Аэропорт Шереметьево || Проект первого АТН в России
АТН - это автоматический транспорт по направляющим, одна из технических реализаций мувера ("перемещателя") - рельсового или квазирельсового транспорта для малых дистанций (расстояние до 10 км, обычно 1-4 км). Наиболее часто такие системы встречаются в аэропортах и для связи станций городского скоростного транспорта с какими-либо объектами, находящимися на удалении от станций или отличающихся сложностью сооружения наземного подхода или подъезда к себе (торговый центр, выставка, больница и т.п.).
В странах бывшего СССР фактически был сооружён только один известный мувер - это подземная железная дорога Новоафонской пещере. Техническая форма реализации этого мувера - электрифицированная узкоколейная железная дорога, но эта система не является ни АТН, ни тем более метрополитеном.
В настоящее время ведётся разработка проекта мувера для связи расположенных по разные стороны лётного поля терминалов ABC и DEF аэропорта Шереметьево. Технической формой этого мувера выбран АТН с использованием канатной тяги, и, кроме того, систему можно будет также именовать автоматическим лёгким метрополитеном (АЛМ) аэропорта Шереметьево - также, как и многие подобные системы в аэропортах нашей планеты.
В журнале "Метро и тоннели", №5 за 2016 год была опубликована интересная статья "Тоннельный переход между северным и южным терминальными комплексами в аэропорту Шереметьево" (авторы: Р.А.Степанов, В.П.Полищук, П.В.Чиканов). В статье приведена информация об уникальном проекте сооружения тоннельного перехода в условиях действующего аэропорта Шереметьево. Назначение объекта, история вопроса, технические решения по организации проходческих работ под действующими взлётно-посадочными полосами.
* Подвижной состав пассажирского сегмента линии в статье назван "вагоном фуникулёра". Выделение слова "фуникулёр" - моё, так как, несмотря на канатную тягу, ничего общего с фуникулёром этот подвижной состав в частности и эта система в целом не имеют. Фуникулёр предполагает в первую очередь вертикальное перемещение подвижного состава при помощи двигателя на верхней станции, а здесь правильно говорить о "вагонах мувера" или "вагонах автоматического лёгкого метрополитена".
Введение
Необходимость организации скоростной, регулярной, круглосуточной перевозки трансферных пассажиров и багажа между Южным (терминалы D, Е, F) и Северным (терминалы В, С) терминальными комплексами международного аэропорта Шереметьево впервые была определена "Мастер-планом развития международного аэропорта Шереметьево до 2030 года". Документом запланировано развитие северного сектора аэропорта, пропускная способность которого составит порядка 45 млн человек в год, создание второй лётной зоны и строительство независимой третьей взлётно-посадочной полосы (ВПП-3). За счёт строительства ВПП-3 пропускная способность пассажирских терминалов будет сбалансирована с пропускной способностью аэродрома, что создаст необходимые условия для динамичного развития базовой авиакомпании "Аэрофлот" и других авиаперевозчиков, а также позволит Шереметьево превратиться в крупнейший международный хаб.
В течение 2012-2013 гг. канадской фирмой Vision Transportation Group было разработано ТЭО комплексного уникального проекта транспортного сообщения между Северным и Южным терминальными комплексами и утверждён тоннельный вариант перехода. На данном этапе ОАО "Минскметропроект" принимало участие в разработке основных технических решений по тоннельному участку объекта.
В начале 2015 г. под техническим руководством "АИКОМ" по заказу ООО "Межтерминальный переход Шереметьево", французская ADPI подготовила архитектурно-функциональную концепцию перехода, определила основные параметры сооружения, пассажиропотоки и объём багажа. Специалистами "АИКОМ" был подготовлен конкурс по выбору фирм-поставщиков основного технологического оборудования, в результате которого определены австрийская Doppelmayr в качестве перевозчика пассажиров и немецкая Beumer для поставки оборудования перевозки багажа.
В июне 2015 г. ОАО "Минскметропроект" в качестве генерального проектировщика приступило к разработке проекта, получившего 29 апреля 2016 г. положительное заключение ГТЭ РФ.
Общая часть
В состав сооружаемого объекта вошли (рис. 1):
1. Северный станционный комплекс, расположенный под проектируемым терминалом В в Северном терминальном комплексе аэропорта.
2. Южный станционный комплекс, интегрированный переходной галереей с терминалами D и Е в Южном терминальном комплексе.
3. Тоннельный участок, сооружаемый закрытым способом под действующим аэродромом: два тоннеля щитовой проходки по 1940 м каждый, три технологические сбойки, перегонная водоотливная установка.
