Метрополітени світу

Автор: студентка гр. РГІ-08

Дубініна М.С.

Перевірив: керівник

доцент Шидловська А.В.

Санкт-Петербург 2009

Анотація

У даній роботі розглянута історія будівництва, будови, способи і геологічні умови Лондонського, Петербурзького і Вашингтонського метрополітенів. Метою моєї роботи є докладне вивчення глибин цього пізнавального матеріалу і виявлення особливостей будови кожного із запропонованих мною метрополітенів. А також визначення світових значень метро для сучасної людини і суспільства в цілому.

The summary

In the given work the history of building, a structure, ways and geological conditions of the London, Petersburg and Washington undergrounds is considered. The purpose of my work is detailed studying of depths of this informative material and revealing of features of a structure of each of the undergrounds offered by me. And also definition of world values ​​of the underground for the modern person and a society as a whole.

ЗМІСТ

Введення стор.4-5

1. Основна частина

Лондонський метрополітен

Вашингтонський метрополітен

Санкт-Петербурзький метрополітен

Висновок

ВСТУП

Метрополітен, метро (франц. m étropolitain, буквально - столичний, від грец. Metr ópolis - головне місто, столиця), міська позавуличним залізниця для масових швидкісних перевезень пасажирів. Метро відрізняється великою пропускною здатністю, регулярністю і високою експлуатаційною швидкістю руху поїздів. Лінії метро можуть бути підземними (у тунелях), наземними і надземними (на естакадах). Розрізняють закритий спосіб будівництва за допомогою тунелепрохідницьких щитів і відкритий, при якому тунелі і станції будуються в котлованах і після засипаються грунтом.

Закритий спосіб застосовується при будівництві ліній глибокого і мілкого закладення. При цьому всі роботи з будівництва метрополітену ведуть в підземних умовах, без порушення вуличного руху. Відкритий спосіб застосовують при спорудженні ліній метрополітену мілкого закладення (що проходять на глибині 10-15 м від поверхні землі), при цьому всі роботи зі зведення тунельних конструкцій виконують у відкритих котлованах, які після завершення будівництва засипають грунтом. [5]

Будівництво першого в світі метро здійснювала компанія Metropolitan Railway s («Столичні залізниці»). Від її назви відбулося власне слово «метрополітен», що вживається зараз в багатьох країнах. Тим часом у самій Великобританії використовується термін underground (підземка), а в США - як subway, так і метро. Перша лінія метрополітену (3,6 км) була побудована в Лондоні. Запущена 10 січня 1863 року. Спочатку перша лінія в Лондоні експлуатувалася на паровій тязі, яка з 1890 року замінялася на електричну. Другий метрополітен був відкритий у Нью-Йорку в 1868 як надземний, однак перші надземні ділянки не збереглися і згодом були замінені підземними (перша підземна лінія відкрита в 1904). На європейському континенті найстаршими є метрополітени Будапешта (1896), Відня (1898), Парижа (1900), Берліна (1902), а також Гамбурга (1912).

У Великобританії наступним після лондонського став метрополітен у Глазго (1896). У Росії перша лінія метрополітену була урочисто відкрита в Москві 15 травня 1935 року, а в Санкт-Петербурзі 15 листопада 1955 року. [6] Я б хотіла розповісти про історію будівництва та розвитку Лондонського, Вашингтонського і Санкт-Петербурзького метрополітенів.

Лондонський метрополітен

Лондонський метрополітен є найбільшим у Європі і найстарішою в світі підземною системою. Перша в світі лінія метрополітену довжиною в 3,6 км будувалася вісім років і була відкрита 9 січня 1863 року. Вона з'єднувала Західний і Північний вокзали в Лондоні і призначалася в основному для транзитного перекидання залізничних вантажів. Перша, лондонська, підземна дорога працювала на паровій тязі. Про пасажирів піклувалися мало: паровози працювали на вугіллі, і лондонці виходили з вагонів чорними від кіптяви. Важко було очищати і тунелі метро від накопичується там кіптяви. Аварії теж були звичайним явищем. І все ж навіть таке метро користувалося успіхом. [5]

Лондонський метрополітен має 12 ліній і 268 станцій:

