Двухпутная линия метрополитена с водоотливной установкой

Авторы патента:

E02D29/055 - с последующей выемкой профиля под уже возведенной частью сооружения, например под кровлей туннеля

Владельцы патента RU 2758251:

Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский, проектно-изыскательский институт "Ленметрогипротранс" (RU)

Изобретение относится к тоннельному строительству метрополитена, а более конкретно к обустройству системы водоотведения в двухпутных перегонных тоннелях метрополитена. Двухпутная линия метрополитена с водоотливной установкой состоит из обделки перегонного тоннеля и двух рельсовых путей для движения поездов метрополитена в разных направлениях и содержит водоотливную установку, при этом под рельсовыми путями расположены водоотводные лотки. Водоотливная установка размещена в строительном объеме обделки перегонного тоннеля в теле основания под рельсовыми путями и занимает межпутьевое положение. Водоотливная установка размещается в пониженной точке перегонного тоннеля линии метрополитена в соответствии с профилем трассы между двумя станциями метрополитена, рельсовые пути отделены от водоотливной установки железобетонной плитой, через которую под наклоном проходят сливные каналы, соединяющие водоотводные лотки под рельсовыми путями с водоотливной установкой. Водоотливная установка снабжена погружным насосным оборудованием, содержащим погружные насосы с запорно-регулирующей арматурой, для удаления воды из перегонного тоннеля по напорным трубопроводам в городские сети водоотведения. Технический результат состоит в уменьшении объемов земляных и бетонных работ, а также увеличении скорости строительства двухпутных линий метрополитена и надежности работы водоотливной установки в условиях плотной городской застройки и сложных инженерно-геологических условий строительства при сооружении двухпутных тоннелей. 1 ил.

Содержание водоотлива и меры по предупреждению притоков воды в выработки метрополитена требуют значительных капитальных и текущих затрат, расхода электроэнергии, трудовых затрат, что составляет одну из существенных статей расходов по эксплуатации метрополитена. Доля затрат на водоотливные мероприятия в общем комплексе горных работ в условиях метрополитена достигает 15-20% от ежегодного объема капиталовложений. Притоки воды в горные выработки ухудшают условия работы и иногда могут быть опасны для работающих. Для удаления воды из горных выработок оборудуются сложные водоотливные установки, бесперебойная работа которых обеспечивает безопасные условия эксплуатации действующих подземных линий метрополитена.

Известно, что для сбора и удаления в городские сети стоков, образующихся в перегонных тоннелях метрополитена, в пониженном месте трассы тоннелей в отдельной выработке, примыкающей к тоннелю, размещают водоотливную установку (ОВУ). Выработка для водоотливной установки линии мелкого заложения возводится 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. 483).

Недостатком такой водоотливной установки метрополитена мелкого заложения является необходимость производства земляных работ при сооружении выработки, выделение строительной площадки.

Известно устройство водоотливной установки, предназначенной для обеспечения незатопляемости линий метрополитена при авариях и стихийных бедствиях и содержащей насосное оборудование, выполненного виде центробежного насоса с запорно-регулирующей арматурой, полость которого сообщена с откачиваемой емкостью через бак-накопитель (Патент РФ №2020277, опубл. от 30.09.1994).

Однако данная водоотливная установка содержит горизонтальный центробежный насос, ненадежность работы которого является следствием того, что такие насосы могут действовать только при полностью залитых водой их рабочих полостях, что требует времени на их заполнение и усилий на поддержание залитого водой объема до момента поступления в полость насоса воды, поднятой из водосборника.

Известна двухпутная линия метрополитена с водоотливной установкой, состоящая из обделки перегонного тоннеля и двух рельсовых путей для движения поездов метрополитена в разных направлениях и содержащая водоотливную установку для удаления воды из тоннеля, расположенную в отдельной выработке, примыкающей к тоннелю в зоне односводчатой станции метрополитена (Патент РФ №2701762, опубл. от 01.10.2019, Бюл. №28).

Однако в данном техническом решении водоотливная установка располагается в отдельной выработке, примыкающей к тоннелю, что требует производства дополнительных объемов земляных работ для сооружения этой выработки и выполнения дополнительных бетонных работ, при этом создание самой выработки часто невозможно из-за плотной городской застройки и сложных инженерно-геологических условий строительства при сооружении двухпутных тоннелей.

