автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Выбор и обоснование рациональных планировочных и технических решений по строительству метрополитена в г. Ханое, СРВ

На правах рукописи

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПЛАНИРОВОЧНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МЕТРОПОЛИТЕНА В Г. ХАНОЕ, СРВ

Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена на кафедре «Тоннели и метрополитены» Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ)

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Е.А. Демешко

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор H.H. Шапошников

кандидат технических наук В.В. Чеботаев

Ведущая организация: Московский автомобильно-дорожный институт

(Государственный технический университет)

Защита состоится « »__2005 г. в « » часов на заседании

диссертационного совета Д 218.005.06 при Московском государственном университете путей сообщения по адресу: 127994, ул. Образцова, 15, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ).

Автореферат разослан « »_2005 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Бурное развитие экономики, урбанизация крупных городов Социалистической Республики Вьетнама в последнее десятилетие XX века приводят к быстрым темпам роста промышленных городов, особенно столицы - города Ханоя. В этот период были построены многие жилые микрорайоны, крупные промышленные предприятия и склады, различные транспортные сооружения (вокзалы, станции), торговые центры, учебные заведения и тд. что вызвало приток населения из сельскохозяйственных регионов и окрестностей Ханоя. Все это потребовало резко увеличить объемы и темпы городских пассажироперевозок как частными, так и общественными транспортными средствами.

Несмотря на быстрый рост населения и увеличение транспортных средств, территория и уличная сеть города изменились незначительно. В настоящее время большинство улиц города Ханоя перенасыщены различными транспортными средствами, и часто имеют место длительные заторы на улицах, особенно в часы пик. На многих дорогах Ханоя суточные пассажиропотоки достигают 300 ООО пассажиров. Задержка транспортных средств на улицах наносит большой ущерб государству и населению города. Недостаточное развитие общественного пассажирского транспорта и его слабая роль в осуществлении транспортного обслуживания населения города являются одной из причин, вызывающих чрезмерное развитие других видов транспорта, а также увеличение количества мотоциклов и велосипедов, которых в Ханое и так непомерно много и они играют основную роль в перевозке пассажиров столицы. Большое количество мотоциклов и велосипедов создает напряженность уличного движения и является причиной быстрого роста дорожно-транспортных происшествий и снижения скорости сообщения другими видами транспорта.

Развитие общественного пассажирского транспорта в городе Ханое, отвечающего требованиям жизни современного города, является одной из важнейших задач по совершенствованию и развитию транспортной системы. Общественный транспорт при модернизации подвижного состава, высоких скоростях и комфорте будет активно конкурировать с индивидуальными транспортными средствами и этим значительно разгрузит городские магистрали, повысит безопасность движения и улучшит экологическую обстановку в городе.

Опыт Российской Федерации и других стран мира показывает, что наиболее эффективным выходом из создавшегося затруднительного положения в системе общественного транспорта в Ханое является строительство метрополитена.

Топографические, рельефные и инженерно-геологические условия г. Ханоя крайне сложные, поэтому решение всех аспектов проблемы обоснования постройки метрополитена в г. Ханое, СРВ, выбора рациональных планировочных и технических решений по его строительству являются назревшей и№№лИ<Ш>ницидйи а а

БИБЛИОТЕКА

СП«г

о»

Пель исследований состоит в обосновании сооружения метрополитена в г. Ханое с разработкой рациональных планировочных и технических решений по строительству с учетом специфических условий СРВ.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:

- изучить инженерно-транспортную инфраструктуру города и перспективное развитие транспорта Ханоя; осуществить анализ возможности строительства метрополитена в Ханое с социальных, экономических и технических точек зрения;

• установить потребность по городским пассажирским перевозкам; определить перспективные транспортные пассажиропотоки на главных магистралях города;

- провести анализ российского и мирового опыта работы действующих метрополитенов с выявлением основных тенденций их развития и оценкой технических и

. эксплуатационных показателей для использования при проектировании Ханойского метрополитена;

- разработать методику оценки эффективности трассирования линий метрополитена и на ев основе разработать рациональную схему сети линий метрополитена в Ханое; выбрать наиболее перспективную первоочередную линию строительства;

- исследовать современные способы работ и применяемое технологическое оборудование по сооружению перегонных тоннелей и станций метрополитенов и на их базе разработать основные технические решения применительно к строительству первоочередной линии метрополитена в г. Ханое;

- исследовать перспективный для условий г. Ханоя механизированный проходческий щит нового типа фирмы "Дайхо" (Япония);

- осуществить геометрическое описание работы нового режущего органа данного щита с математическим оформлением кинематики движения крестовых резцов, ранее не применявшихся при небуровой разработке забоя тоннеля;

- установить рациональное формирование парка тоннелестроительных машин и оборудований;

- изучить с разработкой рекомендаций технико-экономические аспекты строительства метрополитена в г. Ханое.

