СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СТАНЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА (СПОСОБ ЮРКЕВИЧА П.Б.) Российский патент 2015 года по МПК E02D29/55 

1. Область техники

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению станций метрополитена в вертикальных грунтовых выработках глубиной свыше 15 м, и может быть использовано также для возведения мелкозаглубленных подземных сооружений сложной и специальной конфигурации.

2. Уровень техники

Глубина заложения станции метрополитена определяется в первую очередь глубиной заложения перегонных тоннелей, что диктуется геологическими факторами, существующим уровнем техники проходки, как наличие или отсутствие зданий и сооружений на дневной поверхности над линией метрополитена и другими внешними, принимаемыми во внимание, воздействиями. При этом мелкое заложение определяют как заложение линии на глубине, при которой станция сооружается открытым способом, перегонные тоннели открытым или закрытым способом на минимально допустимой глубине; а глубокое заложение определяют как заложение линии на глубине, при которой станция и перегонные тоннели сооружаются закрытым способом [СНиП 32-02-2003-"Метрополитены", Актуализированная редакция, М.: 2004, Приложение 2Б, стр.206-207].

Известно, что станция метрополитена мелкого (до 20 метров) заложения включает станционные, обслуживающие и специальные дополнительные сооружения, возводимые открытым способом в вертикальной грунтовой выработке (котловане) с полным вскрытием дневной поверхности, например, путем предварительного выполнения отрывки котлована с последующим возведением сооружения традиционными способами ["Тоннели и метрополитены". Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г., изд. 2-е перераб. и доп. Москва, "Транспорт", 1975 г., стр.408-412, 494-500, 502].

Такие станции сооружаются, как правило, с временным ограждением выработки (котлована) в виде металлического шпунта, металлических балок с деревянной затяжкой или монолитных железобетонных стен, возводимых методом "стена в грунте", временное крепление ограждающих стен выполняется металлической распорной или анкерной крепью.

При размещении станции метрополитена в вертикальной грунтовой выработке глубиной свыше 15 м такое решение становится технически нерациональным ввиду высоких нагрузок на ограждение и временное крепление выработки и в результате увеличения материалоемкости, стоимости и трудоемкости возведения ограждения и временного крепления. Также существенно возрастает негативное влияние на окружающую застройку из-за ее деформаций в процессе строительства станции. В результате требуется выполнять трудоемкое усиление фундаментов и несущих конструкций близлежащих зданий или их снос.

Общий недостаток технических решений возведения мелкого заложения в том, что при размещении станции метрополитена в вертикальной грунтовой выработке глубиной свыше 30 м такое решение не может быть осуществлено, в частности, ввиду возникновения чрезмерных запредельных разрушающих нагрузок на временные ограждение и крепление выработки.

Известны способы возведения станции метрополитена глубокого заложения (например, патент на полезную модель RU 126037, МПК E04H 14/00, 2012 г.), характеризующиеся, в частности, сложными, трудоемкими и дорогостоящими конструкторскими решениями.

Известен также способ возведения станции метрополитена (Способ Юркевича П.Б.) (патент на изобретение RU 2505646 по Заявке №2012112354/03 (018618), МПК E02D 29/055), принятый заявителем в качестве наиболее близкого аналога заявленного технического решения, в котором возведение станции метрополитена осуществляется полузакрытым способом в вертикальной грунтовой выработке с минимизацией обратной грунтовой засыпки, станцию возводят в несколько стадий, при этом первоначально возводят внешние стены и промежуточные колонны в грунтовых выемках, на которые устанавливают покрытие - перекрытие в уровне земли, выполняют его гидроизоляцию и обратную засыпку, затем последовательно по схеме "сверху-вниз" на стены и промежуточные колонны возводят промежуточные перекрытия в качестве постоянной крепи с поярусной разработкой грунта под защитой вышележащего яруса перекрытий, устанавливают фундаментную плиту с одновременным устройством элементов узловых связей конструкций и элементов усиления, нижние части внешних стен и промежуточных колонн под фундаментной плитой защемляют в грунтовом массиве, в процессе сооружения внешние стены, промежуточные колонны, перекрытия и внутренние стены соединяют друг с другом.

