Принципы заложения линий метрополитена

Генеральная схема линий метрополитена

Проектирование линий метрополитена

Общие сведения о метрополитене. Схемы городской транспортной сети. Генеральная схема линий метрополитена. Особенности инженерно-геологических изысканий при проектировании метрополитена. Принципы заложения линий метрополитена. План и продольный профиль линий метрополитена. Классификация станций метрополитена. Пересадочные узлы. Перегонные тоннели. Дополнительное путевое хозяйство.

Метрополитен — городская внеуличная электрифицированная железная дорога для массовых скоростных перевозок пассажиров, обладающая большой пропускной и провозной способностью.

Первый метрополитен был построен в Лондоне в 1863 году. Затем он появился в Нью-Йорке (1868 г.). В 1950 году метрополитен функционировал в 17 городах мира, в настоящее время — в 100.

В России проект первого метрополитена был предложен в 1902 г., но не был принят Государственной Думой. Строительство метрополитена в Москве началось в 1931 г., а первая линия протяженностью 11 км с 13 станциями была введена в эксплуатацию в 1935 г. В 1955 г. первых пассажиров принял метрополитен в Ленинграде. В настоящее время метрополитены эксплуатируются в шести городах России: Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Самаре и Екатеринбурге. Начато строительство метрополитена еще в пяти городах нашей страны.

Метрополитен относится к числу сложнейших инженерных сооружений. Многие станции метрополитена представляют архитектурно-художественную ценность. В оформлении вестибюлей и станций используют мрамор различных видов, гранит, декоративная керамика, художественная лепка, мозаику, фрески, скульптуры, уникальную осветительная арматура.

С вводом метрополитена в городскую транспортную систему он принимает на себя основные пассажирские потоки и становится важным градообразующим фактором.

Генеральные планы городов разрабатывают на расчетный срок 25—30 лет. В них должны быть комплексно решены социально-экономические, архитектурно-строительные, санитарно-гигиенические, инженерно-технические и транспортные задачи для каждого города с учетом его этапного развития.

Неотъемлемой их частью является комплексная схема развития всех видов городского пассажирского транспорта (для городов с населением более 250 тыс. жителей): трамвая, троллейбуса, автобуса и, при необходимости, железной дороги и метрополитена.

Проблема строительства метрополитена возникает, как правило, в крупнейших городах с населением более 1 млн. жителей, где наземные виды транспорта не в состоянии осваивать мощные потоки пассажиров.

Для таких городов на основе генерального плана и комплексной транспортной схемы города разрабатывают генеральную схему линий метрополитена.

Генеральная схема линий метрополитена представляет план развития сети метрополитена в том или ином городе. В генеральной схеме предусмотрены направления, протяженность и очередность строительства линий, места расположения станций, электродепо, пересадочных узлов между станциями метрополитена. Для линий, возводимых на небольшой глубине, резервируют техническую зону шириной не менее 40 м для упорядочения строительства здесь наземных и подземных городских сооружений и прокладки инженерных коммуникаций.

Линии метрополитена, как правило, намечают по направлениям наибольших пассажирских потоков и, обычно, — по направлениям основных городских магистралей.

Формирование транспортной сети современного города связано с путями его исторического развития. В зависимости от конфигурации различают четыре схемы городской транспортной сети: радиальную, радиально-кольцевую, прямоугольную и произвольную.

Радиальная схема (рис.1 а)характерна для старых городов, развитие которых начиналось в местах пересечения важных торговых путей. Эта схема обеспечивает кратчайшую связь периферии с центром города, но затрудняет сообщение отдаленных районов между собой. Чаще всего связь между этими районами происходит через центральное ядро города, перегружая этими потоками насыщенный транспортом центр.

Радиально-кольцевая схема (рис.1 б) обеспечивает удобную связь отдаленных районов города с центром по радиальным направлениям и между собой по круговым направлениям. Однако, независимо от этого радиальные направления более насыщены пассажирскими потоками по сравнению с круговыми, что приводит к перенасыщению транспортом центра города.

Прямоугольная схема (рис.1 в)характерна для современных городов с плановым развитием. Особенности этой схемы — в отсутствии строго выраженного центра города и равномерном распределении пассажирских потоков по всем районам города.

Рис.1 Схемы основных транспортных сетей:

а-радиальная; б –радиально-кольцевая;

в- прямоугольная; г-произвольная.

Произвольная схема (рис.1 г), характерная для некоторых старых европейских и азиатских городов, сохраняет хаотичную средневековую планировку. Подобная схема отличается достаточно сложными транспортными связями между районами.

Сеть линий метрополитена в городах России и ряда других стран построена по принципу независимого движения поездов по каждой линии и возможности следования пассажиров на метрополитене из одной точки города в другую, как правило, с одной пересадкой. Кроме удобства для большей части пассажиров, этот подход создает полную безопасность эксплуатации метрополитена. При автономном движении поездов в местах пересечения линий сооружают станции, расположенные в разных уровнях и имеющие устройства, обеспечивающие пересадку пассажиров с одной линии на другую.

