Лекция № 2-3. Классификация и конструкции подземных сооружений.
По назначению выделяют подземные сооружения: коммунально-бытового назначения (подвальные этажи зданий, подземные гаражи, подземные склады магазинов, подземные холодильники, хранилища продуктовых товаров, подземные кинотеатры, и т. д.);
– промышленно-технологические сооружения (емкости очистных водопроводных и канализационных сооружений, заглубленные части дробильно-сортировочных цехов обогатительных фабрик, металлургических производств, подземные атомные котельные и т. д.);
– сооружения гражданской обороны и оборонные (убежища различных классов, командные пункты, шахты для хранения и запуска баллистических ракет и т. д.); транспортные и пешеходные тоннели (горные автомобильные и железнодорожные тоннели для преодоления высоких перевалов, подводные тоннели под реками и морскими проливами, тоннели метрополитена, городские автомобильные и железнодорожные тоннели, пешеходные подземные переходы);
– тоннели городских коммунальных сетей (канализационные, тоннели-коллекторы для прокладки силовых, телефонных кабелей, водопровода и др.);
Огромные и удивительные подземные сооружения
– гидротехнические подземные сооружения (напорные тоннели, камеры машинных залов ГЭС, подземные бассейны гидроаккумулирующих электростанций);
– выработки для добычи полезных ископаемых (для добычи угля – шахты, руды – рудники);
– хранилища нефтепродуктов и газов, ядовитых и радиоактивных отходов.
Подземные сооружения могут размещаться: в комплексе с надземными зданиями; в сочетании с подземными инженерно-транспортными сооружениями: в специально проводимых выработках под улицами, площадями, скверами; в специальных выработках за чертой города: в отработанных горных выработках.
По глубине заложения подземные сооружения разделяют на заглубленные, малой глубины заложение, глубокие. Над заглубленными сооружениями нет слоя грунта, они перекрыты сверху искусственными конструкционными материалами или вообще представляют собой подземную часть здания.
Над подземными сооружениями малой глубины заложения имеется слой грунта до 10 м. Вес объектов, расположенных па поверхности, вносит свой вклад в давление грунта на обделку подземных сооружений малой глубины заложения.
Подземные сооружения большей глубины заложения относят к разряду глубоких. Давление на обделку этих сооружении уже не зависит от обстановки на поверхности, а определяется только свойствами окружающих пород и глубиной заложения.
Выделяют следующие способы строительства подземных сооружений малой глубины заложения и заглубленных (рис. 2.1):
Котлованный. Этот способ используется при строительстве заглубленных сооружений малой глубины заложения. В грунте отрывается котлован, на дне которого, как на поверхности, возводится сооружение. После завершения строительства котлован засыпается грунтом.
Опускного колодца. Этим способом строятся заглубленные сооружения. При этом боковые ограждающие стены сооружения возводятся на поверхности. Грунт из средней части послойно удаляется, и стены сооружения опускаются в грунт.
Самые НЕВЕРОЯТНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Рис. 2.1. Строительство подземных сооружений с поверхности: а – котлованный способ, б – способ опускного колодца, в – способ «стена в грунте» I, II – этапы строительства |
«Стена в грунте» Этим способом также возводятся заглубленные сооружения. С поверхности по контуру сооружения отрывается узкая траншея па глубину сооружения. Для обеспечения устойчивости стен траншея заполняется глинистым раствором. Траншея откапывается частями и заполняется бетоном Выемка грунта производится уже под защитой возведенных стен сооружения.
«Горный (закрытый) способ строительства. Строительство тоннелей и других глубоких сооружений ведется подземными способами и включает (рис. 2.2.): отделение породы от массива (отбойку, резание); погрузку ее на транспортные средства; транспортировку; устройство временной крепи, обеспечивающей безопасность работы в забое; возведение постоянной обделки, обеспечивающей устойчивость и водонепроницаемость выработки.
Рис. 2.2. Проходка подземной выработки: 1 – погрузчик, 2 – транспортное средство, 3 – временная крепь, 4 – постоянная обделка |
Способы проходки тоннелей делятся на горные и щитовые. В горных способах все операции (отбойка, погрузка, транспорт, возведение временной крепи и постоянной обделки) расчленены и выполняются в циклическом режиме с применением различных средств механизации. В щитовых способах проходки резание пород, погрузку и возведение постоянной обделки выполняют механизмы, объединенные в одном агрегате–проходческом щите, роль временной крепи выполняет специальный подвижный элемент – собственно щит. Тоннели мелкого заложения могут строиться и котлованным способом.
ИсточникРегистрация прав на подземные сооружения. Регистрация прав на гаражи, шахты, скважины и другие подземные сооружения
В законодательстве нет ясного ответа на вопрос о принадлежности к недвижимости подземных сооружений (шахты, гаражи и т.д.) высоковольтных линий электропередач, трубопроводов и т.д. Исходя из общего определения недвижимости, перечисленные объекты могут быть отнесены к недвижимому имуществу, если они соответствуют двум указанным признакам.
Незавершенное строительство, автомобильные дороги, подземные сооружения, имеющие прочную связь с землей, на наш взгляд, относятся к недвижимому имуществу. Линии высоковольтных электропередач в мировой практике не рассматриваются как недвижимое имущество.