Уникальность, сложность, а также отнесение объекта к особо опасным, потребовали разработки и утверждения в установленном порядке Специальных технических условий (СТУ) на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта, разработанных специалистами ООО "НИЦ Тоннельной ассоциации" под техническим руководством д.т.н. профессора В.Е.Меркина, а также Специальных технических условий (СТУ) на проектирование и строительство в части обеспечения пожарной безопасности объекта, разработанных ФГБУ ВНИИПО МЧС России.
Согласованию и утверждению документов предшествовала скрупулезная работа по обоснованию положений норм, в которой принимали участие специалисты ОАО "Минскметропроект", фирм-поставщиков основного технологического оборудования, а также субпроектные организации ООО "Прогресстех" и ООО "НТЦ Пожарные инновации". В рамках разработки СТУ на противопожарную защиту объекта сотрудниками института ВНИИПО была проведена НИОКР по разработке системы противопожарной защиты подземного межтерминального перехода с автоматическими системами перевозки пассажиров и багажа, интегрированного в комплекс аэропорта, получившая высокую оценку Национальной академии наук пожарной безопасности.
Инженерно-геологические условия строительства
Проектируемые сооружения Южного и Северного станционного комплексов прорезают техногенные отложения, водно-ледниковые суглинки и разнозернистые пески, суглинки московской стадии оледенения. В основании станционных комплексов залегают полутвёрдые суглинки с линзами водонасыщенного песка (рис. 2).
Перегонные тоннели залегают:
- большей своей частью в полутвёрдых суглинках с линзами водонасыщенного песка с включениями до 10 % щебня - под взлётно-посадочными полосами аэродрома,
- в песках средней крупности средней плотности, обводнённых - в местах вывода щита из стартового котлована и ввода в приёмный.
Гидрогеологические условия характеризуются наличием надморенного горизонта (вскрывается на глубинах 5-13 м); напорного надъюрского горизонта (на глубине 22-32 м) с величиной напора 7-16 м и водопроявлениями в толще моренных суглинков с величиной напора от 0.6 до 5.5 м. Также имеется локальное распространение воды типа "верховодка", проявляющееся на глубине от 1.6 до 3.0 м от поверхности земли.
Подземные воды неагрессивны к бетонам марок W4-W12 и слабоагрессивны к арматуре железобетонных конструкций.
Тоннельный участок
Основной особенностью проекта явилась необходимость сооружения перегонных тоннелей под действующими взлётно-посадочными полосами аэропорта без перерыва их функционирования. Выполненная аналитическая работа по оценке влияния щитовой проходки на работу всего аэропорта позволила с уверенностью заявить о возможности такого строительства. В ходе проектирования был определён целый ряд условий и ограничений:
1) проработано оптимальное залегание тоннелей на участках пересечения ВПП - 16.5 м до шелыги свода тоннеля. Элементы плана и профиля были назначены исходя из технологических требований поставщиков основного оборудования для перевозки пассажиров и багажа;
2) доказана возможность размещения основного технологического оборудования для перевозки пассажиров и багажа в тоннели внутренним диаметром 5.4 м;
3) назначено оптимальное расстояние между тоннелями с учётом взаимного влияния обеих выработок на взлётно-посадочные полосы, рулёжные дорожки и места стоянок воздушных судов - 16 м между осями тоннелей;
4) определена минимальная толщина тоннельной обделки - 300 мм, исходя из условий нагрузки от перспективных воздушных судов на участках тоннелей с минимальным залеганием под местами стоянок. Расчёт тоннельного участка производился в объёмной постановке методом конечных элементов с использованием программно-расчётных комплексов Plaxis 3D Nunnel и Midas GTS NX;
5) выбрано местоположение притоннельных сооружений исходя из условий минимального влияния на элементы лётного поля - в зоне, свободной от аэродромных покрытий. Сооружение технологических сбоек и перегонной водоотливной установки предусмотрено в полутвёрдых суглинках под защитой экрана из труб, после завершения основных тоннелепроходческих работ. При этом в расчётах тоннельной обделки на участках смежных с притоннельными сооружениями учитывалось возникновение дополнительных усилий в результате изменения структуры грунтового массива в условиях выполнения работ горным способом;
6) назначено основное проходческое оборудование, при помощи которого возможно подобное строительство - современные механизированные тоннелепроходческие комплексы с грунтопригрузом забоя. В связи со сжатыми сроками строительства проходку решено было осуществлять двумя ТПУ;
7) проектом определено безопасное отставание щитов при проходке на участке пересечения взлётно-посадочных полос - 250 м между забоями при средней скорости проходки 250 м/месяц.
