Односводчатая многоуровневая станция метрополитена и способ ее возведения (конструкция юркевича п.б.)

Односводчатая многоуровневая станция метрополитена и способ ее возведения (конструкция юркевича п.б.)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. Область техники

Изобретение относится к области строительства станций метрополитена мелкого и среднего заложения, а более конкретно, сооружение таких станций полузакрытым и открытым способами при непрерывной проходке двухпутного и двух однопутных тоннелей, с двумя боковыми и островной пассажирской платформой соответственно, также и при возведении станций с прерываемой проходкой двух однопутных тоннелей (с монтажом и демонтажем тоннелепроходческих комплексов).

2. Уровень техники

Односводчатая станция метрополитена мелкого заложения - один из видов станций метро, представляющий собой однообъемный зал, в котором располагается островная пассажирская платформа и подплатформенные помещения под нею. Такие станции, как правило, отличаются обделкой, выполненной в виде подъемистого свода переменной толщины, омоноличенного с вертикальными стенами, в свою очередь связанными с лотковой железобетонной плитой основания. При наличии напорных грунтовых вод лотковая плита выполняется в виде обратного свода.

Основной недостаток таких технических решений в ограниченности их применения, в частности пролет сводов в свету и их высота от пола островной пассажирской платформы для односводчатых станций определяется из условий требований габаритов приближения строений, оборудования и подвижного состава (ГОСТ 23961-80 "Метрополитены. Габариты приближения строений, оборудования и подвижного состава") и требований ширины пассажирских платформ (СП 120.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 32-02-2003 "Метрополитены"), а также архитектурных предпочтений.

Известна односводчатая станция метрополитена с обделкой из монолитного железобетона, включающая подъемистый бесшарнирный кругового одноцентрового наружного очертания и многоцентрового - внутреннего очертания свод переменной толщины, омоноличенный с вертикальными стенами, в свою очередь связанными с плоским двухшарнирным лотком (фундаментной плитой) переменной толщины (Юркевич П.Б. "Опыт проектирования и возведения односводчатых станций в Минске" // "Подземное пространство мира", 1993, №3, с.21-25, ISSN 0869-799X, ТИМР, Москва).

Недостаток этого конструктивного решения односводчатой станции метрополитена является пригодность использования ее обделки с подъемистым бесшарнирным сводом кругового очертания только для возведения платформенных участков станции, а также при этом необходимость использования временных ограждающих котлован стен. Существенным недостатком конструктивного решения такой односводчатой станции является и ограничение по ее заглублению, вызванное ограничениями по несущей способности обделки. Как правило, обделки односводчатых станций с подъемистым сводом используют при открытом способе строительства в котлованах глубиной 10-16 м и при линейной схеме компоновки станционных сооружений, не предполагающей размещение станционных сооружений над платформенными участками станций.

Недостатками способа возведения односводчатых станций метрополитена с подъемистым сводом являются использование временного ограждения котлована, возводимого способом "стена в грунте", исключительно в качестве ограждающей (ненесущей) конструкции либо законтурного строительного водопонижения, негативно влияющего на окружающие здания и сооружения, в случае использования берлинского способа строительства со свайным металлическим временным ограждением котлована.

Известна односводчатая станция метрополитена с обделкой из монолитного железобетона, включающая пологий бесшарнирный свод кругового одноцентрового наружного очертания и многоцентрового - внутреннего очертания переменной толщины, жестко омоноличенный с вертикальными несущими стенами, возведенными способом "стена в грунте", в свою очередь шарнирно с помощью штраб связанными с плоским лотком (фундаментной плитой) переменной толщины (Юркевич П.Б. "Односводчатые станции, сооружаемые способом "стена в грунте". Каким быть своду?" // "Метрострой", 1985, №7, c.18, ISSN 0130-4321, издательство "Московская правда", Москва).

Недостатком конструктивного решения односводчатой станции метрополитена с пологим бесшарнирным сводом является отсутствие гидроизоляции внешних несущих стен и как следствие, проявление течей требующих трудоемких ремонтных работ по их подавлению.

Известна односводчатая станция метрополитена со сборно-монолитной железобетонной обделкой, включающая пологий бесшарнирный свод кругового одноцентрового наружного очертания и многоцентрового - внутреннего очертания переменной толщины, жестко омоноличенный с вертикальными несущими стенами, в свою очередь жестко омоноличенными с лотком в виде пологого обратного бесшарнирного свода полностью аналогичной геометрии, а также несущие внешние стены, выполненные способом "стена в грунте", зазор между которыми и Г-образными сборными железобетонными блоками пологих свода и лотка заполнен бетоном на напрягающем цементе, создающем своеобразный клиновой распор (Yurkevich "Development in Segmental Concrete Linings for Subway Tunnels in Belarus" // "Tunneling and Underground Space Technology, Vol.10, No.3, p.353-360, 1995, "Elsevier Science" Ltd., Oxford).

