Метрополитен

 МЕТРОПОЛИТЕН, метро (фр. mйtropolitain, букв. — столичный, от греч. metrypolis — главныйгород, столица * а. underground railway, subway, the Metro; Н. Metro, U-Bahn, Untergrundbahn; ф. mйtropolitain; и. metropoliteno), — городская скоростная внеуличная железная дорога для массовых перевозок людей; вид городского коммунального транспорта.

Общие сведения. Метрополитен отличается большой пропускной способностью (до 60 тысяч пассажиров в час в одном направлении), регулярностью и высокой скоростью движения поездов (до 100 км/ч). Линии метрополитена могут быть подземными, прокладываемыми в тоннелях мелкого (10-15 м) или глубокого заложения; надземными — на специальных эстакадах или путепроводах, сооружаемых над улицами; наземными, проходящими по насыпям или выемкам и не пересекающимися с улицами на одном уровне. Подземные линии метрополитена наиболее распространены, т.к. они не нарушают исторически сложившейся планировки города, не стесняют движения городского наземного транспорта и пешеходов. Наземные линии метрополитена, как правило, сооружают в районах города с относительно невысокой плотностью застройки, при устройстве объединённых пересадочных станций метрополитена с пригородными железными дорогами, на концевых участках, примыкающих к депо. Наземные участки метрополитена имеют ограждения. Надземные линии на эстакадах строят на отдельных участках с учётом рельефа местности при пересечении автомобильных и железных дорог, водных и других преград.

Историческая справка. Первый метрополитен длиной 3,6 км для поездов с паровой тягой был построен в Лондоне в тоннелях мелкого заложения в 1860-63 фирмой "Metropolitan Railway". С 1890 в Лондоне началось строительство тоннелей глубокого заложения, а введение электрической тяги освободило тоннели от дыма и копоти и улучшило условия эксплуатации городской подземной линии. В 1868 в Нью-Йорке была открыта надземная (на металлических эстакадах) городская железнодорожная линия с канатной тягой (заменённой в 1871 на паровую, а в 1890 — на электрическую). К концу 19 века в Европе метрополитены эксплуатировались в пяти городах: Будапеште, Париже, Вене, Глазго и Ливерпуле. Старейшими на Европейском континенте являются метрополитен Будапешта, построенный в 1896, а также метрополитен Парижа, пуск первой линии которого был приурочен к открытию Всемирной промышленной выставки 1900. В первом десятилетии 20 века интенсивно развивается строительство метрополитена в крупных городах США: Чикаго (1892), Бостоне (1897), Филадельфии (1907), а затем и других стран (в Мадриде, Барселоне, Афинах, Токио, Осло, Стокгольме и др.). Особое значение метрополитен приобрёл после 2-й мировой войны 1939-45. Интенсивное развитие крупных городов потребовало отказа от эстакад и постепенного перехода от наземных и надземных линий метрополитена к подземным. В 80-е гг. за рубежом метрополитены эксплуатируются более чем в 70 крупных городах (табл. 1).

Реклама



Начало метростроения в CCCP связывается с Пленумом ЦК ВКП (б) от 15 июля 1931, на котором при рассмотрении вопроса о реконструкции Москвы было принято решение о необходимости строительства метрополитена. Для этого была создана специализированная организация "Метрострой". Строительство метрополитена было начато в 1932. Первые линии Московского метро им. В. И. Ленина общей протяжённостью 11,6 км с 13 станциями и всем комплексом сооружений были построены за 3,5 года и сданы в эксплуатацию 15 мая 1935. Таких темпов строительства метрополитена не знала мировая практика. Дальнейшее строительство метрополитена в Москве ведется непрерывно, оно не прекращалось в годы Великой Отечественной войны 1941-45. В 1985 протяжённость линий Московского метрополитена составила 227 км. В соответствии с Генеральным планом развития Москвы к 2000 её намечено довести до 360 км.

Опыт строительства Московского метрополитена был использован при сооружении метрополитена в других городах CCCP. К началу 1986 в CCCP метрополитен действовал в 11 городах и строится ещё в 5: в Куйбышеве, Свердловске, Днепропетровске, Риге и Алма-Ате (табл. 2).

Общая протяжённость линий метрополитена в CCCP в 1985 составила 412 км (274 станции). Ежегодно перевозится почти 3850 млн. пассажиров.

