Повышение эффективности строительства станций Московского метрополитена мелкого заложения

План дипломной работы
Тема диплома: Повышение эффективности строительства станций Московского метрополитена мелкого заложения
Тема спецчасти: Физико-техническое обоснование строительства метростанций мелкого заложения с интегрированием автомобильной парковки







































 УДК 624.138
     
     АННОТАЦИЯ
     Выпускная квалификационная работа, 82 с., 22 рис., 13 табл., 26 источников.
     СТАНЦИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ, СТЕНА В ГРУНТЕ, СТРОИТЕЛЬСТВО, ПЛОТНАЯ ГОРОДСКАЯ ЗАСТРОЙКА
     В данной выпускной квалификационной работе производится анализ методов повышения эффективности строительства станций Московского метрополитена мелкого заложения. Производится моделирование состояния грунтового массива, а также приводятся технологические рекомендации к строительству. Выбран оптимальный метод строительства станций метрополитена мелкого заложения способом «стена в грунте», выполнен расчет крепления котлована.
      

 
     ABSTRACT
     Diploma work 82 p., 22 fig., 13  tables, 26 literature source
     SHALLOW METRO, THE SEINE IN THE GROUND, BUILDING, DENSE URBAN FABRIC
     This thesis analyzes methods to improve the efficiency of construction of the Moscow metro stations of shallow laying. The modeling of the ground massif condition is carried out, as well as technological recommendations for construction are given. The optimal method of construction of underground stations of shallow laying method "wall in the ground" is chosen, the calculation of the pit fastening is made.


СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................7 
1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ......................................................9
1.1 Физико-географические и климатические условия района  строительства
     1.2 Геологические условия района строительства
1.3 Стратиграфия и литология
1.4 Механические и коррозионные свойства грунтов
     1.5 Гидрогеологические условия района строительства
     Выводы
2 ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ..................................................20
2.1 Анализ технологий строительства в условиях плотной городской застройки
2.1.1 Анализ технологий строительства станций метрополитена мелкого заложения
2.1.2 Анализ технологий строительства подземных сооружений типа автомобильных парковок
2.2 Обоснование и выбор открытого способа строительства станции метрополитена мелкого заложения 
2.2.1 Котлован под строительство
2.2.2 Минимизация размеров котлована применением метода «стена в грунте»
2.2.3. Общие сведения (этапы) строительства станции метрополитена мелкого заложения
     2.3 Строительное водопонижение
     2.4 Проектирование технологических процессов и организация работ
     Выводы

3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ: ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА МЕТРОСТАНЦИЙ МЕЛКОГО ЗАЛОЖЕНИЯ С ИНТЕГРИРОВАНИЕМ АВТОМОБИЛЬНОЙ ПАРКОВКИ.................................41
3.1 Инженерное обоснование и выбор интегрирования подземной парковки в станции мелкого заложения
3.2 Моделирование состояния грунтового массива, включающего станцию мелкого заложения, без автомобильной парковки в системе PLAXIS. Оценка напряжений, смещений и деформаций
3.3 Моделирование состояния грунтового массива, включающего станцию мелкого заложения, с интегрированием автомобильной парковки в системе PLAXIS. Оценка напряжений, смещений и деформаций
3.4 Сравнение результатов расчетов. Технологические рекомендации к строительству
     Выводы
4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ..............................................................................57
     4.1 Расчет затрат на базовый вариант (без автомобильной парковки)
     4.1.1 Капитальные затраты
     4.1.2 Эксплуатационные затраты
     4.1.3 Внепроизводственные затраты
4.2 Расчет затрат на предлагаемый вариант (с интегрированием автомобильной парковки)
     4.2.1 Капитальные затраты
     4.2.2 Эксплуатационные затраты
     4.2.3 Внепроизводственные затраты
	4.3 Сравнение базового и предлагаемого вариантов. Расчет экономической эффективности предлагаемого варианта (с учетом экономии использования земельных ресурсов)
     Выводы
5 ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНА ТРУДА........................................67
     5.1 Законодательная и нормативная база
5.2 Анализ вредных и опасных факторов при строительстве станции метрополитена мелкого заложения открытым способом.
5.3 Инженерные решения по созданию благоприятных, комфортных и безопасных условий труда
     5.3.1 Организация стройплощадки	
     5.3.2 Промышленная санитария
     5.3.3 Электробезопасность
     5.3.4 Освещение котлована.
5.4 Пожарная безопасность
5.5 План ликвидации аварии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................................................78
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ...............................................79
     