Комбинирование пологого бесшарнирного свода с каркасной системой внутренних несущих конструкций, возводимых в открытом котловане, позволяет возводить станцию метрополитена многоуровневой. Однако наличие большого числа дополнительных конструктивных элементов существенно увеличивает трудоемкость и продолжительность строительства.

Недостатками конструктивного решения односводчатой станции метрополитена со сборно-монолитной ж.б. обделкой свода являются отсутствие арматурных связей между Г-образными сборными ж.б. блоками пологого свода-покрытия и обратного свода-лотка со "стенами в грунте", а также отсутствие гидроизоляции стен. Это приводит к отрыву свода-покрытия от стен за счет деформации свода при загружении и проявлению течей, как по стенам, так и узлам гидроизоляции покрытия и лотка, требующих трудоемких ремонтных работ по их подавлению.

К недостаткам конструктивного решения относится также унификация геометрии свода-покрытия и лотка в виде обратного свода, что неоправданно увеличивает подплатформенное и подпутевое пространство и усложняет разработку грунта в котловане.

Основным недостатком способа строительства односводчатой станции метрополитена со сборно-монолитной ж.б. обделкой свода является чрезвычайно высокие требования, предъявляемые по точности изготовления и монтажа сборных ж.б. элементов свода и лотка, большое количество и высокая трудоемкость выполнения сварных соединений арматурных выпусков объединяемых сборных ж.б. элементов свода и лотка.

Как и для односводчатых станций с подъемистым сводом, односводчатые станции со сборно-монолитной ж.б. обделкой возводятся открытым способом строительства в котлованах глубиной 10-16 м и при линейной схеме компоновки станционных сооружений, не предполагающей размещение станционных сооружений над платформенными участками станций.

Возведение односводчатых станций метрополитена со сборно-монолитной ж.б. обделкой полузакрытым способом строительства ограничивается как глубиной котлована 10-16 м, так и сложностью монтажа тяжелых сборных ж.б. элементов лотка под ранее возведенным сводом.

Общим недостатком всех известных решений односводчатых станций метрополитена в части устройства и способа строительства, является необходимость монтажа и демонтажа тоннелепроходческих механизированных комплексов (ТПМК), используемых для проходки перегонных тоннелей. В торцах станций специально предусматриваются монтажно-щитовые и демонтажно-щитовые камеры, что существенно увеличивает трудоемкость и продолжительность строительства линий метрополитена.

Известна, принятая автором за наиболее близкое техническое решение «Односводчатая монолитная железобетонная обделка многоуровневого подземного объекта (TUNEL. Podzevni parkoviště v Moskvě. 8 Ročnik, č.1/99, s 28-33 Yurkevich P.B. Underground parking-garage in the Revolution square in Moscow // Юркевич П.Б. "Подземная автостоянка на площади Революции в Москве: от технического предложения до реализации проекта" // "Подземное пространство мира", 1997, №1, с.14-22, ISSN 0869-799X, ТИМР, Москва), который может возводиться, как открытым способом с временной металлической распорной крепью ограждающих и несущих "стен в грунте", так и полузакрытым способом по схеме возведения сводов "сверху-вниз".

Основным недостатком известного технического решения является невозможность его применения для станций метрополитена, испытывающих существенные специфические динамические нагрузки, в частности, недостаточная жесткость промежуточных сводов-перекрытий переменной толщины из-за кругового одноцентрового наружного очертания, приводящего эти своды к статической и динамической работе по типу гибких выпуклых пространственных оболочек, обжатых боковыми нагрузками через развитые опорные пяты, вместо работы в качестве распорных дисков. Кроме того, в процессе возведения до устройства полов из низкомарочного бетона промежуточные своды-перекрытия очень чувствительны к временным статическим и подвижным нагрузкам, испытывают неравномерные деформации, приводящие к раскрытию трещин между отдельными захватками забетонированных сводов, и вибрации под воздействием мобильной малогабаритной техники, используемой при механизированной укладке монолитных бетонных полов, перемещении и монтаже инженерного оборудования.

Наличие унифицированной геометрии промежуточных сводов-перекрытий в части их толщины не соответствует увеличению напряженного состояния сводов с глубиной заложения сводов, а также в случае существенно отличающейся высоты этажей подземного объекта.

