Туннель метро. Метрополитен Москвы

Классический туннель метро в Москве строили без имеющегося плана и без планирования дальнейшего развития дорог. Это привело к некому хаосу в создании транспортной системы, который наблюдается и по сей день. В настоящее время руководствуются едиными правилами, согласно документу СНиП 32-02-2003.

Как создавалась подземная транспортная система?

Первый туннель метро решено было начать строить в 1931 году. Создавались проекты на основе геологических данных. Материалами для застройки на то время выбирались железобетонные перекрытия, которые еще сохранились с тех самых пор.

Туннель метро был вырыт в течение года, около 2 млн кубометров отгрузили для создания продолжительных шахт. Около 88 тысяч тонн металла было затрачено на прокладывание путей и укрепление сводов. Первые постройки содержали деревянные конструкции и оснащались массивными изоляционными материалами.

Туннель метро оказался затратным проектом, на него ушло более 800 млн рублей. Железобетонные своды позднее были заменены бутовой кладкой, но в то время активнее использовался первый вариант постройки. Наклонные своды укреплялись чугунными тюбингами, из гидроизоляционных материалов выбирались рубероид, пергамин, проклеенные битумом.

Такие конструкции требуют тщательного и постоянного обслуживания, что не менее затратно после запуска объекта в эксплуатацию. Метрополитен Москвы изнашивается с годами и требуется реконструкция, сравнимая по стоимости с обустройством нового тоннеля. Поэтому новые проекты уже содержат варианты восстановления через несколько десятков лет и предусматривают модернизацию зданий.

Материалы для ранней подземки

Строительство тоннелей проводилось железобетонными перекрытиями, на которые наносились внешние слои гравия, пласта земли. Сводчатые перекрытия обеспечивали высокую прочность и надежность конструкций. На открытых участках метро пути выполнялись плоскими перекрытиями. Ввиду отсутствия нагрузки наземные пути выполнялись прямоугольным способом.

Строительство тоннелей продолжается постоянно. Москва разрастается, повышаются и требования к пассажироперевозкам. Материалы ранней постройки уже не выдерживают текущих скоростей и интенсивности движения вагонов. Но круглая форма тоннелей все же сохранилась и по сегодняшний день. Такую конструкцию проще и надежнее можно изолировать от воды, которая протекает над головой горожан во время поездки в метро.

Метрополитен Москвы имеет несколько уровней заложения под землю. Это необходимо для исключения пересекающихся линий. Сама конструкция включает непосредственную зону посадки пассажиров и путевые тоннели. Все ветви соединены переходами, что облегчает перемещение на далекие расстояния по сложному маршруту.

Устройство подземки

Подземные переходы станций метро имеют дугообразные своды аналогично тоннелям. В местах, где оборудовались платформы для посадки и высадки пассажиров, устанавливались несущие колонны. Здесь также верхняя часть выполнялась дугообразным способом.

Платформы старались располагать между путями для облегчения посадки и высадки пассажиров. Но некоторые станции все же имеют боковые платформы, к таким относится станция «Коминтерн». Под самой же платформой часто располагаются служебные помещения, реже их выносят в область раструбов, где имеется глубокий уровень заложения путей.

Тоннели метро заканчиваются тупиковыми ветками, где составы разворачиваются для движения в обратном направлении. Там же имеются запасные отстойники для хранения неисправных вагонов. На некоторых маршрутах тупики вмонтированы посередине следования поезда. Такие оборотные пути имеются на станции "Комсомольская", она находится в центре города. Эта мера потребовалась для обеспечения более интенсивного движения поездов.

Особенности

Подземное метро закладывается не нескольких уровнях, что помогает организовать эффективную маршрутную систему. Станции находятся в пешей доступности друг от друга. Глубина заложения варьируется в следующих пределах:

• Глубокие тоннели – размер подсчитывается до уровня платформы от поверхности улицы и состаляет от 16 до 35 метров.
• Поверхностные тоннели закладываются на глубину от 7 до 9 метров.
• Тоннели средней глубины размещаются на уровне между 9 и 16 метрами.

Протяженность станций фиксированная, рассчитанная на 8 вагонов. А ширина варьируется в пределах от 10 до 21 метров и зависит от глубины заложения тоннелей. Каждое помещение оборудуется аварийной подсветкой на случай чрезвычайной ситуации. Норма же освещения на станциях организовывается согласно нормативу, указывающему требование в 100 люкс.

Расстояние между станциями варьируется от 500 до 1400 метров. Тоннели с подъемниками, именуемыми эскалаторами, наклонены под углом в 30 градусов к горизонту. Отопление тоннелей воздухом осуществляется от перегонов к станциям, так исключается возможность охлаждения путей.

Оформление помещений

Некоторые станции относят к архитектурному наследию. Каждая из них имеет свой неповторимый образ. Для отделки ранее использовались такие материалы, как гранит и мрамор. Узорами заполнялись поверхности колонн, стен, сводов. Освещение осуществлялось массивными осветительными приборами.

Железнодорожные тоннели имеют путевую колею аналогичную с метро. При желании обычный вагон спокойно может следовать по подземным веткам. Новые маршруты метро часто пересекаются с уже имеющимися ж/д путями, что упрощает модернизацию метрополитена и открытие новых веток.

Освещение тоннелей осуществляется круглосуточно. Для исключения аварий в подземке установлены сигнализирующие светофоры, имеющие красный и зеленый сигнал. Запрещающий свет машинист преодолеть не сможет. Предусмотрена система автоблокировки, когда тормоза включаются самостоятельно при задевании вагоном специального рычажка.

Автоматика

Транспортный тоннель представляет собой сложную конструкцию, оборудованную системами диспетчеризации, защитными механизмами, контролирующими приборами. По краю тоннеля тянутся питающие линии с высоким напряжением постоянного тока 825 вольт. Требуемую величину вырабатывают специальные подстанции, расположенные глубоко под землей.

Ведущий вагон оснащается 4 двигателями мощностью 150 кВт. Тормоза каждого вагона работают на пневматике с электроприводом. Система автоматики обеспечивает нормальное движение поездов с интервалом следования в 1,75 минуты. Скорость движения каждого поезда оценивается средней скорость 40 км в час. Максимально возможная для каждого вагона 75 км в час. Современные поезда могут следовать намного быстрее, но для этого требуется прокладывать новые путевые линии.

Варианты модернизации путей

Для продления эксплуатационных возможности тоннелей требуется постоянный надзор и отделка внутренних помещений. Этим занимаются аккредитованные организации, имеющие огромный опыт в проведении подобного рода работ. Для этого осуществляется укрепление сводов и несущих частей тоннелей.

Повышение водоустойчивости фундамента и отделочных материалов. Отвод скопившейся влаги в общие стоки. Изменение характеристик прилегающего грунта. Замена износившихся частей железобетона. Для этого применяется закачивание растворов в образовавшиеся полости, новейшие гидроизолирующие материалы, а также влагостойкие покрытия.

Контроль состояния

Для предотвращения аварий постоянно работает мониторинговая комиссия, способная вовремя выявить пустоты в сводах, трещины в несущих частях стен и фундаменте. Последние разработки приборостроения помогают выявить мельчайшие начальные процессы в бетонных, металлических частях.

Для сводов тоннелей важным является остановить вынос грунта, покрывающего внешние стенки укреплений. Для устранения негативного эффекта широко применяется метод инъекций. Плотный жидкий состав вводится в образовавшееся пространство, меняющий свойства грунта. Одновременно с этим проводится обработка внутренних поверхностей влагозадерживающими веществами.