Петербургское Метро

Под нами в глубине на гранитах самой древней архейской эры лежат

древнейшие осадочные породы: на территории Ленинградской области это

гдовские песчаники и кембрийские глины. Непосредственно на кембрийских

глинах находятся отложения новейшего периода истории земли — четвертичного.

Для четвертичного периода здесь характерны мореные отложения нескольких

наступлений ледников с большим количеством валунов. Выше залегают так

называемые ленточные глины. Над ними иловатые пески и суглинки. И наконец,

культурный слой — результат деятельности человека, достигающей местами

нескольких метров.

Проектировщикам и строителям было ясно, что в четвертичных породах с их

напорными водами прокладывать М. будет чрезвычайно сложно. Это вскоре

доказало сооружение верхних участков вертикальных шахт и наклонных

(эскалаторных) тоннелей. В центре города, в старых густо застроенных

районах, станции М. имеют глубокое заложение, тоннели здесь проходят в

основном в кембрийских отложениях. В районах новостроек отдельные участки

целесообразно строить открытым способом или мелкого заложения. Из станций

первой очереди “Автово” — станция мелкого заложения, но ее сооружение

вызвало большие трудности, чем прокладка глубоких тоннелей. Немало хлопот

создала здесь строителем и речка Красненькая, которую пересекала трасса

метро. Применив замораживание грунта, метростроевцы справились с этим

участком, проходящем в пластических глинах и суглинках. В сложные

геологические условия попали метростроевцы между станциями “Лесная” и

“Площадь Мужества”. Тоннели на протяжении около четырех сот метров должны

были пройти в толще четвертичных водонасыщенных отложений и водных песков с

напором воды в несколько атмосфер. Обогнуть этот так называемый размыв было

нельзя, так как слой песка здесь толст и обширен. Опять прибегли к

замораживанию грунта. Чтобы уменьшить количество скважин, которые следовало

пробурить, и уменьшить количество труб, необходимых для замораживания

грунта, инженеры “Ленметростроя” предложили, в отличии первоначального

проекта, прокладывать тоннели не на одном уровне, а один над другим. Это

значительно сократило число потребованных скважин и труб.

8 апреля 1974 года при бурении передовых разведочных скважин в нижнем

тоннеле была обнаружена незамерзшая порода, из которой поступала вода.

Затем в забое появились трещины, через которые начал прорываться плывун.

Вскоре и верхние тоннель стал заполнятся. Аварийные затворы из-за быстрого

поступления плывуна полностью закрыть не удалось. Плывун затопил оба

тоннеля на целый километр, разморозил значительную часть льдогрунтового

массива. Для того чтобы остановить плывун, у станции “Лесная” в тоннелях

была сооружена перемычка и произведена закачка воды в аварийные участки.

В решении комплекса проблем, возникших при ликвидации аварии, приняли

участие многие научно-исследовательские институты Ленинграда. Впервые в

мировой практики был применен жидкий азот, имеющий температуру минус 196(,

это значительно ускорило все работы по замораживанию, в том числе и по

созданию льдогрунтовой перемычки. Помимо жидкого азота был применен ряд

новых материалов и приборов. Например: полимербетон с добавлением

пластифицирующей смолы, схватывающихся при температурах, близких к 0(;

полимербетонные растворы для инъекций в железобетонную рубашку, чтобы

понизить ее водонепроницаемость: система межскважинного акустического

просвечивания, сигнализирующая о наличии непромороженных зон.

В ноябре 1975 года была произведена сбойка верхнего и нижнего тоннелей, а

через месяц весь участок от “Площади Ленина” до “Академической” сдан в

эксплуатацию с оценкой отлично. Ни одна станция метро не сооружается без

тщательного изучения геологических и иных условий ее нахождения, без

тщательного анализа расчета конструкций станций и тоннелей.

Расчет конструкций Ленинградского М. делался с учетом многолетнего опыта

московских метросроителей. Но в Москве М. прокладывалось в основном в

известняках, так же как железнодорожные тоннели строятся обычно в скальных

грунтах. А вот тоннелей, которые надо рассчитывать одновременно и на

скальною породу и на глину, еще не строили. Пришлось тщательно изучать

свойства кембрийских глин и делать новые расчеты. Так, в Москве чугунные

тюбинги перегонных тоннелей делались одинаковыми по прочности. Исследования

показали, что кембрийские глины будут давить на тюбинговое кольцо тоннеля

гораздо сильнее с верху. Значит кольцо должно быть более сильней на верху и

может быть облегченны с баков — то есть можно применить так называемою

конструкцию переменой жидкости. На рубеже 1959 — 1960 годов при кафедре

тоннелей и метрополитенов Ленинградского ордена Ленина института инженеров

железнодорожного транспорта имени В. Н, Образцова была создана лаборатория

моделирования тоннелей. В ней на небольших моделях создаются условия, в

которых будут действовать подземные сооружения. Первой была построена

конструкция станции “Парк Победы”, а затем и все строившееся позднее. В

ликвидации последствий аварии у станции “Площадь Мужества” кафедра тоннелей

и метрополитенов Института инженеров железнодорожного транспорта принимала

самое активное участие. Испытание модели этого участка позволило выбрать

лучшею конструкцию укрепления тоннеля.