Объект исследования:

- транспортная система г. Ханоя; новое тоннелепроходческое оборудование. Методика исследования.

Методы исследования включают анализ и обобщение материалов, характеризующих транспортную инфраструктуру Ханоя, пассажирооборот и пассажиропотоки в городе, а также анализ данных опубликованных в технической литературе. Проведенные в диссертационной работе исследования базируются на основе опьгга планирования, строительства и эксплуатации метрополитенов в 102 мегаполисах мира и России, применения апробироващадх" теорий линейного программирования процессов массового обслужи» » 4 ; в"

вания, успешной реализацией в последние два десятилетия новейших прогрессивных тоннелестроительных способов и высоких технологий, математического исследования кинематики новой породоразрушакмцей системы проходческого щита. На защиту выносятся следующие результаты работы:

- результаты анализа пропускной способности автомобильных дорог и провозной способности пассажирского транспорта в г. Ханое;

- качественные и количественные показатели пассажиропотоков на главных магистралях города и пассажирооборота транспортных узлов, определяющие необходимость строительства метрополитена в Ханое;

- методика оценки рациональных схем трассирования линий метрополитена;

- схема линий метрополитена в Ханое, разработанная с учетом плотности распределения жителей по районам города, существующей и перспективной сети автомобильных магистралей, величины пассажиропотоков и пассажирооборота, размещения пассажирообразующих пунктов;

- конструктивно-технологические решения перегонных и станционных тоннелей метрополитена для первоочередной линии метрополитена Ханоя с разработкой кинематики рабочего органа щита нового типа;

- технико-экономические аспекты строительства метрополитена в г. Ханое. Научная новизна работы заключается в следующем:

- обобщен мирровый опыт строительства 102 метрополитенов и выявлены основные тенденции их развития, формализованные экспоненциальными зависимостями их строительных и экономических показателей;

- впервые разработана обоснованная схема строительства метрополитена г. Ханоя, с разбивкой по времени и территориальному признаку на пять очередей;

- установлены наиболее целесообразные технологии строительства метрополитена для конкретных условий г. Ханоя и разработана методика расчета определяющих параметров парка строительных машин и механизмов;

- исследована кинематика режущего органа и крестовых резцов перспективного проходческого оборудования в виде нового щита с выводом основных уравнений связи параметров параллельно-звеньевого механизма и нового породо-разрушакнцего инструмента;

- разработана методика расчета экономической эффективности строительства Ханойского метрополитена.

Достоверность результатов, полученных автором при обосновании трассы метрополитена, подтверждается использованием большого объема статистического материала многолетних наблюдений, предоставленного работниками транспортного отдела горисполкома города Ханоя и Министерства транспорта СРВ, а также обзором и обобщением работы 102 действующих метрополитенов мира.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций по технологическим решениям строительства перегонных и станционных тоннелей обосновывается комплексным подходом к решению задачи, сочетающим надежные и апробированные методы исследования натурных образцов техники, математических теорий линейного программирования и законов кинематики движения твердого тела.

Практическая ценность работы заключается в рекомендациях и обоснованиях строительства метрополитена в г. Ханоя как приоритетного вида городского транспорта. Материалы диссертации содержат научно-технические и методические разработки для использования административными, образовательными, проектными и строительными организациями в их работе по совершенствованию городского строительства г. Ханоя и в других городах СРВ.

Методика оценки рациональных схем трассирования линий метрополитена по прогнозируемому пассажирообороту, может быть использована в любом городе, где намечается строительство метрополитена. Разработанная методика кинематического описания работы режущего органа щита нового типа является теоретической базой расчета щитов нового поколения.

Публикации

Основные положения диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедры «Тоннели и метрополитены» МИИТа, на научно-технической конференций МГУПС «Неделя науки» в 2005г, а также на семинарах в НИЦ ТМ ОАО ЦНИИС и МАДИ.

По теме диссертации опубликованы 5 статьей.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (88 наименований), содержит 265 страниц машинописного текста, 84 иллюстрации, 39 таблиц и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и задачи исследования, методика, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе рассмотрен вопрос о необходимости и возможности строительства метрополитена в г. Ханое.

