Предизвикателствата при изграждането на метрото в участъка от НДК до МС 11 "Джеймс Баучер"
Изграждането на скоростен подземен транспорт на София се дискутира от 1968 г. В изготвения Технико-икономически доклад за строителство на метро, приет през 1972 г., са заложени следните основни параметри:
•брой линии - 3 с възможности за развитие в периферните райони на града;
•обща дължина на основната схема – 54 км, а с периферните отклонения и удължаване на трасето до 73 км;
•диаметрално разположение на линиите с пресичане в централната градска част във формата на триъгалник;
•брой станции в основната схема – 47;
•заложение на линиите – подземно, а в периферията и открито.
Проучвателните и проектни работи на Първи метродиаметър са извършени в периода 1974 г – 1976 г, а строителството му започва през 1979. Както е известно, една голяма част от него вече е в експлоатация.
През 2008 г. "Трейс Груп Холд" АД участва в търгове за изграждане на участъци от Първи и Втори метродиаметри и ги спечели. За да можеше да бъде спазен ангажиментът за срока на изпълнение ние трябваше да мобилизираме целият си организационен потенциал, за да се справим с предизвикателството да строим бързо без да затрудняваме градския трафик и функционирането на обществения транспорт.
"Трейс Груп Холд" АД изпълнява участък с дължина 2.5 км от Втория метродиаметър. Участъкът бе разделен на следните подобекти:
•Тунелен участък км 7+909.5 до 7+964.85
•Метростанция 9 (МС9 – НДК)
•Тунелен участъкa от МС9 до МС10 ( изграден 80-те години )
•Метростанция 10 (МС10 - Свети Наум )
•Тунелен Участък МС10 - МС11
•Оборудване и Архитектура МС11 и бретел;
•Изместване на инженерна инфраструктура МС11- км 10+029 до км 10+451
За всеки един от подобектите направени детайлни проучвания за установяване на факторите, които биха определили технологията на изпълнението и организацията, а също и обема и предмета на допълнителното проектиране .
Зоната на Метростанция "НДК" (МС9)
е разположена в сърцето на градската част. Тя започва от парковото пространство до Националиня дворец на културата, преминава под най-натоварената търговска улица в града - бул. "Витоша" и под кръстовището му с бул. "Патриарх Евтимий". В първоначалния проект на Възложителя бе заложена схема на изпълнение, при която бул. "Патриарх Евтимий" остава с частично пропускателната способност , а на бул. "Витоша" се прави пълно затваряне. Конструктивно и технологично участъкът бе решен по такъв начин , че през цялото време на строителство, строителната площадка запазваше площта си, а бул. "Витоша" щеше да бъде затворен за автомобилното движение и за пешеходци.
Проведените допълнителни проучвания показаха, че е нецелесъобразно съоръженията да се реализират този начин поради изключителното значение на кръстовището между двата булеварда. Неговото затваряне за продължителен период от време, както и спирането на автомобилното движение би било недопустимо. В пешеходната част на бул. "Витоша", освен наличието на трамвайно трасе, възникна и казус с прекалено близко разположените високи стари сгради в недобро техническо състояние. Това правеше опасно извършването на дълбоки изкопи в близост. Спиране на тролейбусното и автомобилно движение по бул. "Патриарх Евтимий", също не трябваше да се допуска.
В зоната на работната площадка попадаше основният подход откъм Центъра до парковия площад пред НДК. Затварянето му би довело до голямо и продължително неудобство за столичани и гостите на града.
Новите реалности на транспортните връзки в централната градска част на София налагаха създаване на нова концепция за организацията на строителството и преразглеждане на конструктивните решения от 80-те години, заложени в Проекта. Възникна и проблемът с непълния и неточен подземен кадастър. След изясняването на наличната подземна инфраструктура, което се осъществи със съдействието на експлоатационните дружества и организации, се очерта допълнително внушителен обем работа по измествания и реконструкции на подземните комуникации.
За решението на проблемите подходихме нетрадиционно:
1) Определиха се технологични зони. Основните критерии бяха: постоянен пропускателен режим на въпросните булеварди и кръстовището между тях; минимизация на влиянието на строителния обект върху парковия площад; най-подходяща технология за условията в зоната; оптимизация на броя на технологичните зони;
2) Определи се последователността на усвояване на всяка технологична зона по време и технология .