Недостатки решения заключаются в необходимости устройства всех промежуточных колонн в грунтовых выемках, использовании ограниченных по числу и размерам временных монтажных проемов в перекрытиях, необходимости применения временной вентиляции и искусственного освещения вертикальной выработки в процессе ее поярусной разработки, опережающей обратной засыпке покрытия станции, сложности выдачи разрабатываемого грунта на поверхность и подачи строительных материалов для возведения возводимых полузакрытым способом конструкций. Опережающая обратная засыпка станции до начала поярусной разработки грунта в выработке под защитой промежуточных перекрытий существенно увеличивает нагрузки на промежуточные колонны, что требует повышения несущей способности путем большего заглубления или увеличения поперечного сечения их свайных частей. Вследствие этого существенно ограничены возможности по унифицированному использованию пространства как для монтажа конструкций, так и для монтажа технологического оборудования, а также использования проемов при проходке смежных перегонных тоннелей и при эксплуатации станции увеличивается стоимость, трудоемкость и продолжительность строительства.

3. Сущность изобретения

3.1. Постановка технической задачи

Техническая задача - обеспечить возведение станции метрополитена полузакрытым способом в вертикальной грунтовой выработке глубиной свыше 15 м с минимизацией количества и глубины заложения и/или поперечного сечения свайных частей промежуточных колонн, возводимых в грунтовых выемках, исключением или минимизацией применения временной вентиляции и искусственного освещения вертикальной выработки в процессе ее поярусной разработки с целью снижения трудоемкости, продолжительности и стоимости строительства.

3.2. Результат решения технической задачи

Технический результат в том, что предложенная специальная система размещения конструкций проемов, применяемая при возведении, и последовательность возведения несущих конструкций станции метрополитена обеспечивают компенсацию чрезмерных запредельных разрушающих нагрузок на временные ограждения и крепление выработки при использовании полузакрытого способа строительства с минимизацией количества и заглубления и/или поперечного сечения свайных частей промежуточных колонн в грунтовых выемках, исключение или минимизацию применения временной вентиляции и искусственного освещения вертикальной выработки в процессе ее поярусной разработки, снижение трудоемкости, продолжительности и стоимости строительства, а также возможность использовать проемы для оптимального монтажа конструкций сооружения, монтажа технологического оборудования, использовать при проходке смежных перегонных тоннелей и в процессе эксплуатации.

Перечень чертежей

На фиг.1 представлен продольный разрез станции метрополитена, возводимой в вертикальной выработке; на фиг.2 - сечение "1-1" на фиг.1 или план в уровне кассовых залов станции метрополитена; на фиг.3 - сечение "2-2" на фиг.1 или план в уровне технических помещений станции метрополитена; на фиг.4 - сечение "3-3" на фиг.1 или план в уровне пассажирской платформы станции метрополитена; на фиг.5 - сечение "4-4" на фиг.1 в зоне вестибюля станции метрополитена с группой эскалаторов; на фиг.6 - сечение "5-5" на фиг.1 в зоне пассажирской платформы станции метрополитена; на фиг.7-24 - технологическая последовательность возведения станции метрополитена; на фиг.7 - первая половина станции метрополитена (продольный разрез) в период строительства на Стадии 1 (разработка грунта под защитой покрытия и возведение перекрытия в уровне кассовых залов); на фиг.8 - сечение "6-6" на фиг.7 или план в уровне покрытия станции метрополитена в период строительства на Стадии 1; на фиг.9 - вторая половина станции метрополитена (продольный разрез) в период строительства на Стадии 1; на фиг.10 - сечение "6-6" на фиг.9 или план в уровне покрытия станции метрополитена в период строительства на Стадии 1; на фиг.11 - сечение "4-4" на фиг.7 в зоне вестибюля станции метрополитена с группой эскалаторов в период строительства на Стадии 1; на фиг.12 - сечение "5-5" на фиг.9 в зоне пассажирской платформы станции метрополитена в период строительства на Стадии 1; на фиг.13 - первая половина станции метрополитена (продольный разрез) в период строительства на Стадии 2 (разработка грунта под защитой покрытия и промежуточных перекрытий и возведение фундаментной плиты); на фиг.14 - сечение "7-7" на фиг.13 или план в уровне технического подполья станции метрополитена в период строительства на Стадии 2; на фиг.15 - вторая половина станции метрополитена (продольный разрез) в период строительства на Стадии 2; на фиг.16 - сечение "7-7" на фиг.15 или план в уровне технического подполья станции метрополитена в период строительства на Стадии 2; на фиг.17 - сечение "4-4" на фиг.13 в зоне вестибюля станции метрополитена с группой эскалаторов в период строительства на Стадии 2; на фиг.18 - сечение "5-5" на фиг.15 в зоне пассажирской платформы станции метрополитена в период строительства на Стадии 2; на фиг.19 - первая половина станции метрополитена (продольный разрез) в период строительства на Стадии 3 (ликвидация временных монтажных проемов в промежуточных перекрытиях и покрытии, возведение внутренних несущих конструкций и перемещение через станцию тоннелепроходческого механизированного комплекса (ТПМК) по фундаментной плите); на фиг.20 - сечение "3-3" на фиг.19 или план в уровне пассажирской платформы станции метрополитена в период строительства на Стадии 3; на фиг.21 - вторая половина станции метрополитена (продольный разрез) в период строительства на Стадии 3; на фиг.22 - сечение "3-3" на фиг.21 или план в уровне пассажирской платформы станции метрополитена в период строительства на Стадии 3; на фиг.23 - сечение "4-4" на фиг.21 в зоне вестибюля станции метрополитена с группой эскалаторов в период строительства на Стадии 3; на фиг.24 - сечение "5-5" на фиг.21 в зоне пассажирской платформы станции метрополитена в период строительства на Стадии 3;

