КОЛОННАЯ ТРЕХСВОДЧАТАЯ СТАНЦИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА БЕЗ БОКОВЫХ ПЛАТФОРМ
COLUMNED TRIPLE-ARCHED SUBWAY STATION WITHOUT SIDE PLATFORMS

Изобретение относится к строительству тоннелей, в частности к строительству станций метрополитена.
Известна колонная трехсводчатая станция метрополитена (Тоннели и метрополитены / В.П.Волков, С.Н.Наумов, А.Н.Пирожкова, В.Г.Храпов. Изд. 2-е. М.: Транспорт, 1975), включающая средний зал, разомкнутые со стороны среднего зала боковые тоннели из колец с верхним и нижним опорными элементами и внутренние несущие конструкции, которые содержат верхний двухконсольный прогон, колонну, башмак и бетонный ростверк, при этом верхний прогон жестко связан с верхними опорными элементами колец боковых тоннелей, а башмак жестко связан с бетонным ростверком.
Недостатком данного изобретения является жесткая связь внутренних конструкций с верхними опорными элементами и бетонным ростверком в боковых тоннелях при неизбежных деформациях в процессе строительства, что приводит к появлению во внутренних конструкциях внецентренных усилий, которые ухудшают статическую работу и увеличивают материалоемкость конструкций.
Известна колонная трехсводчатая станция метрополитена (авторское свидетельство СССР №523975. Станция метрополитена колонного типа. Опубл. 05.08.76, бюл. №29), включающая средний зал, разомкнутые со стороны среднего зала боковые тоннели из колец с верхним и нижним опорными элементами и внутренние конструкции, которые в каждом боковом тоннеле содержат нижний неразрезной монолитный железобетонный прогон и в каждом кольце шарнирно связаны с верхним опорным элементом, а прогон в каждом кольце шарнирно оперт на нижний опорный элемент.
Недостатком данного изобретения является то, что такая станция метрополитена предусматривает наличие в боковых тоннелях пассажирских посадочных платформ, вследствие чего диаметр боковых тоннелей составляет 8,5-9,5 м и требует больших объемов выемки горных пород, материалоемкости обделки и колонно-прогонного комплекса, а также расходов на архитектурное оформление и эксплуатацию боковых тоннелей.
Известна трехсводчатая станция без боковых платформ (Лиманов Ю.А. Метрополитены. Изд. 2-е. М.: Транспорт, 1971), принимаемая в качестве прототипа, включающая боковые станционные тоннели, такого же наружного диаметра, как перегонные (например, 5,5 м). В состав усиленных железобетонных тюбинговых колец с высотой борта 0,25 м включены со стороны среднего станционного туннеля чугунные фигурные тюбинги, между которыми расположены сборные чугунные стены-колонны и проемы для посадки-высадки пассажиров в вагоны поезда. Ширина проема принята 1,85 м, расстояние между ними в осях - 4,61 м, что соответствует расстоянию между осями дверей в вагонах поезда. Ширина сборных чугунных стен-колонн составляет 2,76 м. Проемы высотой в свету 3,1 м обрамлены сверху и снизу сборными чугунными перемычками.
Недостатками вышеприведенного изобретения являются:
1. Использование тюбинговых колец нестандартной ширины 76,8 см, вместо обычных 100 см, что удорожает стоимость обделки за счет применения нетиповых ее элементов и большого расхода дорогостоящего чугуна.
2. Жесткое (бесшарнирное) соединение стенок-колонн с опорными фигурными чугунными тюбингами при неизбежных деформациях конструкции в процессе строительства станции вызывает появление внецентренных нагрузок на колонны и поэтому требует повышенного запаса прочности и расхода материала.
3. Наличие на внешней стороне фигурного тюбинга опорного выступа, выходящего за наружный контур кольцевой обделки, препятствует применению при сооружении боковых тоннелей такой станции прогрессивных щитовых комплексов с блочной обделкой, разжимаемой в породу, и эффективной поточно-сквозной организации строительства линий метрополитена.
Целью данного изобретения является разработка конструкции и схемы строительства трехсводчатой станции без боковых платформ, обеспечивающих снижение ее стоимости, трудоемкости и повышение темпов строительства.
Технический результат заключается в том, что предлагаемая конструкция колец боковых тоннелей станции благодаря фигурным металлическим тюбингам (см. фиг.3) обеспечивает возможность применения высокопроизводительного щитового механизированного перегонного комплекса с дуговым крепеукладчиком блоков и разжатием кольца на породу гидродомкратом между лотковыми блоками 11, с фиксацией кольца клиньями 12. Все это позволяет резко снизить трудоемкость работ, повысить скорость проходки и улучшить геомеханическую обстановку по сравнению с прототипом. Применение верхнего и нижнего прогонов 6 обеспечивает независимость шага проемов и их ширины от ширины колец обделки, а использование монолитного железобетона при возведении прогонов и стен-колонн резко снижает стоимость и трудоемкость работ по сравнению с чугунными стенами-колоннами и чугунными перемычками в проемах, предусмотренными в станции-прототипе.
