Современные решения строительства метрополитена

В августе 2005 года, в дни празднования 1000-летнего юбилея города Казани, в эксплуатацию был введен пусковой комплекс первого участка первой линии Казанского метрополитена общей протяженностью 8,345 км, состоящий из пяти станций, электродепо с соединительной веткой и инженерного корпуса. О ходе строительства метрополитена рассказывает директор МКП «Дирекция по строительству подземных транспортных сооружений» г. Казани Церцеил Анатолий Георгиевич.

Церцеил Анатолий Георгиевич, директор МКП «Дирекция по строительству подземных транспортных сооружений»

Темпы работ после ввода первого пускового комплекса Казанского метрополитена не снижались ни на минуту, и в декабре 2008 г. была введена шестая станция – «Проспект Победы». В результате значительно улучшилось пассажирское сообщение между центром города и большими спальными районами «Азино» и «Горки». При этом остается нерешенным вопрос пассажирских перевозок из Заречной части города в центр. Указанный вопрос является особенно актуальным в связи с предельным износом и перегруженностью автомобильным транспортом Ленинской дамбы, соединяющей левобережную и правобережную части города. Для решения этой проблемы ускоренными темпами, несмотря на финансовые трудности, вызванные экономическим кризисом, осуществляется строительство седьмой станции Казанского метрополитена – станции с самобытным историческим названием «Козья слобода», которая расположена в заречной части города вдоль ул. Декабристов возле Казанского энергетического университета.

Геологические особенности
Казанский метрополитен относится к метрополитенам мелкого заложения, при котором строительство станций осуществляется открытым способом, проходка тоннелей - закрытым. Исключение составляют тоннели соединительной ветки в депо, строительство которых также осуществлялось открытым способом.
Горно-геологические условия строительства всех станций и перегонных тоннелей отличались крайней неоднородностью, при этом особенно сложными были участки строительства станций «Площадь Тукая» и «Суконная слобода», перегонных тоннелей между ними, а также между станциями «Суконная слобода» и «Аметьево».
Проблемы строительства заключались в высоком уровне грунтовых вод и связанном с этим гидростатическим давлением, преобладанием во вскрываемой геологической толще водонасыщенных песков разной крупности, в том числе пылеватых, а в некоторых местах и заторфованных участков.
Аналогичными условиями характеризуется также участок строящейся станции «Козья слобода», проходки тоннелей между станциями «Козья слобода» и «Кремлевская» протяженностью 2,245 км. Тоннелепроходческий комплекс пересекал долинный врез р. Казанки ниже старого и нового русла, при этом на протяжении 650 м проходка осуществлялась вдоль уреза водной поверхности пойменной части р. Казанки, а 160 м были успешно пройдены непосредственно под руслом р. Казанки. При этом расстояние от дна реки до шелыги свода тоннеля составляло всего 6-7 м, представленных грунтами: насыпной слой - 3-5 м, песок мелкий водонасыщенный - 0,8-5,4 м, глина тугопластичная - 3 м.
Проходка этих тоннелей осуществлялась с применением тоннелепроходческого комплекса WIRT – NFM (Франция), оснащенного системой грунтопригруза, позволяющего осуществлять проходку в водонасыщенных грунтах без применения специальных способов закрепления грунтового массива. Тоннели первого пускового комплекса, введенного в эксплуатацию в 2005 г., проходились преимущественно тоннелепроходческими комплексами канадской фирмы LOVAT, оснащенными аналогичными системами грунтопригруза. Применение указанных тоннелепроходческих комплексов позволило свести к минимуму просадки дневной поверхности вдоль оси строящихся тоннелей и значительно снизить деформации зданий, расположенных в технической зоне строительства тоннелей.