Кроме того, представляется, что в силу того, что всегда есть техническая возможность в перемещении такого имущества без причинения несоразмерного ущерба их назначению, высоковольтные линий электропередач не должны рассматриваться как недвижимость. Не отвечают признакам недвижимости, на наш взгляд, также трубопроводы.
В двух последних случаях более целесообразно признавать за правообладателями указанных объектов соответствующие права на земельные участки. Учитывая длительную протяженность объектов, правильнее всего для их размещения предоставлять сервитуты.
В Казахстане получила распространение практика точечного отвода земельных участков в собственность для установки и эксплуатации столбов линий электропередач. Установление права собственности на земельные участки, необходимые для прокладки линий электропередач или трубопроводов, существенно затруднит регистрацию прав на них. При большой протяженности объектов потребуется регистрация большого количества земельных участков, расположенных, кроме того, в регионах действия различных регистрирующих органов. При предоставлении для указанных целей сервитутов, правообладателя будут освобождены от их регистрации, если будет признано, что сервитуты прокладки трубопроводов или линий электропередач обусловлены общественными нуждами (ст.8 Закона о регистрации регистрации).
В настоящее время в п. 2 ст. 117 ГК РК линейная часть магистрального трубопровода приравнена к недвижимости.
Закон о регистрации содержит специальные положения о регистрации подземных сооружений. Так, в соответствии со ст. 51 Закона о регистрации при регистрации прав на подземные сооружения, являющиеся недвижимым имуществом, представляются:
1) правоустанавливающий документ на подземное сооружение;
2) правоустанавливающий документ на земельный участок, необходимый для эксплуатации подземного сооружения, в случае, если регистрация прав на земельный участок ранее не была произведена;
3) другие документы, предусмотренные п. 2 ст. 22 Закона о регистрации.
Отграничение поверхности земли от ее недр носит достаточно искусственный характер. Искусственность понятийного аппарата в сфере недвижимости, например, как отмечается в литературе, особенно отчетливо проявляется тогда, когда речь идет о таких недвижимостях, как суда (Германия) или домашний скот, используемый в сельском хозяйстве (Франция).[179] В Казахстане необходимость разграничения понятий «земельный участок» и «недра земли» («участок недр») возникает, например, при использовании земельных участков, находящихся в частной собственности или в землепользовании, для строительства надземных или подземных объектов.
Любое строительство зданий (сооружений) капитального типа предполагает проникновение в глубь земли для строительства и размещения фундамента. Многие многолетние насаждения также своими корнями уходят в глубь земли. При строительстве подземных сооружений (подземных гаражей, подвалов, различных коммуникационных линий и т.д.) возникает аналогичная ситуация.
Во всех указанных случаях, таким образом, имеет место использование части земной коры ниже почвенного слоя, то есть недр земли. При предоставлении лицу права недропользования у него возникает необходимость получения и права землепользования, так как права на недра не включают в себя права на поверхность земли, а без этого, чаще всего, невозможно реализовать право недропользования. Таким образом, вопрос о том, где заканчивается земля, и где начинаются недра, — вопрос, который должен дать ответ на вопрос об объекте права и его содержании.
Данная точка зрения, расширяющая понятие «недра» и функции недропользования, была подвергнута критике в казахстанской юридической литературе. Появление таких определений, как «недра — это геометрическое пространство», «недра — это конус, основанием которого является территория страны, а вершиной центр земного сфероида» и т.д., было признано результатом неверного методологического подхода к определению понятия «недра земли».[185] Так, Н.Б.
Мухитдинов отмечает, что недра в своем естественном состоянии не являются производительной силой. Кроме того, недра не могут выступать в качестве пространственного операционного базиса, поскольку в отличие от земли они сами по себе не обладают необходимой пространственной средой для размещения тех или иных сооружений.
По мнению указанного автора, приведенное определение недр земли не может быть принято по следующим основаниям: 1) под поверхностью земли наряду с минеральными веществами находятся и водные ресурсы, которые являются составной частью единого государственного водного фонда страны; 2) важные составные части недр, какими являются полезные ископаемые, могут находиться не только в глубине, но и на поверхности земли. На основании вышеизложенного автор делает вывод, что деление земли и недр, исходя из месторасположения отдельных элементов земной толщи, не охватывает действительного содержания «недр» и «земли»» (поверхности) как двух самостоятельных объектов права. С точки зрения права, утверждает Н.Б. Мухитдинов, отделение ископаемых даже с поверхности земли будет использованием недр, а не поверхности земли, в то время как проникновение в глубь земли для постройки подземных хранилищ, размещения метро, трубопроводов и т.д. будет использованием земли. Критериями, позволяющими отличить недра земли и землю, автор признает форму и цель использования земной толщи.[186]
Не углубляясь в настоящем подразделе в исследование данной проблемы, мы все же хотели бы указать на искусственность законодательной конструкции в решении этого вопроса. Еще в начале прошлого века, отвечая на вопрос, где кончается поверхность земли и начинаются недра, российский юрист А.Л.
Борисовский признавал, что внешнего признака для различия «поверхности» от «недр» земли нет, так как установить глубину, где оканчивается поверхность и начинаются недра – невозможно. Исходя из анализа складывающихся отношений, автором был сделан вывод о том, что пока я пользуюсь возможными для земли выгодами, не расходуя самого существа ее, как бы глубоко в нее ни проникал, пользуюсь лишь ее поверхностью. Когда же я расходую самую почву, я эксплуатирую недра земли. Для этого нет необходимости в непременном углублении в почву.[187] При строительстве подземных объектов нет «расходования» почвы. Отсюда следует, что строительство подземных сооружений автор не относил к недропользованию.