где УГР - уровень головок рельсов, Ось станции - центр пассажирской платформы вдоль продольной ее оси, 1 - уровень кассовых залов, 1а - кассовый зал вестибюля, 1в - блок технических помещений станции метрополитена, 2 - уровень технических помещений, 3 - уровень технического подполья, 4 - уровень пассажирской платформы, 5 - группа эскалаторов, 6 - внешняя стена, возводимая в грунтовой выемке методом "стена в грунте", 7 - монолитная железобетонная или металлическая погружная ("plunge column") промежуточная колонна, возводимая в грунтовой выемке, 7а - монолитная железобетонная колонна, возводимая внутри поперечных временных монтажных проемов по схеме "снизу-вверх" после возведения фундаментной плиты, 8 - покрытие, 9а - промежуточное перекрытие (над уровнем технических помещений), 9в - промежуточное перекрытие (над уровнем технического подполья), 9с - промежуточное перекрытие (над уровнем пассажирской платформы), 10 - фундаментная плита, 11 - прижимные стены гидроизоляции, 12 - перекрытие пассажирской платформы. Ось пути - осевая линия, проходящая посередине железнодорожного рельсового пути движения поездов метрополитена, 13 - шлюзовая камера для обеспечения безопасности проходки перегонных тоннелей с помощью ТПМК, 14а - временный поперечный монтажный проем в покрытии, 14в - временный продольный монтажный проем в покрытии, 15а - временный поперечный монтажный проем в промежуточном перекрытии 9а (над уровнем технических помещений), 15в - временный продольный монтажный проем в промежуточном перекрытии 9а (над уровнем технических помещений), 16а - временный поперечный монтажный проем в промежуточном перекрытии 9в (над уровнем технического подполья), 16в - временный продольный монтажный проем в промежуточном перекрытии 9в (над уровнем технического подполья), 17а - временный поперечный монтажный проем в промежуточном перекрытии 9с (над уровнем пассажирской платформы), 17в - временный продольный монтажный проем в промежуточном перекрытии 9с (над уровнем пассажирской платформы), 18 - перегонный тоннель, 19 - торцевая рама усиления, 20 - ТПМК во время перемещения по фундаментной плите; 21 - обойма усиления промежуточной колонны выше уровня фундаментной плиты.

3.3. Отличительные признаки

Способ возведения станции метрополитена, осуществляемый в вертикальной грунтовой выработке в несколько стадий, включающий на первой стадии опережающее возведение внешних стен и промежуточных колонн, устраиваемых в грунтовых выемках, последующую на последующих стадиях установку на них покрытия и перекрытий с чередованием их установки с поярусной разработкой грунта в выработке под защитой вышележащих промежуточных перекрытий, отличается от известного тем, что в покрытии (8) и перекрытиях (9а, 9с и 9в) в период строительства выполняют конгруэнтные проемы с возможностью их унифицированного использования, на последней стадии осуществляют возведение внутренних конструкций сооружения, технологического оборудования с конструктивной обработкой проемов.

Габаритные размеры Х и Y проема [G=(X×Y), чаще всего прямоугольные в плане с габаритами Х, м - ширина проема; Y, м - длина проема] и размещение конгруэнтных проемов являются функцией ширины станции в свету между внешними стенами (S, м), ширины перемычки в поперечном сечении станции в покрытии (D) и промежуточных перекрытиях (D, м):G=F(S,D,L).