     
     
     
     
     
     
     
     


     ВВЕДЕНИЕ
     Основные пути дальнейшего развития строительства тоннелей и станций метрополитенов направлены на решение вопросов по значительному снижению трудовых затрат, особенно ручного труда, а также снижению стоимости при общем повышении качества строительства за счет высокого уровня механизации работ, снижения металлоемкости, повышения скоростей проходки и внедрения более прогрессивных тоннельных конструкций.
     При щитовом способе сооружения тоннелей комплексная механизация работ предусматривает непрерывное и одновременное выполнение механизированным способом всех основных и вспомогательных операций от забоя до участка готового тоннеля. Необходимый для этого комплект оборудования принято называть щитовым механизированным комплексом.
     Ведущая машина такого комплекса – механизированный проходческий щит. Машины и механизмы, расположенные за щитом, состоят из оборудования для возведения обделки, передвижной технологической платформы, транспортного моста для ленточного транспортера, средств для транспортировки грунта из тоннеля, оборудования для нагнетания раствора за обделку и для гидроизоляционных работ, гидравлического и электрического оборудования. Применение щитовых механизированных комплексов создает условия для частичной или полной автоматизации производства, существенно облегчает труд проходчиков и повышает его безопасность, улучшает санитарные условия и ставит на новый уровень общую культуру производства горнопроходческих работ.
     Тема настоящей выпускной квалификационной работы: Повышение эффективности строительства станций Московского метрополитена мелкого заложения
     Цели выпускной квалификационной работы: систематизация, закрепление и расширение теоретических и практических знаний, полученных в процессе обучения; развитие навыков практического применения полученных знаний и умений для анализа и последующего решения существующих в горном производстве инженерных, экономических, научных и организационных проблем и задач.
     В специальной части разработан вопрос интегрирования парковки в станцию мелкого заложения.
     Для повышения эффективности строительства подземных сооружений в современных городских условиях, важное значение имеет широкое использование новых технологий, новых средств механизации, обеспечивающих сокращение сроков, снижение стоимости строительства и повышение его качества.
     При выборе открытого способа возведения линий метрополитена мелкого заложения под сравнительно узкими улицами в непосредственной близости от существующих зданий, когда время перерыва движения городского транспорта должно быть максимально сокращено, применяется траншейный способ. Современной разновидностью траншейного способа является способ «стена в грунте». Этот способ отличается рядом достоинств, делающих его во многих случаях более предпочтительным.
     В работе рассмотрены основные принципы метода и опыт строительства станций метрополитена способом «стена в грунте», выполнен расчет крепления котлована, сооружаемого способом «стена в грунте» для станции метрополитена.
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     1 ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
     1.1 Физико-географические и климатические условия района строительства
     Участок строительства – перегонные тоннели от станции «Петровско-Разумовская» до станции «Селигерская», включая станцию «Селигерская» – находится на северо-востоке Москвы, являясь продолжением Люблинско-Дмитровской линии метрополитена в северном направлении от станции «Петровско-Разумовская. В 2015 году было принято решение вводить участок в 2 этапа: 1 этап — участок «Марьина роща» — «Петровско-Разумовская» (открыт в 2016 году); 2 этап — участок «Петровско-Разумовская» — «Селигерская» с двумя промежуточными станциями и электродепо ТЧ-18 «Лихоборы». Трасса изучена путём топографической съёмки, бурением инженерно-геологических и гидрогеологических скважин.
     Станция располагается на западе Бескудниковского района Москвы, на границе с районом Западное Дегунино, у Дмитровского шоссе, возле ответвления от него Коровинского шоссе.  Ситуационный план представлен на рисунке 1.1. Имеет  два подземных вестибюля. Из южного вестибюля выход на обе стороны Дмитровского шоссе и площадь Туманяна, из северного — к будущему ТПУ «Селигерская», который планируется построить на базе станции.
      