Кільцева - 20,8 км, 27 станцій;

Дистрикт - 64 км, 60 станцій;

Східний Лондон - 6,4 км, 7 станцій;

Хеммерсміт-Сіті - 14,4 км (в години пік - 26,4 км), 19 станцій (в години пік - 28 станцій);

Метрополітен - 66,4 км, 34 станції;

Бейкерлоо - 22,4 км, 25 станцій;

Центральна - 73,6 км, 49 станцій;

Ювілейна - 22,4 км, 17 станцій;

Північна - 57,6 км, 49 станцій;

Пікаділлі - 68 км, 51 станція;

Вікторія - 22,4 км, 16 станцій;

Докленд - трамвайна лінія, що входить в систему Лондонського метрополітену. [5]

Будівництво метрополітену здійснювалося в основному відкритим способом. Перша ділянка, споруджений закритим способом ведення робіт, був побудований за проектом інженера Берлоу у 1870р. Для проходки тунелю тут був застосований бурової щит циліндричної форми, з оброблення з чавунних тюбінгів, зібраних на різьбових з'єднаннях. Тюбінги отримали свою назву від слова «тюб» (труба). Циліндрична форма тунелепрохідний щитів, створених в ті часи інженером Грейтхедом, і сьогодні широко застосовується в різних щитових модифікаціях при проходці тунелів глибокого закладення. В кінці 40-х років нашого століття в будівництві метрополітену знайшли також широке застосування залізобетонні тюбінги на болтових з'єднаннях. Велика частина станцій лондонського метрополітену побудовані з обробленням з чавунних тюбінгів. Вони і зараз широко застосовуються при спорудженні тунелів глибокого закладення на найбільш складних ділянках, тому що володіють високою надійністю і створюють міцну конструкцію. [3]

Спочатку, при прокладці ліній мілкого закладення, середня глибина 7,2 м., застосовувався відкритий спосіб робіт. Розробка грунту велася в котловані, який після проходки тунелю засипався. Побудовані таким чином перегони дозволяли розмістити 2 шляхи, а на станціях тунелі додатково розширювалися для пристроїв платформ і сходів. Багато станції відкритого способу робіт забезпечувалися арочним дахом, що виходить на поверхню землі, без зворотної засипки котловану. [3]

Другий тип тунелів - глибокого закладення, середня глибина 24м. Їх проходка велася в дуже сприятливих умовах - в блакитних лондонських глинах, що залягають під більшою частиною міста. Під цією назвою в геології відомий особливий ярус англійської еоцену, що досягає 200-метровій потужності і у якому з одного боку залишки наземних тварин (птахів, ссавців і ін), а з іншого плоди тропічних рослин і раковини таких молюсків. [3]

Станції глибокого закладення, як правило, представляють собою 2 станційних тунелю з діаметром трохи більшим, ніж у перегінного, з пристроєм середнього залу мінімальної довжини для з'єднання з ескалаторами або перехідними сходами. З продовженням ліній метрополітену в передмістя і виходом їх на поверхню його станції стають схожими на звичайні залізничні. Треба зазначити, що умови споруди лондонського метрополітену способом глибокого закладення дуже сприятливі, тому що грунт в основному глинистий, водонепроникний, не потребує виробництва великих гідроізоляційних робіт. [4]

Як на глибокому, так і на дрібному закладення, всі станції в основному з бічними платформами, які з'єднуються один з одним системою переходів, розташованих, як правило, під колійними тунелями та мають розміри в межах 3x25 м. Станції та переходи оброблені облицювальною плиткою різних розмірів . На шляхових стінах, а також стінах переходів розміщена реклама. [4]

Рухомий склад, експлуатований на лініях мілкого закладення, за своїми габаритами відповідає поїздам залізниці, а для ліній глибокого закладення він має значно менші габарити, відповідні діаметру тунелів. На різних лініях зустрічаються поїзди різних модифікацій обох типів, так як майже кожна з них володіє індивідуальними особливостями. Наприклад, Центральна і Вікторія, де платформи довжиною 120 м, можуть обслуговувати склади з великою кількістю вагонів, ніж на інших глибоких лініях з платформою в 105 м. Вікторія обладнана системою автоматичного управління поїздів, що вимагає наявності спеціального рухомого складу. Лінія Пікаділлі обслуговує аеропорт Хітроу, і поїзди на ній мають спеціальні місця для багажу. Для щільного руху по Кільцевій лінії доцільніше поїзда з меншою кількістю сидінь, але з великим числом дверей. [5]