Когда-то работы в тоннелях велись с помощью отбойных молотков, а погрузка

породы в вагонетки осуществлялось в ручную — лопатами. Сооружение тоннелей

в Ленинграде уже на первой поре стало механизированным. В Ленинграде был

спроектирован механизированный проходческий щит ленинградского типа. За

проходческим щитом двигается второй механизм тюбингоукладчик, или эректор.

Своими стальными “руками”, которые могут двигаться по окружности, радиусу и

вдоль тоннеля, он доставляет и размещает тюбинги в любое место монтируемое

обделки тоннеля. Для ускорения строительства тоннели между станциями ведут

с двух сторон — навстречу друг другу. Прокладку трассы и точность стыковки

обеспечивают маркшейдеры — подземные геодезисты.

Донецкие маркшейдеры, участвовавшие в прокладке первой очереди московского

М. , работали очень осторожно. Они обязательно сперва проходили штольней

малого диаметра. В случае ошибки ее легко было поправить при расширении

тоннеля до полного профиля. Теперь, при проходке тоннелей механизированными

щитами, дающими готовый тоннель с уже установленными тюбингами, расчеты

маркшейдеров должны быть особенно точными. И действительно, встречные

тоннели соединяются с точностью до двух сантиметров. Этому помогают и

созданные в Ленинграде щитовые приборы, коренным образом улучшившие

определений положений щита. Маркшейдеры первыми приходят на строительство

М. :они переносят проект в натуру. Разбивка всей трассы сначала

производится на поверхности земли. По этой разбивке задаются все центры

вертикальных шахт, наклонных, эскалаторных ходов. Затем крайние точки

разбивки через вертикальные шахты с помощью отвесов переносят под землю. От

этих точек, под землей, задаются направление горизонтальных штолен со всеми

их поворотами и уклонами.

По этой разбивке маркшейдеры руководят включением домкратов — направлением

движения проходческого щита.

Когда строили участок Кировско-Выборгской линии от “Площади Восстания” до

“Площади Ленина”, пришлось первый раз пройти двумя тоннелями под Невой.

Осуществилась мечта русского изобретателя-самоучки Мещанина Торгованова, в

1820 году представившего проект “проезда с Адмиралтейской стороны на

Васильевский остров под Невою, не мало не мешая оной течению”. Царскому

правительству осуществить этот проект было не под силу.

При прокладке тоннеля между станциями “Невский Проспект” и “Горьковская”

под Невой проходчики наткнулись на узкую, ранее не выявленную впадину в дне

Невы. Пришлось тоннель заглублять с максимально допустимым уклоном . Теперь

на этом участке пассажиры первого вагона оказываются на шесть метров ниже

едущих в хвостовом. Хотя от впадин в дне реки стараются уйти поглубже, для

полной безопасности работы ведутся кессонным способом. При подходе к реке

тоннель герметически перегораживается, и в подречную часть нагнетается

воздух. Повышенное давление препятствует проникновение воды в тоннель. Но к

работе в условиях повышенного давления организм человека должен привыкнуть,

поэтому рабочие в течении одного-двух часов “шлюзуются” в специальных

камерах, где давление постепенно повышается от атмосферного до кессонного.

Тоже самое, только в обратном порядке, совершается и при выходе.

Строительство станций метрополитена

в общем

Особое положение в комплексе сооружений М. занимают станции, вестибюли и

пересадочные узлы, непосредственно связанные с обслуживанием пассажиров.

Наряды с выполнением своих основных функций они должны обеспечивать

безопасность пассажиров, обладать определенными удобствами (в том числе

максимально короткий путь от поверхности к перронным залам и в обратном

направлении, чистота и оптимальная температура воздуха и др.). В местах

пересечений или соприкосновений различных линий М. сооружаются пересадочные

(узловые) станции. Их перронные залы соединяются лестницами и коридорами

(узлы коридорного типа) или только лестницами либо эскалаторами (узлы

двухъярусного — так называемого башенного типа), а иногда располагаются в

одном уровне, с пересадкой через платформу непосредственно из вагона в

вагон (узлы объединенного типа). В России станции М. и переходы оборудуются

эскалаторами для подъема пассажиров на высоту более 5м. При высоте более

7м. предусматриваются эскалаторы и для спуска пассажиров. В зарубежной

практике иногда применяют подъемники лифтового типа с кабинами вместимостью

до 130 человек.