В Казахстане строительство подземных сооружений формально юридически также является формой недропользования (п. 1 ст. 28 Указа о недрах). Основанием возникновения права недропользования, как правило, является контракт.
Вместе с тем в соответствии с п. 3 Правил предоставления права недропользования в Республике Казахстан, утвержденных постановлением Правительства РК от 21 января 2000 г. № 108, не требуется заключение контракта при строительстве тоннеля, метрополитена, подземных путепроводов и инженерных сооружений с глубиной залегания не свыше трех метров. Освобождение от необходимости заключения контракта при строительстве до определенной глубины некоторых объектов мы не рассматриваем как законодательное исключение такого использования недр из понятия недропользования.
Скорее всего, это право недропользования, основанием возникновения которого является не контракт на недропользование, а иные юридические факты (юридический состав). Так, например, для некоммерческого использования общераспространенных полезных ископаемых, признаваемого недропользованием (п. 3 ст. 28 Закона о недрах), не требуется заключения контракта на недропользование.
Достаточно приобрести в частную собственность или в землепользование земельный участок, на (в) котором находятся такие ископаемые. При строительстве подземных сооружений без заключения контракта в юридический состав, на основании которого возникает право недропользования, входят такие факты, как общее разрешение собственника, данное в законодательстве, приобретение земельного участка в собственность или землепользование, разрешение на строительство.
Вместе с тем нам представляется, что использование части земной коры ниже почвенного слоя в соответствии с целевым назначением земельного участка не должно рассматриваться как недропользование. В противном случае для строительства фундаментов, подземных гаражей, холодильников, колодцев, подвалов и других подземных объектов на глубину свыше трех метров собственникам земельных участков (землепользователям) потребовалось бы заключение контракта на недропользование.
На практике такой порядок не соблюдается. Не заключаются такие контракты и при строительстве подземных коммуникационных линий и иных объектов, обусловленных общественными нуждами (водо-газоснабжения, канализации и т.д.). Поскольку в рассматриваемых случаях земельный участок используется в соответствии с целевым назначением, то такие формы использования нельзя признавать нарушением исключительной собственности государства на недра земли. В этом плане более предусмотрительным оказалось законодательство Российской Федерации. В соответствии с Законом РФ «О недрах» от 3 марта 1995 г. собственники и землепользователи вправе (без лицензии) строить на своих земельных участках и эксплуатировать подземные сооружения (склады, погреба, холодильники и т.п.), но для своих нужд и на глубину до пяти метров.[188] Другим решением является признание права недропользования для указанных целей за собственником земельного участка (землепользователем) в соответствии с его целевым назначением на основании общего разрешения собственника, данного в законе.
В советской юридической литературе также высказывался взгляд о том, что право на углубление под земную поверхность входит в правомочия землепользователей. Так, Б.В. Ерофеев пишет: «Землепользователь имеет право использовать предоставленный ему земельный участок любым незапрещенным способом. Поэтому неправильно ограничивать право землепользования только поверхностью земельного участка. Как сельскохозяйственное, так и в особенности несельскохозяйственное использование земли всегда может быть связано с углублением под поверхность земельного участка».[189]
ИсточникСущность и особенности строительства подземных объектов
Подземное строительство является более сложным, чем обычное промышленно-гражданское. Здесь наряду с возведением зданий и сооружений на поверхности необходимо осуществить подземные горные работы, которые имеют следующие особенности: ограниченность фронта работ, лимитируемая числом одновременно действующих забоев, численности рабочих и числа механизмов, размещаемых в забое; изменчивость горно-геологических условий по мере подвигания забоя; особые требования техники безопасности и промышленной санитарии; прямая зависимость возможности выполнения производственных процессов в забое от работы обслуживающих цехов (подъема, вентиляции, водоотлива и т.п.).
До начала строительства необходимо иметь четкое представление о конструкции подземного сооружения, наилучших способах организации строительно-монтажных и горнопроходческих работ, необходимых материальных, энергетических, трудовых и других ресурсах. Это представление вырабатывается в процессе проектирования.
В настоящее время проектирование является самостоятельным звеном процесса создания технических средств производства, занимая место между научными исследованиями и собственно материальным производством.
В процессе проектирования создают систему образов технического объекта или технологического процесса, которую оформляют в виде чертежей, графиков, расчетов, таблиц, пояснительных записок и называют проектно — сметной документацией. Роль и значение проектирования значительно шире, чем просто подготовка чертежей и смет для строительства. В проектах строительства подземных сооружений предусматривают повышение эффективности капитальных вложений, скорейшее освоение новых мощностей, сокращение сроков и снижение стоимости строительства при высоком качестве строительно-монтажных работ.
Проектированием (инженерным) называют деятельность по созданию на основе использования исходной технической информации, научных знаний и воображения прототипов (прообразов) новых объектов, процессов или элементов, которые с максимальной эффективностью и минимальными затратами выполняли бы предписанные им функции.
После того как намечены одна или несколько принципиальных схем подземного сооружения или организации его строительства, приступают к инженерному анализу, включающему в себя проведение расчетов и получение данных, необходимых для принятия решения. Составными частями инженерного анализа, тесно связанными друг с другом, являются представление и оптимизация.