Технический результат, который может быть получен при применении данного изобретения, заключается в уменьшении объемов земляных и бетонных работ, а также увеличении скорости строительства двухпутных линий метрополитена и надежности работы водоотливной установки в условиях плотной городской застройки и сложных инженерно-геологических условий строительства при сооружении двухпутных тоннелей.

Для достижения данного технического результата в предлагаемой двухпутной линии метрополитена с водоотливной установкой, состоящей из обделки перегонного тоннеля и двух рельсовых путей для движения поездов метрополитена в разных направлениях и содержащей водоотливную установку, при этом под рельсовыми путями расположены водоотводные лотки, согласно изобретения, водоотливная установка размещена в строительном объеме обделки перегонного тоннеля в теле основания под рельсовыми путями и занимает межпутьевое положение, при этом водоотливная установка размещается в пониженной точке перегонного тоннеля линии метрополитена в соответствии с профилем трассы между двумя станциями метрополитена, рельсовые пути отделены от водоотливной установки железобетонной плитой, через которую под наклоном проходят сливные каналы, соединяющие водоотводные лотки под рельсовыми путями с водоотливной установкой, а водоотливная установка снабжена погружным насосным оборудованием, содержащим погружные насосы с запорно-регулирующей арматурой, для удаления воды из перегонного тоннеля по напорным трубопроводам в городские сети водоотведения.

Введение в состав предлагаемой двухпутной линия метрополитена с водоотливной установкой водоотливной установки, размещенной в строительном объеме обделки перегонного тоннеля, а именно, в теле основания под рельсовыми путями в межпутьевом положении в пониженной точке перегонного тоннеля линии метрополитена в соответствии с профилем трассы между двумя станциями метрополитена, рельсовых путей, отделенных от водоотливной установки железобетонной плитой, через которую под наклоном проходят сливные каналы, соединяющие водоотводные лотки под рельсовыми путями с водоотливной установкой, и снабжение водоотливной установки погружным насосным оборудованием, содержащим погружные насосы с запорно-регулирующей арматурой, для удаления воды из перегонного тоннеля по напорным трубопроводам в городские сети водоотведения позволяет получить новое свойство, заключающееся в размещении водоотливной установки не в отдельной выработке, примыкающей к тоннелю, а в строительном объеме обделки перегонного тоннеля в нижней (подпутевой) его части без выделения отдельного помещения, что обеспечивает уменьшение объемов земляных и бетонных работ, а также увеличении скорости строительства двухпутных линий метрополитена в условиях плотной городской застройки и сложных инженерно-геологических условий строительства при сооружении двухпутных тоннелей, а применение погружного насосного оборудования с погружными насосами для водоотлива в городские сети водоотведения по напорным трубопроводам не требует времени на заполнение погружного насоса и усилий на поддержание залитого водой объема насоса до момента поступления в полость насоса воды, поднятой из водосборника, что обеспечивает надежность работы водоотливной установкой.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, на фиг. 1 представлено поперечное сечение двухпутного перегонного тоннеля с водоотливной установкой, где:

1 - обделка двухпутного перегонного тоннеля;

2 и 3 - рельсовые пути, расположенные в двухпутном перегонном тоннеле;

4 - водоотливная установка (ОВУ), расположенная в теле основания под рельсовыми путями;

5 - тело основания под рельсовыми путями;

6 - железобетонная плита, отделяющая ОВУ от конструкции рельсовых путей;

7 - погружное насосное оборудование;

8 - водоотводной лоток под рельсовым путем;

9 - сливной канал, соединяющий водоотводной лоток с водоотливной установкой.

Предлагаемое изобретение реализуется следующим образом.

При эксплуатации горных выработок метрополитена в них постоянно поступают воды, образующиеся в тоннеле при промывке, при случайных протечках и т.д. Поэтому необходимо обеспечивать отведение на поверхность существующих притоков технологических вод.

Для этого внутри строительного объема обделки 1 размещают водоотливную установку 4 в теле основания 5 под рельсовыми путями 2 и 3, при этом водоотливная установка 4 устанавливается в пониженной точке перегонного тоннеля линии метрополитена в соответствии с профилем трассы между двумя станциями метрополитена. Водоотливная установка 4 занимает межпутьевое положение между рельсовыми путями 2 и 3. Рельсовые пути 2 и 3 отделены от водоотливной установки 4 железобетонной плитой 6.