Недостатком открытого способа строительства односводчатой монолитной железобетонной обделки многоуровневого подземного объекта является отсутствие опорных штраб в "стенах в грунте", ограничивающих повороты пят пологих сводов и существенно снижающих их деформативность.

Основным недостатком полузакрытого способа строительства односводчатой монолитной железобетонной обделки многоуровневого подземного объекта является отсутствие временных подкрепляющих и закрепляющих промежуточных опор, позволяющих осуществлять регулирование напряженно-деформированного состояния сводов. Эти временные опоры не допускали бы значительных осадок верхних сводов-перекрытий после снятия опалубки и их загружения боковыми нагрузками и не позволяли бы произойти потере устойчивости нижним сводом-перекрытием в процессе разработки грунта в котловане под его защитой за счет явления выпора свода.

3. Сущность изобретения

3.1. Постановка технической задачи

Техническая задача в части устройства - обеспечить статическую и динамическую работу универсальной конструкции, для односводчатой многоуровневой станции метрополитена, как с боковыми, так и с островной пассажирской платформами, обеспечить расширение объемов и габаритов свободного рабочего подземного пространства станции метрополитена для повышения эффективности его использования для станций среднего и мелкого заложений и удобства пассажиров.

Техническая задача в части способа - обеспечить возведение станции метрополитена специальной универсальной конструкции с возможностью оптимального включения в работу конструкций возводимого сооружения, кроме того снизить трудоемкость, продолжительность и стоимость строительства станций метрополитена, повысить механизацию работ и безопасность строительства, создать возможность использования как открытого, так и полузакрытого способов строительства при сохранении универсального конструктивного решения.

3.2. Результат решения технической задачи

Технический результат в части устройства в том, что за счет повышения жесткости промежуточных сводов-перекрытий путем замены кругового одноцентрового наружного очертания на линейное горизонтальное, увеличения толщины сводов в зависимости от воспринимаемых ими напряжений, улучшена статическая и динамическая работа конструкции, в том числе для работы в качестве распорных конструкций (характерных для сооружений станций метрополитена). При этом сохранен унифицированный по геометрии опалубочный контур для всех сводов без исключения, что позволяет использовать унифицированную опалубку для возведения сводов. За счет использования вставок - прижимных стен между пятами вышележащих сводов и наружным горизонтальным очертанием нижележащих сводов достигается требуемое увеличение высоты в свету подземных этажей, необходимое для размещения над пассажирской платформой станционных сооружений метрополитена. Подбором радиусов многоцентрового внутреннего очертания и высоты пят сводов достигается требуемые для разнообразных типов односводчатых многоуровневых станций метрополитена пролеты сводов в свету для соответствия обделок станций требованиям по минимальной ширине пассажирских платформ, габаритам приближения строений и удобства пассажиров.

Технический результат в части открытого способа строительства в том, что за счет выполнения опорных штраб в "стенах в грунте" ограничиваются повороты пят пологих сводов-перекрытий и существенно снижается их деформативность (как в процессе возведения, так и в возведенном окончательно сооружении).

Технический результат в части полузакрытого способа строительства в том, что за счет использования временных металлических подпирающих и закрепляющих шелыги сводов колонн на щелевых фундаментах (бареттах) или свайных фундаментах осуществляется регулирование напряженно-деформированного состояния сводов. Временные металлические колонны ограничивают осадку верхних сводов-перекрытий после снятия опалубки и их загружения боковыми нагрузками и не допускают потерю устойчивости нижним сводом-перекрытием в процессе разработки грунта в котловане под его защитой за счет явления выпора свода.

Технический результат в части способов строительства в том, что при сохранении универсальности конструктивного решения возможно применение как открытого, так и полузакрытого способов строительства, габаритные размеры несущей односводчатой многоуровневой обделки станции метрополитена и специальные направляющие желоба, предусматриваемые в фундаментных плитах (лотках), позволяют обеспечить непрерывную проходку тоннелей с перемещением ТПМК через станцию без монтажа или демонтажа. Также возможно техническое решение с монтажом и демонтажем ТПМК. Снижаются трудоемкость, продолжительность и стоимость строительства станций метрополитена, повышается механизация работ и безопасность строительства.