Чаще всего проемы выполняют конгруэнтными по вертикали выработки, прямоугольными или иной формы поперечными и/или продольными в плане (фиг.8, 10, 14, 16) с возможностью унификации для использования при возведении конструкций сооружения и монтажа технологического и станционного оборудования, для использования при проходке смежных перегонных тоннелей и/или использования при эксплуатации станции, при этом выполнены конгруэнтными по вертикали выработки, прямоугольными поперечными и продольными в плане, поперечные проемы с габаритными размерами (А)×(В) размещают над перекрытием пассажирской платформы, продольные проемы с габаритными размерами (Fa)×(Ea) в покрытии, (Ра)×(Ев) и (Fв)×(Ев) в перекрытиях размещают в среднем пролете поперечного сечения станции в зонах непосредственной установки эскалаторных групп и в торцах станции,

где А=S-2D, м;

В=2L-2С, м;

А - длина поперечного проема, м;

S - ширина станции в свету между внешними стенами (6), выполняемыми в грунтовых выемках методом "стена в грунте", м;

$$D\ge \left(\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.÷\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$3$}\right.\right)\times Sa$$ - ширина перемычки в поперечном сечении станции в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с), где Sa - пролет колонн в поперечном сечении станции или расстояние между осью промежуточной колонны (7) и внешней стеной (6), м;

В - ширина поперечного проема, м;

L - шаг промежуточных колонн вдоль продольной оси станции, м:

S=2Sa+Sв, где Sв - средний пролет колонн в поперечном сечении станции в осях колонн, м;

Fa - унифицированный габаритный размер продольных проемов по длине в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в), обеспечивающий последующее перекрытие проемов с устройством фундаментов и монтажом эскалаторных групп (5), м;

Еа - габаритный размер продольного проема по ширине в покрытии (8), равный расстоянию в свету между промежуточными колоннами (7) без обойм их усиления с учетом удвоенной величины допустимого отклонения промежуточных колонн (7) от вертикали (плюс 2×50 мм=100 мм) в уровне фундаментной плиты (10), м;

Fв - габаритный размер продольного проема по длине в промежуточном перекрытии (9с) над уровнем пассажирской платформы, обеспечивающий последующее перекрытие проема с монтажом эскалаторных групп (5), м;

Ев - габаритный размер продольного проема по ширине в промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с), равный расстоянию в свету между внутренними ограждающими стенами эскалаторных групп (5), м.

Возможно как дополнительное мероприятие в процессе строительства не предусматривать опережающую гидроизоляцию и обратную грунтовую засыпку покрытия (8) станции для минимизации нагрузок, передающихся на промежуточные колонны (7), что в результате позволяет уменьшить величину заглубления и/или поперечного сечения свайных частей промежуточных колонн (7).

Один из вариантов реализации способа в том, что поперечные проемы (14а) в покрытии (8) и аналогичные проемы (15а, 16а и 17а) в промежуточных перекрытиях (9а, 9в и 9с) выполняют над перекрытием пассажирской платформы (12) габаритными размерами, обеспечивающими пропуск (не выполнение) каждой четвертой промежуточной колонны (7) в грунтовых выемках из двух рядов колонн в поперечном сечении станции и устройство перемычек в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в и 9с) шириной, равной полуторному шагу колонн вдоль продольной оси станции. Продольные проемы (14в) в покрытии (8) и аналогичные проемы (15в, 16в и 17в) в промежуточных перекрытиях (9а, 9в и 9с) выполняются в среднем пролете поперечного сечения станции в зонах непосредственной установки эскалаторных групп (5) и в торцах станции габаритными размерами, обеспечивающими беспрепятственное возведение ограждающих эти эскалаторы стен, перекрытий и фундаментов под ними, а также монтаж эскалаторов. Промежуточные колонны (7а), попадающие в зоны поперечных проемов (14а, 15а, 16а и 17а), возводятся внутри вертикальной выработки после возведения фундаментной плиты (10) по схеме "снизу-вверх" и в зависимости от необходимости противодействия всплытию станции без или с анкеровкой в нижерасположенном грунтовом массиве посредством их свайных фундаментов.

Если ширина станции в поперечном сечении позволяет перемещать тоннелепроходческие механизированные комплексы (например, ТПМК, 20), использующиеся при проходке смежных перегонных тоннелей (18), через станцию по фундаментной плите (10) без монтажа и демонтажа, то продольные (14в) и поперечные (15в, 16в и 17в) проемы в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в и 9с) соответственно могут быть использованы при проходке смежных перегонных тоннелей (18) для выдачи на поверхность разрабатываемого грунта и подачи на монтаж сегментов (тюбингов) тоннельной обделки.

Способ строительства станции метрополитена, в отличие от известного, упрощает разработку грунта под защитой перекрытий и по своей эффективности мало отличается от разработки грунта в открытом котловане. В то же время он аналогичен известному полузакрытому способу строительства в части обеспечения безопасности строительства и минимизации влияния строительства на окружающие здания, сооружения и коммуникации.

