Конструктивные решения основных городских подземных сооружений

Городские транспортные и пешеходные тоннели:

Городские транспортные тоннели устраивают на пересечении улиц для пропуска транспорта в различных уровнях. Эти сооружения увеличивают пропускную способность дорог и радикально решают вопросы безопасности движения. Аналогичную роль выполняют пешеходные тоннели под транспортными магистралями, развязывая движение транспорта и пешеходов.

При проектировании таких тоннелей стремятся расположить их на минимальной глубине с целью сокращения длины подходов к тоннелю и бесполезной высоты подъема. Поэтому проезжую часть верхней дороги обычно устраивают непосредственно на перекрытии тоннеля.

При проектировании пешеходных тоннелей необходимо учитывать, что они являются важным элементом единого градостроительного комплекса и должны соответствовать современным направлениям и тенденциям в области архитектурно-пространственной композиции, быть увязаны с городской застройкой и планировкой, максимально разгружать городскую территорию, иметь выразительный пространственный облик. В первую очередь это требование предъявляют к рамповым участкам, порталам и наземным павильонам, вентиляционным киоскам и другим фрагментам подземного сооружения, имеющим непосредственную связь с городской архитектурой.

Обделки городских транспортных и пешеходных тоннелей преимущественно сборные железобетонные.

Городской транспортный тоннель 1 (рисунок 9.1), расположенный под проезжей частью пересекаемой дороги 2, имеет следующие основные части. В самой низкой части тоннельного перехода устраивают камеру водосборника и водоотливной установки 4. Кроме того, имеется камера для размещения электротехнических устройств 5. Обычно в каждом отсеке тоннеля движение транспорта принимается в одном направлении. Отсеки отделены друг от друга рядом колонн 6 и отбойными бортиками 7. В пределах рампового участка устраивают разделительную полосу 8. В пределах рамповых участков 3 проезжая часть дороги имеет максимальный уклон.

Рисунок 9.1 Схема конструкции городского транспортного тоннеля

Пешеходные тоннели в поперечном сечении имеют прямоугольную одно- или двухпролетную форму. Участок плана и схема поперечного сечения пешеходного тоннеля двухпролетной конструкции приведены на рисунок 8.2

Рисунок 9.2 Схема конструкции пешеходного тоннеля

Тоннели, предназначенные для пропуска пешеходов, можно выполнять из звеньев цельно секционной конструкции. Такое решение получило распространение при постройке переходов под железнодорожными путями.

Автомобильные стоянки и гаражи:

Подземные гаражи и автостоянки предназначаются для хранения, технического обслуживания и ремонта легковых, грузовых и специальных автомобилей и других транспортных средств.

Существуют различные типы подземных автостоянок, отличающиеся назначением, местом расположения, глубиной заложения, вместимостью, планировочными схемами, числом ярусов, конструктивными особенностями и т.д. Выбор конкретного типа определяется градостроительными, транспортными и экономическими условиями.

Классификация подземных гаражей и автостоянок
Подземные гаражи и стоянки подразделяют:
по высоте расположения относительно поверхности земл и: – полунадземная (если более половины высоты сооружения размещено в грунтовом массиве);
- мелкого заложения (до 15÷20 м);
- глубокого заложения (от 15÷20 м);
по способу строительства (рисунок 9.3):
- открытым способом;
- подземным (закрытым или горным) способом;
- комбинированным способом;
по этажности:
- одноярусные;
- двухъярусные;
- многоярусные (от трех до пяти ярусов, пять ярусов - предел, установленный СНиП 21-02-99);

 

Рисунок 9.3. Способы строительства автостоянок: а - открытый; б - подземный; в, г - соответственно первый и второй этапы комбинированного способа; 1 - открытый съезд-выезд; 2 - котлован; 3 - наклонная выработка; 4 - камера; 5 - перекрытие; 6 -междуэтажное перекрытие

по вместимости:

- до 100 автомобилей;

- от 100 до 300 автомобилей;

- от 300 до 1000 автомобилей;

- более 1000 автомобилей;

по способу построения автомобилей на стоянк у (рисунок 9.4):

- с участием водителя (по рампам и пандусам);
- без участия водителя (механизированным способом); по способу хранения автомобилей:- манежный;- боксовый (не более двух ярусов);по характеру размещения автомобилей на стояночном месте:- перпендикулярно направлению проезда;- параллельно проезду;
- под углом к проезду (30÷60°);

Рисунок 9.5. Схемы постановки автомобилей на подземные стоянки: а - с участием водителей по рампам и пандусам; 1 - пандусы; 2 - рампа; б - механизированным способом; 1 - лифтовые подъемники; 2 - тележки; 3 – платформы.