Расчётным путём при использовании различных программных комплексов определена максимально возможная просадка поверхности аэродромных покрытий исходя из пессимистичного прогноза ведения тоннелепроходческих работ (частичное оплывание заобделочного массива, связанного с конусностью оболочки щита и возможной неполнотой выполнения нагнетания). При моделировании задачи учтена фактическая конструкция аэродромных покрытий, разрезанных швами, а также нагрузка от воздушных судов (рис. 3). Прогнозные деформации были наложены на фактические профили взлётно-посадочных полос и рулёжных дорожек, сопоставлены с допустимыми для элементов аэродрома и сделаны выводы о соответствии суммарных неровностей требованиям норм годности, применяемых для оценки аэродромов.
Результаты аналитической работы нашли отражение в виде требований к допустимым деформациям аэродромных покрытий в соответствующем разделе СТУ на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта. Кроме того, в составе проекта был разработан раздел "Наблюдательная станция", в котором на основании расчётных мульд сдвижения поверхности определены требования к осуществлению мониторинга в режиме онлайн при проходческих работах и сооружении котлованов.
Один из тоннелей перехода (тоннель АСПП) предназначен для размещения Автоматизированной системы перевозки пассажиров. В нем располагаются два параллельных пути для передвижения подвижных составов типа "фуникулер" (рис. 4).
Система для перевозки пассажиров разработана фирмой Dopplemayr для данного конкретного объекта с учётом особенностей функционирования аэропорта с его меняющимся в течение суток пассажиропотоком, обеспечивая различную пропускную способность. Вагоны, поставляемые на объект, имеют индивидуальную конфигурацию с учётом габаритов тоннеля, а также повышенных требований безопасности, связанными с подземным исполнением трассы. В каждом составе предусмотрено по четыре вагона, движущихся по двум независимым путям по направляющим железобетонным поверхностям в тоннеле АСПП и стальным направляющим в станционных комплексах. Составы приводятся в движение с помощью каната, натяжной и обводной станций, расположенных на станционных комплексах (рис. 5). "Фуникулёры" развивают максимальную скорость 14 м/с и при этом два состава АСПП вместимостью по 108 человек в каждом обеспечивают пропускную способность по 1676 пасс/ч в каждом направлении.
Согласно требованиям служб безопасности и пограничного контроля, станционные комплексы и подвижной состав АСПП запроектированы таким образом, чтобы обслуживать пассажиров общедоступной зоны и зоны дополнительных режимных ограничений (ЗДРО) без их смешивания.
Пассажиры, попадающие на платформы станционных комплексов, проходят все необходимые процедуры досмотра и оформления в терминалах Шереметьево. В составах АСПП предусмотрены два вагона для пассажиров общедоступной зоны и два вагона для пассажиров зоны дополнительных режимных ограничений.
Во втором тоннеле (тоннель АСПБ) размещается Автоматизированная система перевозки багажа, представляющая собой отдельные тележки, движущиеся по рельсовым направляющим (рис. 6). Каждая тележка приводится в движение индукционной энергией и предназначена для перевозки одной единицы багажа (рис. 7). Конструктивные особенности тележки и направляющих рельсов позволяют развивать скорость до 10 м/с и перевозить до 1659 единиц багажа в час в обоих направлениях. Весь багаж, попадающий для перевозки по тоннелю проходит все необходимые процедуры досмотра и оформления вне проектируемого объекта. Для перегрузки багажа с обычных транспортерных лент на высокоскоростную систему перевозки багажа в станционных комплексах предусмотрены багажные отделения. Там же происходит отстой неиспользуемых во внепиковые часы тележек и производится техническое обслуживание системы.
За пределами габарита основного технологического оборудования в тоннелях размещено оборудование систем связи, тоннельного водопровода и водоотвода, электроосвещения и электроснабжения, автоматического пожаротушения, ящиков ремонтных работ системы АСПП, а также эвакуационный путь в тоннеле АСПБ, используемый в том числе для проезда автокара с краном-манипулятором, обслуживающим тележки системы АСПБ в тоннеле.
Сами по себе системы перевозки пассажиров и багажа, предусмотренные на объекте, являются инновационными и впервые применяются на территории постсоветского пространства. Данный факт потребовал внесения в СТУ на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта ряда уникальных требований к основному технологическому оборудованию, строительным конструкциям и инженерному оборудованию, связанными с эксплуатацией систем АСПП и АСПБ, а также к элементам плана и профиля тоннелей.