3.3. Перечень фигур чертежей

На фиг.1 представлен поперечный разрез односводчатой многоуровневой станции метрополитена с двумя боковыми пассажирскими платформами и непрерьюной проходкой двухпутного тоннеля; на фиг.2÷17 - полузакрытый способ строительства односводчатой многоуровневой станции с непрерывной проходкой двухпутного тоннеля; на фиг.2 - Стадия 1 - открытая экскавация 1-го яруса котлована, возведение стен ограждения котлована методом "стена в грунте" и временных металлических колонн на щелевых фундаментах (бареттах) или свайных фундаментах; на фиг.3 - Стадия 2 - открытая экскавация 2-го яруса котлована, подготовка грунтового основания для возведения свода-покрытия; на фиг.4 - Стадия 3 - устройство гидроизоляции "стен в грунте" на - 1 этаже, возведения свода-покрытия с помощью унифицированной опалубки, опирающейся на подготовленное грунтовое основание; на фиг.5 - Стадия 4 - экскавация 3-го яруса котлована под защитой свода-покрытия, подготовка грунтового основания для возведения верхнего свода-перекрытия; на фиг.6 - Стадия 5 - устройство гидроизоляции "стен в грунте" на - 2 этаже, возведения верхнего свода-перекрытия с помощью унифицированной опалубки, опирающейся на подготовленное грунтовое основание, удаление временной металлической колонны на -1 этаже, гидроизоляция и обратная засыпка свода-покрытия; на фиг.7 - Стадия 6 - экскавация 4-го яруса котлована под защитой верхнего свода-перекрытия, подготовка грунтового основания для возведения нижнего свода-перекрытия; на фиг.8 - Стадия 7 - частичное устройство гидроизоляции "стен в грунте" на - 3 этаже, возведения нижнего свода-перекрытия с помощью унифицированной опалубки, опирающейся на подготовленное грунтовое основание, удаление временной металлической колонны на - 2 этаже; на фиг.9 - Стадия 8 - экскавация 5-го яруса котлована под защитой нижнего свода-перекрытия, установка временной анкерной крепи верхнего яруса; на фиг.10 - Стадия 9 - экскавация 6-го яруса котлована под защитой нижнего свода-перекрытия и анкерной крепи верхнего яруса, установка временной анкерной крепи среднего яруса; на фиг.11 - Стадия 10 - экскавация 7-го яруса котлована под защитой нижнего свода-перекрытия и анкерной крепи верхнего и среднего ярусов, установка временной анкерной крепи нижнего яруса; на фиг.12 - Стадия 11 - экскавация 8-го яруса котлована под защитой нижнего свода-перекрытия и анкерной крепи верхнего, среднего и нижнего ярусов; на фиг.13 - Стадия 12 - устройство дренажной щебеночной подушки, устройство гидроизоляции и возведение фундаментной плиты; на фиг.14 - Стадия 13 - поярусное исключение из работы временной анкерной крепи, устройство гидроизоляции "стен в грунте" на - 4 этаже, завершение гидроизоляции стен на - 3 этаже, возведение прижимных стен гидроизоляции, завершение удаления временной металлической колонны; на фиг.15 - Стадия 14 - вывод на станцию ТПМК (тоннелепроходческого механизированного комплекса), использовавшегося при проходке предшествующего перегонного тоннеля, перемещение ТПМК через станцию по направляющему желобу в фундаментной плите, вывод ТПМК со станции и начало проходки с помощью ТПМК последующего перегонного тоннеля; на фиг.16 - Стадия 15 - возведение стен и перекрытия на - 4 этаже; на фиг.17 - Стадия 16 - возведение стен и перекрытия платформы, завершение строительства станции; на фиг.18÷36 - открытый способ строительства односводчатой многоуровневой станции с непрерывной проходкой двухпутных тоннелей; на фиг.18 - Стадия 1a - открытая экскавация 1-го яруса котлована, возведение "стен в грунте" ограждения котлована; на фиг.19 - Стадия 2а - открытая экскавация 2-го яруса котлована, установка верхнего яруса временной металлической распорной крепи; на фиг.20 - Стадия 3а - открытая экскавация 3-го яруса котлована под защитой верхнего яруса временной металлической распорной крепи; на фиг.21 - Стадия 4а - установка среднего яруса временной металлической распорной крепи; на фиг.22 - Стадия 5а - открытая экскавация 4-го яруса котлована под защитой среднего яруса временной металлической распорной крепи; на фиг.23 - Стадия 6а - установка нижнего яруса временной металлической распорной крепи; на фиг.24 - Стадия 7а - открытая экскавация 5-го яруса котлована под защитой нижнего яруса временной металлической распорной крепи, установка временной анкерной крепи верхнего яруса; на фиг.25 - Стадия 8а - открытая экскавация 6-го яруса котлована под защитой