по форме и совокупности горных выработок:

- линейный тип (тоннельный), камерно-зальный, круговой (шахтный колодец), сложной конфигурации.

Подземные автостоянки, предназначенные для постоянного хранения автотранспорта, допускается располагать под жилыми и общественными зданиями, участками зелёных насаждений, спортивными сооружениями, под хозяйственными и игровыми площадками (кроме детских), под проездами, наземными автостоянками, школьными участками (при размещении въездов-выездов и вентиляционных киосков за пределами школьных участков), в местах жилой застройки, а также в виде отдельно расположенных сооружений.

В некоторых случаях проектируются подземные автостоянки тоннельного типа, представляющие собой отрезки тоннелей длиной 150—200 м, сооружаемые закрытым способом. Такие автостоянки устраиваются с использованием естественного рельефа местности (холмов и возвышенностей), что упрощает устройство подъездных путей, сокращает объёмы земляных работ и снижает стоимость строительства.

По способу установки автомобилей различают автостоянки:

- манежного типа с открытыми стоянками;

- боксовые с изолированными местами стоянок;

- комбинированные — часть стоянок в таких гаражах открытая, а часть — изолированная.

В подземных гаражах и автостоянках могут применяться одно или двухсторонние схемы расстановки автомобилей. При постоянном хранении предпочтение отдают двухсторонней однорядной схеме с установкой транспортных средств перпендикулярно к оси проезда. При временном хранении возможны ёлочная и паркетная, расстановки, облегчающие въезд и выезд автомобилей, но увеличивающие общую площадь стояночных мест и длину проездов. Ширина стояночного места для одного автомобиля составляет 2,2 + 2,5 м, длина — 4,6 + 5,3 м. Общая площадь одного стояночного места, с учётом проезда, составляет 20 + 28,5 м 2 для легковых автомобилей и до 60 м2 — для грузовых. Ширина проезда, при однорядной расстановке, должна быть не менее 3 м, при двухрядной — 5 + 7 м. Проезды располагают таким образом, чтобы обеспечить в гараже правостороннее движение.

Подземные гаражи и автостоянки могут быть как одн о-, так и многоярусными. В центральных районах крупных городов устраивают многоярусные подземные автостоянки вместимостью 450 - 1200 и более автомобилей. Например, вблизи ВВЦ построен первый в нашей стране отдельно стоящий семиярусный подземный гараж, рассчитанный на 2000 легковых автомобилей. В экспериментальном жилом районе Северное Чертаново сооружена серия встроенных подземных гаражей общей вместимостью 3000 машиномест. Под Оперным театром в Сиднее выстроена двенадцатиярусная подземная автостоянка на 1100 парковочных мест. Сооружение представляет собой торообразную камеру высотой 32 м, наружным диаметром 71,2 м, а внутренним — 36,4 м. Стоянка находится на 28 м ниже уровня моря.

По способу въезда автомобиля и перемещения с яруса на ярус различают стоянки нескольких видов.

Рамповые — въезд и выезд автомобилей и их перемещение с яруса на ярус производятся по прямым или спиральным рампам. Прямые наружные рампы (рисунок 9.4, а) могут иметь уклон до 100 %о, внутренние — до 180 %о и ширину до 3 м для однорядного, 5,5—6 м — для двухрядного движения. Спиральные рампы (рисунок 9.4, б) выполняются с уклоном до 100 %о вне гаража и до 130 %о — внутри. В некоторых случаях для переезда автомобилей с яруса на ярус устраивают полурампы, смещая перекрытие соседних помещений гаража на половину высоты яруса или путём устройства наклонных междуярусных перекрытий.

Механизированные — рампы отсутствуют, автомобили подаются на нужный ярус в лифтовых подъёмниках и устанавливаются на стояночную площадку.

Полумеханизированные — автомобили опускаются на подземный ярус лифтовым подъёмником и устанавливаются водителем на стояночную площадку.

Автоматизированные — все операции по перемещению автомобиля выполняются средствами дистанционного управления без доступа на стоянку обслуживающего персонала.

Рисунок 9.4 Подземные (а,б) и полуподземные (в) автостоянки.

Высота ярусов уменьшается до минимума, отпадает необходимость в создании системы искусственной вентиляции, освещения и отопления.