Станция метрополитена, реализованная способом, устроена следующим образом.

Станция метрополитена (фиг.1-6) выполнена с размещением всех необходимых технологических и служебных помещений и пассажирских зон в общем объеме вертикальной выработки, вместо значительной обратной засыпки которой над уровнем пассажирской платформы (4) располагаются уровни технического подполья (3), технических помещений (2) и кассовых залов (1). Кассовые залы вестибюлей (1а) посредством групп эскалаторов (5) связаны с уровнем пассажирской платформы (4). Блок технических помещений (1в) при этом размещается в уровне кассовых залов (1) между кассовыми залами (1а).

Несущие конструкции станции метрополитена при этом способе возведения включают:

- внешние стены (6), выполняемые в грунтовых выемках методом "стена в грунте" (траншейные стены или стены из буросекущихся свай), являющиеся ограждающими, несущими и противофильтрационными одновременно;

- монолитные железобетонные или металлические погружные ("plunge columns") промежуточные колонны (7), выполняемые в грунтовых выемках - буровых скважинах или щелевых выработках и усиливаемые внутри грунтовой выработки выше фундаментной плиты (10) монолитными ж.б. обоймами;

- монолитное ж.б. покрытие (8), объединяемое с внешними стенами (6) и промежуточными колоннами (7);

- монолитные ж.б. промежуточные перекрытия (9а, 9в, 9с), временно опирающиеся посредством опорных консолей и/или штраб во время строительства на внешние стены (6) и объединяемые с промежуточными колоннами (7) и прижимными стенами гидроизоляции (11);

- монолитную ж.б. фундаментную плиту (10), объединяемую с прижимными стенами гидроизоляции (11) и промежуточными колоннами (7);

- монолитные ж.б. колонны (7а), возводимые внутри поперечных временных монтажных проемов по схеме "снизу-вверх" после возведения фундаментной плиты (10) и в зависимости от необходимости противодействия всплытию станции без или с анкеровкой в нижерасположенном грунтовом массиве посредством их свайных фундаментов;

- монолитные ж.б. прижимные стены гидроизоляции (11), объединяемые с плитой покрытия (8) и плитами промежуточных перекрытий (9а, 9в, 9с) и фундаментной плитой (10);

- монолитное ж.б, перекрытие пассажирской платформы (12), опирающееся посредством подпирающих стен на фундаментную плиту (10).

При высоком уровне грунтовых вод внешние стены (6) и промежуточные колонны (7) со свайными фундаментами, выполняемые в грунтовых выемках и объединяемые с покрытием (8), промежуточными перекрытиями (9а, 9в, 9с), прижимными стенами (11) гидроизоляции и фундаментной плитой (10), служат надежными конструкциями, анкерующими в грунтовом массиве, и эффективно противодействуют всплытию станции без необходимости дополнительного увеличения собственного веса конструкции или устройства ее пригруза.

Станция метрополитена возводится следующим образом.

Способ возведения станции метрополитена относится к полузакрытому способу (технология "semi-top-down"), позволяет осуществить безопасно строительство в стесненных условиях при наличии глубоких котлованов и совмещает операции возведения несущих конструкций и разработки вертикальной грунтовой выработки с использованием временных поперечных и продольных монтажных проемов в покрытии и промежуточных перекрытиях заданных размеров и положения для выдачи грунта, подачи строительных материалов и оборудования.

Способ возведения станции метрополитена предусматривает устройство поперечных конгруэнтных по вертикали выработки прямоугольных монтажных проемов (14а) в покрытии (8) и аналогичных монтажных проемов (15а, 16а, 17а) в промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с) габаритными размерами А×В в плане над перекрытием пассажирской платформы (12), продольные проемы выполняют с габаритными размерами (Fa)×(Ea) в покрытии, (Fа)×(Ев) и (Fв)×(Ев) в перекрытиях и размещают в среднем пролете поперечного сечения станции в зонах непосредственной установки эскалаторных групп и в торцах станции.

Размеры поперечных временных монтажных проемов (14а, 15а, 16а и 17а) в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с) принимаются из условия:

А=S-2D, В=2L-2С,

где А - длина поперечного проема;

S - ширина станции в свету между внешними стенами (6), выполняемыми в грунтовых выемках методом "стена в грунте";

$$D\ge \left(\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$4$}\right.÷\raisebox{1ex}{$1$}\!\left/ \!\raisebox{-1ex}{$3$}\right.\right)\times Sa$$ - ширина перемычки в поперечном сечении станции в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с), где Sa - пролет колонн в поперечном сечении станции или расстояние между осью промежуточной колонны (7) и внешней стеной (6);

В - ширина поперечного проема;

L - шаг промежуточных колонн вдоль продольной оси станции;

С=¼L - расстояние между осью промежуточной колонны (7) и краем временного монтажного проема (14а) в покрытии (8) и аналогичных проемов (15а, 16а и 17а) в промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с);

S=2Sa+Sв, где Sв - средний пролет колонн в поперечном сечении станции в осях колонн.