нижнего яруса временной металлической распорной крепи и анкерной крепи верхнего яруса, установка временной анкерной крепи среднего яруса; на фиг.26 - Стадия 9а - открытая экскавация 7-го яруса котлована под защитой нижнего яруса временной металлической распорной крепи и анкерной крепи верхнего и среднего ярусов, установка временной анкерной крепи нижнего яруса; на фиг.27 - Стадия 10а - открытая экскавация 8-го яруса котлована под защитой нижнего яруса временной металлической распорной крепи и анкерной крепи верхнего, среднего и нижнего ярусов; на фиг.28 - Стадия 11a - устройство дренажной щебеночной подушки, устройство гидроизоляции и возведение фундаментной плиты; на фиг.29 - Стадия 12а - устройство гидроизоляции "стен в грунте" на - 4 этаже и частично на - 3 этаже, возведение прижимных стен гидроизоляции; на фиг.30 - Стадия 13а - демонтаж временной металлической распорной крепи нижнего яруса, завершение устройства гидроизоляции "стен в грунте" на - 3 этаже, возведение нижнего свода-перекрытия с помощью инвентарной опалубки, опирающейся на фундаментную плиту; на фиг.31 - Стадия 14а - демонтаж временной металлической распорной крепи среднего яруса, установка временных металлических подпирающих нижний свод-перекрытие стоек, опирающихся на фундаментную плиту; на фиг.32 - Стадия 15а - устройство гидроизоляции "стен в грунте" на - 2 этаже, возведения верхнего свода-перекрытия с помощью унифицированной опалубки, опирающейся на нижний свод-перекрытие; на фиг.33 - Стадия 16а - демонтаж временной металлической распорной крепи верхнего яруса; на фиг.34 - Стадия 17 - установка временных металлических подпирающих верхний свод-перекрытие стоек, опирающихся на нижний свод-перекрытие, устройство гидроизоляции "стен в грунте" на - 1 этаже, возведения свода-покрытия с помощью унифицированной опалубки, опирающейся на верхний свод-перекрытие; на фиг.35 - Стадия 18 - демонтаж временных металлических подпирающих верхний и нижний своды-перекрытия стоек, вывод на станцию ТПМК (тоннелепроходческого механизированного комплекса), использовавшегося при проходке предшествующего перегонного тоннеля, перемещение ТПМК через станцию по направляющему желобу в фундаментной плите, вывод ТПМК со станции и начало проходки с помощью ТПМК последующего перегонного тоннеля; на фиг.36 - Стадия 19 - возведение стен и перекрытия на - 4 этаже, стен и перекрытия платформы, гидроизоляция и обратная засыпка свода-покрытия, завершение строительства станции; на фиг.37 - устройство строительного подъема свода-покрытия и сводов-перекрытий при их возведении на примере верхнего свода-перекрытия; на фиг.38 представлен поперечный разрез односводчатой многоуровневой станции метрополитена с островной пассажирской платформой и непрерывной проходкой двух однопутных тоннелей; на фиг.39 представлен поперечный разрез односводчатой многоуровневой станции метрополитена с островной пассажирской платформой и с прерываемой проходкой тоннелей (с монтажом и демонтажем тоннелепроходческих комплексов); на фиг.40 представлен характер эпюры изгибающих моментов (Эп.М) в верхнем своде-перекрытии на Стадии 6 (фиг.7) строительства полузакрытым способом; на фиг.41 представлен характер эпюры продольных сжимающих усилий (Эп.N) в верхнем своде-перекрытии на Стадии 6 (фиг.7) строительства полузакрытым способом; на фиг.42 представлен характер эпюры линейных вертикальных перемещений (Эп.δ) в верхнем своде-перекрытии на Стадии 6 (фиг.7) строительства полузакрытым способом; на фиг.43 представлен характер эпюры изгибающих моментов (Эп.М) в верхнем своде-перекрытии на Стадии 8 (фиг.9) строительства полузакрытым способом; на фиг.44 представлен характер эпюры продольных сжимающих усилий (Эп.N) в верхнем своде-перекрытии на Стадии 8 (фиг.9) строительства полузакрытым способом; на фиг.45 представлен характер эпюры линейных вертикальных перемещений (Эп.δ) в верхнем своде-перекрытии на Стадии 8 (фиг.9) строительства полузакрытым способом; на фиг.46 представлен характер эпюры изгибающих моментов (Эп.М) в нижнем своде-перекрытии на Стадии 11 (фиг.12) строительства полузакрытым способом; на фиг.47 представлен характер эпюры продольных сжимающих усилий (Эп.N) в нижнем своде-перекрытии на Стадии 11 (фиг.12) строительства полузакрытым способом; на фиг.48 представлен характер эпюры линейных вертикальных перемещений (Эп.δ) в нижнем своде-перекрытии на Стадии 11 (фиг.12) строительства полузакрытым способом;