Механизированные, полумеханизированные и автоматизированные стоянки, в соответствии со строительными нормами, действующими на территории Москвы, допускается проектировать при размещении на этаже не более 30 машиномест. Во всех остальных случаях, в соответствии с правилами противопожарной безопасности, необходимо предусматривать не менее одной рампы для выезда автомобилей наружу.

При проектировании подземных автостоянок производят выбор планировочной схемы, обеспечивающей наиболее быструю постановку автомобилей на стояночные места и их подъём на поверхность земли. При этом необходимо предусматривать достаточные размеры стояночных мест, проездов, выездов и въездов, создавать удобные пешеходные пути для водителей и обслуживающего персонала. Высота помещений в местах проезда и хранения автомобилей, а также на пешеходных путях, должна быть не менее 2,0 м от пола до низа выступающих конструкций и подвесного оборудования. Толщина слоя грунта над верхним перекрытием составляет 1,5—2 м. Параметры одного машино-места, рамп и проездов определяются в зависимости от габаритов автомашин (или специальной техники), для которых проектируется автостоянка, их маневренности и планировочного решения, с учётом технического оснащения. Состав и площадь помещений и параметры автостоянок с механизированными устройствами для перемещения автомобилей проектируются в соответствии с техническими особенностями используемой системы парковки и перемещения автомобилей. Посты технического осмотра, мелкого технического ремонта, помещения дежурного персонала, насосные пожаротушения и водоснабжения, трансформаторные размещаются не ниже первого этажа подземного сооружения. Не допускается предусматривать посты технического осмотра и мелкого технического ремонта в автостоянках, размещаемых под жилыми домами, и разделять места стоянки автомобилей на боксы. Въезды и выезды из гаража должны быть отдалены от жилых зданий минимум на 10—20 м и располагаться непосредственно на прилегающих улицах, не нарушая движения на главных улицах общегородского и районного значения.

В условиях плотной городской застройки под улицами и проездами устраивают автостоянки линейного типа, и, по возможности, придают им квадратное, полигональное или круговое в плане очертания (рисунок 9.5).

Рисунок 9.5 Подземные автостоянки круговой (а) и сложной конфигурации (б) в плане: 1- въездная рампа, 2 – выездная рампа, 3 – стоянка автомобилей, 4 – проезды.

Например, возможно размещение протяжённых подземных одно-, двух- или многоярусных автостоянок тоннельного типа с промежуточными (через каждые 300—500 м) рамповыми или лифтовыми въездами—выездами под магистральными улицами районного значения [Власов, Говорова, Конюхов, 2001]. Инженерно-геологические и градостроительные условия Москвы позволяют максимально унифицировать конструкции таких автостоянок. При условии массового строительства, расположении ниже глубины заложения инженерных коммуникаций и пешеходных переходов, возможно решение многих технических, экономических и экологических проблем хранения, ремонта и обслуживания автотранспорта.

Примером современного решения механизированной подземной автостоянки может служить подземный гараж на 183 машино-места в подвальной части восьмиэтажного офисного здания на площади Курфюрстендамм в Берлине, возведённого в 1991—1995 годах по проекту известного американского архитектора Хель-мута Яна. Тридцатиметровое здание полезной площадью 12 800 м 2 состоит из двух L-образных флигелей, примыкающих к центральному корпусу.

Подземная часть была выполнена при помощи унифицированных подземных конструкций. На данном объекте был использован усовершенствованный вариант парковочной системы, особенностями которой являются высокомощные приводы, автоматизированное решение по отводу выхлопных газов и модульная конструкция. Минимальная высота гаражного блока достигалась путём использования принципа горизонтального складирования автомобилей, подразумевающего их размещение на одном подземном этаже. Постоянные парковочные места располагались под углом 90° по отношению к центральному транспортному проезду. Ширина каждой парковочной ячейки составила 2,5 м, длина каждого гаражного блока — 40 м. Перемещение автомобилей по основному проезду осуществляется при помощи специального транспортёра, представляющего собой металлическую платформу, на которую устанавливается автомобиль, и передвигающуюся по направляющим рельсам со скоростью 0,2 м/с. Применение транспортёра позволяет экономить полезную площадь автостоянки, увеличивая число машиномест. Два из трёх подземных этажей семиэтажного здания музея современных искусств, построенного в период с 1992 по 1995 годы на проспекте Unter den Linden в Берлине, отведены под хранение и временную парковку автомобилей. Полностью автоматизированные парковочные системы, смонтированные в подземной части, позволили освободить прилегающую к зданию территорию от наземных автостоянок. Для того, чтобы подземная часть объекта смогла воспринимать нагрузки от семиэтажной наземной части здания, были применены свайные фундаменты, погружённые на 8 м ниже УГВ. Для экономии полезной площади гаража, вместо рамп, лестниц и лифтов для автомобилей, были использованы автоматизированные транспортёры, перемещающиеся в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях. Вся система парковки и транспортировки автомобилей выполнена в унифицированных металлических конструкциях, которые, при необходимости, можно демонтировать и переоборудовать.