Промежуточные колонны (7) со свайными фундаментами, возводимыми в грунтовых выемках, внутри поперечных временных монтажных проемов (14а, 15а, 16а, 17а) в покрытии (8) и промежуточных перекрытий (9а, 9в, 9с) не выполняются. В случае высокого гидростатического давления на фундаментную плиту (10) с целью дополнительного противодействия всплытия станции в основании промежуточных колонн внутри поперечных временных монтажных проемов, возводимых по схеме "снизу-вверх", выполняются свайные фундаменты.

Размеры продольных временных монтажных проемов (14в, 15в, 16в и 17в) в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с) принимаются из условия:

Fa - унифицированный габаритный размер продольных проемов по длине в покрытии (8) и промежуточных перекрытиях (9а, 9в), обеспечивающий последующее перекрытие проемов с устройством фундаментов и монтажом эскалаторных групп (5);

Еа - габаритный размер продольного проема по ширине в покрытии (8), равный расстоянию в свету между промежуточными колоннами (7) без обойм их усиления с учетом удвоенной величины допустимого отклонения промежуточных колонн (7) от вертикали (плюс 2×50 мм=100 мм) в уровне фундаментной плиты (10);

Fв - габаритный размер продольного проема по длине в промежуточном перекрытии (9с) над уровнем пассажирской платформы, обеспечивающий последующее перекрытие проема с монтажом эскалаторных групп (5);

Ев - габаритный размер продольного проема по ширине в промежуточных перекрытиях (9а, 9в, 9с), равный расстоянию в свету между внутренними ограждающими стенами эскалаторных групп (5).

Возведение станции метрополитена начинают с планировочной срезки грунта, выполнения с образовавшейся поверхности ограждающих вертикальную выработку внешних стен методом "стена в грунте" (6) и промежуточных буровых или погружных колонн (7), выполняемых в грунтовых выемках.

Далее возводится покрытие (8) с временными монтажными проемами (14а, 14в) без гидроизоляции и обратной засыпки грунтом и восстановления дневной поверхности и/или проезжей части. Под защитой покрытия (8) чередующимся порядком поярусно разрабатывается вертикальная выработка и возводятся промежуточные перекрытия (сначала 9а, затем 9с и 9в) с временными монтажными проемами (15а, 17а, 16а и 15в, 17в, 16в). Также поярусно по схеме "сверху-вниз" выполняется гидроизоляция внешних стен (6) и возводятся прижимные стены (11) гидроизоляции. Затем выполняется гидроизоляция и возводится фундаментная плита (10), далее перекрытие пассажирской платформы (12), опирающееся посредством подпирающих стен, промежуточных колонн внутри поперечных временных монтажных проемов и обойм усиления (21) промежуточных колонн (7) на фундаментную плиту (10).

На завершающей стадии строительства поэтажно по схеме "снизу-вверх" возводятся внутренние несущие стены станции метрополитена, обоймы усиления (21) промежуточных колонн (7), промежуточные колонны (7а) внутри временных монтажных проемов, перекрываются временные монтажные проемы (15а, 17а, 16а и 15в, 17в, 16в) в промежуточных перекрытиях (сначала 9с, затем 9в и 9а).

Способ возведения станции метрополитена приводится на фиг.7-24 и отображается стадиями 1-3.

На стадии 1 (фиг.7-12) обустраивается временная объездная дорога с переносом городского наземного транспорта и инженерных коммуникаций из зоны строительства, выполняется планировочная срезка грунта. Затем устраивается временная рабочая платформа, возводятся методом "стена в грунте" внешние стены (6) и промежуточные колонны (7) в грунтовых выемках, выполняются шлюзовые камеры (13) для обеспечения безопасности проходки перегонных тоннелей с помощью ТПМК (20). Шлюзовые камеры включают внешние оконтуривающие стены, возводимые методом "стена в грунте" по аналогии с внешними стенами (6) станции метрополитена, и внутриконтурный грунтовый массив, закрепляемый методом струйной цементации (по технологии "jet-grouting").