Сооружение станционных комплексов
Разработка объёмно-планировочных решений по станционным комплексам велась в соответствии с требованиями раздела проекта по технологии перемещения пассажиров и багажа, с учетом требований международного аэропорта Шереметьево, эксплуатирующей организации, таможенной и пограничной службы. Технологическая часть проекта выполнена специалистами компании "ООО "Прогресстех" Департамент проектирования" на высоком профессиональном уровне, получила согласование всех контролирующих и эксплуатирующих служб и высокую оценку заказчика.
В состав Северного станционного комплекса (ССК) входят располагаемые ниже поверхности земли сооружения в составе: северная станция с пассажирской платформой АСПП, обводной станцией АСПП и багажной зоной АСПБ, а также инженерно-технические, служебные и бытовые помещения, трансформаторная подстанция, камеры тоннельной вентиляции и водоотливной установки. ССК полностью расположен под проектируемым зданием нового терминала В. Конструкции ССК сооружаются в котловане после монтажа в нём обоих тоннелепроходческих комплексов и начала проходки в сторону Южного станционного комплекса (ЮСК). Ограждающие конструкции ССК сооружаются способом "стена в грунте" с заглублением в слой водоупорного грунта во избежание устройства водопонижения. Крепление предусмотрено грунтовыми анкерами с продольными распределительными поясами и подкосами в зоне старта щитов, упирающимися на монолитную плиту старта щитов.
Параллельно с проходкой тоннелей предусмотрено сооружение внутренних несущих конструкций станционного комплекса с оставлением технологического проема 24x48 м для обеспечения ведения проходческих работ. Необходимость сооружения ускоренными темпами внутренних несущих конструкций обусловлена сроками строительства терминала В, дли которого ССК служит основанием.
В состав Южного станционного комплекса (ЮСК) входят павильон, расположенный выше поверхности земли, включающий наземные пассажирские помещения станционного комплекса и часть реконструируемого надземного пассажирского перехода, соединяющего терминал D с железнодорожной станцией Аэроэкспресса и терминалами E, F. Южный станционный комплекс объединяется с терминалами D и E при помощи подземного тоннеля и надземной пешеходной галереи.
Кроме того, в состав ЮСК входят заглубленные сооружения: южная станция с пассажирской платформой АСПП, приводной станцией АСПП, пунктом технического обслуживания АСПП, диспетчерским пунктом АСПП, шахтой технологического доступа с поверхности АСПП, а также соединительная камера между проектируемым тоннелем АСПБ и существующим багажным тоннелем, инженерно-технические, служебные и бытовые помещения, трансформаторная подстанция, камеры тоннельной вентиляции и водоотливной установки.
Сооружение ЮСК выполняется с учётом демонтажа тоннелепроходческих комплексов в котловане.
Важным вопросом, проработанным в проектной документации, было сооружение Южного станционного комплекса в условиях стеснённой застройки на участке между зданием действующего терминала E, пешеходной галереи между терминалами D и E, автомобильной подъездной эстакады к терминалу D. Для оценки влияния строительства на здания и сооружения были произведены ряд итерационных расчётов в объёмной постановке методом конечных элементов с использованием программно-расчётного комплекса Midas GTS NX. Итоговые решения, обеспечивающие допустимые деформации фундаментов с учётом данных по их обследованию, нашли своё отражение в проекте: глубина заложения ограждающей "стены в грунте", шаг и длина анкерной крепи, количество и схема установки трубчатых подкосов, объём закрепительной цементации оснований фундаментов для пешеходной галереи и части фундаментов терминала E.
ПОСом определён общий срок строительства объекта: с учётом средней скорости ведения проходческих работ для каждого ТПМК 250 м/месяц он составит 26.5 месяцев, в том числе 7 месяцев пусконаладочные работы.
Технико-экономические показатели
1. Вид строительства: новое с элементами реконструкции действующих систем аэропорта
2. Общая площадь, м³: Северный станционный комплекс - 13962, Южный станционный комплекс - 14407
3. Строительный объем, м³: Северный станционный комплекс - 69580, Южный станционный комплекс - 85711
4. Максимальная высота здания, м: 21.0
5. Строительная длина объекта в двухпутном исчислении, м: 2109.88
6. Эксплуатационная длина системы АСПП, м: 2031.48
7. Длина тоннелей, м: АСПП - 1937.7, АСПБ - 1938.2
8. Количество технологических сбоек, штук: 3
9. Пропускная способность линейного объекта, млн пасс в год: в общедоступной зоне - 5.1, в зоне дополнительных режимных ограничений - 6.0
10. Количество станционных комплексов (ССК и ЮСК), штук: 2
11. Общая длина/ширина платформы, м/м: Северный станционный комплекс - 46.26/17.2, Южный станционный комплекс - 42.3/17.2
12. Тип подвижного состава: вагон "фуникулёра" SVO Doppelmayr Cable Саг
13. Количество составов / количество вагонов в составе, штук: 2 / 4
14. Количество пассажиров в составе, человек: 108
15. Максимальная скорость, м/с: 14.0
В странах бывшего СССР фактически был сооружён только один известный мувер - это подземная железная дорога Новоафонской пещере. Техническая форма реализации этого мувера - электрифицированная узкоколейная железная дорога, но эта система не является ни АТН, ни тем более метрополитеном.