     Рисунок 1.1 – Ситуационный план станции «Селигерская»
     Трасса линии метрополитена на участке начинается на пойменной террасе р. Москвы и р. Лихоборки, пересекает реку, а далее, на правобережье р. Яузы – Мещерской низменности, Это наиболее пониженная и плоская часть рельефа столицы. Рельеф участка строительства имеет перепад абсолютных отметок поверхности от 122,0 до 160,0 м.
     Климат в районе умеренно континентальный. По данным многолетних наблюдений годовая амплитуда температур составляет + 28? C. Среднегодовая температура + 3,8? C, максимальная – в июле до + 37? C и минимальная – в январе до – 42? C.
     Заморозки начинаются в конце сентября и заканчиваются в середине мая, безморозный период 141 сутки. Среднегодовое количество осадков 540 – 650 мм. Относительная среднесуточная влажность составляет 64 % в мае и 86 % в декабре, годовое изменение атмосферного давления незначительно и составляет около 748 мм с октября по февраль и 746 мм в летние месяцы. Ветры возможны во всех направлениях, но в жаркое время преобладают северо-западные, а в холодное – юго-западные.
     Трассу пересекает река Лихоборка. Она протекает в нешироком русле овражного типа и до начала строительства заключена в коллектор (ПК 0208+35) в месте пересечения с линией метрополитена.
     В составе фондовых материалов для проектирования привлечены материалы инженерно-геологических изысканий к проекту и рабочей документации, строящегося автодорожного моста, а также материалы изысканий для жилищно-административного строительства вдоль Дмитровского шоссе и Селигерской улицы.
     Объём работ и качество материалов изысканий соответствуют требованиям «Инструкции по инженерно-геологическим изысканиям для проектирования и строительства метрополитенов, горных железнодорожных и автодорожных тоннелей» ВСН 190-78 Минтрансстроя.
     
     
     1.2 Геологические условия района строительства
     Основной задачей инженерно-геологических изысканий для обоснования проектирования и строительства метрополитена является комплексное изучение инженерно-геологических условий района, позволяющее правильно и экономично спроектировать, построить и эксплуатировать метрополитен. В результате изыскания должна быть получена информация о строении горного массива и гидрогеологической обстановке.
     На основании анализа материалов, полученных при инженерно-геологических изысканиях, выбираем глубину заложения станции, способы строительства, типы конструкций и т.д.
     Геологическое строение на участке строительства представлено комплексом осадочных четвертичных палеогеновых отложений, залегающих на архей-протерозойских кристаллических породах:
     Слой 1 представляет собой насыпные грунты, глубина залегания до двух метров.
     Слой 2 состоит из песков кварцевых желтых, мелких, средней плотности сложения, водонасыщенных, однородных. Расположены повсеместно, залегают под насыпными грунтами до глубины 7,7 – 9 метров с увеличением в восточном и южном направлениях.
     Слой 3 сложен песками кварцевыми серыми, разнозернистыми от средней крупности до гравелистых плотных, неоднородных, водонасыщенных с дресвой и щебнем гранита до 20 – 40 %. Залегают под песками второго слоя, повсеместно распространены, кровля слоя вскрывается на глубинах 7,8 – 9,6 метра. Мощность слоя от 3 до 7 метров.
     Слой 4 – глины глауконитовые, зеленовато-серые, серые, твердой и полутвердой консистенции сильно и неравномерно запесоченные, с пятнами и натеками гидроокислов железа. Залегают под песками третьего слоя  на глубине 9,2 – 14 метров. Мощность слоя до 11 метров.
     Слой 5 вмещает протерозойские скальные породы. Плагеограниты светло-серые, розовато-серые, массивные среднезернистые, прочные сильнотрещиноватые, неразмягчаемые. Залегают, начиная с глубин 22 – 25 метров в виде крутопадающих полос под углом 70 – 80 градусов[5,7].
     
     1.3 Стратиграфия и литология
     Сооружаемая станция располагается в слое 2.