Вашингтонського метрополітену

Адміністрація Вашингтонського метрополітену WMATA була створена в 1967 р. З цього часу почалося проектування метрополітену, а з 1969 р. його будівництво. У 1973р. була задіяна транспортна підсистема Metro-Bus і в 1976 р. пущений в експлуатацію першу ділянку довжиною 7,41 км із п'ятьма станціями власне метрополітену (Metrorail). Воно охоплює всю територію «Великого Вашингтона» - від Роквілл на півночі до Олександрії на півдні.

Лінії метрополітену проходять через два штати (Вірджинія і Меріленд) і федеральний округ Колумбія. [5]

«Великий Вашингтон» стоїть на дуже пухких, болотистих грунтах. Тому станції щодо глибокого залягання були побудовані тільки в центрі міста, в районах історичної забудови. Більша ж частина вашингтонського метрополітену - наземна (або надземна), що нагадує берлінський Stadtbahn або московське легке метро. Наземні перегони між станціями метро дуже довгі (особливо в передмістях) і практично не охороняються: рейки обгороджені тільки дротяною сіткою. Потяги рухаються досить повільно - з середньою швидкістю 40 км / ч.

Найглибші станції знаходяться на північно-східному краю Червоної лінії: Wheaton (тут встановлено найдовший ескалатор в Західній півкулі - довжиною 230 футів, або 70 м) і - найглибша станція - Forest Glen (на глибині 196 футів, або 60 м - замість ескалаторів тут використовуються високошвидкісні ліфти). [5]

Мережа метрополітену налічує п'ять ліній: Червона, Синя, Помаранчева, Жовта та Зелена. Помаранчева і Жовта діють на повній довжині, решта добудовуються (Червона та Синя - по одному перегону, Зелена - на двох ділянках з вісьмома перегонами) і 86 станцій. [1]

Одна з відмінностей Вашингтонського метрополітену - єдина архітектурно-будівельна концепція станцій: всі вони виконані з монолітного залізобетону в переставних опалубках незалежно від способу споруди - закритого в скельних грунтах або у відкритих котлованах. На вигляд обдєлка виглядає так, ніби вона зібрана з великих залізобетонних тюбінгів. Цей ефект досягається формою опалубки, за допомогою якої виходять кесонований бічні стіни і склепіння. Перегінні тунелі споруджуються (в основному, одноколійні) закритим способом механізованими щитами. Спочатку монтується збірна железобетнная обдєлка, всередині неї - тришарова обклеєна гідроізоляція, а потім бетонується внутрішня залізобетонна обойма, на яку укладається жорстка підстава шляху. [1]

На лініях є проміжні станції, як з бічної, так і з острівної платформами. Конструкція має коробові внутрішнє обрис шириною близько 16 м, висотою 7 м. У торці або в середній частині довжини станції споруджений другий поверх, у рівні якого примикає ескалаторний тунель. Цей аванзал з'єднаний з посадочними платформами ескалаторами малого підйому. На станціях з бічними платформами - по 3 ескалатори на кожній з них (два - на підйом, один - на спуск або навпаки в залежності від напрямку максимального пасажиропотоку). На станціях з острівними платформами ескалатори здвоєні і розташовані по осі платформи. Їх кількість, як правило, дорівнює чотирьом. На платформах встановлені лавки, що світяться щити інформації пасажирів, ящики для сміття, автомати для продажу напоїв в банках. Між рівнем платформи і аванзалу змонтовані ліфти (на 2-3 людини) для інвалідів та пасажирів з вантажем. [1]