В настоящее время ведётся разработка проекта мувера для связи расположенных по разные стороны лётного поля терминалов ABC и DEF аэропорта Шереметьево. Технической формой этого мувера выбран АТН с использованием канатной тяги, и, кроме того, систему можно будет также именовать автоматическим лёгким метрополитеном (АЛМ) аэропорта Шереметьево - также, как и многие подобные системы в аэропортах нашей планеты.
В журнале "Метро и тоннели", №5 за 2016 год была опубликована интересная статья "Тоннельный переход между северным и южным терминальными комплексами в аэропорту Шереметьево" (авторы: Р.А.Степанов, В.П.Полищук, П.В.Чиканов). В статье приведена информация об уникальном проекте сооружения тоннельного перехода в условиях действующего аэропорта Шереметьево. Назначение объекта, история вопроса, технические решения по организации проходческих работ под действующими взлётно-посадочными полосами.
* Подвижной состав пассажирского сегмента линии в статье назван "вагоном фуникулёра". Выделение слова "фуникулёр" - моё, так как, несмотря на канатную тягу, ничего общего с фуникулёром этот подвижной состав в частности и эта система в целом не имеют. Фуникулёр предполагает в первую очередь вертикальное перемещение подвижного состава при помощи двигателя на верхней станции, а здесь правильно говорить о "вагонах мувера" или "вагонах автоматического лёгкого метрополитена".
Введение
Необходимость организации скоростной, регулярной, круглосуточной перевозки трансферных пассажиров и багажа между Южным (терминалы D, Е, F) и Северным (терминалы В, С) терминальными комплексами международного аэропорта Шереметьево впервые была определена "Мастер-планом развития международного аэропорта Шереметьево до 2030 года". Документом запланировано развитие северного сектора аэропорта, пропускная способность которого составит порядка 45 млн человек в год, создание второй лётной зоны и строительство независимой третьей взлётно-посадочной полосы (ВПП-3). За счёт строительства ВПП-3 пропускная способность пассажирских терминалов будет сбалансирована с пропускной способностью аэродрома, что создаст необходимые условия для динамичного развития базовой авиакомпании "Аэрофлот" и других авиаперевозчиков, а также позволит Шереметьево превратиться в крупнейший международный хаб.
В течение 2012-2013 гг. канадской фирмой Vision Transportation Group было разработано ТЭО комплексного уникального проекта транспортного сообщения между Северным и Южным терминальными комплексами и утверждён тоннельный вариант перехода. На данном этапе ОАО "Минскметропроект" принимало участие в разработке основных технических решений по тоннельному участку объекта.
В начале 2015 г. под техническим руководством "АИКОМ" по заказу ООО "Межтерминальный переход Шереметьево", французская ADPI подготовила архитектурно-функциональную концепцию перехода, определила основные параметры сооружения, пассажиропотоки и объём багажа. Специалистами "АИКОМ" был подготовлен конкурс по выбору фирм-поставщиков основного технологического оборудования, в результате которого определены австрийская Doppelmayr в качестве перевозчика пассажиров и немецкая Beumer для поставки оборудования перевозки багажа.
В июне 2015 г. ОАО "Минскметропроект" в качестве генерального проектировщика приступило к разработке проекта, получившего 29 апреля 2016 г. положительное заключение ГТЭ РФ.
Общая часть
В состав сооружаемого объекта вошли (рис. 1):
1. Северный станционный комплекс, расположенный под проектируемым терминалом В в Северном терминальном комплексе аэропорта.
2. Южный станционный комплекс, интегрированный переходной галереей с терминалами D и Е в Южном терминальном комплексе.
3. Тоннельный участок, сооружаемый закрытым способом под действующим аэродромом: два тоннеля щитовой проходки по 1940 м каждый, три технологические сбойки, перегонная водоотливная установка.
Уникальность, сложность, а также отнесение объекта к особо опасным, потребовали разработки и утверждения в установленном порядке Специальных технических условий (СТУ) на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта, разработанных специалистами ООО "НИЦ Тоннельной ассоциации" под техническим руководством д.т.н. профессора В.Е.Меркина, а также Специальных технических условий (СТУ) на проектирование и строительство в части обеспечения пожарной безопасности объекта, разработанных ФГБУ ВНИИПО МЧС России.
