"АРДиС" №2 (42) 2009г, статья 6.
Добавлено: 05 сен 2009, 18:36
Статья из журнала "Архитектура, реставрация, дизайн и строительство" №2 (42) 2009г.
Интернет-версия статьи: http://www.d-c.spb.ru/archiv/42/27.html
Ольга Поливцева
ЗАО «СМУ-11»:
ИННОВАЦИОННЫЕ ПРИНЦИПЫ В МЕТРОСТРОЕНИИ
Cтанция «Звенигородская»… Сейчас здесь полным ходом идут работы по возведению наклонного хода. Так на профессиональном языке метростроевцев называется тоннель, по которому движется эскалатор. В городе рассчитывают, что уже с конца этого года пассажиры сумеют подниматься на поверхность не через переход к вечно людной «Пушкинской», а прямиком на одноименную Звенигородскую улицу. По сути, в настоящий момент на данном объекте реализуется важный и ответственный эксперимент, к которому давно шли наши метростроители. Использование этого решения было обусловлено как сложными гидрогеологическими условиями, так и необходимостью «не навредить» объектам культурного наследия, прилегающим к площадке.
ЗАО «СМУ-11», одна из горнопроходческих организаций ОАО «Метрострой», более 30 лет ведет горнокапитальные работы в Северной столице. За это время специалисты предприятия внесли существенный вклад в развитие всех четырех линий метро, неизменно опираясь на самые передовые технологии. Из недавних примеров возьмем станции «Комендантский проспект» и «Спортивная» – сооружение их вестибюлей и эскалаторных тоннелей велось с использованием относительно нового на тот период метода «стена в грунте». Напомним также, что коллективу СМУ-11 довелось в полной мере проявить профессиональное мастерство в ходе восстановления сквозного движения в зоне размыва между «Лесной» и «Площадью Мужества».
Наклонный ход станции «Комендантский проспект» строился с ручной разработкой и без заморозки грунта. Она не требовалась, поскольку дома в окружении объекта стояли на свайных фундаментах. Иное дело, строительство «Звенигородской»: известно, что после оттаивания блока, где проходит тоннель, осадка дневной поверхности земли достигает 400 мм. Можно в некоторой степени обезопасить постройки, попадающие в эпицентр, если усилить здания специальной плитой, выполненной по проекту института «Ленметрогипротранс». В результате они «садятся» относительно равномерно, а их конструкции меньше страдают от деформаций. Тем не менее, при возведении наклонного хода для станции метро «Звенигородская» требовался еще более щадящий подход – вокруг располагается настоящий архитектурный музей под открытым небом, где что ни экспонат, то выдающееся произведение российского зодчества. Соответственно, остановились на безосадочном способе подземных работ, который, будучи основанным на технологии струйной цементации (jet-grouting), позволял минимизировать влияние стройки на соседние исторические сооружения.
Речь здесь идет о таком методе закрепления грунтов, который основан на их одновременном разрушении и перемешивании высоконапорной струей цементного раствора. В результате внутри выработки образуются спаянные между собой цилиндрические колонны. Они выполнены из застывшей смеси цементного раствора с естественным грунтом («слабый бетон»), и эта масса при оттаивании практически не осаживается (осадка грунтобетона в десятки раз меньше замороженного грунта естественного залегания).
Алексей Уханов, главный инженер ЗАО «СМУ-11»:
– Проходка так называемой «лидерной» скважины производится обычной буровой шарошкой ø 150 мм, следом за ней идет монитор с двумя соплами по 1,5 мм. Когда внутрь инструмента подается большое давление (не один центнер на квадратный сантиметр), оттуда вылетают мощные и полярно направленные струи цементного раствора. Они, насколько хватает энергии в зависимости от плотности почвы, начинают размывать грунт. Поднимаясь, инструмент создает цементно-грунтовый цилиндр заданного диаметра. Излишки подаются наверх, а внутри получается цементно-грунтовая «каша», которая через некоторое время (скажем, через неделю – это зависит от условий) затвердевает и превращается в прочную колонну. Если применять другие цементы или специальные ускорители, можно ускорить процесс набора прочности колонн. Конструкция из грунтобетонных свай воспринимает горизонтальные и вертикальные нагрузки, а также является вертикальной преградой для водного потока.
В известной мере это было экспериментальным шагом. И только благодаря совместным усилиям специалистов и ученых службы заказчика ГУП «Метрополитен», ОАО «Метрострой», института «Ленметрогипротранс», ПГУПС, СМУ-11 уже сейчас видно, что избранный вариант проведения работ оказался наиболее приемлемым для условий строительства в данном конкретном месте. Как намечено, здесь произведена струйная цементация, затем пробурены скважины, в них установлено морозильное оборудование. После замораживания всего цилиндра наклонный ход мы прошли впервые не вручную, а экскаватором, за которым специально ездили в Лихтенштейн. Нужна была машина, способная вести наклонную проходку под углом в 30 о, при этом определенного размера и с такой стрелой, которая достанет до нужных точек. Естественно, экскаватор требовался электрический, поскольку при использовании дизельных машин пришлось бы все время проветривать подземное пространство, выдувая оттуда аэрозоль. Вследствие этого люди, которые у нас работают, подвергались бы постоянному риску заболеть, а руководство предприятия вместо того, чтобы наладить ритмичный рабочий процесс, то и дело регистрировало больничные листы.