Санкт-Петербурзький МЕТРОПОЛІТЕН

У перші роки XX століття було створено кілька проектів петербурзького метро. У більшості з них намічалося в першу чергу з'єднати вокзали, в деяких - розвантажити найнапруженішу магістраль міста - Невський проспект. У 1901 році інженер Печковский пропонував комбіновану підземно-наземну дорогу з центральним вокзалом у Казанського собору і трасами до Балтійського і Варшавському вокзалів. Однак наіпродуманнейшім проектом слід визнати проект цивільного інженера П.І. Балінського, який ще в 1898 році запропонував створити розгалужену мережу столичної залізниці (ним же був запропонований аналогічний проект для Москви). Балинський запропонував створити радіально-кільцеву транспортну систему з Центральним вокзалом, переважно естакадного-насипну. Кільце повинно було охопити всі передмістя Петербурга, планувалося побудувати 11 нових мостів через Неву і її рукава. Вартість проекту була оцінена в 190 млн. рублів, при цьому дохід вже в перший рік міг скласти близько 2 млн. рублів. Проте в 1903 році імператором Миколою II у міському правлінні проект був відхилений. Практично всі дореволюційні проекти відрізнялися переважно естакадний лініями і, як показав подальший досвід експлуатації в умовах Петербурга, використання відкритих ліній було б пов'язано з великими труднощами. Для будівництва переважно тунельного метрополітену, притому глибокого закладення, в Петербурзі не було достатніх матеріальних і технічних ресурсів.

У січні 1941 року почалося будівництво метрополітену в Ленінграді. Створена організація, яка очолила цю роботу - Ленметрострой. Начальником Ленметростроя в ті роки був дуже енергійний інженер-шляховик І.Г. Зубков. На допомогу ленінградцям прийшло багато досвідчених московських метробудівців. [2]

До цього часу Ленінградським науково-дослідним інститутом комунального господарства була розроблена схема метро в Ленінграді. Вона передбачала три міські лінії глибокого закладення і чотири приміські - наземні. [2]

Під час війни, від нестачі коштів, пройдені стовбури і вироблення довелося затопити. Метробудівцям в ці роки доводилося займатися будівництвом тупиків, складів, залізничних гілок і портових споруд в обложеному Ленінграді. [2]

Після переможного завершення Великої Вітчизняної війни, при поновленні робіт з будівництва метрополітену у місті-герої Ленінграді, знову постало питання, по яких напрямках-трасах вести його лінії, на якій глибині. Знову були розглянуті всі передреволюційні й передвоєнні проекти. Їх основна ідея - метро має з'єднати, перш за все, всі вокзали. [2]

У 1946 році створюється «Ленметропроект». Керівником організації став М.А. Самодурів. У новому варіанті траси фахівці виділяють два нових рішення:

• спорудження станцій «на гірках» (перегін нижче станції);

• зменшення діаметра тунелів з ​​6 (московський стандарт) до 5,5 м.

Вже до 1947 року по всій трасі була закінчена відкачка води і відновлені роботи з проходки тунелів. [2]

Санкт-Петербург розташований на північно-західній околиці Російської плити, що межує з Балтійським щитом. Цей щит є фундаментом осадових порід, потужність яких становить 150м. Осадові породи представлені вендського, кембрійськими і четвертинними утвореннями. Характерна особливість будови підземного простору Санкт-Петербурга - наявність похованих долин, безпосередньо пов'язаних з тектонічними розломами. Такі долини розчленовують рельєф поверхні дочетвертичное порід - верхнекотлінскіх і нижньокембрійських відкладень. У зонах похованих долин різко зростає потужність четвертинних відкладень до 40-120 м, рахуючи від земної поверхні. Поза їх зазвичай коливається від 15 до 25 м.

Вендская система, в складі якої на території острівної частини міста виділяються відкладення Котлинського свити. Нижня Котлинського підсвіта представлена ​​переслаіваніе глин, пісковиків і алевролітів, з переважанням пісковиків у нижній частині розрізу. Верхня Котлинського підсвіта - щільні, алевритових різниці, часто з бурими плівками на площинах нашарування.

Кембрійська система, включаючи Ломоносовський і Сіверську свити, поширена тільки в південній частині міста і складена перешаровуються кварцовими пісковиками, алевролітами, алевритових глинами і «синіми» глинами.

Четвертинні відклади представлені складним комплексом льодовикових, водно-льодовикових, озерно-льодовикових, озерних, морських, алювіальних, болотних і техногенних утворень різного віку.