За счет размещения водоотливной установки 4 в пониженной точке перегонного тоннеля линии метрополитена в соответствии с профилем трассы между двумя станциями метрополитена, технологические воды из водоотводных лотков 8, расположенных под рельсовыми путями 2 и 3, поступают через сливные каналы 9, проходящие под наклоном через железобетонную плиту 6, в водоотливную установку 4. Из водоотливной установки 4 технологические воды с помощью погружного насосного оборудования 7 с погружными насосами и запорно-регулирующей арматурой (на рис. не показаны), удаляются из перегонного тоннеля по напорным трубопроводам (на рис. не показаны) в городские сети водоотведения.

Источники информации

1. 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. 483.

2. Патент РФ №2020277, опубл. от 30.09.1994.

3. Патент РФ №2701762, опубл. от 01.10.2019, Бюл. №28 - прототип.

Двухпутная линия метрополитена с водоотливной установкой, состоящая из обделки перегонного тоннеля и двух рельсовых путей для движения поездов метрополитена в разных направлениях и содержащая водоотливную установку, при этом под рельсовыми путями расположены водоотводные лотки, отличающаяся тем, что водоотливная установка размещена в строительном объеме обделки перегонного тоннеля в теле основания под рельсовыми путями и занимает межпутьевое положение, при этом водоотливная установка размещается в пониженной точке перегонного тоннеля линии метрополитена в соответствии с профилем трассы между двумя станциями метрополитена, рельсовые пути отделены от водоотливной установки железобетонной плитой, через которую под наклоном проходят сливные каналы, соединяющие водоотводные лотки под рельсовыми путями с водоотливной установкой, а водоотливная установка снабжена погружным насосным оборудованием, содержащим погружные насосы с запорно-регулирующей арматурой, для удаления воды из перегонного тоннеля по напорным трубопроводам в городские сети водоотведения.

Заявляемая группа изобретений относится к строительству, а именно к сооружению тоннелей. Техническим результатом является снижение трудоемкости способа сооружения тоннеля, сокращение сроков строительства, а также упрощение конструкции тоннеля.

Тоннель и способ его сооружения // 2710832

Изобретение относится к строительству, а именно к сооружению тоннелей. Тоннель включает в себя протяженные сегменты.

Способ возведения станции метрополитена (способ юркевича п.б.) // 2565314

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.

Односводчатая многоуровневая станция метрополитена и способ ее возведения (конструкция юркевича п.б.) // 2562359

Изобретение относится к области строительства станций метрополитена для мелкого и среднего заложения при возведении полузакрытым и открытым способами. Односводчатая многоуровневая станция метрополитена характеризуется конструктивно связанными внутренними несущими конструкциями, внешними стенами, фундаментной плитой, покрытием и перекрытиями, выполненными в виде пологих бесшарнирных свода-покрытия и сводов-перекрытий кругового многоцентрового внутреннего унифицированного очертания и наружного линейного горизонтального очертания.

Тоннель и способ его сооружения // 2558551

Изобретение относится к строительству, а именно сооружению тоннелей в теле насыпи под действующей транспортной магистралью. Способ сооружения тоннеля, преимущественно в теле насыпи под действующей транспортной магистралью, включает образование в теле насыпи защитного экрана путем поочередного продавливания с помощью гидравлической вдавливающей установки протяженных элементов, соединенных между собой замковыми соединениями, дополнительное усиление конструкции, разработку грунта в объеме возводимого тоннеля, бетонирование и отделку.

Тоннель из сотово-коробчатых шпунтовых конструкций // 2550608

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции тоннеля, сооружаемого в теле существующих насыпей или под насыпями, и может быть использовано при строительстве тоннелей мелкого заложения различного назначения, в том числе под действующими транспортными магистралями без перерыва движения по ним, а также может быть использовано на слабых грунтах и грунтах, подверженных карстовым явлениям.

