкого радиуса на перегоне между станциями «Каширская»«Варшавская» ручей Коломенский был отведён в новое русло и взят в водопропускные трубы, над которыми после засыпки и уплотнения старого русла возводились тоннели. Это была одна из первых встреч московских метростроителей с водной преградой. По мере развития сети Московского метрополитена преодоление водных преград требовало поиска и других технических решений. При строительстве 2-й очереди Ждановско-Краснопресненского диаметра тоннели трижды пересекали водоёмы: на перегоне «Щукинская»«Тушинская» (под рекой Химкой и каналом им. Москвы) и между станциями «Тушинская» и «Сходненская» (под деривационным каналом).

Под рекой Химкой трасса метро пересекала раздвоенное русло (условно каждое А и Б) в водонасьнценных песках. До подхода тоннелей к руслу А произвели его засыпку с предварительной укладкой двух металлических труб ∅ 1,2 м длиной по 40 м. Одновременно сооружался отводной канал. Для совмещения земляных работ и бурения замораживающих скважин в русле Б предусмотрели временные подмости из четырёх двутавров № 55, перекрытых настилом из брёвен и досок. Подмости перестанавливали краном.

Проходка тоннелей под руслом А велась с предварительным понижением уровня грунтовых вод через скважины, оборудованные погружными насосами ЭЦВ-8. За руслом А по трассе тоннелей начинался участок с контурным замораживанием грунтов (перед проходкой каждый контур замораживали и откачивали внутриконтурную воду). После ввода щитов в первый контур русло Б было засыпано, водоток реки направлен через трубы и отводной канал. Таким образом, при проходке второго контура под руслом Б водоток реки Химки осуществлялся через русло А и водоотводный канал. После входа щитов в третий контур русло Б было восстановлено, металлические трубы извлечены, а водоотводный канал засыпан. Работы выполнил коллектив СМУ № 8 Мосметростроя.

При сооружении тоннелей под каналом им. Москвы впервые в практике мирового тоннелестроения коллектив СМУ № 5 Метростроя осуществил проходку в непосредственной близости от дна водотока реки под защитой лёдогрунтовой плиты, созданной способом горизонтального замораживания.

Для образования лёдогрунтовой плиты вначале произвели грейфером подводную выемку грунта и выполнили с помощью гидромонитора планировку дна выемки канала. В созданную выемку плавучим краном опустили 16 горизонтальных замораживающих секций с вертикальным выводом рассольной сети у берегов канала над поверхностью воды. Затем произвели обратную засыпку секций грунтом. Дополнительно с правого и левого берегов канала были созданы сплошные лёдогрунтовые массивы, которые замыкались горизонтальной лёдогрунтовой плитой длиной 54, шириной 34 и толщиной 3,5 м. Новое техническое решение обеспечило безопасное ведение горнопроходческих работ и непрерывность судоходства по каналу в период строительства.

Трасса перегонных тоннелей под деривационным каналом проходила в мелкозернистых водонасыщенных песках.

В связи с конструктивными особенностями канала (расположение в искусственном русле, поднятом над окружающей местностью, а также наличие в нём водонепроницаемого противофильтрационного экрана, целостность которого надо было сохранить) и необходимостью пропуска воды с расходом 81 м³/сек устройство лёдогрунтовой плиты для обеспечения безопасной проходки и целостности экрана оказалось неприемлемым.

Метрогипротрансом и Мосметростроем разработано новое техническое решение (авторское свидетельство № 546673), которое осуществлено коллективом СМУ № 3.

Над участком проходки тоннелей, на дне канала были уложены две трубы из чугунных тюбингов диаметром 5,5 м и длиной по 88 м. Русло канала в пределах длины труб засыпали грунтом. В образованной перемычке над тоннелями (включая возможную зону просадок экрана) нагнетанием бентонито-цементного раствора создали две противофильтрационные завесы. Грунты перемычки осушали перед проходкой (между завесами) насосами ЛИУ-5 через горизонтальные и вертикальные фильтры. Для осушения мелкозернистых водонасыщенных песков по берегам канала пробурили 29 скважин с шагом 10 м и оборудовали их насосами ЭЦВ-6. Кроме того, для контроля за режимом грунтовых вод создали сеть гидронаблюдательных скважин, а за деформациями дна канала над тоннелями установили по пять марок-реперов.

Тоннели сооружали поочерёдно, непрерывно вдавливая щит в грунт. Для предотвращения осадок дна канала одновременно с передвижкой щита нагнетали цементно-песчаный раствор 1:2 в первое кольцо и вели контрольное нагнетание цементно-бентонитового раствора 1:1 в третье кольцо обделки.

