Окраины становятся ближе

Районы, расположенные за МКАД, долгое время оставались заложниками своей географии. Добраться до места работы или учёбы их жителям было сложно — выйти в «большой город» можно было только через на узкие бутылочные горла конечных станций линий метро, построенных ещё в советское время.

На востоке Москвы в таком положении оказались четыре столичных района: Новокосино, Жулебино, Косино-Ухтомский и Некрасовка. Первыми свои станции метро получили расположенные прямо за МКАД Новокосино (в 2012 году) и Жулебино (в 2013-м). Однако ситуация в соседних с ними районах — Косино-Ухтомском с населением 80 тыс. жителей и Некрасовке с населением 72 тыс. жителей — от этого почти не улучшилась.

В 2012 году появился проект Некрасовской линии, которая должна была соединить четыре станции за МКАД и затем продолжиться вдоль Рязанского проспекта до Нижегородской улицы.

Строительные работы начались в 2013 году. В ходе их проведения впервые в истории московского метростроя под землёй был проложен двухпутный тоннель диаметром 10 м, по которому поезда могут одновременно двигаться в двух направлениях. Такое решение широко применяется в мировой практике, оно позволяет существенно ускорить прокладку новых линий, облегчить их обслуживание и сократить расходы на строительство и эксплуатацию.

Проекты года. BIM-технологии от Grundfos для московского метрополитена. 2/2020. Фото 1

Первый отрезок Некрасовской линии, соединивший станции «Некрасовка», «Лухмановская», «Улица Дмитриевского» и «Косино», открылся для движения поездов летом 2019 года. Также готова к запуску вторая очередь, благодаря которой линия продолжится почти до центра.

При проходке действующего и готовящегося к запуску участков Некрасовской линии применялись инновации, позволяющие решить проблему защиты подземной инфраструктуры от воды. Именно непростая гидрогеология была в прошлом одним из главных факторов, ограничивавших возможности строительства новых линий и станций метро. В наши дни эта проблема решается благодаря использованию особых технологий бетонирования и гидроизоляции тоннелей и станций, при этом для их защиты от аварийного подтопления применяют сложные системы сбора стоков и инновационное насосное оборудование.

Проекты года. BIM-технологии от Grundfos для московского метрополитена. 2/2020. Фото 2

Тоннели без воды

Строительство двухпутных тоннелей потребовало применения новых инженерных решений в том, что касается отвода стоков и обустройства водоотливных установок. На строящемся участке второй очереди Некрасовской линии проходка тоннелей производилась закрытым способом, а вскрыть конструкции обделки можно было только в местах расположения станций. Это не позволяло проектировщикам разместить водоотливные установки в притоннельных выработках, поэтому их расположили непосредственно в строительном объёме тоннеля, в пониженной точке трассы.

Проекты года. BIM-технологии от Grundfos для московского метрополитена. 2/2020. Фото 3

Здесь в нижней, подпутьевой части тоннеля находятся два водосборных отделения объёмом 50 м³ каждое, изолированные друг от друга распределительной камерой. В одном находится рабочая водоотливная установка (ВОУ), второе является резервным.

Сбор и отвод стоков происходит по самотёчным путевым лоткам и трубам, проходящим под рельсо-шпальной решёткой. Переходы трубопроводов под путями выполнены с установкой электроизолирующих фланцев. Со стороны контактного рельса трубопроводы заключены в защитные кожухи из стали.

Из дренажной системы стоки поступают в распределительную камеру, где установлены клапаны, позволяющие направлять их в основной или резервный водосборник (либо в оба сразу, если это необходимо). Следом за распределительной камерой, в начале каждого водосборника по ходу движения воды, предусмотрены отстойные отделения. После отстаивания стоки по перепускным трубам переливаются в насосные отделения, откуда принудительно удаляются в городские сети водостока.

Для этого в обоих насосных отделениях (основном и резервном) установлено по три высоконапорных канализационных насоса Grundfos SEV. 80.80.185.2.52H с потребляемой мощностью 21 кВт и максимальной производительностью 49 л/с каждый. Это насосное оборудование специально разработано для перекачивания сточных неочищенных вод в муниципальных и промышленных системах дренажа, оснащено охлаждающим кожухом и предназначено для эксплуатации в самых тяжёлых условиях.

Проекты года. BIM-технологии от Grundfos для московского метрополитена. 2/2020. Фото 4

Эффективное свободно-вихревое рабочее колесо SuperVortex с особой геометрией обеспечивает проход через гидравлическую часть насоса длинных волокон и твёрдых частиц размером до 80 мм и подходит для перекачивания сточных вод с содержанием сухих веществ до 5%. Обеспечить максимальную производительность агрегата позволяет специально разработанная система регулирования зазора рабочего колеса SmartTrim.

Ещё одной отличительной особенностью мощных канализационных насосов Grundfos является автоматическая трубная муфта с инновационной системой уплотнения SmartSeal, обеспечивающей герметичное соединение гидравлической части с напорным трубопроводом.

Помимо трёх основных рабочих насосов в каждом отделении установлено по одному дополнительному в качестве «сухого» резерва для обеспечения надёжной работы установок. Резервные насосы полностью готовы к подключению и могут быть в любой момент введены в эксплуатацию взамен любого из основных.

Управление водоотливными установками осуществляется в автоматическом режиме. Насосы включаются и выключаются в зависимости от уровня стоков в водосборнике. Помимо основного аварийного уровня дополнительный поплавковый датчик контролирует уровень, дублирующий аварийный.

Для измерения расходов стоков, откачиваемых в городские сети, каждый напорный выпуск оборудован ультразвуковым расходомером со встроенным интерфейсом RS-485.

Сигналы о состоянии и режиме работы насосов, о замерах уровня сточных вод и расхода стоков поступают на диспетчерские пункты станции и линии. Фактически, каждое насосное отделение представляет собой отдельную автоматическую насосную станцию со своим комплектом аппаратуры управления, разработанным в соответствии со специфическими типовыми требованиями Московского метрополитена.

Проекты года. BIM-технологии от Grundfos для московского метрополитена. 2/2020. Фото 5

BIM для Некрасовской ветки Использование

BIM-технологий (Building Information Modeling, «информационное моделирование зданий и сооружений») существенно упростило процесс строительства. BIM позволяет в режиме реального времени свести воедино разработку и создание всех частей и элементов инфраструктуры строящегося объекта. Это существенно упрощает взаимодействие межу специалистами разного профиля и позволяет полностью избежать нестыковок в работе проектных подразделений.

Кроме того, BIM-модель учитывает динамику процессов, которые будут или могут происходить на объекте в течение всего его жизненного цикла. Это обеспечивает более высокую эксплуатационную надёжность и безопасность сооружений, что особенно важно для таких объектов, как линии и станции метрополитена.

В процессе проектирования перегонов и станций Некрасовской линии специалисты ОАО «Ленметрогипротранс» разработали 4D-модель объекта, визуально отображающую процесс реализации каждого из её элементов. Проект занял третье место в конкурсе «BIM-лидер Грундфос 2019» — первом состязании подобного рода, организованном производителем насосного оборудования для проектировщиков.

Проектирование сооружений осуществлялось с применением программного комплекса Autodesk Revit. Для создания инженерной инфраструктуры использовалось специализированное программное обеспечение AutoCAD MEP. С помощью Navisworks Manage были выполнены сборка и аудит проектов, подготовленных в различных системах. На финальном этапе процесс будущего строительства смоделировали в мельчайших деталях с использованием специализированных программных средств, таких TimeLiner и Animator. Благодаря этому на стадии реализации проекта удалось существенно сократить время строительства и сэкономить средства.