Технический результат достигается тем, что колонная трехсводчатая станция метрополитена без боковых платформ, включающая средний зал с пассажирской платформой, разомкнутые со стороны среднего зала боковые тоннели перегонного диаметра без пассажирских платформ, со стенами-колоннами, разделенными проемами, шаг которых равен шагу дверей в вагонах поезда, согласно изобретению боковые тоннели выполнены из разжатых на породу сборных железобетонных колец стандартной ширины (1 м), включающих верхний и нижний металлические фигурные тюбинги в пределах габаритов кольца, имеющие в средней части треугольное углубление на всю ширину кольца и соединенные через шарнирные устройства с верхним и нижним железобетонными прогонами, которые жестко связаны с железобетонными стенами-колоннами, при этом на спинке фигурного тюбинга предусмотрены отверстия для закрепления стальной приставки под пяты верхнего и обратного сводов среднего зала станции в процессе его сооружения.
Изобретение поясняется чертежами (фиг.1, 2, 3), где 1 - средний зал; 2 - пассажирская платформа; 3 - боковые тоннели; 4 - типовые железобетонные кольца перегонного диаметра; 5 - фигурные металлические тюбинги; 6 - прогоны; 7 - стены-колонны; 8 - шарнирное опорное устройство; 9 - проем; 10 - раздвижные двери; 11 - лотковые блоки боковых тоннелей; 12 - клинья боковых тоннелей; 13 - стальная приставка; 14 - железобетонные блоки верхнего свода; 15 - домкрат; 16 - блоки временного заполнения; 17 - железобетонные блоки обратного свода; 18 - лотковые блоки среднего тоннеля; 19 - клинья среднего тоннеля.
В боковых станционных тоннелях 3 применяется типовая сборная железобетонная обделка 4 перегонного типа, с шириной кольца 1 м, в которую включены металлические верхний и нижний опорные фигурные тюбинги 5, толщина которых равна толщине кольца железобетонной обделки. При этом конструкция фигурных тюбингов обеспечивает сборку колец обделки при проходке тоннеля щитовым комплексом (в том числе, с высокоэффективным дуговым крепеукладчиком блоков), последующую установку прогонно-колонного комплекса 6 и 7 между фигурными тюбингами с шарнирным их соединением 8. При последующем сооружении среднего станционного тоннеля по уступной схеме пяты верхнего 14 и обратного 17 сводов опирают посредством приставки 13 на фигурные металлические тюбинги боковых тоннелей с передачей нагрузки на прогонно-колонный комплекс в виде железобетонных или стальных пустотелых конструкций, внутренние полости которых затем заполняют высокопрочным твердеющим раствором («коробчатый сталебетон»).
Предлагаемая колонная трехсводчатая станция метрополитена без боковых платформ включает средний зал 1 с пасажирской платформой 2, разомкнутые со стороны среднего зала боковые тоннели 3, без пассажирских плаформ, из типовых железобетонных колец 4 перегонного диаметра с включением в них верхнего и нижнего фигурных металлических тюбингов 5, которые опираются на прогоны 6 и стены-колонны 7 через шарнирные устройства 8. Фигурный тюбинг 5 (фиг.3) с толщиной, равной толщине кольца обделки, имеет в средней части треугольное углубление на всю ширину кольца (1 м) для последующей установки прогона 6 с шарнирным опорным устройством 8.
Прогоны и стены-колонны могут быть выполнены из монолитного или сборного железобетонного, а в особых случаях из коробчатого сталебетона. Между стенами-колоннами располагают проемы 9 шириной 1,8-1,9 м для посадки-высадки пассажиров в вагоны поезда. Расстояние между осями проемов равно расстоянию между осями дверей вагонов (4,61 м). Проемы 9 оснащают раздвижными дверями 10, которые открываются синхронно с дверями вагонов поезда.
После возведения в боковых тоннелях прогонов и стен-колонн и приобретения ими расчетной прочности, сооружают средний тоннель станции по схеме с нижнем уступом. Вначале разрабатывают породу в верхней его половине, с возведением из железобетонных блоков 14 верхнего свода и разжатием его в замке домкратом 15. При этом пяты свода через стальную приставку 13 опирают на фигурный тюбинг 5 и далее на прогон 6 и стены-колонны 7.
При разработке породы в нижней половине среднего тоннеля разбирают блоки временного заполнения 16, а затем сооружают из железобетонных блоков 17 обратный свод с разжатием его гидродомкратом в лотковых блоках 18 и фиксацией клиньями 19.