Решение вопросов просадки грунта
Наиболее сложным в плане застройки являлся перегон от станции «Суконная слобода» до станции «Аметьево», на котором непосредственно над тоннелем расположены индивидуальные одноэтажные жилые дома, возраст которых более 40 лет. Фундаменты зданий – кирпичные столбы из керамического кирпича, пространство между столбами забрано деревянными досками с засыпкой шлаком, стены - из деревянного каркаса, обшитого досками, и засыпанные опилками или песком.
Учитывая предельный износ и низкие конструктивные характеристики несущей способности этих зданий, избежать их деформации не удалось. В пяти зданиях был проведен послеосадочный ремонт, тридцать одно здание, расположенное непосредственно на оси тоннеля, было снесено с полным расселением жителей в соответствии с законодательством РФ.
На перегоне от станции «Аметьево» до станции «Горки» тоннели расположены в непосредственной близости от трех пятиэтажных жилых домов и нескольких учреждений (ветеринарная клиника, кооперативный техникум, педагогический колледж). Так как тоннели этого перегона расположены в сухих грунтах, их проходка осуществлялась тоннелепроходческими комплексами с открытым забоем. При этом на проходке левого тоннеля был задействован отечественный щит КТ-5,6, на правом тоннеле – ТПК «LOVAT» более ранних модификаций, не оснащенный системой грунтопригруза. Для исключения негативного влияния просадок грунта при проходке тоннелей на фундаменты указанных зданий между зданиями и тоннелями была заблаговременно, до начала проходки, выполнена отсечная стенка из грунтоцементных свай, выполненных по технологии jet-grouting. А по периметру зданий в цокольной части были заложены репера, по которым проводились наблюдения. Также репера были заложены на поверхности земли вдоль оси тоннелей. По этим реперам проводились наблюдения, при этом первый цикл был проведен до начала проходки, последний – спустя месяц после ее завершения.
Наблюдения по реперам, расположенным на зданиях, выполнялись специализированной организацией ОАО КазТИСИз, по реперам, заложенным вдоль оси тоннелей – маркшейдерской службой МУП «Казметрострой». Результаты подтвердили правильность проектных решений по устройству защитной стенки из грунтоцементных свай. Так, если по оси тоннеля просадки достигли 100-150 мм, то по реперам, заложенным в цоколе зданий, – 1-3 мм, что находится в пределах ошибки измерений.

Современные технологии
Казанский метрополитен – первый построенный и введенный в Российской Федерации (все остальные строились в СССР). Он вобрал в себя новейшие технологии строительства и оснащен самым современным оборудованием.
Здесь впервые в метрополитенах России и СНГ:
• внедрена комплексная система энергоснабжения метрополитена с микропроцессорным управлением, диагностикой и самодиагностикой оборудования;
• внедрена комплексная система обеспечения безопасности и автоматизированного управления движения поездов;
• для всех систем управления, автоматики, сигнализации и связи внедрена централизованная система гарантированного электропитания, обеспечивающая автономную работу всех систем от 1 до 4 часов при отсутствии внешнего электропитания;
• системы безопасности включают в свой состав технические средства обнаружения взрывчатых веществ и наркотиков;
• система оплаты проезда построена только на смарт-технологиях с применением многократно используемого смарт-жетона для оплаты разовых поездок;
• подвижной состав оснащен асинхронным приводом электропоездов, потребляет значительно меньше электроэнергии и при этом имеет мощность двигателя в полтора раза больше традиционного.
Все вышеупомянутые технические решения, примененные при строительстве и эксплуатации Казанского метрополитена, стали возможны благодаря высокому уровню подготовки проектно-сметной документации. Дополнительным подтверждением этого тезиса является то, что два последующих проекта, представленных на рассмотрение в Главгосэкспертизу России, получили положительное заключение после первого представления.

Республика Татарстан, 420049 г. Казань, ул. Эсперанто, 8, 6 этаж, а/я 4,
тел. 8 (843) 533-71-51, факс 8 (843) 277-04-40, e-mail: mkpdspts@mail.ru