К транспортным подземным сооружениям относят автодорожные, железнодорожные, пешеходные, судоходные тоннели, тоннели метрополитена, подземные стоянки автомобилей и гаражи, подземные заводы и морские базы. В зависимости от глубины заложения от поверхности Н различают тоннели мелкого (Я < 10 м) и глубокого (Я >10-20 м) заложения. По месту расположения тоннели подразделяют на горные, подводные и городские.
При строительстве метрополитена выделяют следующие особенности:
1. Метрополитены должны обеспечивать безопасную перевозку пассажиров, соответствовать требованиям санитарно-гигиенических норм и безопасных условий труда для эксплуатационного персонала, охраны окружающей среды и противопожарным требованиям
2. Линии метрополитена следует проектировать на основе Комплексной схемы развития всех видов городского транспорта, утвержденной схемы развития метрополитена, отражающей направление, протяженность, места расположения станций, электродепо, административных зданий и производственных предприятий, соединения с путями общей сети железных дорог России, и в соответствии с градостроительным заданием.
3. Станции следует предусматривать в центрах пассажироформирующих нагрузок территорий, вблизи железнодорожных, автобусных и речных вокзалов и других объектов массового посещения города. При расстоянии между станциями 3000 м и более в средней части перегона следует предусматривать дополнительный выход для эвакуации пассажиров из тоннеля на поверхность или зону коллективной защиты пассажиров.
4. Линии метрополитена следует проектировать, как правило, подземными мелкого и глубокого заложения. При пересечении водных преград, в незаселенных местах, вдоль линий железных дорог и т.п. возможно предусматривать наземные или надземные участки в галереях закрытого типа, а также открытые наземные и надземные участки линий.
5. Прокладка участков линий мелкого заложения, сооружаемых открытым способом, на землях заповедников, заказников, ботанических садов, дендрологических парков, лесопарков и в охранных зонах памятников истории и культуры не допускается.
6. Для обеспечения строительства участков линий мелкого заложения необходимо предусматривать технические зоны шириной не менее 40 м. Возведение зданий в технической зоне до окончания строительства сооружений метрополитена не допускается.
7. Прокладку подземных коммуникаций, посадку кустарника и устройство газонов в технической зоне, а также застройку территории шириной 30 м с обеих сторон от границ технической зоны следует предусматривать по согласованию с организацией, проектирующей метрополитен.
8. Пересечение линий метрополитена между собой и с линиями других видов транспорта следует предусматривать в разных уровнях.
В местах пересечения линий следует предусматривать однопутные соединительные ветки.
9. На каждой линии метрополитена следует предусматривать автономное движение поездов. В сложных транспортных узлах допускается предусматривать соединения между линиями и организацию маршрутного движения поездов
10. Линии метрополитена следует проектировать двухпутными с правосторонним движением поездов.
На каждой линии необходимо предусматривать электродепо, тупики и пункт технического обслуживания подвижного состава.
11. Первая линия метрополитена должна иметь соединение с путями общей сети железных дорог. При увеличении сети метрополитена на каждые 50 км следует предусматривать дополнительные соединения с путями общей сети железных дорог.
12. При проектировании метрополитена следует предусматривать максимальное использование подземного пространства для размещения в нем объектов городской инфраструктуры.
13. Основные параметры сооружений и устройств линии, обеспечивающие ее провозную и пропускную способность, следует устанавливать по максимальным расчетным пассажирским потокам в следующие периоды эксплуатации линии:
а) первый период — с первого по десятый годы;
б) второй период — с десятого по двадцатый годы;
в) третий период — расчетный срок (более 20 лет).
14. Конструкция входов в подземные сооружения должна исключать возможность поступления в них вод при паводках и наводнениях с вероятностью превышения высшего уровня вод 1 раз в 300 лет.
15. На линиях метрополитена следует предусматривать меры по защите помещений станций, а также зданий, расположенных вдоль трассы, от шума и вибрации, возникающих при движении поездов, работе эскалаторов и других установок метрополитена.
16. В метрополитене должны предусматриваться дополнительные сооружения и устройства, позволяющие использовать его как защитное сооружение.
17. Вблизи станций следует предусматривать общественные туалеты, проектирование которых должно осуществляться на основании градостроительного задания.
18. Для размещения административно-управленческого и эксплуатационного персонала, диспетчерских служб, ремонтно-монтажных, медицинских и других специализированных подразделений следует предусматривать наземные здания.
Подразделения персонала, непосредственно связанные с обслуживанием линии, следует располагать на станциях.
19. Торговые зоны, павильоны и другие объекты попутного обслуживания пассажиров в сооружениях метрополитена не допускается размещать ниже уровня кассового зала вестибюля станции.
20. Внедрение новых технических решений и новой техники в области строительства и эксплуатации метрополитенов, не отраженных в нормативных документах, может выполняться первоначально в экспериментальном порядке при соответствующем научном сопровождении, согласовании с надзорными органами и с последующей, при необходимости, корректировкой проектной документации.