Рисунок 1.2 – Вертикальный разрез

     В геологическом строении района принимают участие отложения четвертичной, меловой и юрской систем.
     Четвертичные отложения представлены современными насыпными и аллювиальными грунтами, а также средне-верхнечетвертичными покровными и средне-четвертичными озёрно-ледниковыми, флювиогляциальными и ледниковыми грунтами.
     Современные засыпные грунты распространены по всей территории рассматриваемого участка (ПК 0203+92 ? ПК 0217+75). Мощность насыпного слоя в долине р. Лихоборки (ПК 0204 ? ПК 0212) достигает 15 м, а на остальных участках не превышает 2 - 3 м. На участке в составе насыпных преобладают суглинистые грунты.
     Современные аллювиальные отложения р. Лихоборки  (вместе с останками её надпойменных террас) имеют мощность от 3 до 12 м и представлены сложным чередованием линз слабозаторфованных суглинков, супесей и песков разной крупности. Неровная подошва отложений колеблется   в пределах отметок от 105,5 до 130,0 м.
     Средне-верхнечетвертичные покровные отложения распространены на склоне Селигерской возвышенности (ПК 0211 ? ПК 0225), где они залегают с поверхности, либо под небольшим насыпным слоем, имеют мощность до 7 м, подошву на отметках от 141,0 до 168,5 м и представлены оподзоленными суглинками с растительными остатками.
     Среднечетвертичные флювиогляциальные и озёрно-ледниковые отложения московской эпохи залегают в этом же районе под покровными суглинками, имеют мощность до 7 м. Подошву на отметках от 134,0 до 163,0 м и представлены мелкими и пылеватыми песками с редкими линзами суглинков и супесей.
     Среднечетвертичные ледниковые суглинки днепровской эпохи залегают под московскими песками, мощность суглинков увеличивается по мере повышения поверхности земли с 3 - 9 м в начале до 10 - 23 м в конце участка. Подошва на отметках от 127,0 до 146,0 м.
     Среднечетвертичные озёрно-ледниковые суглинки пиквинской эпохи в виде отдельных останцев небольшой мощности подстилают днепровскую морену.
     Меловые отложения распространены только на правобережье р. Городни (ПК 0212 ? ПК 0217+75), где представлены мелкими и пылеватыми песками с линзами супесей и глин неокомского надъяруса. Мощность 8 - 16 м, подошва на отметках 120,5 - 132,7 м.
     Юрские отложения развиты повсеместно. На склоне Селигерской возвышенности они начинаются нижними слоями волжского яруса – тёмноцветными супесями и суглинками с фосфоритами в подошве, и на отметках от 117,0 м до 124,0 м подстилаются глинами оксфордского яруса. Суммарная мощность юрских отложений не менее 40 м. В долине р. Городни (ПК 0204 ? ПК 0212) юрские отложения размыты до середины оксфордского яруса (105,5 м абс. высоты).
     В районе строительства развиты верховодка и горизонт грунтовых вод[1-3,8].
     На период проведения инженерно-геологических изысканий верховодка встречена на правобережье Москвы-реки только в нижней части склона Селигерской возвышенности, где она приурочена к мелким и пылеватым пескам московской эпохи, выполняющим эрозионные ложбины в суглинках днепровской морены. Максимальная мощность обводнённых песков до 3 м. Воды не агрессивны к бетонам.
     Горизонт грунтовых вод по составу водовмещающих грунтов, условиям питания и разгрузки существенно различен.
     В долине р. Лихоборки (ПК 0204 ? ПК 0212) он приурочен к насыпным грунтам и современному аллювию. Грунты имеют существенно глинистый состав и невысокое значение коэффициента фильтрации (3 - 7 м/сутки). Мощность от 3 до 17 м. Нижним водоупором служат глины оксфордского яруса.
     В связи с изменением русла Лихоборки (отвод р. Лихоборки в месте пересечения с линией метрополитена в коллектор), срезкой Селигерского бугра и последующей планировкой долины уровень грунтовых вод поднимется до отметок 125,0 м.
     В пределах склона Селигерской возвышенности горизонт грунтовых вод заключён в неокомских и волжских песках и супесях, залегающих между суглинками днепровской морены и глинами оксфордского яруса. Мощность горизонта увеличивается от долины р. Городни в сторону водораздела с 3 - 10 м до 25 - 28 м. Низкое гипсометричексое положение днепровских суглинков в подножии склона создаёт подпор грунтового потока. Напоры достигают 4 - 6 м. Значения коэффициента фильтрации 3 - 5 м/сутки. Грунтовые воды гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевого и гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-натриевого типов, местами обладают слабой сульфатной агрессивностью к бетонам марки W-4. 