После разборки временной рабочей платформы и углубления открытого котлована 1-го яруса с помощью инвентарной опалубки, опирающейся на его подготовленное грунтовое основание, возводится покрытие (8) с поперечными (14а) и продольными (14в) временными монтажными проемами. Далее под его защитой разрабатывается 2-й ярус котлована и параллельно с помощью инвентарной опалубки, опирающейся на его подготовленное грунтовое основание, возводится промежуточное перекрытие (9а) с аналогичными поперечными (15а) и продольными (15в) временными монтажными проемами. Временные монтажные проемы используются как для выдачи разрабатываемого в вертикальной выработке (котловане) грунта на поверхность (под погрузку в автосамосвалы и вывоз в отвалы), так и для подачи арматуры и бетонной смеси при возведении монолитных ж.б. конструкций станции. Эти же проемы используются для естественной вентиляции и освещения вертикальной выработки в процессе строительства.

На стадии 2 (фиг.13-18) под защитой покрытия (8) и промежуточного перекрытия (9а) разрабатывается 3-й ярус котлована и параллельно с помощью инвентарной опалубки, опирающейся на его подготовленное грунтовое основание, возводится промежуточное перекрытие (9с). Следом с небольшим отставанием возводится промежуточное перекрытие (9в) с помощью инвентарной опалубки, опирающейся на захватки ранее возведенного перекрытия (9с) с аналогичными поперечными (17а, 16а) и продольными (17в, 16в) временными монтажными проемами. Параллельно выполняется гидроизоляция внешних стен (6) и возведение прижимных стен (11) гидроизоляции.

Далее под защитой покрытия (8) и промежуточных перекрытий (9а, 9в и 9с) разрабатывается последний 4-й ярус котлована и параллельно выполняется гидроизоляция и возводится фундаментная плита (10). Как и на предыдущей стадии, временные монтажные проемы используются для выдачи разрабатываемого в котловане грунта на поверхность (под погрузку в автосамосвалы и вывоза в отвалы) и для подачи арматуры и бетонной смеси при возведении монолитных ж.б. конструкций станции. Эти же проемы используются для естественной вентиляции и освещения вертикальной выработки в процессе строительства.

На стадии 3 (фиг.19-24) возводится перекрытие пассажирской платформы (12), опирающееся посредством подпирающих стен, промежуточных колонн внутри поперечных временных монтажных проемов и обойм усиления (21) промежуточных колонн (7) на фундаментную плиту (10), выполняются торцевые рамы усиления (19) проемов для ввода/вывода ТПМК (20), перекрываются поперечные (17а) и продольные (17в) временные монтажные проемы в промежуточном перекрытии (9с).

Далее с помощью ТПМК (20) сооружаются левые перегонные тоннели (18), смежные со станцией метрополитена. При этом в зоне станции обделка тоннелей не сооружается, а ТПМК (20) перемещается от одной торцевой рамы усиления (19) до другой без демонтажа и монтажа по вогнутому ложу в заранее возведенной фундаментной плите (10).

Следом с помощью ТПМК (20) аналогичным левым тоннелям образом сооружаются правые перегонные тоннели (18), смежные со станцией метрополитена. После завершения перемещения ТПМК (20) по фундаментной плите (10) и ухода его со станции для продолжения сооружения правого перегонного тоннеля (18) выполняется гидроизоляция стен и возводятся прижимные стены (11) гидроизоляции в уровне пассажирской платформы (4).

Сооружение станции метрополитена завершается по схеме "снизу-вверх" путем поэтажного возведения внутренних несущих стен и обойм (21) усиления промежуточных колонн (7), а также поэтажного и поэтапного перекрытия поперечных (16а, 15а и 14а) и продольных (16в, 15в и 14в) временных монтажных проемов в промежуточных перекрытиях (9в и 9а) и покрытии (8). При этом участки перекрытий внутри поперечных временных монтажных проемов опираются на промежуточные колонны (7а), также возводимые по схеме "снизу-вверх". Затем выполняется гидроизоляция и утепление покрытия, обратная засыпка станции метрополитена дренирующим грунтом и благоустройство территории.