Отчитайки близостта до трасето на метролинията до сгради, екипът избра изграждането на част от станцията и участъка да се изпълни по милански способ, на етапи. Това би позволило бързо възстановяване на засегнатия терен и изпълнение на конструкцията под функциониращото движение, без същото да бъде спирано. И още, количеството реконструирани комуникационни мрежи щеше да буде сведено до минимум, околните сгради и съоръжения нямаше да бъдат повлияни от строителните дейности и функционирането на две от основните пътни артерии можеше да бъде възстановено в пълен обем за рекордно кратки срокове. Тази постановка налагаше обособяването на сравнително къс открит участък за транспортна рампа. Така голяма част от инфраструктурата и развиваните с години зелени площи, засадени с изключително ценни и редки дървесни видове, останаха незасегнати от строителната дейност.
Миланският метод предполага изпълнение първо на шлицови стени, които имат укрепваща функция и в същото време са част от конструкцията. След това се изпълнява покривна (милано плоча), за която не се използва стандартен кофраж с укрепено скеле, а се ползва подравнена земна основа с горен ръб шлицови стени, както и самите шлицови стени. След нейното изпълнение е възможно възстановяване на предишното състояние на терена. След това се изкопава земната маса под покривна плоча (като в тунел) до достигане проектната дълбочина за дънна плоча. Така се създават благоприятни условия за изпълнението на всички предвидени конструктивни елементи под покривната (милано) плоча, вътрешни и крайни стени, междинни плочи, стълбища и др.
Условно подобектът МС9 бе разделен на две зони:
Тунелна част под пешеходната част на бул. Витоша. За нея бе определен милански метод на изпълнение с голямя вътрешна светла височина. Това решение намали времето със спряно или ограничено движение над новоизгаждащата се конструкция.
Северен вестибюл на МС9 – възприет комбиниран метод на изпълнение. Това включва : 1) под кръстовището една ламела по милански метод на два такта – ляво и дясно платно, но на цялата височина на конструкцията; 2) извън кръстовището - монолитна конструкция, изпълнена стандартно в укрепен със шлицови стени и анкери котлован.
Имайки предвид наличната характерна геология и високите подпочвени води, като цяло на този подобект се възприе ползването на шлицови стени като относително водоплътен елемент както за укрепване на изкопа така като част от конструкцията (в участъците където е възприет миланския метод). С това се постигна минимизиране на притока на подпочвени води и сравнително добро осушаване на работните площадки. Знаейки, че шлицовите стени не могат да гарантират 100% водоплътност, както е според техническите изисквания за такъв вид обекти, се възприе изграждането на вътрешна конструкция - дънна плоча, втори носещи независими стени, успоредни на шлицовите стени и вестибюлна плоча, легнала върху тях. Вътрешната конструкция бе изградена в участъците по милански метод - до зоната над нивото на подпочвените води, а в зоната с открит укрепен котлован - изцяло.
Поради взаимообвързаността на двете зони в подобекта – тунелна част и северен вестибюл - имаше съвпадание на работите по време и темповете на изпълнение налагаха честа промяна в организацията на движението. Но в рамките на по-малко от една година конструкцията беше изпълнена, при минимални затруднения за гражданите и трафика в тази централна част на столицата.
Метростанция "Свети Наум", по подобие на Метростанция "НДК", е ситуирана на място с изключително интензивен трафик под възлово кръстовище. В близост до станцията се намират един от най-големите хотели в София, търговски център и множество административни и жилищни сгради. В проекта, предоставен от Възложителя бе предвидено строителството на МС 10 "Свети Наум" и на тунелният участък от МС10 до МС11 "Джеймс Баучер"да се осъществи като се затвори бул. "Черни връх" и в двете направления, а движението се извършва само по бул. "Арсеналски". Тази организация съответстваше на приетия начин за изпълнение: по милански и по открит способ.
За да се реши организацията на изпълнение, отново без да се прекъсва трафика, се проучиха реалните условия в зоната на двата подобекта и се съпоставиха с проектното решение.
Откроиха се следните проблеми за решаване:
1) Съобразяване на новопроектираната конструкция по ниво и габарит с наличната изградена част на станцията.
2) не спиране на трамвая по линия №6
3) не ограничаване пропускателна способност на кръстовището
4) как да се преодолее залягане на дълбочина от 2до 25 м при дължина само от 800 м при тунелния участък след МС10 под бул. "Черни връх".
При станция МС10 екипът на "Трейс Груп Холд" избра открит метод на изпълнение в укрепен котлован, с цел по-бързото и качествено изграждане на конструкцията. Изрично условие при избора на метод и технология на изпълнение беше кръстовището да не бъде затваряно в нито едно от направленията на булевардите в зоната на станцията. За изграждането на подобект МС10 изпълнението на конструкцията трябваше да се разпадне на множество етапи. Това наложи и разработване на система от десетки етапи на временна организация на движението, в т.ч. и изграждане на временна трамвайна линия.
