Щитовые камеры

10.06.2016

Щитовые камеры в конструктивном отношении подразделяются на несколько типов. По условиям расположения их в плане камеры бывают продольного типа, когда их ось направлена по оси станции, и поперечного типа, если их ось перпендикулярна оси станции. Конструкции камер подразделяют также и по материалу, из которого они выполнены. По этому признаку камеры бывают с монолитной бетонной обделкой и сборной обделкой из чугунных тюбингов или железобетонных элементов.
Щитовые камеры из монолитного бетона применяют при горном способе работ по их возведению. В станциях пилонного типа наибольшее распространение получили камеры продольного типа (рис. 77). В приведенном на рис. 77 примере конструкция камеры предназначена для монтажа щита при проходке бокового станционного тоннеля наружным диаметром 9,5 м выполнена из монолитного бетона марки 200 и рассчитана на ее сооружение в слабых породах, имеющих коэффициент крепости (по Протодьяконову) около 1,5. В случае расположения камер в более благоприятных инженерно-геологических условиях размеры ее сечений соответственно уменьшаются. Так, например, в породах с крепостью 3—4 толщина свода в замке уменьшается до 90 см, толщина стен — до 100 см, а толщина обратного свода — до 50 см.
Камера имеет внутреннее очертание по кругу диаметром 11 м и длину в свету 6 м применительно к обделке наружным диаметром 8,5 м, длина камеры остается неизменной, внутренний ее диаметр принимается равным 10 м.
Щитовые камеры

В щитовых камерах монтируют или демонтируют как станционные, так и перегонные щиты. Для вывода этих щитов на трассу в торцовых стенах их устраивают проемы, закрепляемые временно кирпичной или какой-либо другой кладкой. При расположении камер в слабых породах проемы для вывода станционных щитов закрепляют двутавровыми металлическими балками № 45а, а для вывода перегонных щитов — такими балками № 27а. В некоторых случаях в стенах камер делают проемы для вентиляционного тоннеля и ходка.
Для монтажа щитов в камере устраивают бетонный лоток толщиной 40—50 см с втопленными в него рельсами для обеспечения правильного положения щита при сборке и последующего выдвижения. В бетонный свод камеры заделывают металлические подвески из швеллеров № 24, к которым крепят семь монтажных балок из двутавра № 30 и серьги из арматурного железа диаметром 20 мм на уровне пят свода.
Камеры сооружают в большинстве случаев методом опертого свода.
Несколько отличается от рассмотренной конструкция щитовой камеры для монтажа щитов при проходке среднего тоннеля (рис. 78). Особенность этой конструкции заключается в связи с ее расположением в узком пространстве между боковыми тоннелями. Кроме того, при поочередном обнажении то одной, то другой ее наружной стороны в процессе проходки боковых тоннелей действие упругого отпора породы становится неравномерным и в обделке возникают значительные усилия, что вынуждает возводить ее стенки из железобетона, а в верхней части свода ставить металлические затяжки.
Щитовые камеры

Обделка камер после монтажа или демонтажа щита включается в состав конструкции среднего тоннеля. Производство работ по возведению таких камер и камер боковых станционных тоннелей аналогичны.
Щитовые камеры поперечного типа применяются, когда к торцу станции примыкают все три станционных тоннеля. В этом случае необходимость возведения самостоятельных щитовых камер для каждого тоннеля оказывается нерациональной; более целесообразным решением становится сооружение одной щитовой камеры поперечного типа для трех тоннелей.
Поперечная камера позволяет осуществлять примыкание эскалаторных тоннелей к станции в плане под любым углом, что весьма облегчает компоновку в плане всего станционного узла в густо застроенных районах города.
Конструкция такой камеры, выполненная из монолитного бетона марки 200, приведена на рис. 79. К торцу этой камеры примыкает подходной коридор, повернутый в плане под некоторым углом, идущий от эскалаторного тоннеля к среднему залу станции. Исходя из расчетного значения пассажиропотока в пределах коридора и камеры, а также по условиям монтажа щитов их ширина принята 6 м. В продольной стене камеры толщиной 2,5 м сделаны три проема диаметром по 9,9 м для вывода станционных щитов, а в противоположной стене — два проема для вывода перегонных щитов.
Щитовые камеры