Многофункциональные подземные комплексы:

Подземными комплексами называются группы объектов, объединенных пространственно в одно целое и имеющих общую инфраструктуру. Различают монофункциональные и многофункциональные комплексы. Монофункциональные комплексы объединяют в себе функционально связанные объекты. Основой для формирования многофункциональных комплексов, в состав которых входят функционально не связанные между собой объекты, является технико-экономическая целесообразность их увязки.

Специфика каждого интегрируемого в существующую застройку нового подземного объекта, как правило, не отделима от учета его места в городе и от его реального окружения. Необходимость создания многофункциональных подземных комплексов чаще возникает в центральных районах больших городов, которые являются наиболее плотно застроенными и наиболее посещаемыми. Примерами таких комплексов в г. Москве являются ТРК «Охотный ряд» на Манежной площади» (рисунок 9.6) и многофункциональный наземно-подземный комплекс «Москва-Сити» (рисунок 9.7.

продольный разрез

поперечные разрезы

у здания манеж

по большому куполу

у гостиницы «Москва»

Рисунок 9.6. Торгово-рекреационный подземный комплекс «Охотный ряд» на Манежной площади в г. Москве. Продольный и поперечные разрезы

Рисунок 9.7 Многофункциональный наземно-подземный комплекс «Москва-Сити»

Многофункциональные подземные комплексы, включающие, наряду с предприятиями сферы обслуживания, подземные пешеходные и транспортные коммуникации, в том числе железнодорожные станции и станции метро, подземные участки скоростных автомагистралей, подземные гаражи, автостоянки (рисунок 9.8) и др., перспективны также при создании окраинных центров культурно-бытового обслуживания населения, как самого города, так и тяготеющих к нему пригородов.

Рисунок 9.8. Схема многофункционального подземного комплекса с автостоянками

В районах вокзалов целесообразно создание многофункциональных комплексов с устройством просторной подземной пешеходной зоны, связывающей перроны вокзала со станциями метрополитена, большими универсальными магазинами, остановочными пунктами наземного общественного транспорта, подземными автостоянками. При этом рекомендуется совмещение пешеходных тоннелей, подземных подходных коридоров железнодорожных вокзалов и подземных вестибюлей станций метро, которые часто располагаются на одних и тех же отметках.

Автотранспортные тоннели во многих случаях также целесообразно возводить как элементы более сложных многофункциональных комплексов, включающих в себя станции метро мелкого заложения, подземные участки железных дорог, другие транспортные и иного назначения сооружения.

В крупных общественных наземно-подземных центрах вблизи узловых станций метро целесообразно под объединяющей их площадью проектировать многофункциональные комплексы, объединяющие магазины, рестораны, административные помещения различных фирм, а также автостоянки большой вместимости и гаражи.

Здания наземно-подземных общественных центров целесообразно проектировать с несколькими подземными уровнями. Нижний подземный уровень могут занимать трассы и станции метрополитена, отдельные участки железных дорог и скоростных автомагистралей. Верхний уровень может представлять собой систему взаимосвязанных входов в метро, входов в вокзалы и пешеходных переходов, непосредственно связанных со зданиями и сооружениями наземной застройки, а также подземными автостоянками и гаражами.

В современных общественно-транспортных подземных комплексах целесообразно использовать принцип взаимосвязанного и многоярусного размещения объектов на участках ограниченных размеров. Плоские кровли таких комплексов можно использовать для создания фрагментов зеленой наземной зоны.

В многоуровневых подземных общественных комплексах целесообразно создание заглубленных «открытых дворов», на которые могут быть ориентированы витрины, входы в магазины и рестораны, а также входы в многочисленные служебные помещения.

В сложившихся районах крупных городов как при новом высотном строительстве, так и при реконструкции практически всегда целесообразны многоуровневые подземные коммунальные службы, размещаемые в контуре здания, а при необходимости и под дворовыми участками.