Комплекс сооружений линий метрополитена включает станции, тоннели (эстакады, путепроводы), камеры съезда и тупики, вагонные депо и др. Особое положение в метрополитене занимают станции. Станционный комплекс включает: тоннели или наземные сооружения с расположенными в них путями метрополитена, пассажирскими платформами, распределительными залами; подземные и наземные вестибюли для приёма и выпуска пассажиров, соединительные и переходные тоннели и лестницы, соединяющие вестибюль с платформой для спуска и подъёма пассажиров; различных служебно-технических помещений (тягово-понизительные подстанции, санитарные узлы и дренажные перекачки, вентиляционные камеры, комнаты дежурных и пр.). На станциях глубокого заложения используются подвижные лестницы-эскалаторы, которые монтируются в специальных эскалаторных (наклонных) тоннелях, располагаемых между платформой и вестибюлем. За рубежом на ряде метрополитенов для указанных целей используют лифтовые подъёмники большой вместимости (до 150-175 человек), располагаемые в вертикальных шахтных стволах. На станциях мелкого заложения устраивают обычные лестницы, пандусы. Станции метрополитена — наиболее сложные тоннельные сооружения (размеры поперечного сечения до 30х10 м), находящиеся под воздействием значительных горных и гидростатических давлений. В конструктивном отношении станции метрополитена глубокого заложения сооружают (рис. 1): односводчатыми — один пролёт перекрывает пассажирскую посадочную платформу и пути для движения поездов; двухсводчатыми, состоящими из двух параллельных тоннелей с располагающимися в них посадочными платформами и путями метрополитена; трёхсводчатыми, состоящими из трёх самостоятельных параллельных тоннелей (двух боковых и одного среднего), своды которых имеют общие опоры в виде пилонов (пилонные станции) или двух рядов колонн (колонные станции).

 В боковых станционных тоннелях располагаются пути метрополитена и платформа для посадки и высадки пассажиров. В среднем тоннеле — пассажирский распределительный зал, который проходами соединяется с боковыми платформами. В зависимости от гидрогеологических условий конструкции трёхсводчатых станций выполняются из чугунных тюбингов или железобетонных блоков, монолитного железобетона, а также комбинированными со стальными колоннами и прогонами.

В CCCP наиболее распространены трёхсводчатые колонные и пилонные станции. Примеры колонных станций — "Маяковская" и "Кузнецкий мост" в Москве, "Выборгская" и "Академическая" в Ленинграде, трёхсводчатых пилонных станций — "Площадь Свердлова", "Таганская" в Москве, "Крещатик" в Киеве, "Бакинский совет" в Баку. Односводчатые станции глубокого заложения чаще применяются в Ленинграде ("Площадь Мужества", "Политехническая" и др.) и Тбилиси "Варкетили" и др.).

Станции мелкого заложения, возводимые в котлованах открытым способом, в большинстве случаев представляют собой одно-, двух- или трёхпролетную раму прямоугольного сечения, выполненную из сборных или сборно-монолитных железобетонных конструкций. В зависимости от пролёта имеются один или два ряда колонн. Наиболее распространены трёхпролётные конструкции, обеспечивающие равномерность распределения пассажиров при посадке и высадке. Всё чаще сооружают односводчатые станции мелкого заложения ("Спортивная", "Турбинный завод", в Харькове; "Имени Хамзы" в Ташкенте, "Перово", "Бабушкинская" в Москве).

схемы станций метрополитенаВ CCCP станции метрополитена создавались как пространственно протяжённый архитектурный комплекс монументальных сооружений большого общественного значения. В проектировании станций Московского метрополитена участвовали видные советские архитекторы В. Г. Гельфрейх, И. А. Фомин, А. В. Щусев и др.

Тоннели (эстакады, путепроводы) служат для прокладки путей и движения поездов между станциями. Проектируют их одно- и двухпутными. Переход в плане от двухпутных к однопутным участкам осуществляют в специальных камерах-раструбах. Основные несущие конструкции крепи тоннелей (обделки) проектируют преимущественно замкнутыми, исходя из глубины заложения, гидрогеологических условий с учётом агрессивного воздействия окружающей среды, климатических и сейсмических условий, а также принятых методов работ. В качестве материалов крепи тоннелей используют бетон, железобетон и чугун. Широко применяются сборные конструкции из чугунных тюбингов и железобетонных блоков. При глубоком заложении наиболее распространены тоннели круглого и подковообразного поперечного сечений, а на мелком заложении при строительстве открытым способом в котлованах — прямоугольного.

Камеры съезда и тупики, в которых укладывают стрелочные переводы и устраивают дополнительные пути, предназначены для перевода поездов с одного пути на другой, а также для стоянки поездов на запасных путях. Для осмотра, проведения текущего, среднего и капитального ремонтов подвижного состава (вагонов) предназначены вагонные депо.