     Рисунок 1.3 – Стратиграфическая колонка
     
     1.4 Механические и коррозионные свойства грунтов
     Горизонт грунтовых вод по составу водовмещающих грунтов, условиям питания и разгрузки существенно различен.
     В долине р. Лихоборки (ПК 0204 ? ПК 0212) он приурочен к насыпным грунтам и современному аллювию. Грунты имеют существенно глинистый состав и невысокое значение коэффициента фильтрации (3 - 7 м/сутки). Мощность от 3 до 17 м. Нижним водоупором служат глины оксфордского яруса.
     В связи с изменением русла Лихоборки (отвод р. Лихоборки в месте пересечения с линией метрополитена в коллектор), срезкой Лихоборского бугра и последующей планировкой долины уровень грунтовых вод поднимется до отметок 125,0 м.
     В пределах Мещерской низменности горизонт грунтовых вод заключён в неокомских и волжских песках и супесях, залегающих между суглинками днепровской морены и глинами оксфордского яруса. Мощность горизонта увеличивается от долины р. Лихоборки в сторону водораздела с 3 - 10 м до 25 - 28 м. Низкое гипсометричексое положение днепровских суглинков в подножии склона создаёт подпор грунтового потока. Напоры достигают 4 - 6 м. Значения коэффициента фильтрации 3 - 5 м/сутки. Грунтовые воды гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-магниевого и гидрокарбонатно-сульфатно-кальциево-натриевого типов, местами обладают слабой сульфатной агрессивностью к бетонам марки W-4. 
     Гидрогеологические условия характеризуются наличием двух водоносных горизонтов, приуроченных к четвертичным песчаным отложениям трещиноватой зоне кристаллических пород.
     Водоносный горизонт в аллювиальных песчаных отложениях залегающий первым от поверхности, является безнапорным, повсеместно распространен. Область распространения горизонта с юга ограничена акваторией р.Лихоборка. по состоянию на июль месяц 2017 г. Уровень подземных вод четвертичного горизонта залегает на глубинах 1,5 – 3,4 метра (абсолютные отметки 52,50 – 52,90 метра) от существующей поверхности. Водовмещающими являются песчаные грунты слоев 2 – 3. Относительным водоупором являются глауконитовые глины слоя 4. Мощность водоносного горизонта изменяется от 7,5 до 15,0 метров. Горизонт пополняет свои запасы за счет инфильтрации атмосферных осадков, утечек из водонесущих коммуникаций, притока со стороны вышерасположенных территорий. Разгрузка осуществляется в южном направлении в р.Лихоборка в прибрежной зоне имеет прямую связь с рекой.
     С учетом среднегодовых сезонных колебаний уровня минимальное значение приходится на ноябрь-декабрь, максимум приходится на апрель-май. Режим водоносного горизонта нарушен и зависит от продолжительности, масштабов и периодичности действия искусственных источников питания. Амплитуда колебаний составляет 1,0 – 1,2 метра. Коэффициенты фильтрации водовмещающих грунтов следующая: песков мелких (слой 2) – 1,6 м/сут., песков разнозернистых (слой 3) – 10,2 6 м/сут.
     Водоносный горизонт в трещиноватой зоне скальных грунтов также повсеместно распространен, по характеру напорно-безнапорный. В понижениях кровли гранитов верхним водоупором служат глауконитовые глины. Напор составляет 5,0 – 30,0 метров.
     Для бетонов марки W4 , вода обоих горизонтов (согласно СНиП 2.03.11-85) по всем показателям неагрессивна, по водонепроницаемости на портландцементе по ГОСТ 101778-85. По содержанию хлоридов водная среда неагрессивна к арматуре железобетонных конструкций при постоянном погружении. Коррозийная активность водной среды к алюминиевой и свинцовой оболочке кабеля – средняя.
     