21. При проектировании, строительстве и реконструкции метрополитенов следует предусматривать:
— технические решения, обеспечивающие безаварийный процесс строительства и эксплуатации сооружений;
— применение современных материалов, оборудования, изделий, соответствующих стандартам и другим нормативным документам, а также применение материалов, оборудования и изделий, изготовленных по зарубежным нормам и стандартам, имеющих сертификаты соответствия и технические свидетельства;
— индустриализацию строительства на базе современных средств комплексной механизации и автоматизации строительного производства, а также применение типовых конструкций и узлов оборудования и аппаратуры, отвечающих мировым стандартам;
— технические средства, объемно-планировочные решения подземных сооружений и условия эксплуатации, обеспечивающие пожарную безопасность и безопасность движения поездов, безопасность пассажиров при нахождении в поездах, на эскалаторах, в лифтах, на платформах станций и в тоннелях;
— технические решения, обеспечивающие выполнение требований санитарных норм и правил, правил охраны труда рабочих и служащих в периоды строительства и эксплуатации;
— максимальную механизацию и автоматизацию процессов эксплуатации, повышение комфорта проезда пассажиров, повышение производительности труда персонала, соблюдение принципов эргономики и технической эстетики;
— мероприятия по охране окружающей среды, памятников истории и культуры [28].
Форму поперечного сечения транспортных тоннелей принимают в зависимости от горно-геологических условий их заложения по аналогии с гидротехническими тоннелями. В относительно устойчивых породах при преобладании вертикальных нагрузок наиболее рациональной является подъемистая подковообразная форма. В слабых неустойчивых водоносных породах, оказывающих значительное всестороннее давление, и при большом гидростатическом давлении наиболее экономичной считают круговую форму обделки. Существенное влияние на выбор формы обделки оказывает технология строительства. Так, например, даже при относительно благоприятных инженерно-геологических условиях, если предусмотрено применение проходческих щитов, принимают круговую форму обделки.
При отсутствии кругового горного давления или при незначительной его величине стены подковообразной обделки могут проектировать, а свод очерчивать по круговой (однопутные железнодорожные тоннели) или трехцентровой коробовой кривой (двухпутные железно- и автодорожные тоннели). Преимущества прямых вертикальных стен с точки зрения производства работ достаточно очевидны. Вместе с тем их очень часто заменяют криволинейным внутренним очертанием в связи с образованием во многих случаях продольных трещин в местах сопряжения свода с прямыми стенами.
В породах, оказывающих на обделку значительное боковое давление, а также склонных к пучению, необходим замкнутый контур обделки с обратным сводом или усиленной плоской лотковой плитой.
При выборе материала для обделки необходимо исходить из наличия местных строительных материалов с учетом максимальной механизации процессов ее сооружения. Наиболее распространенными материалами для обделки являются бетон, железобетон и чугун. Монолитный бетон следует применять в труднодоступных районах, когда создание временной базы для изготовления элементов сборных конструкций экономически нецелесообразно, а также при сооружении тоннелей в скальных трещиноватых породах, разрабатываемых взрывным способом, при возведении обделки по частям, при щитовой проходке с прессованием бетона и в местах сложных сопряжений. Использование монолитного бетона для обделки также допустимо в районах с сейсмичностью 7-9 баллов по шкале Рихтера.
В зависимости от свойств горных пород, гидрогеологических условий и особенностей производства в сухих горных породах применяют обыкновенный портландцемент марок 300—500; в водоносных — пуццолановый и шлаковый; при большом притоке агрессивных вод — глиноземистый цемент. Улучшения качества бетона достигают введением пластифицирующих, поверхностно-активных или воздухововлекающих добавок. В целях исключения попадания в выработку воды применяют торкрет — или набрызгбетон.
Металл (в основном чугун) для обделки тоннелей применяют в тяжелых геологических и гидрогеологических условиях при круговом очертании обделки. Чугунные элементы (тюбинги) изготавливают обычно из обладающего высокой прочностью и устойчивостью против коррозии серого чугуна марок СЧ 21-40, СЧ 24-44 или СЧ 28-48.
Сборную железобетонную обделку изготавливают из блоков и тюбингов. Применяют бетон класса ВЗО—В45 при расходе цемента около 500 кг на 1 мЗ бетона и В/Ц « 0,3.
Армирование сборных железобетонных конструкций (тюбингов и блоков) осуществляют сварными каркасами и сетками с контактной сваркой. Для рабочих стержней используют сталь горячекатаную периодического профиля классов АН и АШ, для остальных стержней — сталь горячекатаную круглую класса AI с комбинированной арматурой
При сооружении тоннелей в слабых породах применяют железобетонную обделку с комбинированной арматурой: жесткой наружной и гибкой внутренней. Наружная жесткая арматура в процессе проходки служит временным креплением, а в конструкции обделки — арматурным каркасом. Внутренняя арматура позволяет повысить прочность обделки, увеличить ее жесткость и снизить толщину конструкции.
Сборная обделка тоннелей имеет ряд преимуществ перед монолитной: более высокие несущую способность (при меньшей толщине) и качество обделки, монтируемой из элементов заводского изготовления, повышенную водонепроницаемость при условии надежной гидроизоляции стыков, значительное повышение уровня механизации строительства.
Собираемая из отдельных блоков или тюбингов обделка обеспечивает технологическую податливость конструкции и позволяет регулировать величину воспринимаемого горного давления в зависимости от свойств окружающих горных пород. Чаще всего сборная обделка имеет круговую форму, хотя применяют и подковообразную.
Чугунную обделку собирают из отдельных сегментов (тюбингов), соединяемых болтами. Для нагнетания за обделку тампонажного раствора в каждом тюбинге, кроме ключевого, предусмотрено отверстие в оболочке.
