Новая концепция строительства метрополитена на линиях мелкого заложения
Сущность метода и эффективность его применения
Анализ опыта строительства метрополитенов в стране показывает, что росту протяженности линий мелкого заложения способствуют не только определенные технико-экономические преимущества строительства и эксплуатации таких линий, но и широкое распространение закрытого способа проходки перегонных тоннелей, что существенно снижает негативное влияние строительных работ на нормальные условия жизни города. Сооружение перегонных тоннелей метрополитена преимущественно закрытым способом, а станционных комплексов — в открытых котлованах достаточно полно отвечает современным требованиям строительного производства. Благодаря развитой производственно-технической базе и использованию щитовых механизированных комплексов достигнуты высокая производительность труда и большие скорости проходки перегонных тоннелей. Так, темпы щитовой проходки даже к слабых неустойчивых грунтах составляют 100 м/мес. и более, а рекордные на Мосметрострое — 250-400 м/мес. Сооружая станции в открытых котлованах, строители практически неограниченно используют высокопроизводительные машины и оборудование, широко внедряют крупноблочные железобетонные конструкции и обделку из монолитного железобетона, применяя современное бетоноукладочное оборудование, самоходные опалубки, армокаркасы и армоблоки заводского изготовления. Однако оценка накопленного опыта строительства метрополитенов на линиях мелкого заложения не будет объективной, если наряду с отмеченными положительными сторонами традиционных конструктивно-технологических решений не выразить присущие им недостатки.
В первую очередь отметим, что высокая производительность труда на строительстве линии достигается только по отдельным видам работ и, главным образом, при проходке перегонных тоннелей. В целом же на пусковом участке строящейся линии этот показатель остается низким. Темпы сдерживаются отсутствием задела на новом объекте к моменту завершения работ на предыдущем, а также сложностями организации непрерывного и равномерного строительного производства, такого, где оперативно решался бы вопрос о соотношении подготовительных работ на одних участках, о развороте их на других и завершении на третьих. Непроизводительны затраты времени на периодический монтаж и демонтаж щитовых комплексов.
К недостаткам традиционной схемы организации строительного процесса, при котором все станционные комплексы возводятся одновременно, следует отнести и характерную для экстенсивной технологии потребность в значительных единовременных материальных и людских ресурсах, большом количестве машин, механизмов и оборудования. К сказанному следует добавить, что одновременное сооружение всех станций в котлованах больших размеров существенно осложняет работу наземного транспорта. Так как в этом случае узлы важнейших магистралей города перекрываются одновременно и, как правило, на длительный срок.
Проведенный анализ показывает, что многих недостатков традиционного метода сооружения метрополитена на линиях мелкого заложения можно избежать, если работы на перегонах и на станционных комплексах пускового участка линии объединить в единый технологический процесс. Решить эту задачу можно на основе поточного метода организации работ на всем пусковом участке строящейся линии.
Суть новой концепции заключается в беспрерывной (сквозной) проходке перегонных тоннелей на всем протяжении пускового участка строящейся линии (3-4 км) и последовательном сооружении каждого станционного комплекса по мере продвижения через него проходческих щитов.
Работы по сооружению всех станций на новом пусковом участке выполняет одно специализированное подразделение. К строительству очередной станции приступают только после того, как перегонные щитовые комплексы пройдут часть трассы в пределах этой станции.
Очевидно, что последовательная схема возведения станций на пусковом участке увеличивает общие сроки строительства этого участка в сравнении с параллельной схемой и может дать эффект только при значительном ускорении строительных работ на каждом станционном сооружении. С этой целью в развитие новой концепции разработаны принципиально новые конструктивные решения станций и соответствующие способы их сооружения, которые отвечают поставленным требованиям. В отличии от традиционных конструктивных схем, в состав станционной обделки входят элементы обделки тоннелей, пройденных перегонными щитовыми комплексами. Таким образом, станции сооружают с использованием приемов как закрытого, так и открытого способа работ.
Именно эта особенность способствует сокращению сроков сооружения объекта в открытом котловане сравнительно небольших размеров.
Предложенные конструктивные схемы станций и технология сооружения полузакрытым способом позволяют, не прекращая технологического процесса проходки перегонов на линии, значительно сократить трудоемкость работ и строительные сроки за счет уменьшения объема разработки грунта и отказа от свайного крепления стен котлована. Эффект достигается также за счет снижения объема работ по монтажу конструкций, выполняемых только в пределах платформенного зала.
Сужение котлована до размеров посадочной платформы открывает возможность возведения станций в условиях плотной городской застройки, уменьшения количества подлежащих выносу подземных коммуникаций. При полузакрытом способе сооружения станций сокращается время от начала разработки котлована до обратной засыпки конструкций, что дает возможность быстро восстановить движение транспорта над станцией. Снижению негативного воздействия строящегося метрополитена на работу наземного транспорту способствует и поочередное строительство станций на трассе, что исключает одновременное закрытие важнейших транспортных магистралей города.
Последовательное сооружение станций одним специализированным подразделением дает существенную экономик ресурсов, обеспечивает значительный рост производительности труда (в 1,5-2 раза), повышает эффективность использования строительных машин и оборудования. Поточный метод организации работ позволяет осуществить задел на новом пусковом участке к моменту завершения работ на предыдущем. Возможности предлагаемого метода будут использованы более полно, если предусмотреть (продиктованное местными условиям строительства и особенностями трассы) сочетание участков линий, строящихся по поточному методу, с участками станционных комплексов, где параллельно будут вестись работы традиционными методами. Это позволит обеспечить непрерывный и равномерный строительный процесс. В таких условиях создается режим наибольшего благоприятствования основному производственному звену — строительно-монтажному управлению, расширяется хозяйственная самостоятельность, предоставляются необходимые возможности для производственного маневра при сохранении полной ответственности за конечный результат деятельности. Реализация поточной технологии на всем пусковом участке линии потребует наладить дисциплину поставок, резко повысив культуру производства и качество работ, улучшить оперативный контроль за выполнением графика и осуществить крупные организационно-технические преобразования, включая структурную перестройку и новые формы хозяйствования.