Г. Ханой - столица СРВ, является одним из древнейших городов. Он основан более 1400 лет тому назад и стал столицей страны в 1010 г. В настоящее время Ханой является крупным населенным центром с 1,6 млн. жителей и важнейшим узлом автомобильных, железнодорожных, воздушных и водных сообщений страны.

На основе проанализированного материала, представленного транспортным отделом горисполкома Ханоя и Министерством СРВ, установлено общее состояние городского транспорта, а именно:

В течение последних лет транспортная система Ханоя развивалась очень стремительно, но ещ8 не удовлетворяет требованиям прогрессивно растущей экономики и передвижения населения. Главными особенностями и недостатками транспортной системы города являются узкие улицы, небольшие расстояния между перекрестками, нерациональная планировочная структура пересечений улиц, смешанное движение механических и немеханических транспортных средств на улицах и недостаточное развитие общественного пассажирского транспорта. Важнейшей задачей транспорта в столице Ханое является развитие общественного пассажирского транспорта, который обеспечит транспортные требования и решит проблемы движения.

В Ханое общественный пассажирский транспорт имеет низкий уровень обслуживания, испытывает недостаточность средств и удобств и играет вспомогательную роль в перевозке пассажиров. Основной объем перевозок обеспечивается мотоциклами и велосипедами. В настоящее время основными средствами общественного пассажирского транспорта города являются только автобусы, но их число очень мало. Предполагается, что в 2015 г. в Ханое автобусы будут перевозить лишь 15% от общего числа пассажиров.

Необходимо отметить что, большое количество мотоциклов и велосипедов создает напряженность уличного движения и является причиной быстрого роста дорожно-транспортных происшествий (табл. 1).

Таблица 1.

Обеспечения перевозок пассажиров транспортными средствами:_

Виды транспорта Удельный вес пассажирских перевозок в % по годам

до 2000г. 2001-2005г.г. 2006-2010г.г. 2010-2020г.г.

пешеходный 1,5

велосипедный 30 80 20 40-50

мотоциклетный 61 45

автомобильный 4,5 5 5

такси 25 25-30

автобусный 3 15

рельсовый 5 25-30

В главе сделан вывод: в городе, где весь объем грузовых и пассажирских перевозок производится автомобильным, индивидуальным транспортом, проблема массовых пассажирских перевозок остается актуальной. Более чем вековая практика мирового метростроения и опыт эксплуатации метрополитена в более 100 городах различных стран и континентов убедительно доказывает, что для эффективного решения транспортной проблемы в городах с населением, превышающим миллион жителей, альтернативы метрополитену нет.

В перспективе, в Ханое, при расширении территории и росте населения, автодорожный пассажирский транспорт не сможет обеспечить транспортные потребности и решить проблемы движения. В такой ситуации целесообразно использовать рельсовый транспорт. Рост потоков пассажиров приводит к необходимости использования

общественного транспорта с высокой провозной способностью и применением подвижного состава большой вместимости. Рост дальности поездок пассажиров с увеличением размеров городов требует повышения скорости сообщения и при больших потоках пассажиров- строительства дорогостоящего внеуличного транспорта

Генеральная схема развития города до 2020г. утверждает что, скоростной рельсовой транспорт представляет каркас всей системы общественного транспорта Ханоя.

К настоящему времени в мире построено большое количество метрополитенов (табл. 2). В этой связи на основе их рассмотрения появляется возможность выявить некоторые общие их характерные признаки и особенности, которые могут оказаться отправными точками при проектировании линий метрополитена в г. Ханое.

Таблица 2.

Рост числа метрополитенов с 1892 по 2000гг._

Период (в годах) 1829-1910 1910-1940 1940-1970 1970-2000

Количество действующих метрополитенов в мире 11 9 17 65

в Азии - 2 2 16

Для сравнения и анализа действующих метрополитенов сопоставлены их основные эксплуатационные и технические показатели, исходя из общей шкалы - числа жителей в данном городе. К таким показателям отнесем следующие:

а. Число пассажиров, перевозимых в течение года;

б. Протяженность линий метрополитена;

в. Среднее расстояние между станциями;

г. Площадь территории города, обслуживаемой метрополитеном;

д. Плотность пассажирских перевозок (пассажиронапряженность).

Анализ этих показателей был представлен в виде точечных графиков с условной аппроксимацией в виде линий тренда, представляющих основные тенденции в соответствующей области.

На основании полученных данных и графиков представляется возможным сделать прогноз о месте и показателях метрополитена в г. Ханое (по континенту Азия) (табл. 3).