При сооружении тоннелей открытым способом обделка имеет обычно прямоугольную форму и состоит из лотка-фундамента, боковых стен и перекрытия. Плоское перекрытие используют при небольшой глубине заложения, а при высоте засыпки свыше 5 м целесообразно применение сводчатого.
При сооружении двухпутных тоннелей используют аналогичные конструкции с большими размерами. За счет промежуточной опоры можно облегчить вес конструкции и снизить расход материалов.
Конструкции пешеходных тоннелей выполняют сборными из стандартных железобетонных элементов, размер и вес которых назначают с учетом требований сборки и перевозки, а также действующих технических указаний [27].
Рассматриваемый объект – станция метро «Российская» Самарского метрополитена располагается в Октябрьском районе города Самара в границах улиц Луначарского, Скляренко, Автобусного проезда (Рис. 2).
Рис. 2. Карта расположения объекта
Станция имеет один выход с двумя павильонами на поверхности, один из которых располагается на пересечении Автобусного проезда и улицы Луначарского, а второй — ближе к углу завода Авиационных подшипников. Кассы станции располагаются в подземном переходе и отделены от зала с турникетами стеклянными дверьми.
Станция имеет существенное отличие от ранее построенных в Самаре. Пути проходят по центру станционного зала, что влечет за собой необходимость обустройства сразу двух платформ.
Станция «Российская» мелкого заложения, прокладываемая открытым способом с последующей засыпкой грунтом. Конструктивная схема типовой колонны станции представлена на рис. 3.
Рис. 3. Конструктивная схема типовой колонны
Станция изготовлена из сборных железобетонных блоков, которые монтировались в подготовленном котловане козловым краном снизу вверх. Сначала на подготовленное основание устанавливали фундаментные и лотковые блоки, затем стеновые элементы. Блоки омоноличивали, сваривая выпуски арматуры и бетонируя стыки. Затем устанавливали колонны, внутристанционные конструкции, продольные ригели и плиты перекрытия. В период монтажа все элементы надежно закреплялись.
ИсточникПодземные сооружения производственно-технологического и специального назначения
Расположение под землей части технологического оборудования рационально в процессах металлургического цикла, в дробильносортировочных цехах обогатительных фабрик, на некоторых объектах тепловых и атомных электростанций; главным образом в подземном исполнении проектируются атомные котельные. В комплексы современных очистных сооружений, водопроводных и канализационных сетей больших городов (рис. 3.24) и промышленных узлов обычно входят крупные подземные емкости и помещения с технологическим оборудованием (рис. 3.25).
В ходе подготовки к войне и во время Второй мировой войны фашистская Германия разместила производство секретных видов вооружения
на подземных заводах. К концу войны их было 143 с общей площадью помещений 1,3 км2, строилось еще 5 км2 подземных производственных помещений. Подобные заводы строились в устойчивых породах — доломитах, песчанике.
Начатое во время войны строительство подземных заводов в Швеции продолжается в возрастающем темпе и сейчас. Хотя стоимость строительства подземных помещений (по шведским данным) примерно на 10 % превышает стоимость поверхностного, однако сокращение затрат на планировку территории, окраску крыши и наружных стен, отопление, а также простота поддержания чистоты атмосферы, необходимой для прецизионного производства; повышение производительности труда благодаря отсутствию внешних раздражителей — все это делает выгодным подземное производство. Внутренние камеры цехов не имееют крепления. Под кровлей камер подвешены на анкерах листы гофрированного железа для предохранения от капежа воды и падения мелких камней, стены декорированы деревянными щитами.
Широкое распространение как в РФ, так и за рубежом получили подземные продовольственные склады и холодильники. На заводе шампанских вин «Новый свет» в Крыму уже более ста лет существует подземный склад вин, размещенный в выработках сечением 5×6 м в лессовидных суглинках на глубине 10-15 м общей длиной 5 км. Выработка устойчива, несмотря на отсутствие какого-либо крепления. Винзаводы Молдавии используют старые выработки по добыче строительного камня для технологических целей. Подземная добыча пиленого известняка расширяется с целью дальнейшего использования выработок в качестве складов.
В г. Лилехамере (Норвегия) для проведения соревнований по хоккею и фигурному катанию во время Олимпийских игр был построен ледовый стадион. Уникальность этого сооружения заключалась в том, что стадион был построен в естественной подземной пещере. В этом случае строители использовали природные свойства скального грунта по сохранению внутреннего температурного режима стадиона и натуральные условия по обеспечению кондиционирования спортивно-массового сооружения (рис. 3.26).
Вблизи г. Канзас-Сити (США) в откосах каньона для добычи строительного камня пройдена сеть выработок шириной 10,5 м, высотой 4-6 м на глубине около 50 м. Фирма «Ингленд Андерграунд» оборудовала там холодильники, склады для хранения различных продуктов, готового платья и прочего общей площадью более 900 га. Стоимость хранения в подземных складах составляет 30-50 % от стоимости хранения в поверхностных; продукты для замораживания и хранения привозят в Канзас из соседних штатов.
В районах вечной мерзлоты устраиваются подземные холодильники без искусственного охлаждения: специальный режим вентиляции позволяет накапливать в зимний сезон достаточное количество «холода» для поддержания отрицательной температуры на складе в течение лета. В северных и северо-восточных районах РФ имеется несколько сотен подобных складов. Емкость наиболее крупных из них достигает 3-5 тыс. т. В мерзлых песчано-глинистых породах камеры изнутри облицовываются льдом во избежание высыхания и осыпания грунта.