схемы станций метрополитенаПути метрополитена имеют свои особенности. Основанием верхнего строения пути в тоннелях служит лоток из бетона или железобетона, на наземных линиях — земляное полотно. Конструкция верхнего строения пути может быть на шпалах (железобетонных или деревянных) или бесшпальной. Ширина колеи советского метрополитена одинакова с шириной нормальной железнодорожный колеи (1520 мм). В зарубежных странах наиболее распространённое значение этого параметра — 1435 мм. В некоторых странах отсутствует единый стандарт на ширину колеи (в Японии, например, приняты колеи 1067, 1372, 1435 и 2180 мм). На отдельных линиях метрополитена в Париже, Монреале, Мехико и Саппоро имеется специальная колея для поездов на пневматических шинах (с бетонными дорожками), что обеспечивает плавность и бесшумность движения поездов и позволяет трассировать линии с увеличенными уклонами.

Электроэнергия для тяги поездов, освещения и нужд различных электропотребителей метрополитена подаётся от тягово-понизительных (раздельных или совмещённых) электроподстанций, которые получают питание переменным током напряжением 6-10 кВ от энергосистемы города. Для подвижного состава на тяговых подстанциях переменный ток преобразуют в постоянный напряжением 825 В (в метрополитене CCCP) и с помощью кабеля подводят к контактному рельсу, откуда через скользящие токоприёмники — к тяговым двигателям поезда. Для оборудования и к источникам освещения электроэнергия подается от понизительной подстанции напряжением до 380 В. Безопасность движения поездов и высокая пропускная способность метрополитена обеспечиваются устройствами автоматики сигнализации и связи, централизации и блокировки.

станция кузнецкий мост - колонная конструкцияМетрополитен в CCCP оборудован системой искусственной вентиляции. Воздухопроводами служат тоннели. Свежий воздух в эти выработки через специальные вентиляционные стволы или шахты подаётся вентиляторами, которые располагаются на перегонах между станциями и на самих станциях. Для улучшения температурного режима в метрополитене CCCP подача воздуха реверсируется в зависимости от времени года. Зимой воздух подаётся через вентиляционные шахты и выдаётся на станциях, летом наоборот. За рубежом нередко используется естественная вентиляция с расчётом на поршневое действие движущихся в тоннеле поездов. Однако эта система не всегда обеспечивает требуемые санитарно-гигиенические условия.

В метрополитене организуется санитарно-техническое хозяйство, включающее водоснабжение и канализацию служебных и технических помещений, систему отвода воды. Для этих целей служат специальные насосные станции и дренажные установки, которые связаны с системой городских коммунальных сетей водопровода, ливнестоков и канализации.

Строительство метрополитена обычно осуществляется индустриальными методами с комплексной механизацией основных горнопроходческих процессов. Трасса линии метрополитена переносится в натуру с помощью специальных геодезическо-маркшейдерских работ и увязывается с городской полигонометрической сетью. Строительство линий метрополитена в зависимости от гидрогеологических условий и городской застройки осуществляют закрытым или открытым способами. При закрытом способе производства работ широко применяется щитовой способ проходки перегонных и станционных тоннелей, позволяющий в одном щитовом агрегате совмещать работы по разработке и уборке породы, закреплению забоя и возведению постоянной крепи тоннеля (обделки). Это обеспечивает высокую эффективность и качество строительства тоннелей, безопасность труда рабочих и сохранность расположенных над тоннелями наземных сооружений. При проходке перегонных тоннелей всё больше применяют механизированные тоннелепроходческие комплексы (рис. 5).

станция октябрьськая - пилонная конструкциястанция перово - односводчатая конструкцияИспользование этого оборудования (механизированный тоннелепроходческий комплекс KT-1-5,6) со сборной железобетонной обделкой, обжимаемой в породу, на строительстве Ленинградского метрополитена позволило в 1981 установить мировой рекорд скорости проходки тоннелей для сооружений такого класса. За месяц было построено 1256 погонных метров тоннеля.

Строительство тоннелей и станций открытым способом осуществляется индустриальными методами с широким применением крупногабаритных сборных конструкций, цельных секций, из которых сразу собирается готовый тоннель, экскаваторов и бульдозеров для разработки грунта в котлованах и специальных козловых кранов KKTC-20 (грузоподъёмность 20 т с пролётом 25 и 40 м), позволяющих комплексно механизировать процесс строительства. Для крепления котлованов используют металлические сваи, распорную крепь. Последняя всё шире заменяется анкерной крепью. Применение специального щитового агрегата позволяет отказаться от временной крепи котлованов и сосредоточить строительные работы на разработке грунта и монтаже постоянной крепи (обделки) на коротком участке, что очень важно при стеснённых городских условиях.

Располагая большим опытом, CCCP оказывает помощь в проектировании и строительстве метрополитена во многих странах, в т.ч. в столицах европейских социалистических стран — Варшаве, Праге, Софии, Будапеште.

механизированный комплекс кт-1-5,6