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению станций метрополитена в вертикальных грунтовых выработках глубиной свыше 15 м, и может быть использовано также для возведения мелкозаглубленных подземных сооружений сложной и специальной конфигурации. Способ возведения станции метрополитена осуществляют в вертикальной грунтовой выработке в несколько стадий. На первой стадии опережающее возведение внешних стен и промежуточных колонн, устраиваемых в грунтовых выемках, на последующих стадиях установку покрытия и перекрытий с чередованием их установки с поярусной разработкой грунта в выработке. В покрытии и перекрытиях выполняют прямоугольные поперечные и продольные в плане проемы, конгруэнтные по вертикали грунтовой выработки, поперечные проемы с габаритными размерами (А)×(В) размещают над перекрытием пассажирской платформы, продольные проемы с габаритными размерами (Fa)×(Ea) в покрытии, (Fa)×(Eв) и (Fв)×(Eв) в перекрытиях размещают в среднем пролете поперечного сечения станции в зонах непосредственной установки эскалаторных групп и в торцах станции. На последней стадии осуществляют возведение внутренних конструкций сооружения, установку технологического оборудования и конструктивную доработку проемов. Технический результат состоит в обеспечении компенсации чрезмерных запредельных разрушающих нагрузок на время ограждения и крепления выработки при использовании полузакрытого способа строительства с минимизацией количества и заглубления и/или поперечного сечения свайных частей промежуточных колонн в грунтовых выемках, снижении трудоемкости и материалоемкости. 3 з.п. ф-лы, 24 ил.

1. Способ возведения станции метрополитена осуществляют в вертикальной грунтовой выработке в несколько стадий, включающий на первой стадии опережающее возведение внешних стен и промежуточных колонн, устраиваемых в грунтовых выемках, на последующих стадиях установку покрытия и перекрытий с чередованием их установки с поярусной разработкой грунта в выработке, отличающийся тем, что в покрытии и перекрытиях выполняют прямоугольные поперечные и продольные в плане проемы, конгруэнтные по вертикали грунтовой выработки, поперечные проемы с габаритными размерами (А)×(В) размещают над перекрытием пассажирской платформы, продольные проемы с габаритными размерами (Fa)×(Ea) в покрытии, (Fa)×(Eв) и (Fв)×(Eв) в перекрытиях размещают в среднем пролете поперечного сечения станции в зонах непосредственной установки эскалаторных групп и в торцах станции, на последней стадии осуществляют возведение внутренних конструкций сооружения, установку технологического оборудования и конструктивную доработку проемов,
где А=S-2D - длина поперечного проема, м,
В=2L-2С - ширина поперечного проема, м,
S - ширина станции в свету между внешними стенами, выполняемыми в грунтовых выемках методом "стена в грунте", м,
D≥(¹/₄÷¹/₃)Sa - ширина перемычки в поперечном сечении станции в покрытии и промежуточных перекрытиях, м,
Sa - пролет колонн в поперечном сечении станции или расстояние между осью промежуточной колонны и внешней стеной, м,
L - шаг промежуточных колонн вдоль продольной оси станции, м,
S=2Sa+Sb, где Sb - средний пролет колонн в поперечном сечении станции в осях колонн;
Fa - унифицированный габаритный размер продольных проемов по длине в покрытии и промежуточных перекрытиях, обеспечивающий последующее перекрытие проемов с устройством фундаментов и монтажом эскалаторных групп, м,
Еа - габаритный размер продольного проема по ширине в покрытии, равный расстоянию в свету между промежуточными колоннами без обойм их усиления с учетом удвоенной величины допустимого отклонения промежуточных колонн от вертикали в уровне фундаментной плиты, м,
Fв - габаритный размер продольного проема по длине в промежуточном перекрытии над уровнем пассажирской платформы, обеспечивающий последующее перекрытие проема с монтажом эскалаторных групп, м,
Ев - габаритный размер продольного проема по ширине в промежуточных перекрытиях, равный расстоянию в свету между внутренними ограждающими стенами эскалаторных групп, м.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поперечные проемы в покрытии и аналогичные проемы в промежуточных перекрытиях выполняются над перекрытием пассажирской платформы габаритными размерами, обеспечивающими пропуск каждой четвертой промежуточной колонны в грунтовых выемках из двух рядов колонн в поперечном сечении станции и устройство перемычек в покрытии и промежуточных перекрытиях шириной, равной полуторному шагу колонн вдоль продольной оси станции.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что продольные проемы в покрытии и аналогичные проемы в перекрытиях выполняют в среднем пролете поперечного сечения станции в зонах непосредственной установки эскалаторных групп и в торцах станции габаритными размерами, обеспечивающими беспрепятственное возведение ограждающих эти эскалаторы стен, перекрытий и фундаментов под ними, а также монтаж эскалаторов.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промежуточные колонны, попадающие в зоны поперечных проемов, возводятся внутри вертикальной выработки после возведения фундаментной плиты по схеме "снизу-вверх" и в зависимости от необходимости противодействия всплытию станции без или с анкеровкой в нижерасположенном грунтовом массиве посредством их свайных фундаментов.