Но най-голямото предизвикателство беше изграждането на трасе с дължина над 800 метра
и заложение под повърхността достигащо до 25 метра, между Метростанция "Свети Наум" и Метростанция "Джеймс Баучер". След детайлен сравнителен анализ на възможните варианти за изпълнение на трасето като най-ефективно решение се наложи подземното изпълнение. То предлагаше следните предимства: запазване на изградената инфраструктура и комуникационни трасета, отпадане на необходимостта от разработване на алтернативни на бул. "Черни връх" маршрути за движение на градския транспорт. Откритият метод на изпълнение, както и миланския (те бяха заложени в първоначалния проект) предполагаха сложни и скъпоструващи мероприятия за укрепване на масива, както и мащабни изкопно–насипни дейности на голяма дълбочина. Анализът на вариантите показа, че предпочитане трябва да се даде на нов австрийски тунелен метод (ТНАМ) пред алтернативната щитова проходка. Освен че е икономически по-целесъобразен, НАТМ изключва влиянието от проходката върху сградите и съоръженията, намиращи се в зоната на влияние. По метода ТНАМ укрепен тунелен изкоп се изпълнява на малки стъпки, при който не се допуска свличане на земния масив. Укрепването е посредством анкери, армоферми, мрежи и пръскан бетон , което представлява първична облицовка на тунела. След това се изпълнява хидроизолация и вторична облицовка, чрез пръскан бетон с мрежи или монолитно излят стоманобетон чрез тунел кофраж.
И тук се наложи разделяне на трасето на къси участъци
с използване на различни технологии или на паралелни сектори, изпълними по различно време. Ето някои от нетрадиционните решения:
1) за изпълнение на тунелния участък под бул. "Черни връх" бе предвидено отдалечаване на стартовата за НАТМ шахта от кръстовището в посока нагоре по бул. "Черни връх" чрез създаването на къс "милански участък" от около 100м. Самия "милански участък" бе решен с минималните допустими габарити. Съображението: да се осигури необходимият габарит в ляво и от дясно на строителната площадка за нуждите на трафика по бул. "Черни връх"
2) МС10 "Свети Наум" бе разделена на 5 блока така, че частта под кръстовището да може да се изгради без спиране на движението. Същото се изместваше непрекъснато върху вече готова част от конструкцията
3) първоначалният проект бе преработен, като коловозните габарити се доближиха до позволения минимум с цел минимизиране на изместването на съществуващата инфраструктура
4) спецификата на създалата се ситуация наложи в зоната на обектовата площадка трамвайният релсов път да се изгради с един коловоз. Това изискваше изработка на проект за изграждане на сигнална система за регулиране на движението на мотрисите
5) реконструкция и преустройство на изключително гъстата подземна инфраструктура в т.ч. цялостна реорганизация на прилежащата система на надземния електротранспорт.
Двата подобекта - МС10 и тунелът под бул. "Черни връх" се изпълняваха едновременно.
Участъкът НДК - "Джеймс Баучер" от втория метродиаметър ще бъде завършен в договорените срокове.
Това би било невъзможно, ако не бяха съпоставени в план и профил реално съществуващите дадености в обхвата на трасето със залегналите в първоначалния проект. Но бяха преразгледани, също така , и предложените технологични решения, защото новите методи в тунелното строителство дават възможност за по-рационални конструктивни решения и по-ефективна организация на изпълнение. Тези данни от допълнителното проучване и вариантните технологични решения станаха отправната точка за определяне на типовете и габаритите на конструкцията на метрото в участъка и за декомпозицията му на технологични зони. Оживената и наситена с надземни и подземни комуникации градска зона, през която минава трасето на участъка, изискваха от конструкторите и строителите гъвкавост и индивидуален подход за всяка зона. Изборът на вариант на решението стана след проведен многофакторен анализ и анализ на риска. Тъй като за първи път в България се прилага този подход при реализацията на съоръжение с такава висока степен на отговорност, изготвихме проект за пълен мониторинг върху сградите и съоръженията, попадащи в зоната на влияние на новостроящото се трасе. С резултатите от наблюдението в последствие доказахме безспорно, че начините на строителство които сме избрали не са повлияли на района. Но доказахме, също така, че строителните площадки могат динамично да се изместват не само надлъжно, но и напречно на оста на линията и, така през целия период на строителството да не се налага прекъсване на трафика.