Секреты подземного строительства метро

Городские автотранспортные тоннели (рис. 2.8) служат для пропуска всех видов городского наземного пассажирского транспорта. Они предназначены для:

—  обеспечения движения транспорта в разных уровнях на пересечениях, примыканиях и разветвлениях автомагистралей;

—  увеличения пропускной способности участков магистралей;

—  обеспечения подъезда к подземным гаражам и автостоянкам, торговым центрам, вокзалам, аэропортам и т.д.

Необходимость строительства автотранспортных тоннелей обычно возникает при реконструкции существующих и создании новых скоростных дорог и магистралей. Скорость автотранспорта и пропускная способность транспортных коммуникаций ограничиваются перекрёстком с пересечением транспортных потоков в одном уровне. Создание транспортной развязки в разных уровнях устраняет задержки транспорта на перекрёстке, способствует повышению скорости, обеспечению безопасности движения, увеличению пропускной способности перекрёстка.

Развязка транспортных потоков в нескольких уровнях осуществляется с помощью эстакад и тоннелей. В последние годы не-

* Категории улиц, дорог и варианты транспортных развязок приводятся в СНиП 2.07.01-89* «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» и МГСН 1.01-99 «Нормы и правила проектирования планировки и застройки г. Москвы».

Рис. 2.8. Автодорожный тоннель под улицей Бориса Галушкина. Москва

редко устраивают комбинированные развязки с несколькими искусственными сооружениями в одном узле.

В отечественном градостроительстве устройство пересечений в разных уровнях одним из первых предложил проф. А.Е. Стра-ментов: «При большой мощности транспортных потоков и исчерпании возможных мероприятий по повышению пропускной способности загруженного движением перекрёстка представляется целесообразным применить радикальное средство: устроить пересечение магистральных улиц с другими улицами в разных уровнях» [Страментов, 1951].

Нередко, при проектировании транспортных развязок в разных уровнях, предпочтение отдаётся тоннельному варианту, что связано с его градостроительными, архитектурными и техническими преимуществами по сравнению с эстакадным.

Различные планировочные решения автотранспортных тоннелей отличаются направлением тоннеля, его очертанием в плане, характером развязки транспортных потоков и т.д. Выбор планировочной схемы зависит от конфигурации имеющихся свободных территорий в месте развязки, топографии пересекающихся и примыкающих улиц, характера городской застройки, инженер-

но-геологических условии, наличия и месторасположения подземных коммуникаций.

Полную развязку с непрерывным движением по ней основных и поворачивающих потоков, для обеспечения непрерывности движения, устраивают на пересечении основных городских магистралей. В условиях плотной городской застройки делают развязки в двух, трёх и более уровнях, обеспечивающие непрерывное движение транспорта по главному направлению (рис. 2.9).

На Т-образных примыканиях двух магистралей транспортные тоннели располагают по направлению главной магистрали.

Пропуск пешеходов в месте развязки организуется по поверхности земли или по подземным пешеходным переходам под рампо-выми участками транспортного тоннеля. В некоторых случаях создаётся система подземных пешеходных переходов.

Для увеличения пропускной способности по направлению основных магистралей могут сооружаться транспортные тоннели. Рамповые участки устраиваются по всей ширине тоннеля и состоят из двух частей, позволяя пропускать транспортные потоки над тоннелем (рис. 2.10). Аналогичные планировочные решения используются при проектировании транспортных тоннелей вдоль набережных.

Автотранспортные тоннели стараются распола-

гать на прямолинейной в плане трассе. Это мотивируется условиями безопасности дорожного движения, видимости в тоннеле, трассировки, строительства и эксплуатации. Криволинейные в плане тоннели могут проектироваться на съездах с основных магистралей, на У-образных примыканиях, на развилках автомагистралей и при необходимости обхода фундаментов зданий и сооружений, существующих тоннелей, коммуникаций и других подземных объектов (рис. 2.11).

В некоторых случаях на крупных площадях, примыканиях, пересечениях и разветвлениях трёх и более магистралей устраивают несколько изолированных или взаимосвязанных автотранспортных тоннелей, пересекающихся в двух уровнях.

Для пропуска движения в двух и более уровнях могут устраиваться многоярусные транспортные тоннели.

Минимальный радиус кривых в автотранспортных тоннелях составляет 400 -5 -600 м, максимальный продольный уклон — 40 %. Для обеспечения нормального отвода воды тоннели проектируются с двухскатным продольным профилем.

Если градостроительными условиями предусматривается движение в тоннеле пешеходов, то при проектировании необходимо предусмотреть тротуары для пешеходного движения шириной не менее 3 м, отделённые от проезжей части ограждением. Если пешеходное движение в тоннеле не предусмотрено, необходимо устройство служебного тротуара шириной 0,75 м.

Форма поперечного сечения автотранспортных тоннелей определяется глубиной заложения, величиной и

Рис. 2.10. Тоннель для увеличения пропускной способности магистрали на участке её сужения

Рис. 2.11. Планировочная схема разветвляющегося тоннеля

характером распределения внешних нагрузок и инженерно-геологическими условиями. Транспортные тоннели мелкого заложения обыкновенно проектируют с прямоугольным поперечным сечением. В некоторых случаях возможно строительство транспортных тоннелей коробового или кругового очертания.

Строительство автотранспортных тоннелей способствует защите городской среды от шума. В большинстве крупных городов уровень шума значительно превышает значения, допускаемые санитарными нормами, причём более 90 % шума, в пределах развязок в одном уровне, создают наземные транспортные средства.

