Перспективы строительства метрополитена на территории Республики Крым

Введение. В связи со сложившейся дорожной ситуацией на территории Республики Крым, правительством рассматривается перспектива строительства метрополитена. Немаловажными факторами являются густонаселенность, площадь занимаемой территории и финансовое обеспечение проекта. Наибольшие сложности в разработке проекта и строительства метрополитена в Крыму представляют особые инженерно-геологические условия и сейсмический характер территории.

Целью работы является изучение перспектив и возможности реализации проекта по строительству метрополитена на территории Республики Крым.

Проектирование и строительство подземных тоннелей регламентируется действующими нормативными документами [6-10].

Метрополитеном называют вид городского скоростного внеуличного железнодорожного транспорта. Как правило, линии метрополитенов (или их отдельные участки) бывают: подземные, прокладываемые в тоннелях, на мелком (10—15 м) от поверхности земли или глубоком заложении; надземные; наземные.

Линии метрополитенов, в основном, строят двумя способами – закрытым и открытым (рисунок 1). Закрытые способы применяют при сооружении метрополитенов глубокого и мелкого заложения. При этом все работы по строительству метрополитена ведут в подземных условиях. Открытые способы применяют при сооружении линий метрополитена мелкого заложения, при этом все работы по возведению тоннельных конструкций выполняют в открытых котлованах, которые после завершения строительства засыпают грунтом. А также выделяют специальные способы строительства, применяемые в сложных инженерно-геологических условиях. Целью таких способов является укрепление неустойчивых грунтов или их временное осушение. [1]

Рисунок 1. Схема способов сооружения метрополитена.
1 и 2 – перегонные тоннели и станция глубокого заложения, сооружаемые закрытым способом; 3 и 5 – станции мелкого заложения, сооружаемые открытым способом; 4 – перегонные тоннели мелкого заложения, сооружаемые закрытыми способом; 6 – перегонные тоннели мелкого заложения, сооружаемые открытым способом.

Строительство метро считается рациональным, если численность населения города составляет более 1 млн человек. Однако, в современных условиях активно изучается возможность строительства метрополитена на территории Республики Крым.

В СМИ появилась информация о том, что с 2020 по 2030 гг. в Севастополе планируется построить развитую сеть городского метро с тремя скоростными линиями. [2] «Ленметрогипротранс» уже приступил к подготовке технико-экономического обоснования. Имеется два возможных варианта карты подземных тоннелей Севастополя. Один предложен активистами группы «Севастопольский Метрополитен» (рисунок 2) , а другой – специалистами «Метростроя» (рисунок 3). Также, пользователями социальных сетей предложена карта метрополитена для г. Симферополя (рисунок 4). По их мнению, первая ветвь, соединит центральный Аэропорт и Симферопольское водохранилище, вторая — Новоромановку и район Свободы, третья — Загородный и Пневматику. По некоторым данным, метрополитен в Симферополе могут построить, как только население города превысит 800 тыс. человек.

Рисунок 2. Схема линий Севастопольского метрополитена, предложенная активистами группы «Севастопольский метрополитен»

Рисунок 3. Схема линий Севастопольского метрополитена, предложенная специалистами «Метростроя»

Рисунок 4. Схема линий Симферопольского метрополитена, предложенная пользователями социальных сетей

Крым – регион, соединяющий участок Альпийской складчатости и равнинную часть Скифской плиты. Этап инженерно-геологического изучения участка требует профессионального подхода, в связи с особыми грунтовыми условиями. При разработке проекта следует учесть ряд параметров:

- складчатое напластование грунтов (участки со скальной породой под небольшим слоем грунта). Из-за преобладания пучинистых грунтов (глины и суглинки) при замерзании накопленная вода расширяется и грунт поднимается. - низкий уровень грунтовых вод.

- оползневые процессы. Гравитационные деформации могут возникнуть при строительстве подземных сооружений открытым способом из-за изменения напряженно-деформированного состояния массива горных пород, снижения прочностных характеристик суглинков, нарушения условий естественного стока атмосферных осадков.

- карстовые образования.

- просадочность грунтов - это способность уменьшать свой объем при замачивании под собственным весом без возможности бокового расширения.

- сейсмичность. В Крыму ежегодно фиксируются многочисленные землетрясения слабой силы (2-3 балла). Любые сооружения, строящиеся на территории Республики Крым должны соответствовать региональным требованиям по строительству в сейсмических районах [11].

- невыдержанность грунтов по мощности и по простиранию.

В настоящее время в России эксплуатируются метрополитены в семи городах (Москва, Петербург, Нижний Новгород, Новосибирск, Самара, Екатеринбург, Казань). [3] Они построены и используются в различных инженерно-геологических и климатических условиях (зонах «размыва», наличия агрессивных вод и условиях суровой зимы), что подтверждает возможность осуществления проекта по строительству метрополитена на территории Республики Крым.

Немаловажным вопросом в эксплуатации метрополитена является теплоснабжение и вентиляция подземных тоннелей и пассажирских станций.

Как правило, подземные станции и тоннели обогреваются воздухом, нагретым теплом, выделяющимся при движении поездов, работе электрооборудования, пассажирами. Сооружения и прилегающие грунты к ним, отдают свое тепло, накопленное весной и летом. Наземные сооружения и вестибюли метрополитена в холодный период необходимо отапливать. В вестибюлях устанавливают воздушно-тепловые завесы входов и выходов, обогревающие трубы решеток для очистки обуви, системы для подогрева ступеней лестничных сходов с поверхности и системы горячего водоснабжения. [4]

Т.к. в Крыму средняя температура самого холодного месяца опускается ниже 0˚С, то необходимы два режима вентиляции с искусственным побуждением — зимний и летний. В зимний период вентиляционные установки, расположенные на перегонах, работают на приток, а вентиляционные установки на станциях — на вытяжку.

Таким образом, зимой на станции подается воздух, согревшийся тепловыделениями от оборудования.

Летом вентиляционные установки на перегонах работают на вытяжку, а станционные — на приток, т.е. в летний период на станциях поступает свежий воздух.

Количество воздуха, которое требуется для вентиляции линии метрополитена, определяют расчетом [8], учитывая тепловыделения, влаговыделения и выделения вредных газов. Для приморских городов (по причине высокой относительной влажности воздуха) расчет должен удовлетворять условиям, при которых отсутствует конденсат на поверхности отделки. [5]

Таким образом, строительство и обустройство метрополитена на территории Республики Крым возможно, однако, требует разработки комплексных проектных решений, направленных на решение задач, обусловленных инженерно-геологическими условиями и сейсмическим характером территории.