Водонепроницаемость обделки камеры достигнута путем покрытия ее внутренней поверхности четырехслойной оклеечной гидроизоляцией, поддерживаемой железобетонной оболочкой толщиной 25 см.
Переход пассажиров с платформы к эскалаторам осуществляется вначале по лестнице высотой 0,9 м, расположенной в торце платформы, а затем по лестнице высотой 2,4 м, расположенной в пределах камеры (рис. 80) по направлению ее оси. Переход через пути и дальнейшее следование по подходному коридору осуществляется на высоте 3,3 м над уровнем чистого пола пассажирской платформы или на высоте 4,4 м от уровня головки рельсов.
В нижней части камеры под полом располагают служебные помещения, которые соединяются со служебными помещениями, расположенными под платформой станции. В пределах камеры размещают обычно и местную дренажную перекачку с приямком для сбора воды из дренажных труб станции.
Щитовые камеры

Сооружение такого типа камер обычно осуществляется горным способом и характеризуется весьма большими трудностями, связанными с раскрытием выработок больших пролетов в слабых породах и устройством больших проемов в стенах камеры. Трудности усугубляются при сооружении таких камер применительно к трехсводчатым станциям колонного типа, рассмотренным ниже.
Учитывая большую трудоемкость работ и значительную стоимость щитовых камер, при благоприятных инженерно-геологических условиях стремятся избежать устройства таких камер, особенно в средних станционных тоннелях, имеющих относительно небольшую длину. В последнем случае сооружение среднего станционного тоннеля осуществляют горным способом с раскрытием забоя на полный профиль и монтажом обделки тюбингоукладчиком без применения щита. Отказ от возведения в стесненных условиях щитовых камер среднего тоннеля значительно ускоряет сроки строительства и снижает стоимость станции.
При сооружении боковых станционных тоннелей в благоприятных инженерно-геологических условиях с незначительным притоком в выработки воды также оказывается нецелесообразным применение щитового способа.
Ввиду того что в этом случае исключается необходимость возведения щитовых камер, вся конструкция станции упрощается и стоимость ее снижается.
В качестве примера на рис. 81 представлена конструкция трехсводчатой станции пилонного типа, в которой сооружение всех ее тоннелей наружным диаметром 9,5 м начиналось с возведения прорезных колец со сборкой тюбингов обделки при помощи лебедок. Затем в прорезном кольце монтировался тюбингоукладчик и с его помощью производилось возведение отделки при последующей проходке этого станционного тоннеля на всем протяжении станции.
Щитовые камеры

В каждом торце станционных тоннелей сооружали бетонные плоские стенки толщиной около 1 м, внутреннюю сторону которых покрывали оклеечной гидроизоляцией, поддерживаемой железобетонной стенкой со стороны тоннеля.
К торцовым стенам боковых тоннелей примыкали перегонные тоннели, для чего в стенках были оставлены соответствующие проемы. В одном из торцов среднего тоннеля устраивали также проем для примыкания эскалаторного тоннеля.
В отличие от ранее изложенного конструктивного решения подачи свежего воздуха на станцию посредством вентиляционного тоннеля, идущего от вентиляционной шахты и примыкающего к щитовым камерам, на приведенном рисунке свежий воздух поступает на станцию через эскалаторный тоннель. В этом случае воздух поступает у наземного вестибюля в нижнюю часть сечения эскалаторного тоннеля и далее по этому образованному вентиляционному каналу подходит к станции. Чтобы обеспечить необходимую полезную площадь поперечного сечения вентиляционного канала, вертикальный диаметр эскалаторного тоннеля увеличен до 9,2 м путем введения в чугунную обделку на уровне горизонтального диаметра дополнительной прямой вставки высотой 0,7 м.
Под наклонным ходом на уровне вентиляционных каналов станции сооружена вентиляционная камера с чугунной обделкой кругового очертания с наружным диаметром 6 м, длиной 17,7 м, которая соединена с вентиляционным каналом эскалаторного тоннеля.
В вентиляционной камере установлены вентиляторы, подающие воздух через поперечные ходки в вентиляционные каналы станции, расположенные под пассажирскими платформами.
Другим примером трехсводчатой станции пилонного типа, в которой вентиляция ее осуществляется через наклонный ход, может служить конструкция, изображенная на рис. 82. Обделка тоннелей этой станции принята уменьшенных размеров и выполнена из чугунных тюбинговых колец переменной жесткости наружным диаметром 8,5 м, шириной 0,75 м.
Щитовые камеры
Щитовые камеры