Работали по скользящему графику. Максимальная скорость проходки составила 5 м в сутки. После сооружения тоннелей и наблюдений, проведённых в течение длительного времени (по специальной программе), русло канала освободили от перемычки и водопропускных труб.

При продлении Рижского радиуса метростроители дважды пересекали Яузу, русло которой имеет обширную пойму с заболоченными берегами. На перегоне между «Бабушкинской» и «Медведково» коллективом СМУ № 6 Метростроя выполнены необычные работы. По первоначальному проекту перегонные тоннели должны были быть пройдены под Яузой в неблагоприятных геологических условиях. Однако после дополнительных изысканий решили соорудить тоннели над поймой и руслом реки. Для этого (на первом этапе работ) под новое постоянное русло был вскрыт котлован с откосами, в котором из монолитного железобетона построен двухочковый водопропускной тоннель (рис. 1). Для уплотнения лежащих в основании тоннеля грунтов забили короткие сваи.

После сборки тоннелей над водопропускным тоннелем (рис. 2) начался второй этап работ. Старое русло засыпали, направив воду реки через водоотводный тоннель. Затем на обоих берегах старого русла вдоль трассы перегонных тоннелей (после водопонижения с помощью установок ЛИУ) произвели выторфовку и расчистку русла, устроили подсыпку из известкового щебня и песка толщиной соответственно 0,5 и 2,5 м, а также установили железобетонную плиту толщиной 0,7 м, на которой собраны перегонные тоннели (рис. 3). Ширина плиты — 30 м принята из условия размещения на ней грунтовой обсыпки тоннелей с откосами 1:1,5.

Тоннельное пересечение Яузы осуществлено и на перегоне между станциями «ВДНХ» и «Ботанический сад» коллективом ТО № 6 Метростроя. Начальный проект предусматривал сплошное замораживание грунтов. Но в связи с появлением нового способа сооружения тоннелей в обводнённых неустойчивых грунтах, разработанного Метрогипротрансом совместно с Мосметростроем (авторское свидетельство № 559006), проект был изменён.

По трассе тоннелей создали герметизированный отсек путём контурного замораживания грунтов (рис. 4). Для герметизации нижней части контура использовался естественный водоупор, а для верхней части искусственный — лёдогрунтовая плита. Замораживание грунтов в русле реки выполнено с помощью колонок новой конструкции, которые позволили осуществить зональное замораживание без промерзания воды в реке. Готовые колонки погружали в грунт ударным способом. Для этого над рекой смонтировали мост с промежуточной плавучей опорой, который перемещался вдоль русла с помощью гидравлических домкратов. Чтобы осушить отсек, внутри него пробурили две воздухоподающие и две водоотливные скважины. После проверки отсека на герметичность начали его осушение путём непрерывного нагнетания сжатого воздуха через воздухоподающие скважины и откачки воды насосами ЭЦВ-6 через водоотливные скважины.

Поддержание давления в отсеке до 2 ати позволило осушить его практически без остаточного уровня воды на водоупоре. Проходку осуществили в сухих песках и супесях щитами, оборудованными горизонтальными рассекающими площадками. После завершения работ замораживающие колонки были извлечены, мост демонтирован.

На Замоскворецком радиусе коллективу СМУ № 3 Метростроя на перегоне между станциями «Ленино» и «Орехово» предстоит соорудить тоннели под Царицынскими прудами и ручьём (рис. 5). Проект Метрогипротранса предусматривает отсыпку в пруде искусственной дамбы длиной 240 м, бурение с этой дамбы замораживающих скважин и прокладку в ней нового русла для ручья. В конструкции последнего предусмотрены устройство подготовки из щебня, укладка двух водопропускных труб ∅ 2,4 м из отдельных железобетонных секций и подходного канала. Откосы и дно его укрепляются дорожными плитами. Проходка тоннелей под прудом и ручьём будет осуществлена под защитой лёдогрунтовых стен и сплошь замороженных над тоннелями грунтов; водоток ручья пущен через новое русло, а старое засыпано. После сооружения тоннелей извлекут замораживающие колонки, водоём пруда расчистят.

А. АБРОСОВ, инженер

И. ВАСИЛЕНКО, инженер

Источник

  • «Тоннели метро мелкого заложения под водоёмами», журнал «Метрострой», № 1, 1982


[1 наблюдающий участник] 
Эта страница последний раз была изменена 1 мая 2015 в 16:04, автор изменения — участник Энциклопедия нашего транспорта Anakin. В создании приняли участие: участник Энциклопедия нашего транспорта Workweek
info2008 ≤co-бa-кa≥ nashtransport.ru
«Наш транспорт» © 2009—2017
Rambler's Top100