Глава 27

ПЕРЕГОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНОВ

§ 114 ПЕРЕГОННЫЕ ТОННЕЛИ МЕТРОПОЛИТЕНОВ (ч. 1)

Классификация. Перегонные тоннели предназначены для движения поездов и по своему протяжению составляют основную часть подземной линии метрополитена. Они различаются по числу путей, конструктивной форме и материалу обделок.

По числу путей перегонные тоннели подразделяются на однопутные, двухпутные и многопутные. Однопутные тоннели предназначены для пропуска поездов в одном направлении; двухпутные тоннели содержат пути обоих направлений, а многопутные имеют от трех до шести путей.

Число путей в перегонных тоннелях зависит от интенсивности пассажиропотоков на проектируемой линии, глубины заложения линии, типа платформ на станциях и способа сооружения тоннелей.

При закрытом способе работ независимо от глубины заложения линии предпочтение отдается имеющим наименьшие размеры однопутным перегонным тоннелям.

Наибольшее распространение на метрополитенах мира имеют двухпутные перегонные тоннели, сооружаемые открытым способом. Однако двухпутные тоннели могут сооружаться и закрытым способом на различной глубине.

Многопутные перегонные тоннели встречаются на линиях зарубежных метрополитенов в городах с очень развитой сетью линий и интенсивными пассажиропотоками.

Наибольшее протяжение многопутных перегонных тоннелей, содержащих от трех до шести путей, имеет Нью-Йоркский метрополитен; его четырехпутные линии используются для местного и экспрессного движения поездов.

На линиях советских метрополитенов четырехпутных тоннелей пока нет, но они предусматриваются перспективной схемой линий метрополитена Москвы. Перегонные тоннели, содержащие от трех до шести путей, как правило, располагают неглубоко от поверхности; их сооружают открытым способом. Мелкое заложение и благоприятные геологические условия являются основными факторами для проектирования многопутных линий метрополитенов. При отсутствии этих условий и необходимости в многопутной линии целесообразно расчленить ее на несколько однопутных или двухпутных линий.

По конструктивной форме перегонные тоннели метрополитенов подразделяются на однопролетные, двухпролетные, многопролетные, односводчатые и двух-сводчатые. Первые три вида составляют группу тоннелей с плоскими перекрытиями, два последние — группу тоннелей со сводчатыми обделками.

В прошлом материалами для обделок перегонных тоннелей служили кирпич и камень; в настоящее время применяют монолитный бетон и железобетон, железобетонные прямолинейные элементы или блоки и чугунные тюбинги; могут применяться обделки, комбинированные из этих материалов.

Так же как и для железнодорожных и автодорожных тоннелей, при соответствующих геологических условиях заложения при малых напорах для обделок перегонных тоннелей метрополитенов могут быть применены такие новейшие материалы, как набрызгбетон и монолитный прессованный бетон, создающие бесшовные практически водонепроницаемые обделки.

Конструкции обделок с плоскими перекрытиями. Конструктивные решения таких обделок, осуществленные на метрополитенах мира, чрезвычайно разнообразны. Они определяются условиями применения дешевых местных материалов, различными приемами ведения работ в зависимости от имеющихся средств механизации, а также традициями тоннельной практики в той или иной стране.

Внутренние размеры перегонных тоннелей назначают в соответствии с габаритами приближения строений. Толщину обделок задают предварительно, исходя из опыта проектирования аналогичных по размерам и условиям заложения перегонных тоннелей, а затем эту толщину проверяют статическим расчетом.

Примерами конструктивного решения однопролетных обделок для однопутных перегонных тоннелей служат обделки, осуществленные на Московском метрополитене (рис. 394). Одну из них (рис. 394, а) сооружали по частям: в первую очередь — стены из монолитного бетона, во вторую — перекрытие в виде сплошной железобетонной плиты и в последнюю очередь — лоток из монолитного бетона; другую (рис. 394, б) — в виде однопролетной жесткой рамы из монолитного железобетона — выполняли как единое целое. Наиболее современные конструкции обделок однопутных перегонных тоннелей собирают из железобетонных элементов, образующих перекрытие, стены и лоток (рис. 394, в), или из замкнутых секций (рис. 394, г) с предварительным напряжением путем натяжения на их внешней поверхности высокопрочной проволоки (цельносекционные обделки).

Однопролетные обделки однопутных перегонных тоннелей Московского метрополитена
Рис. 394. Однопролетные обделки однопутных перегонных тоннелей Московского метрополитена

Покрытие секций с внешней стороны гидроизолирующим составом в заводских условиях позволяет отказаться от трудоемких работ по гидроизоляции обделки в процессе ее монтажа. Швы между отдельными секциями обделки заполняют замазкой на основе расширяющегося водонепроницаемого цемента. Примером однопролетной обделки двухпутного тоннеля может служить обделка перегонного тоннеля Берлинского метрополитена (рис. 395). Стены и плоский лоток этой обделки выполнены из монолитного бетона, перекрытие — из монолитного железобетона и металлических балок.

Однопролетная обделка двухпутного тоннеля Берлинского метрополитена
Рис. 395. Однопролетная обделка двухпутного тоннеля Берлинского метрополитена

Для двухпутных перегонных тоннелей наибольшее распространение имеют обделки двухпролетной конструктивной формы (рис. 396), которые можно выполнять из монолитного железобетона в виде жесткой двухпролетной рамы (рис. 396, а) или из железобетонных элементов (рис. 396, б). Последнюю применяют в Советском Союзе. Она состоит из восьми элементов пяти типов: двух блоков перекрытия (ребристого сечения), двух боковых стеновых, трех лотковых и одного блока средней стенки (сплошного сечения). Ширина блоков перекрытия и боковых стеновых 1,5—2,0 м, блоков лотка и средней стенки—3—4 м. В средней стенке обделки по условиям эксплуатации тоннелей оставлены проемы шириной 1,2 м и высотой 2 м, расположенные через каждые 3 м (между осями). Эти проемы выполняют роль ниш, предназначенных для укрытия находящихся в тоннеле людей во время прохода поезда.

Двухпролетные обделки двухпутных перегонных тоннелей Московского метрополитена
Рис. 396. Двухпролетные обделки двухпутных перегонных тоннелей Московского метрополитена

Наиболее рациональными являются цельносекционные обделки двухпутных перегонных тоннелей, состоящие из двух (рис. 396, в) или одной сдвоенной секции, изготовляемых в заводских условиях и устанавливаемых при помощи козлового крана.

Конструктивное решение обделок для многопутных перегонных тоннелей применительно к геологическим условиям заложения линий Нью-Йоркского метрополитена показано на рис. 397.

Четырехпролетная обделка четырехпутного перегонного тоннеля Нью-Йоркского метрополитена
Рис. 397. Четырехпролетная обделка четырехпутного перегонного тоннеля Нью-Йоркского метрополитена

В настоящее время в Париже решают вопрос о реализации проекта двухъярусных восьмиполосных тоннелей.

В Советском Союзе многопутные перегонные тоннели на линиях метрополитенов могут быть выполнены из железобетонных элементов, аналогичных приведенным на рис. 396, б, образующих четырехпролетную раму, либо из четырех устанавливаемых впритык друг к другу секций по типу, показанному на рис. 396, в.

Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г. Тоннели и метрополитены