Сооружение станции производилось щитовым способом, для чего по торцам ее тоннелей имеются щитовые камеры.
Толщина целиков между смежными тоннелями принята равной 1,35 м, что соответствует расстоянию между осями тоннелей 9,85 м. Пассажирские платформы в боковых тоннелях в этом случае имеют ширину по 3,15 м и соединяются с распределительным залом шестью проходами шириной по 3 м и максимальной высотой от уровня платформы 3,55 м. Конструкция проходов выполнена из монолитного бетона с внутренней изоляцией из металлических листов.
Вентиляционная камера станции, расположенная под наклонным ходом в уровне вентиляционных каналов под пассажирскими платформами, выполнена из монолитного бетона и соединяется через вентиляционную шахту диаметром 5,5 м с вентиляционным каналом наклонного хода. От наземного вестибюля до этой шахты вертикальный диаметр эскалаторного тоннеля также увеличен до 9,2 м. Установленные два вентилятора в вентиляционной камере подают воздух через поперечные ходки в вентиляционные каналы, расположенные под пассажирскими платформами боковых тоннелей станции. К вентиляционной камере примыкает кабельный ходок.
Обычно располагаемый в натяжной камере эскалатора зумпф местной дренажной перекачки в рассматриваемом примере вынесен из щитовой камеры за ее пределы и помещен в лотковой части среднего тоннеля.
Щитовые камеры

Следующий характерный пример конструкции трехсводчатой станции пилонного типа с обделкой из чугунных тюбингов, имеющей наружный диаметр 8,5 м, приведен на рис. 83. Конструкция обделок тоннелей этой станции, сооружаемой щитовым способом, не отличается от приведенной в предыдущем примере (см. рис. 82), но торцовая ее часть решена по иному. Первой особенностью этой станции являются щитовые камеры, которые выполнены из чугунных тюбингов эллиптического очертания с наружным вертикальным диаметром 10,5 м и горизонтальным — 9,75 м (рис. 84). В пределах камер на всю их длину продолжены пассажирские платформы и, кроме того, в них в два этажа размещены служебные и подсобные помещения.
Щитовые камеры

Другой существенной особенностью этой станции является конструкция примыкания вентиляционного тоннеля, идущего от вентиляционной шахты к станционным щитовым камерам (рис. 85). Это примыкание осуществлено со стороны торцовых стен камер по типу, изображенному на рис. 76, но в отличие от него выполнено не из монолитного бетона, а из чугунных тюбингов. Вентиляционный тоннель по гидрогеологическим условиям принят так же, как и станционные тоннели, с обделкой из чугунных тюбингов.
На рис. 85 изображена конструкция бетонных торцовых стен станционных тоннелей толщиной 0,6 м, их гидроизоляция и железобетонная оболочка толщиной 0,2 м.
Щитовые камеры
Щитовые камеры

Рассмотренные примеры конструкций трехсводчатых станций из чугунных тюбингов с пилонами, запроектированные и построенные советскими метростроителями, позволяют судить о степени развития техники тоннеле- и метростроения в нашей стране. Очевидно, совершенствование подобных конструкций станций пилонного типа будет продолжаться применительно к тем условиям, в которых такие конструктивные решения целесообразны. Следует отметить, что в связи с широким внедрением в практику строительства сборного железобетона значительно снижается стоимость тоннельных сооружений и металлоемкость их конструкций; строительство станций пилонного типа с обделкой из чугунных тюбингов в настоящее время значительно сокращено и допускается лишь в исключительно тяжелых геологических и гидрогеологических условиях.