Кроме того, механизированный способ проходки позволил практически на 80 % исключить ручной труд. Применение современной техники затрагивает все технологические этапы возведения наклонного хода станции – от создания грунтобетонного подземного массива и его замораживания до механизированной выработки тоннеля экскаватором с выдачей грунта на поверхность конвейерами. Кстати, очень важный показатель качества организации работ на крупных и ответственных объектах – непрерывная транспортировка «отработанного материала». Времени на такие стройки обычно отпущено мало, а всегда нужно уложиться в срок, поэтому в идеале сосуд с грунтом должен постоянно подниматься, оперативно разгружаться и тут же возвращаться за новой порцией.
Основными преимуществами технологии струйной цементации, по словам Алексея Валентиновича, являются высокая скорость работ за счет малого диаметра бурения скважин вместе с возможностью применения в стесненных условиях. Кроме того, здесь мы имеем водоцементный раствор, который подходит для всех типов почв от глины до гравия.
Временная обделка наклонного хода состояла из круговых стальных рам (стальная балка № 36) и бетонного заполнения. На следующем этапе тоже не обошлось без технологической новинки. В качестве гидроизоляции впервые в Петербурге применялся ТФ-1 – двухкомпонентный обмазочный герметик холодного отверждения с повышенной адгезией к основным строительным материалам, включая бетон, и колоссальным модулем растяжения (до 600 %), что значительно повышает прочность конструкции. Методом, который до этого был не раз опробован в московском метрополитене, воспользовались вместо традиционной гидроизоляции. Она, при просадке, сопровождающей процесс разморозки часто приводит к протечкам в конструкции.
А. Уханов:
– Обмазочная гидроизоляция наносится на внутреннюю поверхность временной обделки, где бетонируется постоянный монолит в два этапа: нижний (лоток) и перекрытие (будущее основание для эскалатора). Сверху тянется шестиметровая скользящая опалубка, широко применяемая для бетонирования на горизонтальных участках тоннелей и выпускаемая практически всеми фирмами, которые работают с горным оборудованием. Она движется по рельсовому пути и имеет механические стопоры, площадочные вибраторы, контрольные окна.
Между тем, когда мы обратились к производителям опалубки, они согласились сделать все быстро, хотя и за очень серьезную сумму. По мере уточнения того, что наша работа будет производиться под 30-градусным наклоном вверх, у потенциальных партнеров стало возникать множество неразрешимых вопросов. Пришлось опалубку делать самим, предварительно изготовив и согласовав все чертежи, получив сертификат соответствия. Как видите, практически каждый элемент нашей работы является инновационным. С точки зрения технологии струйную цементацию знают и применяют многие, но в таком принципиально новом контексте, когда сооружается наклонный ход метрополитена, предшественников у нас не было.
С помощью технологии струйной цементации можно выполнять различные работы. Это усиление фундаментов и склонов, сооружение подпорных стен, ограждение котлованов, закрепление грунтов при проходке тоннелей, строительстве автодорог, устройство буровых свай, заглубление подвалов и многое другое. Струйная цементация в принципе применима при любом подземном строительстве, когда необходимо сделать ограждающую конструкцию для котлована в виде мощной и однородной грунтобетонной стены. Внутри нее потом можно будет выбрать грунт, выполнить гидроизоляцию и забетонировать постоянную конструкцию. Между прочим, прибегнув к этой технологии, СМУ-11 выполняло подготовку грунта для проходческого щита на «Обводном канале». Там, чтобы сделать внутри котлована плотное, монолитное ложе, пробурили 300 свай. Это существенно облегчит старт щита: сразу забурившись в твердый материал, первые кольца обделки удастся собрать в ровный цилиндр. Создание стабилизирующего котлована для ровного выхода щита на трассу планируется также и при сооружении станции «Адмиралтейская».
А. Уханов:
– Технология струйной цементации, конечно, не дешевле классических, однако ее применение зачастую является не только оправданным, но и единственно оптимальным. Этот метод повышает ремонтопригодность сооружения, стабилизирует всю конструкцию на веки вечные. Преувеличения здесь нет, ведь чем дольше стоит бетон во влажной земле, тем крепче становится.
Важна и другая сторона дела: задача сохранения исторического центра Петербурга остается для нас одной из приоритетных, и ее важность несоизмерима с любыми производственными затратами. Посмотрите на ту же Европу, где применительно к важным стратегическим объектам вообще не принято экономить – выйдет «себе дороже». Вот и мы за такой цивилизованный подход.
В настоящий момент продвигаемся вверх четко по графику и уже в августе передадим эстафету «смежникам» из компании «Адамант-строй». В этот момент они должны приступить к сооружению административного здания, которое по проекту совмещено с вестибюлем станции. Пока строители будут заниматься остеклением фасада, нам предстоит установка эскалаторов и турникетов внутри всего объема.
Интернет-версия статьи: http://www.d-c.spb.ru/archiv/42/27.html