Согласованию и утверждению документов предшествовала скрупулезная работа по обоснованию положений норм, в которой принимали участие специалисты ОАО "Минскметропроект", фирм-поставщиков основного технологического оборудования, а также субпроектные организации ООО "Прогресстех" и ООО "НТЦ Пожарные инновации". В рамках разработки СТУ на противопожарную защиту объекта сотрудниками института ВНИИПО была проведена НИОКР по разработке системы противопожарной защиты подземного межтерминального перехода с автоматическими системами перевозки пассажиров и багажа, интегрированного в комплекс аэропорта, получившая высокую оценку Национальной академии наук пожарной безопасности.
Инженерно-геологические условия строительства
Проектируемые сооружения Южного и Северного станционного комплексов прорезают техногенные отложения, водно-ледниковые суглинки и разнозернистые пески, суглинки московской стадии оледенения. В основании станционных комплексов залегают полутвёрдые суглинки с линзами водонасыщенного песка (рис. 2).
Перегонные тоннели залегают:
- большей своей частью в полутвёрдых суглинках с линзами водонасыщенного песка с включениями до 10 % щебня - под взлётно-посадочными полосами аэродрома,
- в песках средней крупности средней плотности, обводнённых - в местах вывода щита из стартового котлована и ввода в приёмный.
Гидрогеологические условия характеризуются наличием надморенного горизонта (вскрывается на глубинах 5-13 м); напорного надъюрского горизонта (на глубине 22-32 м) с величиной напора 7-16 м и водопроявлениями в толще моренных суглинков с величиной напора от 0.6 до 5.5 м. Также имеется локальное распространение воды типа "верховодка", проявляющееся на глубине от 1.6 до 3.0 м от поверхности земли.
Подземные воды неагрессивны к бетонам марок W4-W12 и слабоагрессивны к арматуре железобетонных конструкций.
Тоннельный участок
Основной особенностью проекта явилась необходимость сооружения перегонных тоннелей под действующими взлётно-посадочными полосами аэропорта без перерыва их функционирования. Выполненная аналитическая работа по оценке влияния щитовой проходки на работу всего аэропорта позволила с уверенностью заявить о возможности такого строительства. В ходе проектирования был определён целый ряд условий и ограничений:
1) проработано оптимальное залегание тоннелей на участках пересечения ВПП - 16.5 м до шелыги свода тоннеля. Элементы плана и профиля были назначены исходя из технологических требований поставщиков основного оборудования для перевозки пассажиров и багажа;
2) доказана возможность размещения основного технологического оборудования для перевозки пассажиров и багажа в тоннели внутренним диаметром 5.4 м;
3) назначено оптимальное расстояние между тоннелями с учётом взаимного влияния обеих выработок на взлётно-посадочные полосы, рулёжные дорожки и места стоянок воздушных судов - 16 м между осями тоннелей;
4) определена минимальная толщина тоннельной обделки - 300 мм, исходя из условий нагрузки от перспективных воздушных судов на участках тоннелей с минимальным залеганием под местами стоянок. Расчёт тоннельного участка производился в объёмной постановке методом конечных элементов с использованием программно-расчётных комплексов Plaxis 3D Nunnel и Midas GTS NX;
5) выбрано местоположение притоннельных сооружений исходя из условий минимального влияния на элементы лётного поля - в зоне, свободной от аэродромных покрытий. Сооружение технологических сбоек и перегонной водоотливной установки предусмотрено в полутвёрдых суглинках под защитой экрана из труб, после завершения основных тоннелепроходческих работ. При этом в расчётах тоннельной обделки на участках смежных с притоннельными сооружениями учитывалось возникновение дополнительных усилий в результате изменения структуры грунтового массива в условиях выполнения работ горным способом;
6) назначено основное проходческое оборудование, при помощи которого возможно подобное строительство - современные механизированные тоннелепроходческие комплексы с грунтопригрузом забоя. В связи со сжатыми сроками строительства проходку решено было осуществлять двумя ТПУ;
7) проектом определено безопасное отставание щитов при проходке на участке пересечения взлётно-посадочных полос - 250 м между забоями при средней скорости проходки 250 м/месяц.