Для городов с радиальной схемой планировки транспортной сети характерна и радиальная схема развития метрополитена, состоящая из 3—4 линий (рис.1а). Подобное очертание сети метрополитена относится к городам с числом жителей от 1 до 4 млн. человек (Екатеринбург, Челябинск, Красноярск и др.). Для мегаполисов с населением более 4 млн. жителей характерна радиально-кольцевая схема развития метрополитена (рис.2 б). Например, сеть метрополитена в Москве состоит из девяти радиальных и одной кольцевой линии. С увеличением населения для отдельных городов возможна трансформация радиальной схемы в радиально-кольцевую (Санкт-Петербург). Прямоугольная схема развития линий характерна для метрополитенов в Лондоне, Париже (рис. 2 в), кольцевая (рис. 2 г) — для Глазго, линейная (рис. 2 д) — для Саппоро, Киото.

Схема линий метрополитена должна отражать специфическую особенность города — его планировку, размещение жилищных комплексов, зон трудового тяготения, административных и культурных центров, зон отдыха, спортивных комплексов.

Рис. 2. Возможные схемы линий метрополитена:

а - радиальная; б - радиально-кольцевая;

в - прямоугольная; г - круговая; д - прямолинейная;

е - х-образная

При разработке генеральной схемы линий метрополитена учитывают: рельеф местности (топография);

гидрографическая сеть;

геологические и гидрогеологические условия;

застройку районов города;

плотность населения;

размеры пассажиропотоков на всех видах транспорта;

схемы линий для всех видов городского пассажирского транспорта;

расположение пассажирообразующих мест (вокзалов, крупных торговых и промышленных предприятий, культурно-общественных центров).

При доработке схемы линий метрополитена руководствуются следующими основными положениями:

• линии метрополитена должны проходить по направлениям наибольших пассажирских потоков и основных транспортных магистралей;

• строительство первой линии определяется по максимальному направлению пассажирского потока по сравнению с остальными;

• в городах со значительным объемом пригородных сообщений первая линия метрополитена должна проходить через один или несколько железнодорожных вокзалов.

После обоснования направления линии метрополитена на плане города, размещают станции. Расстояние между станциями принимают не менее 800 м, что позволяет обеспечить достаточно высокую скорость движения поездов. Например, в Москве, при среднем расстоянии между станциями 1800 м, скорость движения составляет 41 км/ч, а в Париже при расстоянии 570 м она не превышает 24 км/ч.

В нормируемом интервале от 800 до 2000 м станции метрополитена размещают в местах образования значительных пассажирских потоков: на площадях; на пересечениях городских магистралей; вблизи железнодорожных, речных и автобусных вокзалов; вблизи стадионов, парков, крупных промышленных предприятий и на пересечениях линий метрополитенов.

Относительно отметок земной поверхности линии метрополитена подразделяют на подземные, наземные и надземные (рис.3).

Подземные линии являются основным видом линий метрополитена, поскольку имеют преимущественное распространение. Их располагают на глубине 3 м и ниже от поверхности земли. Различают линии глубокого заложения, нижние отметки сооружений которых располагаются на глубине более 20 м, и линии мелкого заложения - менее 20 м.

Глубокое заложение применяют обычно в центральных районах города с многоэтажной плотной застройкой и большим количеством инженерных коммуникаций. К основным недостаткам таких линий можно отнести: большую стоимость,

увеличение сроков сооружения линии,

возрастание эксплуатационных расходов,

увеличение времени на вход и выход пассажиров со станций. Следует отметить, что значительная часть станций глубокого заложения долгое время эксплуатируется с одним входом, состоящим из вестибюля и наклонного эскалаторного тоннеля. Это объясняется его большой строительной стоимостью, составляющей 35 % от стоимости станционного комплекса.

Рис.3. Варианты заложения линий метрополитена

Мелкое заложение характеризуется тем, что станции и тоннели сооружают на минимальной глубине от поверхности земли. Известны два способа строительства линий мелкого заложения - открытый и закрытый. Открытым способом сооружают станции и перегонные тоннели, закрытым - только перегонные тоннели. Как правило, станции строят с двумя вестибюлями, что позволяет увеличить число пассажиров примерно на 15 %. К недостатку линий мелкого заложения можно отнести нарушение сложившейся жизни города на период строительства метрополитена.

Наземные линии метрополитена сооружают на поверхности земли, как правило, в незаселенных местах, в промышленных зонах города, вдоль линий железных дорог. Наземные линии по всей длине надежно ограждают. Любое пересечение с такой линией допускается только в разных уровнях. Из-за повышенного уровня шума и нарушения нормальных условий жизни города наземные линии не находят широкого распространения, хотя их стоимость меньше. Надземные линии метрополитена возводят на эстакадах, высота которых позволяет пропускать под ними пешеходов и городской наземный транспорт. Из архитектурных и градостроительных соображений такие линии строят в местах пересечения водных преград и сложного рельефа местности.