Во многих тоннелях применяют архитектурно-акустическую защиту, уменьшающую, а нередко, и полностью исключающую проникновение шума на городскую территорию. Для этого применяются звукорассеивающие ограждения, подвесные потолки, стеновые панели. В качестве звукоизолирующих материалов используются: керамзит; капроновая, минеральная и шлаковата; пористые бетонные и керамические плиты; стеклоблоки; звукоизолирующий кирпич. Одним из последних достижений в этой области является применение многофункциональных облицовочных панелей из сталекерамики (рис. 2.12).

В настоящее время в Москве ведётся строительство третьего транспортного кольца, предназначенного для улучшения организации движения городского транспорта и разгрузки исторического центра города. Важной составной частью транспортной системы являются автотранспортные тоннели и сопутствующие им комплексы подземных сооружений, включающие подземные гаражи и автостоянки, железнодорожные тоннели, пешеходные переходы, выходы к станциям метрополитена, городской и пригородной железной дороги, магазины, рекреационные зоны.

В 1999 году было завершено строительство транспортной развязки на пересечении 3-го транспортного кольца Москвы с Кутузовским проспектом. Развязка представляет собой транспортную систему из тоннельных, эстакадных и наземных участков, обеспечивающих движение пересекающихся автомобильных

потоков в разных уровнях в безсветофорном режиме (рис. 2.13). Тоннельный участок транспортной развязки состоит из двух тоннелей основного движения автотранспорта по 3-му кольцу и четырёх боковых тоннелей, обеспечивающих все направления дви-

Рис. 2.13. Автодорожное тоннельное пересечение под Кутузовским проспектом. Москва

Рис. 2.14. Внутреннее Оформление одного из двух основных автотранспортных тоннелей под Кутузовским проспектом. Москва

жения транспорта при съездах на Кутузовский проспект с Москва-Сити и из Лужников. В едином комплексе с тоннелями устроены две автостоянки.

Одним из наиболее сложных элементов тоннелей стало их техническое обустройство. Вдоль наружных стен и центральной оси предусмотрены коммуникационные коллекторы, под перекрытием тоннелей расположены короба системы принудительной вентиляции. Все подсистемы управления тоннелем в штатном и нештатном режимах: вентиляции, дымоудаления, пожарной и охранной сигнализации, телеавтоматической системы управления движением транспорта выведены в единый диспетчерский пункт.

Большое внимание было уделено архитектурному оформлению и конструктивным решениям, снижающим влияние шума и вибрации. Внутренние стены тоннелей облицованы специальными панелями (рис. 2.14), подпорные стены, цоколи аварийных выходов и вентиляционные киоски облицованы плитами полированного гранита (рис. 2.15). Рамповые участки тоннелей и наземные участки развязки, расположенные вблизи жилой застройки, защищены шумозащитными экранами.

Рис. 2.15. Оформление рамповых участков основных автодорожных тоннелей под Кутузовским проспектом. Москва

2.1. Классификации подземных сооружений

Подземными обыкновенно называют такие сооружения, главные части которых, по эксплуатационным соображениям, расположены под землёй.

По своему назначению подземные сооружения подразделяют на:

транспортные (пешеходные, автотранспортные и железнодорожные тоннели, метрополитены, автостоянки и т.д.);

промышленные (корпуса первичного дробления руды, скиповые ямы доменных цехов, подземные части бункерных эстакад, установок грануляции шлаков, непрерывной разливки стали и проч.);

энергетические (подземные комплексы ГЭС, ГАЭС и АЭС, шинные и кабельные тоннели и шахты, энергетические водоводы, низовые бассейны ГАЭС и проч.);

хранилища (нефти, газа, вредных и радиоактивных отходов, холодильники);

общественные (предприятия коммунально-бытового обслуживания, торговли и общественного питания, складские, спортивные и зрелищные сооружения и т.д.);

инженерные (тоннели и коллекторы тепло-, газо-, электросетей и водопровода, бензопроводы между автозаправочными станциями, очистные, перекачные и водозаборные сооружения и т.д.);

специального и научного назначения (ускорители заряженных частиц, тоннели для аэродинамических испытаний, подземные заводы, оборонные объекты, сооружения гражданской обороны и проч.).

Классификация подземных сооружений по типам и функциональным признакам, составленная В.М. Мостковым, приводится в табл. 2.1.

Таблица 2.1. Классификация подземных сооружений по назначению [Мостков, 1998]

Все перечисленные сооружения могут иметь как узкоспециализированное, так и комплексное назначение и располагаться под землёй полностью или частично (рис. 2.1). Например, подземными могут быть отдельные помещения наземных сооружений: аэропортов, вокзалов, гаражей, торговых центров, высотных жилых и административных зданий. Кроме назначения и функциональных признаков, подземные сооружения различаются по форме и размерам поперечного сечения, планировочной схеме, месту расположения в городе, глубине заложения, методу строительства, «экологичности», конструктивным особенностям и видам примененных материалов, условиям проветривания и освещения и т.п.

В соответствии с планировочной схемой различают протяжённые подземные сооружения — тоннели — горизонтальные или наклонные подземные выработки, длина которых во много раз превышает размеры поперечного сечения, и подземные сооружения ограниченной длины — камеры — горные выработки, имеющие большие размеры во всех трёх направлениях. Вертикальные горные выработки называют стволами или шахтами. Штольня — это горизонтальная или слабонаклонная горная выработка, предназначенная для обслуживания подземных работ (вывоз грунта, разведка горных пород, вентиляция, водоотлив и др.).