на фиг.49 представлен характер эпюры изгибающих моментов (Эп.М) в нижнем своде-перекрытии на Стадии 16 (фиг.17) завершения строительства полузакрытым способом; на фиг.50 представлен характер эпюры продольных сжимающих усилий (Эп.N) в нижнем своде-перекрытии на Стадии 16 (фиг.17) завершения строительства полузакрытым способом; на фиг.51 представлен характер эпюры линейных вертикальных перемещений (Эп.δ) в нижнем своде-перекрытии на Стадии 16 (фиг.17) завершения строительства полузакрытым способом;

где 1 - платформенный участок станции; 2 - боковая пассажирская платформа; 2а - островная пассажирская платформа; 3 - уровень головок рельсов (УГР) на станции; 4 - ось пути; 4а - двухпутный тоннель; 5 - технический этаж; 6 - служебные и технические станционные сооружения, например, тягово-понизительная подстанция (ТПП); 7 - кабельный канал; 8 - вентиляционный канал; 9 - подплатформенное пространство; 10 - контур проема в торцевой стене станции; 11 - дно открытого котлована 1-го яруса; 12 - рабочая платформа для возведения "стен в грунте" и временных металлических колонн на щелевых фундаментах (бареттах) или свайных фундаментах; 13 - "стена в грунте"; 14 - щелевой фундамент ("баретта") или свайный фундамент; 15 - временная металлическая колонна на щелевом фундаменте (баретте) 14 или свайном фундаменте; 16 -подготовленное грунтовое основание на дне открытого котлована 2-го яруса; 17 - шарнирный узел опирания свода на временную металлическую колонну 15; 18 - унифицированная опалубка, опирающаяся на подготовленное грунтовое основание; 19 - внутренний унифицированный опалубочный контур сводов 20, 22 и 27; 20 - свод-покрытие; 20а - верхняя опорная пята свода-покрытия; 20в - нижняя опорная пята свода-покрытия; 21 - подготовленное грунтовое основание на дне котлована 3-го яруса; 22 - верхний свод-перекрытие; 22а - опорная пята верхнего свода-перекрытия; 13а - опорная штраба в "стене в грунте" 13 для опирания свода-перекрытия 22 и 27; 19а - опалубочный контур свода-покрытия 20 после его обжатия боковым давлением грунта и осадки; 19в - опалубочный контур верхнего свода-перекрытия 22 после его обжатия боковым давлением грунта и осадки; 19 с - опалубочный контур нижнего свода-перекрытия 27 после его обжатия боковым давлением грунта и выпора или осадки; Δ - строительный подъем свода на примере верхнего свода-перекрытия 22; 23 - прижимная стена гидроизоляции на - 1-ом этаже; 24 - гидроизоляция свода-покрытия 20; 25 - обратная засыпка свода-покрытия 20 дренирующим грунтом; 26 - подготовленное грунтовое основание на дне котлована 4-го яруса; 27 - нижний свод-перекрытие; 27а - опорная пята нижнего свода-перекрытия; 28 - дно котлована 5-го яруса; 29 - временный грунтовый буроинъекционный анкер; 30 - дно котлована 6-го яруса; 31 - шарнирный узел закрепления нижнего свода-перекрытия 27 на временной металлической колонне 15; 32 - дно котлована 7-го яруса; 33 - дно котлована 8-го яруса; 34 - опорная консоль для фундаментной плиты 36; 35 - гидроизоляция фундаментной плиты 36 по бетонной подготовке; 36 - фундаментная плита; 36а - направляющий желоб в фундаментной плите 36 для перемещения по станции ТПМК; 37 - гидроизоляция "стены в грунте" 13; 38 - прижимная стена гидроизоляции 37; 38а - арматурные выпуски под перекрытия - 4-го этажа и платформенного уровня; 39 - ТПМК, перемещаемый по направляющему желобу 36а в фундаментной плите 36 по станции; 40 - стены - 4-го этажа; 41 - перекрытие - 4го этажа; 42 - внутренний контур проема в торцевой "стене в грунте" после вывода ТПМК на станцию; 43 - перекрытие пассажирской платформы; 44 - контур проема в торцевой прижимной стене гидроизоляции на станции; 45 - обвязочная балка по верху "стены в грунте" 13; 46 - временная металлическая распорная крепь; 47 - дно открытого котлована 2-го яруса; 48 -дно открытого котлована 3-го яруса; 49 - дно открытого котлована 4-го яруса; 50 - инвентарная передвижная опалубка, опирающаяся на фундаментную плиту 36; 51 - временные металлические подпирающие нижний свод-перекрытие 27 стойки; 52 - унифицированная опалубка для возведения верхнего свода-перекрытия 22 на - 2-ом этаже, опирающаяся на нижний свод-перекрытие 27; 53 - временные металлические подпирающие верхний свод-перекрытие 22 стойки; 54 - унифицированная опалубка для возведения свода-покрытия 20 на - 1-ом этаже, опирающаяся на верхний свод-перекрытие 22.