     1.5 Гидрогеологические условия района строительства
     Результаты лабораторных исследований грунтов и данные архивных материалов изысканий для проектирования и строительства автодорожного моста и жилищно-административных зданий по улицам Дмитровского, Коровинского шоссе и Селигерской улицы свидетельствуют о том, что показатели физико-механических свойств основных типов грунтов близки их нормативным значениям, полученным на других участках строительства в Москве, а также приведённым в СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений». Это даёт возможность применения при проектировании метода инженерно-геологических аналогий.
     Перегонные тоннели сооружают открытым способом в котлованах глубиной до 13 - 14 м.
     На участке от станции Петровско-Разумовская до ПК 0210 котлованами в свайном креплении будут вскрываться супесчано-суглинистые слабозаторфованные насыпные и аллювиальные грунты, водоносные с глубиной 2 - 7 м. В основаниях тоннелей встречаются сильносжимаемые глинистые грунты, расчётное давление на которые находится в пределах 120 - 150 кПа.
     В данных сложных гидрогеологических условиях целесообразно применение свай, организация открытого водоотлива и, как вспомогательного мероприятия, способствующего повышению устойчивости грунтов после отрытия котлована, устройство противофильтрационных завес.
     В целях максимально возможного уменьшения создаваемого противофильтрационными завесами барражного эффекта предусматривается выемка глинобетона до уровня сводов сооружений и обратная засыпка чистым песком.
     На участке от ПК 0210 до ПК 0213 перегонные тоннели сооружены открытым способом в аналогичных грунтах. Уровень грунтовых вод располагается от 7,0 м выше лотков тоннелей в начале до 4 - 5 м в конце участка. Водопонижение организованно двухъярусными установками лёгких иглофильтров.
     Бетон марки W-4 стоек к сульфатной агрессивности грунтовых вод.
     На участке от ПК 0213 до станции Селигерская разработаны покровные тугопластичные суглинки, флювиогляциальные мелкие пески и полутвёрдые суглинки днепровской морены. Последние повсеместно встречаются и в основаниях сооружений.  Флювиогляциальные пески, заполняющие углубления в кровле моренных суглинков, местами содержат верховодку. Целесообразно проводить осушение зумпфами с насосами открытого водоотлива.
     Сооружение насосных камер в районе вестибюлей повлечёт вскрытие меловых мелких водоносных песков. Водопонижение осуществляется установками лёгких иглофильтров.
     Грунтовые воды не агрессивны к бетону.
     
     Выводы
     На момент начала строительных работ по сооружению станции проведены инженерно-геологические изыскания и геодезические работы. Осуществлена разметка строительной площадки, снят слой грунта до отметки 2,0 метра от поверхности с временным перенесением наличествующих городских коммуникаций, закреплены откосы котлована, выставлено ограждение строительного участка. Осуществлен подвод электроэнергии (через электроподстанцию типа КТПМ-2500-10/04, устанавливаемую на строительном участке) и воды от городских коммуникаций, подведен сжатый воздух от трассы сжатого воздуха, проходящей вдоль станции Селигерская (трасса проложена заранее в связи со строительством люблинско-дмитровской линии московского метрополитена, к которой относится строящаяся станция).
     Неблагоприятные гидрогеологические условия строительства перегонных тоннелей от станции Петровско-Разумовская до станции Селигерская требуют применения комплекса мероприятий: водопонижения, открытого водоотлива, устройства ограждающей «стены в грунте» и, в качестве дополнительного средства для повышения устойчивость грунтов – противофильтрационных завес.









     
     
     
     