При строительстве многоуровневых подземных комплексов в условиях сложившейся плотной застройки, исторический облик района строительства, как правило, должен быть сохранен.

Вопросы для текущего контроля и зачёта.

1. Что необходимо учитывать при проектирование городских пешеходных тоннелей?

2. Перечислите основные части городского транспортного тоннеля

3. Как классифицируются подземные гаражи и автостоянки?

4. Перечислите способы по которым различают установку автомобилей на автостоянке

5. Как различают способы въезда автомобиля на автостоянку и перемещения с яруса на ярус

6. До скольки машиномест на ярус допускается проектировать автостоянки без рамп в Москве?

7. Какая минимальная высота помещений в местах проезда и хранения автомобилей, а также на пешеходных путях?

8. В чём отличие монофункциональных комплексов от многофункциональных?

9. Что является целесообразным при проектировании многофункциональных комплексов?

 

БИБИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Шилин А.А. Освоение подземного пространства. МГГУ, 2005.

2. Конюхов Д.С. Использование подземного пространства. М: Ахрхитектура-С, 2004.

3. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Учебное пособие, СПб, 2010.

4. Горчаков Г.И. Строительные материалы. Стройиздат, 1986.

5. Микульский В.Г. и др. Строительные материалы (Материаловедение). Часть I и II, 2004.

6. Юхневский П.И. Строительные материалы и изделия. Учебное пособие, 2004.

7. Методические указания для выполнения лабораторных работ.

8. Лысиков Б.А., Кауфман Л.Л. Подземная инфраструктура городов. Донецк, Норд-Пресс, 2004.

9. Картозия Б.А., Корчак А.В., Мельникова С.А. Строительная геотехнология. МГГУ, 2003.

10. Шахтное и подземное строительство. 1 и 2 тома. 3-е издание, МГГУ, 2012.

11. Тетиор А.Н., Логинов В.Ф. Проектирование и строительство подземных зданий и сооружений. Киев, 1990.

12. Goel R.K., Singh B., Zhao J. Underground infrastructures. Planning, design and construction. Elsevier, 2012.

13. Фролов Ю.С. Метрополитены: Учеб. для вузов / Ю.С.Фролов, Д.М.Голицынский, А.П.Ледяев; Под ред. Ю.С.Фролова. М.: Желдориздат, 2001. 528 с.

14 Волков В.П., Наумов С.Н., Пирожкова А.Н., Храпов В.Г. Тоннели и метрополитены М., «Транспорт», 1975, — 551 с.

15. Руководство по комплексному освоению подземного пространства крупных городов. Российская академия архитектуры и строительных наук.

16. Кулагин Н.И. Пересадочные узлы на линиях метрополитена глубокого заложения. М.: ТИМР, 2004. 124 с.

17. Малинин А.Г. Устройство противофильтрационной завесы с помощью струйной цементации грунта / А.Г.Малинин, П.А..Малинин // Метро и тоннели. 2003. № 3. с.16-18.

18. Методические рекомендации по оценке экономической эффективности инновационных проектов. М.: Экономика, 2001.

19. Попов В.Л. Проектирование строительства подземных сооружений: Учеб. для вузов. 2-е изд. М.: Недра, 1989. 318 с.

20. СНиП 11-01-95. Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

21. СНиП 10-01-94. Система нормативных документов в строительстве. Основные положения.

22. СНиП 32-02-2003. Метрополитены. Госстрой России, М., 2004. 25 с.

23. СНиП 32-04-97. Тоннели железнодорожные и автодорожные.

24. СНиП 52-01-2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.

25. СНиП II-23-81^*. Стальные конструкции.

26. СП 32-105-2004. Метрополитены. Свод правил. Госстрой России, М., 2004. 252 с.

27. Справочник инженера-тоннельщика / Г.М. Богомолов, Д.М. Голицынский, С.И. Сесловинский и др. М.: Транспорт, 1993. 389 с.

28. Тоннели и метрополитены: Учеб. для вузов / В.Г.Храпов, Е.А.Демешко, С.Н.Наумов и др. М.: Транспорт, 1989. 383 с.

29. Фролов Ю.С. Метрополитены на линиях мелкого заложения. Новая концепция строительства / Ю.С.Фролов, Ю.Е.Крук. М.: ТИМР, 1994. 244 с.

30. Штанговая крепь / В.Н.Семевский, В.М.Волжский, О.В.Тимофеев и др. М.: Недра, 1995. 328 с.

 

 

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»