Станции мелкого заложения сооружаются главным образом со вскрытием

поверхности. Для их перекрытия используются стоечно-балочные конструкции с

1, 2 или несколькими рядами опор или сводчатые конструкции, рассчитанные на

нагрузки от массы земли толщиной 1-2,5 м. и движущегося по поверхности

уличного транспорта.

Станции глубокого заложения обычно представляют собой 2, 3 или нескольких

тоннелей с монолитной или сборной обделкой, выдерживающий давление

вышележащих пород. Обделка в каждом тоннеле состоит из замкнутых и

соединенных между собой колец, образованных чугунными или железобетонными

тюбингами. Эти станции подразделяются на пилонные и колонные. В пилонных

станциях М. опорами перекрытия служат массивные пилоны, образованные 2 — 4

или большими количеством тюбинговых колец, в колонных — стальные или

железобетонные колонны. Строительство колонных станций дороже и сложнее

строительства пилонных, но более открытое внутреннее пространство колонных

станций удобнее для движения массовых потоков пассажиров и облегчает их

зрительную ориентацию. В основном в периферийных районах городов, где

проходят наземные линии, сооружают станции в виде павильонов или с

открытыми платформами, защищенными легкими навесами и козырьками. Тип

станций во многом зависит от конкретных условий строительства

(особенно от гидрогеологической обстановки ).

Первые станции лондонского М. сооружавшиеся под проезжей частью улиц,

имели сводчатые перекрытия из кирпича с вентиляционными решетками,

устроенными непосредственно на тротуарах. Поездные пути располагались по

центральной продольной оси станции М., по сторонам путевого полотна

находились две боковые пассажирские платформы ( этот тип станций с узкими,

шириной 1,5 — 3 м , боковыми платформами, простой по устройству, но не

достаточно удобный пассажиров, получил распространение в М. Западной Европы

и Америки ). В дальнейшем при строительстве в Лондоне станции М. глубокого

заложения стали применять ограждающие конструкции кольцевого сечения из

чугунных тюбингов, облицованные керамической плиткой. Большинство станций

парижского М. имеет одинаковую односводчатую конструкцию, с центральным

расположением путей и боковыми пассажирскими платформами. После постройки

станций берлинского М. с пассажирской платформой так называемого островного

типа (расположенной между путями). Преимуществами такой станции являются

удобное расположение входов и выходов со стороны концов платформы, более

полное использование всей площади платформы, легкость ориентировки

пассажиров и возможность изменения направления поездки без перехода через

пути.

В целом в зарубежной практике строительство М., за редким исключением,

преобладает утилитарный подход к архитектурному решению М. Большое внимание

облику М., особенно станций, стали уделять лишь во 2-й половине 20 века ;

применяются новейшие конструкции, строительные и отделочные материалы,

средства рекламы и визуальной информации.

С конца 50-х гг. для мирового градостроительства характерна тенденция к

объединению станций М. с другими городскими транспортными сооружениями с

целью создания больших удобств и безопасности для пассажиров и наиболее

эффективного комплексного использования подземного пространства города.

Строятся объединенные станции для объединенной пересадки с М. на городские

и пригородные железные дороги.

в Санкт-Петербурге

Станции глубокого заложения первой очереди ленинградского М. по их

конструктивному решению можно разделить на два типа: пилонные и колонные.

Из первой очереди Кировско-Выборгской линии станции “Технологический

институт” и “Балтийская” сооружены со стальными колоннами. Они просторнее

дают возможность большего обзора пассажирам. Из станций первой очереди

ленинградского М. колонной является станция “Кировский завод”. Ее опоры

сделаны не стальные, а собранные из чугунных тюбингов.

Уже в 1956 году на строительстве Московско-Петроградской линии началось

освоение и внедрение в тоннельные конструкции высокопрочного сборного

железобетона.

Стали применять и совершенно новый тип конструкций станций.

“Парк Победы”, “Московская”, “Петроградская”, “Звездная” на Московско-

Петроградской линии, “Василеостровская”, “Гостиный двор”, “Маяковская”,

“Площадь Александра Невского”, “Елизаровская”, “Ломоносовская” на Невско-

Василеостровской линии выглядят совсем иначе, чем строившееся раньше: в них

нет посадочных платформ. В боковых стенках единственного, центрального,

зала станции — ряд ниш с закрытыми дверьми. Только когда замрет шум

подошедшего поезда, двери открываются. Одновременно раздвигаются и двери

вагонов поезда — они точно против дверей зала. Совсем как в лифте. Поэтому

система получила название “горизонтальный лифт”.