Дніпровський горизонт, до якого в межах даної території віднесені льодовикові, флювіогляціальние і озерно-льодовикові відкладення, поширений тільки в межах похованих долин Пра-Неви історичного центру Санкт-Петербурга. Льодовикові відклади представляють собою валунні суглинки і супіски, флювіогляціальние - різнозернистий піски, озерно-льодовикові - тонкозернистий пилуватий пісок, рідше суглинки і супіски.

Відкладення московського горизонту також зустрічаються тільки в розрізі похованих долин, до їх складу входять льодовикові, флювіогляціальние і озерно-льодовикові відкладення. Льодовикові відкладення розкриваються в межах похованою долини Пра-Неви, а також в північній і центральній (близько Гренадерського та Олександро-Невського мостів) частинах міста. Флювіогляціальние відкладення складені неоднорідними великими і дрібними пісками з гравієм і галькою. Озерна-льодовикові відкладення представлені дрібнозернистими глинистими пісками, суглинками і глинами зі слабкою шаруватість, а також стрічковими глинами.

Відкладення верхневалдайского горизонту користуються переважним поширенням у складі четвертинних відкладів і представлені льодовиковими і озерно-льодовиковими опадами Лужской стадії заледеніння. Льодовикові відклади - суглинки і супіски з вмістом валунів, розвинені повсюдно на території історичного центру міста. Характерною особливістю рельєфу поверхні Лужской морени є повторення рельєфу поверхні дочетвертичное порід, ускладнених видолинками, западинами, виступами. Озерна-льодовикові відкладення Балтійського льодовикового озера залягають на Лужской морені і представлені глинистими та піщаними різницями.

Морські і озерні відкладення Літорінового моря в межах історичного центру Санкт-Петербурга мають повсюдне поширення, будучи природним підставою для переважної більшості старовинних будівель і споруд. У літологічному складі відкладень спостерігаються тонкодисперсні суглинки, які змінюються супісками, потім пилуватими, дрібнозернисті і тонкозернисті пісками. Алювіальні відкладення розвинені в долинах сучасних річок і струмків. Болотні відклади представлені в основному среднеразложівшіміся торфовищами. Техногенні відкладення характеризуються регіональним розвитком на території острівної частини міста і складені в основному насипними та намивними грунтами. На більшій частині міста насипний шар коливається від 3 до 11 м. Максимальні потужності зафіксовані в розрізі стадіону ім. С.М. Кірова, Морському порту, районі Олександро-Невської Лаври, на Заячому острові. Насипні відкладення представлені пісками різної зернистості, супісками з низьким вмістом глинистих частинок. Намивні техногенні грунти поширені в північно-західній і північній частині Васильєвського острова, в Приморському районі і є тонко-, дрібно-і середньозернисті піски, а також супіски. Крім того, до складу техногенних відкладень може входити будівельне сміття, відходи промислових підприємств та побутові відходи.

На рубежі 1959-1960 років при кафедрі тунелів і метрополітенів Ленінградського ордена Леніна інституту інженерів залізничного транспорту імені академіка В.М. Образцова була створена лабораторія моделювання тунелів. У ній на невеликих моделях створюються умови, в яких будуть діяти підземні споруди. [7]

Колись роботи в тунелях велися за допомогою відбійних молотків, а навантаження породи у вагонетки здійснювалася вручну - лопатами. Спорудження тунелів у Ленінграді вже на першій порі стало механізованим. У Ленінграді був спроектований механізований прохідницький щит ленінградського типу, творцям його була присуджена Державна премія СРСР. [7]

Щит - споруда, що охороняє працюючих від обвалу грунту, - використовували і раніше на будівництві московського метро. Але вирубка грунту проводилася вручну - відбійними молотками. Механізований прохідницький щит ленінградського типу представляє з себе сталевий циліндр вагою 220 тонн. Своїми шістьма обертовими дисками - фрезами, забезпеченими різцями із твердих сплавів, - він вгризається в породу, зрізуючи її пласти. [7]

Одночасно з перегінними тунелями будуються станції глибокого закладення першої черги Ленінградського метро по їх конструктивного рішення можна розділити на два типи: пілонами і колонами. У пілони - опорами склепінь служать потужні пілони, утворені декількома тюбінговими кільцями тунелів станції. У колонних - склепіння спираються на металеві колони відносно невеликого перерізу. [7]