12 4. Отличительные признаки

4.1. Односводчатая многоуровневая станция метрополитена устроена следующим образом.

Односводчатая многоуровневая станция метрополитена (фиг.1) с двумя боковыми пассажирскими платформами (2) и непрерывной проходкой двухпутного тоннеля (4а) или первого типа выполнена с размещением всех необходимых пассажирских, технологических и служебных помещений в общем объеме вертикальной выработки, вместо значительной обратной засыпки которой, над боковыми пассажирскими платформами (2) и путями движения поездов располагаются технический этаж (5), станционные сооружения (6), например, тягово-понизительная подстанция (ТПП) и/или венткамера, а под ними - подплатформенное пространство (9), кабельные (7) и вентиляционные (8) каналы.

Односводчатая многоуровневая станция метрополитена (фиг.38) с островной пассажирской платформой (2а) и непрерывной проходкой двух однопутных тоннелей (4в) или второго типа выполнена с размещением всех необходимых пассажирских, технологических и служебных помещений в общем объеме вертикальной выработки, вместо значительной обратной засыпки которой, над островной пассажирской платформой (2а) и путями движения поездов располагаются технический этаж (5), станционные сооружения (6), например, тягово-понизительная подстанция (ТПП) и/или венткамера, а под нею - подплатформенное пространство (9).

Односводчатая многоуровневая станция метрополитена (фиг.39) с островной пассажирской платформой (2а) и прерываемой проходкой двух однопутных тоннелей 4в с монтажом и демонтажем тоннелепроходческих комплексов (ТПМК) или третьего типа выполнена с размещением всех необходимых пассажирских, технологических и служебных помещений в общем объеме вертикальной выработки, вместо значительной обратной засыпки которой, над островной пассажирской платформой (2а) и путями движения поездов располагаются технический этаж (5), станционные сооружения (6), например, тягово-понизительная подстанция (ТПП) и/или венткамера, а под нею - подплатформенное пространство (9).

Внутренние опалубочные контуры (19) всех сводов (20, 22 и 27) односводчатой многоуровневой станции для каждого из перечисленных выше трех типов в процессе их возведения приняты унифицированными.

Таким образом, односводчатая станция метрополитена с учетом применения известных из принятого автором за наиболее близкое техническое решение признаков может быть охарактеризована следующей совокупностью признаков:

Односводчатая многоуровневая станция метрополитена характеризуется наличием конструктивно связанных (для обеспечения единого конструктивного решения сооружения) внешних стен (13), фундаментной плиты (36), покрытия (20) и перекрытий (22, 27), выполненных в виде сводов (20, 22 и 27), внутренних несущих конструкций (23, 38, 40, 41, 43), которые размещены, как правило, выше уровня пассажирских платформ (2, 2а) и выполнены (для обеспечения работы по восприятию нагрузок большепролетного перекрытия) в виде пологих бесшарнирных сводов-перекрытий (22 и 27) кругового многоцентрового внутреннего унифицированного (для всех сводов) очертания (19) и наружного линейного горизонтального очертания, шарнирно опирающихся на внешние стены (13), (возведенные, как правило, способом "стена в грунте"), и снабженные развитыми пятами (20в, 22а, 27а), (в свою очередь шарнирно опирающимися друг на друга (также и на прижимные стены гидроизоляции (23, 38)), причем опорные пяты (20в, 22а, 27а) увеличивают стрелку подъема свода и воспринимают боковые нагрузки, передаваемые со стен (как правило «стен в грунте») на своды по многошарнирной схеме), станция содержит (для обеспечения и реализации назначения объекта), пассажирские боковые платформы (2) или островную платформу (2а), технический этаж (5), служебные и технические станционные сооружения (6).

Толщина в шелыге сводов-перекрытий и свода-покрытия определяется силовым воздействием и требуемой несущей способностью.

Узлы шарнирного опирания пологих бесшарнирных сводов-перекрытий на внешние стены, (возводимые, как правило, способом "стена в грунте"), в штрабах выполнены с возможностью ограничения угловых перемещенияй развитых опорных пят сводов-перекрытий (что существенно снижает деформативность сводов.)