Способ сооружения двухсводчатой станции метрополитена глубокого заложения // 2536539

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении метрополитенов, непосредственно при сооружении двухсводчатой станции метрополитена глубокого заложения. Способ сооружения двухсводчатой станции метрополитена глубокого заложения, включающий проходку боковых опорных тоннелей, сооружение в них боковых опор, разработку каллотных прорезей, возведение верхних сводов с частичной разборкой обделки боковых опорных тоннелей, разработку ядра станции, подведение обратных сводов и монтаж внутренних конструкций с островной платформой, отличающийся тем, что двухсводчатую станцию метрополитена глубокого заложения сооружают в объеме односводчатой станции метрополитена, сооружают боковые опорные тоннели и средний опорный тоннель, монтируют в нем обделку и устанавливают в нее верхний опорный элемент, общий для верхних сводов станции, и сборный железобетонный ленточный фундамент, выполненный в виде плоского лотка, имеющего плоскости примыкания к обратным сводам станции, затем в боковых опорных тоннелях сооружают боковые опоры, с анкерной крепью с возможностью исключения поворота боковых опор во время монтажа верхних сводов, монтируют среднюю часть общей несущей опоры с последующим ее омоноличиванием по всей длине станции, одновременно в верхней части боковых опорных тоннелей и среднего опорного тоннеля осуществляют демонтаж обделки, осуществляют проходку каллотных прорезей станционных тоннелей с возведением верхних сводов и частичной разборкой обделки боковых опорных тоннелей и обделки среднего опорного тоннеля, в каждом станционном тоннеле разрабатывают ядро, демонтируют обделки боковых опорных тоннелей и обделку среднего опорного тоннеля, разрабатывают грунт для монтажа обратных сводов, подводят в обоих станционных тоннелях обратные своды и возводят внутренние конструкции с островной платформой.

Трехсводчатая станция метрополитена колонного типа и способы ее возведения (устройство и способы юркевича п.б.) // 2510444

Изобретение относится к области строительства тоннелей, в частности к строительству трехсводчатых станций метрополитена колонного типа, в основном глубокого заложения, при этом возможно сооружение таких станций на мелком заложении полузакрытым и закрытым способами, также при последующем строительстве промежуточных станций метрополитена глубокого и мелкого заложений на новых действующих линиях без нарушения их эксплуатации.

Станция метрополитена и способ ее возведения (устройство и способ юркевича п.б.) // 2505646

Изобретение относится к области строительства, а именно к подземным зданиям и сложным сооружениям многоцелевого использования, конкретно к станции метрополитена глубокого заложения. Станция метрополитена, имеющая строительную систему остановочного пункта подземного транспорта с защитными устройствами гражданской обороны, включает конструкции, устройства и помещения по обслуживанию пассажиров и эксплуатационного персонала станции.

Способ в.с. скального возведения наружных и внутренних стен подземных помещений в грунте // 2493328

Изобретение относится к строительству, а именно к строительству подземных частей зданий и сооружений ЗиС и может быть использовано для возведения в грунте наружных и внутренних стен подземных помещений. Способ возведения наружных и внутренних стен подземных помещений в грунте заключается в том, что по оси подземной стены формируют отдельно стоящие буронабивные сваи, которые объединяют связующей стенкой из бетона.

Односводчатая станция метрополитена с обделкой из монолитного железобетона, сооружаемая закрытым способом производства работ // 2758820

Изобретение относится к области строительства тоннелей, в частности к строительству односводчатых станций метрополитена, сооружаемых закрытым способом производства работ, в основном глубокого заложения. Односводчатая станция метрополитена с обделкой из монолитного железобетона, сооружаемая закрытым способом производства работ, имеющая в поперечном сечении коробовое очертание и состоящая из верхнего, обратного сводов и стен, в которой размешены конструкции рельсовых путей и островная пассажирская платформа, с расположенными под ней служебными и техническими помещениями. Обделка станции состоит из двух слоев, каждый из которых выполнен из монолитного железобетона. Первый слой обделки сооружается по технологии набрызгбетона с анкерами, а второй слой - с использованием опалубки, между слоями обделки размещен слой гидроизоляции. Обделка имеет подъемистый верхний свод, позволяющий разместить служебные и технические помещения над пассажирской платформой и рельсовыми путями. Технический результат состоит в обеспечении рационального контура обделки, повышении скорости и технологичности строительства, а также повышении безопасности строительства и надежности эксплуатации станции метрополитена. 1 ил.