Колонные станции

Залы пилонных станций, "независимы" и отделены друг от друга массивными пилонами, на колонных станциях путевые тоннели и центральный зал объединены в одну большепролетную конструкцию. В отличие от разобщенных тоннелей пилонных станций, тоннели в колонной сближены таким образом, что их обделки пересекаются и опираются на общие опоры - внутренние несущие конструкции. Эти конструкции выполняются в виде колоннады, разделяющие единое пространство станции на продольные нефы.

Идея объеденить все станционные тоннели в одну конструкцию была, впервые в мире, блестяще реализована на Московском метрополитене при строительстве станции "Маяковская" (открыта в 1938 году). Оригинальная конструктивная схема станции, объемно-планировочное решение, удачное архитектурное оформление получили высшие оценки на международных выставках.

Первые типы колонных станций, несмотря на удачные объемно-планировочные решения, отличались значительной металлоемкостью и огромными трудозатратами. Поэтому, до 1975 года, в Москве из 39 станций глубокого заложения, было построено только 4 колонных, причем станция "Павелецкая" - радиальная изначально была пилонной и перестроена в колонную при реконструкции в 1953 году. Надо сказать, что станция "Семеновская" (первоначальное название - "Сталинская"), хоть и выглядит как колонная, на самом деле по конструктивной схеме является пилонной, а каждый из пилонов заменен четыремя колоннами по углам.

Конструктивная схема типовой колонной станции глубокого заложения с клинчатыми перемычками. Источник - Строительство метрополитенов. Учебник. 1987 год

В современных конструкциях колонных станций с чугунной обделкой используется типовая станционная тюбинговая обделка диаметром 8,5 (для боковых боковых) и 9,5 - для центрального зала. Исключение представляет станционный узел "Китай-Город" - первая типовая колонная станция, где все три зала имеют диаметр 8,5 метров. Примыкание эскалаторного тоннеля к среднему залу может быть осуществлено в любом месте по оси станции, (как на пилонных станциях) что позволяет варьировать длину центрального зала.

Разомкнутые кольца тюбинговой обделки опираются на стальные колонны через типовые клинчатые перемычки (см описание пилонной станции). Колонны станции состоят их двух ветвей, которые соединяют болтами в процессе монтажа. Через опорные площадки колоны крепятся болтами к пятовым элементам перемычек.

С развитием технологий на колонных станциях удалось увеличить шаг колонн с 4 до 5,5 м, отказаться от нижних клинчатых перемычек, заменив их усиленными тюбингами, смещенными на половину ширины, чтобы включить в работу большее число колец обделки.

Строительство станции "Трубная". Вид бокового станционного тоннеля. Хорошо видны колонны, клинчатые перемычки и нераскрытые проемы в центральный зал. Обратите внимание на стеновую вставку между проходами. Фото - Штурман

Сооружение станции начинают с проходки боковых тоннелей на полное сечение или способом пилот-тоннеля. Тюбинги проемных колец укладываются сизу вверх симметрично относительно оси тоннеля. Со стороны среднего зала усиленные опорные тюбинги нижнего ряда, образующие основание проема, смещаются относительно оси станции на половину ширины кольца. Эти смещенные тюбинги образуют и основание колонн, равномерно передавая нагрузку на разомкнутые кольца. На них укладываются тюбинги временного заполнения, а затем фасонные тюбинги, образующие верхнюю клинчатую перемычку. Стальные колонны устанавливаются одновременно с монтажем обделки.

Средний зал станции сооружается после проходки боковых тоннелей. Для того, чтобы не повредить обделку боковых тоннелей, грунт в зоне 1 метра до нее дорабатывается отбойными молотками. После уборки грунта монтируется обделка тоннеля. Вначале монтируется обделка обратного свода. После замыкания обратного свода возводится верхний. Монтаж каждой арки верхнего свода начинается с установки в ее основании фасонных тюбингов, образующих клинчатую перемычку. После сооружения среднего зала демонтируются тюбинги временного заполнения боковых тоннелей, освобождая проходы.

Образовавшиеся в верхней части проходов зазоры между клинчатыми перемычками среднего и боковых тоннелей, перекрываются стальными листами, закрепленными на торцевых ребрах фасонных тюбингов перемычки. В образовавшееся пространство нагнетается цементно-песчаный раствор. В нижней части сооружается железобетонная плита, объединяющая разомкнутые кольца боковых и среднего тоннелей.

Такая конструкционная схема колонной станции (с чугунными клинчатыми перемычками) получила название "Московской - колонной".

На колонных станциях Люблинской линии, из-за сложных гидрогеологических условий конструктивная схема типовой колонной станции несколько изменена. Обратный свод в центральном зале заменен плоской железобетонной плитой а на станциях "Крестьянская Застава" и "Дубровка", в том числе в целях сокращения сроков и уменьшения стоимости строительства, проходы между колоннами через один заменены стальными "стеновыми вставками". На строящейся станции "Трубная" такой стеновой вставкой заменен каждый четвертый проход. Эта конструкция получила название "колонно-стеновой".

В условиях, когда позволяет инженерно-геологическая обстановка (отсутствие напорных грунтовых вод) разработаны конструкции колонных станций из монолитного и сборного железобетона. К таким относятся станции без посадочных платформ (получившие название "горизонтальный лифт"), построенные в метрополитене Санкт Петербурга. Однако из-за ряда конструктивных недостатков (высокая стоимость эксплуатации, ограниченная пропускная способность) этот тип станций не получил дальнейшего развития. В Петербургском метрополитене впоследствии получил распространение тип колонных станций из сборного железобетона, получивший название "Ленинградская колонная". Обделка станции собирается из железобетонных блоков. Во избежание изгибающих напряжений в бетоне, разомкнутые кольца обделки опираются на внутренние несущие конструкции (колонны и ригели) через шарнирное сопряжение. В Московском метрополитене, в силу гидрогеологических особенностей грунтов, таких станций нет.