     2 ГОРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
     2.1 Анализ технологий строительства в условиях плотной городской застройки
     Строительство подземного сооружения включает три этапа:
     1	подготовительный: на этом этапе возводят все наземные объекты, необходимые для нормального ведения подземных работ, выполняют усиление фундаментов прилегающих зданий, а также другие работы, необходимые для обеспечения нормального функционирования строительного процессах[1,3];
     2	основной: возводят подземное сооружение и все наземные объекты, необходимые для его эксплуатации;
     3	заключительный: проводят отделочные и монтажные работы, разбирают временные здания и сооружения, восстанавливают территории и ликвидируют строительную площадку.
     Перед началом подготовительного периода проводят организационные мероприятия, связанные с составлением задания на проектирование, разработкой и утверждением проектно-сметной документации, решением основных вопросов финансирования работ, согласованием планов материально-технического снабжения и поставки оборудования, оформлением документации и отводом в натуре земельного или горного участка, освобождением территории, отводимой под строительство, согласованием планов строительно-монтажных работ между генеральным подрядчиком и субподрядными организациями и решением других организационно-производственных вопросов.
     В этот период проектная организация разрабатывает проект на полный объем строительства (ПОС), а подрядная или субподрядная строительная организация по рабочим чертежам и с учетом решений ПОС разрабатывает проект производства работ (ППР) на возведение сооружения в целом или на конкретный вид работ, выполняемых этой организацией (возведение ограждения котлована, земляные работы, бетонные работы и пр.).
     В целях обеспечения участка строительства электроэнергией и водой строительную площадку подключают к городской сети электроснабжения и водопровода. Для подвоза строительных и топливных материалов используют хорошо развитую сеть городских дорог. Связь осуществляют через телефонную сеть.
     2.1.1 Анализ технологий строительства станций метрополитена мелкого заложения
     Линии метрополитена располагают чаще всего ниже земной поверхности. Различают два вида подземного заложения – мелкое и глубокое. Глубину заложения станций метрополитена определяют, исходя из существующей застройки и планировки города, ширины городских проездов, расположения подземных коммуникаций, а также топографических, геологических и гидрогеологических условий строительства.
     При сооружении линий метрополитенов мелкого заложения, главным образом для городских магистралей, применяют открытый способ работ, имеющий несколько разновидностей. Открытым способом на линиях мелкого заложения сооружают перегонные тоннели (однопутные или двухпутные), станции, раструбы камеры съездов, тупики и все притоннельные и пристанционные сооружения (вентиляционные камеры и канаты, перекачки, совмещённые тягово-понизительные подстанции и др.).
     При сооружении станций открытым способом могут быть применены три способа работ – котлованный, траншейный и щитовой.
     Котлованным принято называть такой способ работ, при котором возводимое сооружение опирается на дно предварительно разработанного котлована, после чего котлован засыпают.
     Траншейный способ применяют в тех случаях, когда линия мелкого заложения проходит под сравнительно узкой улицей или вблизи от зданий и когда время перерыва движения городского должно быть максимально сокращено. Этот способ заключается в том, что в первую очередь сооружают стены тоннеля в узких траншеях, а затем вскрывают поверхность на всю ширину и на небольшую глубину и быстро сооружают перекрытие, опирающееся на готовые стены. Остальное ядро выбирают позже под защитой перекрытия.
     Щитовой способ предназначается для сооружения перегонных тоннелей, мелко заложенных линий с цельносекционной обделкой при помощи комплекса оборудования, состоящего из проходческого щита прямоугольного сечения, технологической платформы, механизмов для выемки грунта и козлового крана.
     При строительстве станций метрополитена мелкого заложения в достаточно прочных и устойчивых породах применяют методы сплошного и ступенчатого забоя, нижнего, верхнего и бокового уступов.
     Метод сплошного забоя применяют при строительстве станций высотой до 10 м и пролетом до 20 м в крепких скальных породах с коэффициентом крепости f = 6-8, обеспечивающих устойчивость вертикальной плоскости забоя. Его сущность заключается в том, что сечение станции разрабатывают целиком за один прием на длину заходки, а затем уже на достаточно большом расстоянии от забоя возводят обделку. В случае необходимости контур выработки закрепляют анкерами, арками или покрытием из набрызгбетона. Применение метода сплошного забоя позволяет комплексно механизировать основные горнопроходческие операции, снизить трудоемкость работ и достигнуть высоких скоростей проходки (до 200 - 250 м/мес). Трудностями метода являются сохранение вертикальной плоскости лба забоя и переход, в случае необходимости, к другим методам [11].
     
     

Рисунок 2.1 – Схема проходки методом сплошного забоя: а - продольный разрез; б - первый этап работ; в - второй этап работ; 1 - контур тоннельной выработки; 2 — обделка; 3 - анкерная крепь; W— глубина заходки
     
      Метод ступенчатого забоя применяют в таких же по крепости породах, но в которых отсутствует устойчивость вертикального забоя. Сущность метода заключается в том, что забой по высоте расчленяют на калотту и нижнюю ступень, которая отстает от калотты на (2.5 - 3)W, где W - глубина заходки. Достоинством метода является возможность совмещения обуривания верхнего забоя с погрузкой грунта, экономия взрывчатого вещества. Однако при этом невозможно использовать мощное проходческое оборудование, что снижает скорость проходки выработки [15].