“Площадь Мужества” и “Политехническая” — первые в Ленинграде и в стране

односводчатые станции глубокого заложения. Свод этих станций перекрывает

оба пути и пассажирскую платформу. Он собирается из железобетонных блоков,

которые затем домкратами разжимаются в пароду. Это дает те же преимущества,

что и вдавливание в грунт обделки перегонных тоннелей. Опорами для свода

этих станций служат два тоннеля, по типу перегонных, из железобетонных

тюбингов, внутри заполненные бетоном. Свободное от внутренних опор обширное

пространство, перекрытое одним сводом, создает больше возможности и дли

архитектурного решения. Разработка конструкций этих станций и

осуществление их в натуре отмечены государственной премией 1978 года.

Станции “Выборгская”, “Лесная”, “Академическая” и “Гражданский проспект”

имеют металлические колонны и прогоны коробчатого сечения (прогон — балка,

проходящая по верху колонн, на которую опираются своды центрального и

перронных залов). Конструкции этих станций делались из усиленного сборного

железобетона.

По продольному профилю станции размещены выше перегонных тоннелей, как бы

на горках. Поезда от станций идут под уклон — сокращается расход

электроэнергии. Перед станциями поезд идет на подъем — меньше тратится

электроэнергии и сжатого воздуха на торможение состава. Уже при сооружении

первой линии Ленинградского М. встал вопрос о фундаментах под наружные

вестибюли. Большинство из них попадало на плывун или ленточные глины. И

даже двадцати метровые сваи быстро уходили в грунт. Тогда пошли по другому

пути — стали сооружать под вестибюли сплошную железобетонную плиту —

“плавающей фундамент”. Благодаря своей большой площади, он сократил

нагрузку на грунт и предотвратил осадки. Те же трудности, связанные с

осадкой грунта, возникли и при установке эскалаторов. Эскалаторы, созданные

для первой очереди московского М. на ленинградском заводе “Красный

металлист” и для последующих очередей Перовским машиностроительным

заводом, не подходили. Они имели две “жесткие” точки — неподвижные опоры

внизу и вверху. В условиях Ленинграда осадки в верхней точке были

неизбежны. Родилась мысль о создании гибкого эскалатора из отдельных

секций. Каждая секция опирается на свои фундаменты из сборных

железобетонных блоков: когда верхние опоры оседают, эскалатор покорно

следует изгибу — работа наклонного эскалатора не нарушается. Совместными

усилиями инженеров Ленметростроя эта идея была осуществлена.

Помимо времени на поездку в поезде метро, пассажир тратит его и на спуск

по эскалатору. Еще в первые годы эксплуатации М. скорость движения

лестничного полотна была повышена с 0,75 метров в секунду до 0,94. Для

чистки направляющих рам есть совсем маленькая скорость — 0,04 м/с. После

каждого 140 тысяч километров пробега делают капитальный ремонт. Сейчас все

эскалаторы переведены на автоматическое и дистанционное управление.

Например, для трехленточного наклонного хода автоматика обеспечивает:

включение резервного среднего эскалатора при остановке по техническим

причинам одного из крайних эскалаторов; переключение среднего эскалатора,

работавшего в направлении, противоположном остановившемуся по технической

причине крайнему эскалатору; при остановке двух крайних эскалаторов

средний продолжает работать на подъем или переключается на подъем. Все это

делается немедленно, автоматически.

Архитектура станций Кировско-Выборгской линии

Еще при строительстве первой очереди Московского М. было положено начало

традиций рассматривать станции М. не только как необходимые конструктивные

сооружения подземной дороги, но и как произведения архитектуры, воплощающей

определенный идейно-художественный замысел. Этим наше М. существенно

отличается от подземок капиталистических стран с их подчеркнуто

утилитарным, упрощенным обликом.

На архитектурное проектирование станций первой очереди ленинградского М.

был объявлен всесоюзный конкурс. В нем, кроме ленинградцев, участвовали

мастера архитектуры Москвы, Киева, Свердловска. На конкурс поступили 123

проекта, из которых совсем не легко было выбрать лучшие.

Архитектурная композиция станций М. в значительной степени определяется их

конструкцией, в декоративном же оформлении подземных залов и наземных

вестибюлей находят отражение особенности, характерные для соответствующих

этапов развития советской архитектуры. Но каковы бы не были изменения в

стилистической направленности зодчества, авторы проектов станций М. всегда

стремились сделать их не только удобными длю пассажиров, но и красивыми.

При этом проектировщикам приходится решать нелегкою творческую задачу: при

Страницы: 1, 2, 3