Вже з 1956 року на будівництві Московсько-Петроградської лінії почалося освоєння і впровадження в тунельні конструкції високоміцного збірного залізобетону. [7]

Стали застосовувати й абсолютно новий тип конструкцій станцій. «Парк Перемоги», «Московська», «Петроградська», «Зоряна» на Московсько-Петроградської лінії, «Василеостровская», «Гостинний двір», «Маяковська», «Площа Олександра Невського», «Єлізаровська», «Ломоносовська» на Невсько -Василеостровской лінії виглядають зовсім інакше, ніж будувалися раніше: у них немає посадочних платформ. У бічних стінах єдиного, центрального, залу станції - ряд ніш із закритими дверима. Тільки коли завмре шум підійшов поїзда, двері відкриваються. Одночасно розсуваються і двері вагонів поїзда - вони точно проти дверей залу. Зовсім як у ліфті. Тому система ця отримала назву «горизонтальний ліфт». [7]

«Площа Мужності» та «Політітехніческая» перші в Ленінграді і в країні односклепнні станції глибокого закладення. Звід їх станцій перекриває обидва шляхи і пасажирську платформу. Він збирається із залізобетонних блоків, які потім домкратами розтискаються в породу. Опорами для склепінь цих станцій служать два тунелі, по типу перегінних, із залізобетонних тюбінгів, всередині заповнених бетоном. Вільний від внутрішніх опор широкий простір, перекритий одним склепінням, створює великі можливості і для архітектурного рішення. Розробка конструкцій цих станцій і здійснення їх у натурі відзначені Державною премією 1978 року. [7]

У Петербурзькому метро 5 діючих ліній: червона, синя, зелена, жовта і фіолетова; 63 станції, у тому числі шість підземних пересадочних вузлів, що пов'язують по дві станції і один, що зв'язує три станції («Спаська» - «Садова» - «Сінна площа », з них 56 - підземні станції глибокого закладення (50-75 метрів), 3 підземних станції мілкого закладення і 4 наземних станції. [7]

23 січня 2008 Постановою Уряду Санкт-Петербурга № 44 прийнята «Концепція розвитку метрополітену та інших видів швидкісного позавуличним транспорту в Санкт-Петербурзі на період до 2020 року». Вона передбачає будівництво і введення в експлуатацію 70 км нових ліній і 41 нової станції, а також введення в експлуатацію (повний розвиток) п'яти електродепо. Починаючи з 2011 року Санкт-Петербург планує перейти на будівництво метро відкритим (надземним) способом. [6]

ВИСНОВОК

Отже, на прикладі викладеного матеріалу про метрополітенах в різних країнах можна простежити відмітні риси в застосовуваних при їхньому будівництві технологіях, але разом з тим і помітити ряд загальних особливостей.

Зокрема, ми бачимо, що для Лондонського метрополітену характерний в основному відкритий спосіб будівництва, в той час як особливості дислокації Вашингтонського метрополітену диктували свої умови, зокрема використання переважно наземного способу будівництва.

При розробці ж підходів до будівництва Ленінградського метрополітену були використані ідеї застосування, як ліній глибокого закладення, так і наземних.

У цілому можна відзначити, що для Петербурзького метрополітену найбільш близьким «за духом» є саме Вашингтонське метро через специфіку його місця розташування і з урахуванням застосовуваних при його будівництві особливостей технологій.

На основі викладених мною фактів можна зробити висновок про те, що будівництво метрополітенів в різних країнах продовжується з урахуванням сучасних способів і високотехнологічних рішень.

Бібліографічний список

1. Кулагін М.: Вашингтонський метрополітен / МЕТРО № 6,1996.

2. Любош Г.А. Ленінградський метрополітен ім. В. І. Леніна .- Л.: Лениздат, 1980.-72с.

3. Метрополітен Лондона / МЕТРО № 6,1996.

4. Пікуль В.: Ювілейні дати найстарішого метрополітену / МЕТРО № 3,1993.

5. www.wikipedia.ru

6. www.moemetro.ru

7. www.metrospb.ru