Рисунок 2.2 – Схема проходки методом ступенчатого забоя: а – продольный разрез; б – тоннельная выработка; в – возведение обделки; А – колотта; Б –  нижняя ступень; W – глубина заходки тоннеля

      При строительстве станций в породах с коэффициентом крепости f = 4 - 6 применяют метод нижнего уступа. Метод заключается в том, что сечение  делят на две части, разработка каждой из которых ведется раздельными забоями на различных горизонтах. В проходке тоннеля с нижним уступом, колонный профиль проходят сразу на всю длину выработки или с опережением относительно нижней части на 30 - 50 м. Сводовую часть выработки закрепляют анкерами или арками, которые до уборки грунта в нижнем уступе поддерживают рандбалки (подхваты) из двутавровых балок. К достоинствам метола нижнего уступа относятся большая безопасность работ и упрощение работы по возведению временной крепи и обделки в верхней части станции. Недостатками метода являются дополнительная перегрузка грунта с верхнего горизонта на нижний и увеличение общего времени строительства [20].

Рисунок 2.3 – Схема проходки методом нижнего уступа: А - калотта; Б нижняя часть; 1 - обделка; W- глубина заходки
     
     Применения рассмотренных методов сопряжено с трудностями при изменении инженерно-геологических условий. При строительстве станций в непрочных грунтах указанные методы можно применять только в сочетании с предварительным закреплением породного массива, что значительно увелиичивает сроки строительства и повышает стоимость. Поэтому в случаях с глинистыми грунтами использован новый австрийский метод (HATM).
     НАТМ широко применяют при строительстве в скальных и полускальных грунтах с коэффициентом крепости f = 3 - 5 и затухающей ползучестью [14]. Основой метода является взаимодействие гибкой крепи из набрызгбетона с окружающим грунтом. Обделка тоннелей выполняется двухслойной [19]. Первый слой устраивают в виде тонкой податливой крепи из набрызгбетона толщиной 15-20 см, наносимого по стальной сетке. Вторичный слой возводят из монолитного бетона или набрызгбетона толщиной 25 - 30 см после затухания деформаций окружающего грунтового массива. Во многих случаях первичную крепь из набрызгбетона усиливают стальными арками или анкерами (рис. 2.4). Стальные арки собирают из сплошных или решетчатых элементов, причем решетчатые арки имеют существенные преимущества: небольшой вес, низкий расход арматуры и легкость установки [15]. В трещиноватых породах применяют анкерную крепь для препятствия обрушению породы внутрь выработки и образования несущего породно-анкерного свода (рис. 2.4,6).

Рисунок 2.4 – Конструкция со стальными арками (а) и с анкерами (б), сооружаемого НАТМ: 1 - стальная арка; 2 — первый слой обделки из набрызгбетона; 3 - вторичный слой обделки; 4 — анкеры; 5 - несущий породно-анкерный свод
     Технология НАТМ по сравнению с другими горными методами имеет следующие преимущества: значительно облегчается конструкция обделки за счет использования затухающей ползучести грунтов; хорошая адаптация к изменению инженерно-геологических условий; возможность строить станции практически любых поперечных сечений. Наряду с традиционной технологией НАТМ, существуют различные ее модификации. Так, в Англии и США получили применение соответственно метод набрызгбетонной обделки (Sprayed concrete lining - SCL) и метод последовательно раскрываемого сечения (Sequential excavation method - SEM) [4]. В первом случае набрызгбетон применяется в качестве материала крепи. Вторая технология - SEM характеризует процесс строительства.
     2.1.2 Анализ технологий строительства подземных сооружений типа автомобильных парковок
     Создание подземных общественно-транспортных комплексов, включающих в себя подземные транспортные автомобильные развязки, торгово-рекреационные площади, соединенные с сооружениями метрополитенов является ближайшей перспективой крупных городов России, Среди российских инноваций последних лет - конструкция сборно-монолитной «стены в грунте» с листовой арматурой (СМГЛА), разработанная в инженерном тресте «ЗЭСТ». Указанная конструкция состоит из неармированных железобетонных блоков заводского изготовления с полуцилиндрическими б.......................