На острове Шпицберген (Норвегия) организовано «хранилище судного дня» (Arctic Doomsday Seed Vault ). Под слоем вечной мерзлоты внутри горы, в пещере, устроено помещение 5х5х15 м (рис. 3.27). За бронированными дверями и бетонными стенами толщиной в метр будут храниться до 4,5 млн семян разных культур.
Хранилище является безаварийным. Удаленность от эпицентра возможных катастроф и постоянно холодный климат обеспечат его сохранность на случай климатических катаклизмов, эпидемий и даже ядерной войны. Проект обошелся Норвегии в 9,6 млн долларов.
Неподалеку от г. Хельсинки (Финляндия) устроено подземное хранилище банка крови Финского Красного креста. Сооружение состоит из трёх тоннелей длиной 90 м, шириной 10 м и высотой 6 м каждый. Отдельно построен морозильник площадью 250 м2, в котором постоянно поддерживается температура -40 °С. Для внутрискладских перевозок материалов используются автокары.
В штате Пенсильвания (США) сооружено Национальное подземное хранилище «Iron Mountain» (рис. 3.28). Хранилище располагается в отработанных известковых шахтах на глубине порядка 70 м. В хранилище, предназначенном для хранения различных видов архивов, в частности кино- и фотодокументов, поддерживается постоянная температура 20 °C и влажность 35 %. Здесь хранится фотоархив Беттмена (Bettmann Archive), насчитывающий более 11 млн фотографий и негативов, в том числе оригинал знаменитой фотографии Эйнштейна.
В г. Токио (Япония) создана подземная ферма Pasona 02. Ферма занимает около 1000 м2 и расположена в подвале высотного здания в самом центре Токио. Создатели фермы выбрали для освещения разнообразных сельскохозяйственных культур источники света с различными характеристиками, наиболее подходящими для них (рис. 3.29).
Достаточно большое количество архивов и библиотечных хранилищ в различных странах мира также расположено под землей. Например, Фондохранилище музея им. А.С. Пушкина в Москве (Россия) имеет 5 надземных и 3 подземных этажа, (рис. 3.30). Преимущества таких хранилищ над надземными очевидны и к ним можно отнести следующие:
• благоприятные температурный и влажностный режимы;
• значительно более низкое удельное энергопотребление;
• изоляция от разного рода поверхностных воздействий, таких как шум, вибрация, радиоактивность и т.д.;
• пожарная безопасность.
Достаточно обособлено среди различных типов подземных сооружений стоят сооружения военного назначения и гражданской обороны. Как правило, информация о таких сооружениях достаточно скудна для широкой публики, так как это связано с обороноспособностью страны и является государственной тайной. Однако по прошествии определенного промежутка времени завеса тайн приоткрывается.
В этом плане интересна история по Объекту «825 ГТС — Подземный завод по ремонту подводных лодок «Балаклава»». В период после Второй мировой войны обе сверхдержавы — СССР и США наращивали свой ядерный потенциал, угрожая друг другу превентивными ударами и ударами возмездия.
Необходимо было найти такое место, где могли бы базироваться подводные лодки в случае войны и откуда могли нанести ответный ядерный удар. После нескольких лет поисков выбор пал на тихую Балаклаву (Украина). Здесь было задумано построить огромный подземный завод с собственной электростанцией, разнопрофильными цехами, системой шлюзования, сухим доком, арсеналом и т.п., где можно было бы в случае ядерной войны не только укрыться, но и проводить ремонт подводных лодок (рис. 3.30).
Подземный комплекс, так называемый «Объект 825 ГТС», строился 4 года — с 1957 по 1961. Работа шла круглосуточно в четыре смены, но велась настолько скрытно, что даже местные жители не догадывались о ведущихся внутри горы работах. Грунт, вынутый за сутки работы, вывозился на расположенный поблизости карьер исключительно в ночное время.
Некоторую часть грунта вывозили на баржах и топили в море. Через год после начала работ к военным присоединились московские метростроевцы. Помещения были выдолблены в скале и покрыты железобетоном, толщина которого составляла 56 м. При строительстве было вывезено около 120 тыс. т породы. Горная выработка составила по объему более 45 тыс. м2, имела площадь 6 тыс. м2. Стоимость самого сооружения составила 67 млн неденоминированных советских рублей (по курсу до 1961 года), стоимость «начинки» и оборудования его системами жизнеобеспечения — 65 млн рублей.
«Объект 825 ГТС» — комбинированный подземный водный канал с сухим доком, цехами для ремонта, складами для хранения торпедного и иного вооружения, жильем для личного состава, столовыми, кухней, ванными, душевыми, комнатами отдыха, командными пунктами, противоатомными убежищами. Располагается в горе Таврос, по обеим сторонам которой находятся два выхода.
Общая длина тоннеля 500 м, длина потерны, где находятся основные цеха, — 300 м, длина самого подводного канала — 360 м, ширина от 6 до 12 м, глубина в среднем 6 м, но достигает местами 8,5 м. Здесь могут разместиться 7 подлодок основных советских проектов, а при необходимости в убежище могло скрыться до 14 субмарин разных классов. Обслуживались подводные лодки 613-го и 633-го проектов. Для выхода в открытое море из штольни на северной стороне был оборудован выпуск для субмарин, который также перекрывался плавучим, но отводящимся в сторону ботопортом (рис. 3.31). Глубина здесь уже порядка 30 м, что позволяло осуществлять выход на боевое дежурство в подводном состоянии.