Расчётным путём при использовании различных программных комплексов определена максимально возможная просадка поверхности аэродромных покрытий исходя из пессимистичного прогноза ведения тоннелепроходческих работ (частичное оплывание заобделочного массива, связанного с конусностью оболочки щита и возможной неполнотой выполнения нагнетания). При моделировании задачи учтена фактическая конструкция аэродромных покрытий, разрезанных швами, а также нагрузка от воздушных судов (рис. 3). Прогнозные деформации были наложены на фактические профили взлётно-посадочных полос и рулёжных дорожек, сопоставлены с допустимыми для элементов аэродрома и сделаны выводы о соответствии суммарных неровностей требованиям норм годности, применяемых для оценки аэродромов.
Результаты аналитической работы нашли отражение в виде требований к допустимым деформациям аэродромных покрытий в соответствующем разделе СТУ на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта. Кроме того, в составе проекта был разработан раздел "Наблюдательная станция", в котором на основании расчётных мульд сдвижения поверхности определены требования к осуществлению мониторинга в режиме онлайн при проходческих работах и сооружении котлованов.
Один из тоннелей перехода (тоннель АСПП) предназначен для размещения Автоматизированной системы перевозки пассажиров. В нем располагаются два параллельных пути для передвижения подвижных составов типа "фуникулер" (рис. 4).
Система для перевозки пассажиров разработана фирмой Dopplemayr для данного конкретного объекта с учётом особенностей функционирования аэропорта с его меняющимся в течение суток пассажиропотоком, обеспечивая различную пропускную способность. Вагоны, поставляемые на объект, имеют индивидуальную конфигурацию с учётом габаритов тоннеля, а также повышенных требований безопасности, связанными с подземным исполнением трассы. В каждом составе предусмотрено по четыре вагона, движущихся по двум независимым путям по направляющим железобетонным поверхностям в тоннеле АСПП и стальным направляющим в станционных комплексах. Составы приводятся в движение с помощью каната, натяжной и обводной станций, расположенных на станционных комплексах (рис. 5). "Фуникулёры" развивают максимальную скорость 14 м/с и при этом два состава АСПП вместимостью по 108 человек в каждом обеспечивают пропускную способность по 1676 пасс/ч в каждом направлении.
Согласно требованиям служб безопасности и пограничного контроля, станционные комплексы и подвижной состав АСПП запроектированы таким образом, чтобы обслуживать пассажиров общедоступной зоны и зоны дополнительных режимных ограничений (ЗДРО) без их смешивания.
Пассажиры, попадающие на платформы станционных комплексов, проходят все необходимые процедуры досмотра и оформления в терминалах Шереметьево. В составах АСПП предусмотрены два вагона для пассажиров общедоступной зоны и два вагона для пассажиров зоны дополнительных режимных ограничений.
Во втором тоннеле (тоннель АСПБ) размещается Автоматизированная система перевозки багажа, представляющая собой отдельные тележки, движущиеся по рельсовым направляющим (рис. 6). Каждая тележка приводится в движение индукционной энергией и предназначена для перевозки одной единицы багажа (рис. 7). Конструктивные особенности тележки и направляющих рельсов позволяют развивать скорость до 10 м/с и перевозить до 1659 единиц багажа в час в обоих направлениях. Весь багаж, попадающий для перевозки по тоннелю проходит все необходимые процедуры досмотра и оформления вне проектируемого объекта. Для перегрузки багажа с обычных транспортерных лент на высокоскоростную систему перевозки багажа в станционных комплексах предусмотрены багажные отделения. Там же происходит отстой неиспользуемых во внепиковые часы тележек и производится техническое обслуживание системы.
За пределами габарита основного технологического оборудования в тоннелях размещено оборудование систем связи, тоннельного водопровода и водоотвода, электроосвещения и электроснабжения, автоматического пожаротушения, ящиков ремонтных работ системы АСПП, а также эвакуационный путь в тоннеле АСПБ, используемый в том числе для проезда автокара с краном-манипулятором, обслуживающим тележки системы АСПБ в тоннеле.
Сами по себе системы перевозки пассажиров и багажа, предусмотренные на объекте, являются инновационными и впервые применяются на территории постсоветского пространства. Данный факт потребовал внесения в СТУ на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта ряда уникальных требований к основному технологическому оборудованию, строительным конструкциям и инженерному оборудованию, связанными с эксплуатацией систем АСПП и АСПБ, а также к элементам плана и профиля тоннелей.
Сооружение станционных комплексов
Разработка объёмно-планировочных решений по станционным комплексам велась в соответствии с требованиями раздела проекта по технологии перемещения пассажиров и багажа, с учетом требований международного аэропорта Шереметьево, эксплуатирующей организации, таможенной и пограничной службы. Технологическая часть проекта выполнена специалистами компании "ООО "Прогресстех" Департамент проектирования" на высоком профессиональном уровне, получила согласование всех контролирующих и эксплуатирующих служб и высокую оценку заказчика.