Узлы шарнирного опирания пологих бесшарнирных сводов-перекрытий на внешние стены, (возводимые, как правило, способом "стена в грунте"), выполнены в виде консолей, жестко связанных с внешними стенами и встраиваемых внутрь развитых опорных пят.

Свод-покрытие и своды-перекрытия в период строительства выполняют со строительным подъемом или спуском для компенсации основных осадок или выпора сводов с унифицированным внутренним опалубочным контуром кругового многоцентрового очертания.

Фундаментная плита выполнена с направляющими желобом или желобами кругового очертания для перемещения тоннелепроходческих комплексов (ТПМК) без монтажа и демонтажа.

4.2. Сооружение возводится и работает следующим образом.

В процессе возведения и в окончательно возведенном сооружении с целью компенсации основной деформации от собственного веса при полузакрытом способе строительства односводчатой многоуровневой станции свод-покрытие (20) и верхний свод-перекрытие (22) выполняются с использованием унифицированной опалубки (18) со строительным расчетным подъемом Δ, что отражено на фиг.37 на примере верхнего свода-покрытия (22). Нижний свод-перекрытие (27) выполняется с использованием унифицированной опалубки (18) со строительным спуском (-Δ) вместо строительного подъема, что позволяет компенсировать явление "выпора" в процессе обжатия боковым давлением грунта и последующего удаления временных металлических колонн (15) на щелевых фундаментах (бареттах) 14 или свайных фундаментах. Это позволяет применить одну и ту же опалубку для каждого из сводов.

С целью компенсации основной деформации от собственного веса при открытом способе строительства односводчатой многоуровневой станции все своды, включая нижний свод-перекрытие (27), верхний свод-перекрытие (22) и свод-покрытие (20) выполняются с использованием инвентарной передвижной опалубки (50), опирающейся на фундаментную плиту (36), и унифицированной опалубки (52 и 54), отличающейся для верхнего свода-перекрытия (22) и свода-покрытия (20) только высотой опорных стоек, со строительным расчетным подъемом Δ, что отражено на фиг.37 на примере верхнего свода-покрытия (22).

Это обстоятельство даже при использовании двух типов опалубок (50 и 52,54) позволяет получить одну и ту же опалубочную геометрию для каждого из сводов.

После снятия опалубки, демонтажа временной подпирающей металлической колонны или стоек, обжатия боковым давлением грунта и осадки или выпора и в результате перераспределения напряжений и деформаций своды приобретают новый опалубочный контур - 19а для свода-покрытия (20), 19в - для верхнего свода-перекрытия (22), 19с - для нижнего свода-перекрытия (27).

Свод-покрытие (20) посредством верхних опорных пят (20а) жестко соединяется со "стенами в грунте" (13) и опирается шарнирно своими нижними опорными пятами (20в), увеличивающими стрелку подъема свода, на верхний свод-перекрытие (22) и/или прижимные стены (23), причем нижние опорные пяты (20в) воспринимают боковые нагрузки, передаваемые со "стен в грунте" на свод, по многошарнирной схеме. При этом нижние опорные пяты (20в) отделены от "стен в грунте" (13) слоем гидроизоляции (37).

Верхний свод-перекрытие (22) посредством предварительно гидроизолированных опорных штраб (13а) шарнирно опирается на "стене в грунте" (13) и опорными пятами (22а), увеличивающими стрелку подъема свода, на нижний свод-перекрытие (27), причем опорные пяты (22а) воспринимают боковые нагрузки, передаваемые со "стен в грунте" на свод, по многошарнирной схеме. При этом опорные пяты (22а) отделены от "стен в грунте" (13) слоем гидроизоляции (37) и посредством арматурных выпусков шарнирно связаны с участками прижимных стен (23) на - 1-ом этаже и/или с опорными пятами (20в) вышерасположенного свода-покрытия (20) и нижним сводом-перекрытием (27).

Нижний свод-перекрытие (27) посредством предварительно гидроизолированных опорных штраб (13а) шарнирно опирается на "стене в грунте" (13) и опорными пятами (27а), увеличивающими стрелку подъема свода, на прижимные стены (38), причем опорные пяты (27а) воспринимают боковые нагрузки, передаваемые со "стен в грунте" на свод, по многошарнирной схеме. При этом опорные пяты (27а) отделены от "стен в грунте" (13) слоем гидроизоляции (37) и посредством арматурных выпусков шарнирно связаны с опорными пятами (22в) вышерасположенного свода-перекрытия (22) и нижерасположенными участками прижимных стен (38) на - 3-ем этаже.

Пролет сводов в свету для односводчатой многоуровневой станции определен из условий со