В случае угрозы прямого ядерного удара, а объект мог выдержать прямое попадание заряда мощностью до 100 килотонн, толстенные герметичные двери закрывались, и завод способен был самодостаточно существовать 3 года, вместив при этом 3000 человек. Автономная подача воздуха, мощные дизель-генераторы, топливные и водяные магистрали, подземные рельсовые пути давали возможность полностью изолировать объект от внешней среды. Сухой док был способен принять две подводные лодки одновременно (рис. 3.32).
При постановке рабочие вводили корабль в заполненную водой доковую камеру, центровали его, после чего закрывали затвор. С помощью мощных насосов в течение четырех часов из дока откачивали воду, а подводная лодка опускалась и вставала на специальные постаменты. В течение дня ее корпус обшивался деревянными лесами, после чего начинались ремонтные работы.
В 1993 г. сверхсекретная база была полностью покинута и осталась без охраны. Объект был безнаказанно разграблен. В 2000 г. объект был передан Военно-Морским силам Вооруженных сил Украины. Согласно решению президента и правительства Украины комплекс принадлежит Центральному музею Вооруженных сил Украины и является его филиалом.
Открытие филиала состоялось 1 июня 2003 г. К осмотру открыты зоны вокруг искусственного канала, который проходит гору насквозь, несколько цехов завода и арсенал, где хранились торпеды и ядерные боеголовки (рис. 3.33).
Убежища гражданской обороны (ГО) являются элементом промышленных и жилых комплексов и располагаются с таким расчетом, чтобы в них можно было попасть в течение 10-15 минут после объявления опасности ядерного нападения. Каждое подземное сооружение стремятся дооборудовать так, чтобы оно могло играть роль убежища, а каждое убежище так, чтобы оно могло использоваться в мирное время.
Подземные станции метро, оборудованные прочными герметичными воротами, превращаются в убежища высокого класса. Убежища размещают в подвальных и цокольных этажах зданий, а при отсутствии такой возможности строят отдельно стоящие заглубленные убежища.
В мирное время убежища используют в качестве гардеробов, складов, магазинов, гаражей, подземных переходов, спортивных сооружений. Дооборудование убежища для использования в мирное время по тому или иному назначению обходится в несколько раз дешевле, чем строительство этого объекта. В табл. 3.4 по зарубежным данным приведена относительная стоимость дооборудования убежищ под объекты различного назначения в сравнении с полной стоимостью наземного варианта объекта (в расчете на 1 м2 площади).
В Швейцарии осуществлен крупномасштабный проект обеспечения всего населения страны бомбоубежищами, используемыми в мирное время для различных надобностей. Рядовое убежище швейцарской системы ГО рассчитывается на давление в ударной волне 0,1 МПа, что соответствует давлению в отраженной волне 0,37 МПа; более ответственные убежища, например пункты управления и связи, рассчитываются на давление 0,37 МПа (1,16 МПа в отраженной волне). Убежища швейцарской ГО рассчитаны на пребывание в них населения в течение недель в кризисные периоды в полной изоляции от поверхности.
В России довольно долго считалось, что абсолютная безопасность — это привилегия первых лиц государства. В Израиле, Германии и многих других странах частное защитное сооружение (бункер) уже давно является необходимой «опцией» в жизни богатых и знаменитых, показателем статуса и оценки значимости собственной жизни. Только в США ежегодно строится несколько тысяч частных убежищ.
И, несмотря на официальное завершение «холодной войны», это количество продолжает увеличиваться. В случае возникновения чрезвычайных ситуаций персональный подземный бункер обеспечит владельцу и членам его семьи защиту от террористических атак, силовых захватов, техногенных катастроф, вооруженных конфликтов и стихийных бедствий. Современные системы безопасности и жизнеобеспечения нейтрализуют последствия применения ядерного, химического, биологического и огнестрельного оружия. В «мирное» время убежище может использоваться в качестве надежного хранилища для ценностей, переговорной комнаты, винного погреба, библиотеки, кинотеатра, закрытого клуба по интересам.
Строительство бункера ведется непосредственно рядом с домом, территория проведения работ огораживается, в короткие сроки вывозится лишний грунт, создается монолитный железобетонный «куб», проводятся работы по гидро- и теплоизоляции строения. После окончания надземной стадии работ следы «стройки» полностью устраняются, производится восстановление ландшафта участка, монтаж спецоборудования, выполняются отделочные работы.
Как правило, при строительстве защитного сооружения общей площадью 50 м2, огороженная площадь застройки не превышает 7,0х9,0 м. При оборудовании бункера в подвале жилого дома возможна частичная интеграция автономных систем жизнеобеспечения в существующие инженерные сети. Также проводят анализ проекта жилого дома с целью определения соответствия расчетных нагрузок несущих стен и перекрытий здания требованиям СНиП, применяемых для защитных сооружений. Существует множество вариантов подземных защитных сооружений, но существует несколько чаще употребимых вариантов, таких как проект «Альфа» (рис. 3.34), «Дельта» (рис. 3.35), «Омега» и «Ноев ковчег».
Источник