В состав Северного станционного комплекса (ССК) входят располагаемые ниже поверхности земли сооружения в составе: северная станция с пассажирской платформой АСПП, обводной станцией АСПП и багажной зоной АСПБ, а также инженерно-технические, служебные и бытовые помещения, трансформаторная подстанция, камеры тоннельной вентиляции и водоотливной установки. ССК полностью расположен под проектируемым зданием нового терминала В. Конструкции ССК сооружаются в котловане после монтажа в нём обоих тоннелепроходческих комплексов и начала проходки в сторону Южного станционного комплекса (ЮСК). Ограждающие конструкции ССК сооружаются способом "стена в грунте" с заглублением в слой водоупорного грунта во избежание устройства водопонижения. Крепление предусмотрено грунтовыми анкерами с продольными распределительными поясами и подкосами в зоне старта щитов, упирающимися на монолитную плиту старта щитов.
Параллельно с проходкой тоннелей предусмотрено сооружение внутренних несущих конструкций станционного комплекса с оставлением технологического проема 24x48 м для обеспечения ведения проходческих работ. Необходимость сооружения ускоренными темпами внутренних несущих конструкций обусловлена сроками строительства терминала В, дли которого ССК служит основанием.
В состав Южного станционного комплекса (ЮСК) входят павильон, расположенный выше поверхности земли, включающий наземные пассажирские помещения станционного комплекса и часть реконструируемого надземного пассажирского перехода, соединяющего терминал D с железнодорожной станцией Аэроэкспресса и терминалами E, F. Южный станционный комплекс объединяется с терминалами D и E при помощи подземного тоннеля и надземной пешеходной галереи.
Кроме того, в состав ЮСК входят заглубленные сооружения: южная станция с пассажирской платформой АСПП, приводной станцией АСПП, пунктом технического обслуживания АСПП, диспетчерским пунктом АСПП, шахтой технологического доступа с поверхности АСПП, а также соединительная камера между проектируемым тоннелем АСПБ и существующим багажным тоннелем, инженерно-технические, служебные и бытовые помещения, трансформаторная подстанция, камеры тоннельной вентиляции и водоотливной установки.
Сооружение ЮСК выполняется с учётом демонтажа тоннелепроходческих комплексов в котловане.
Важным вопросом, проработанным в проектной документации, было сооружение Южного станционного комплекса в условиях стеснённой застройки на участке между зданием действующего терминала E, пешеходной галереи между терминалами D и E, автомобильной подъездной эстакады к терминалу D. Для оценки влияния строительства на здания и сооружения были произведены ряд итерационных расчётов в объёмной постановке методом конечных элементов с использованием программно-расчётного комплекса Midas GTS NX. Итоговые решения, обеспечивающие допустимые деформации фундаментов с учётом данных по их обследованию, нашли своё отражение в проекте: глубина заложения ограждающей "стены в грунте", шаг и длина анкерной крепи, количество и схема установки трубчатых подкосов, объём закрепительной цементации оснований фундаментов для пешеходной галереи и части фундаментов терминала E.
ПОСом определён общий срок строительства объекта: с учётом средней скорости ведения проходческих работ для каждого ТПМК 250 м/месяц он составит 26.5 месяцев, в том числе 7 месяцев пусконаладочные работы.
Технико-экономические показатели
1. Вид строительства: новое с элементами реконструкции действующих систем аэропорта
2. Общая площадь, м³: Северный станционный комплекс - 13962, Южный станционный комплекс - 14407
3. Строительный объем, м³: Северный станционный комплекс - 69580, Южный станционный комплекс - 85711
4. Максимальная высота здания, м: 21.0
5. Строительная длина объекта в двухпутном исчислении, м: 2109.88
6. Эксплуатационная длина системы АСПП, м: 2031.48
7. Длина тоннелей, м: АСПП - 1937.7, АСПБ - 1938.2
8. Количество технологических сбоек, штук: 3
9. Пропускная способность линейного объекта, млн пасс в год: в общедоступной зоне - 5.1, в зоне дополнительных режимных ограничений - 6.0
10. Количество станционных комплексов (ССК и ЮСК), штук: 2
11. Общая длина/ширина платформы, м/м: Северный станционный комплекс - 46.26/17.2, Южный станционный комплекс - 42.3/17.2
12. Тип подвижного состава: вагон "фуникулёра" SVO Doppelmayr Cable Саг
13. Количество составов / количество вагонов в составе, штук: 2 / 4
14. Количество пассажиров в составе, человек: 108
15. Максимальная скорость, м/с: 14.0