Метрополитен, как самый эффективный вид городского транспорта, по нашим исследованиям в состоянии решать основные проблемы Ханоя в этой области. Высокая провозная способность метрополитена сможет обеспечить требования пассажиропе-ревозок в городе, которые с каждым днем увеличиваются. Линии метрополитена не только снизят напряженность уличного движения и повысят безопасность движения, но и обеспечат скорости сообщения в два-три раза больше, обслуживая пассажиропотоки от 25 до 40 тысяч пассажиров в 1 час в одном направлении (уже при 4-х и 5-и вагонах в составе поезда). В связи с более высокой скоростью передвижения в метрополитене снижается транспортная усталость, которая реализуется пассажирами

экономией времени при повышенной комфортности поездки. Кроме того, если массовый уличный пассажирский транспорт решает проблему перевозки пассажиров в пределах 5-6 км, то метрополитен расширяет этот диапазон до крайних пределов периферии городской территории (20-30км). Данное обстоятельство имеет исключительно важное значение в связи с интенсивным темпом роста городского населения, а также территории, занимаемой Ханоем (до 5 км2/год).

Таблица 3.

Показатели метрополитенов мира и Азии как прогнозируемые для Ханоя

Показатели Ед. измерения Население города в млн.

2,0 (2010г.) 2,5 (2020г.)

По городам Азии По всем городам мира По городам Азии Повеем городам мира

Годовой объем перевозок (млн./год) 104 102 121 126

Протяжение линий км 22 34 25 40

Среднее расстояние между станциями м 1149 1074 1148 1048

Площадь, обслуживаемая метрополитеном, КЛ7 км/км2 9/254 10/314

Работа транспорта Пассажиро-км/число жителей 164,83 161ДЗ 170,45 177,9

Экономический обзор показывает, что во всех городах мира метрополитен - планово убыточное предприятие, поэтому анализ возможности строительства метрополитена в Ханое не ориентируется на рентабельность метрополитена. Вопрос финансирования строительства метрополитена, отвечающий экономическому положению и возможностям Вьетнама, остается актуальным. Вместе с тем указывается, что поскольку лишь метрополитен способен обеспечить жителей столицы общедоступным, надежным и комфортабельным скоростным пассажирским транспортом, постольку помимо социальной значимости метрополитена следует с нашей точки зрения учитывать сопутствующий эффект для городского хозяйства в целом. Нами сформулированы такие дополнительные источники средств как: а) рост доходов городского бюджета в связи с повышением земельного налога и стоимости земельных участков по линии метрополитена; б) существенная экономия городской территории и эффективность ее использования; замена части уличного транспорта на более низкий по себестоимости транспорт; в) экономия издержек бюджетных средств в результате открытия дополнительных маршрутов с использованием высвобождающихся транспортных средств; г) повышение безопасности движения на улицах и уменьшения отрицательного воздействия на окружающую среду (шум, загазованность); д) в связи с более высокой скоростью передвижения на метро снижается транспортная усталость, что обеспечивает рост производительности труда.

Дополнительный эффект может бьпъ достигнут за счет преобразования территории вдоль трассы метро, совмещая сооружения метрополитена с объектами для нужд городской инфраструктуры. Одновременно особое значение метрополитен имеет как стратегический объект в период чрезвычайной ситуации.

Во второй главе изучены пассажиропотоки на основных направлениях и магистралях города, предложена рациональная схема метрополитена для Ханоя, приведена методика оценки рациональных схем, трассирования линий метрополитена, предложена перспективная первоочередная линия.

При этом учтены следующие обстоятельства: По генеральному плану в территорию столичного района Ханоя входят центральные районы города, территории пригородных поселений и городов-спутников, которые располагаются в радиусе влияния вокруг на 30-50 км. Между центральными районами города и прилегающими к нему территориями существуют обширные экономические, деловые и демографические связи, поэтому для изучения интенсивности движения пассажиров в перспективе, нами принята область, ограниченная окружностью с радиусом 30км. В эту область входит городская территория площадью около 250 км2, ближайшие пригородные территории и территории городов-спутников Ханоя. Нами были проанализированы и систематизированы данные Ханойского горисполкома по темпам прироста населения в указанных' областях. Результаты анализа по динамике прироста населения на исследуемой территории приведены в табл. 4.

Таблица 4.

Динамика роста населения Ханоя до 2020г._

Территория Населения, тыс. чел. Годовой прирост населения, %о

1996 2005 2020 19972005 20052010 20102020

Столичный район Ханоя (А) 1 690 2 465 4 500 20,8 21,6 18,9

Центр Ханоя (Б) 1312 1725 2 500 35,7 29,6 22,3

Соотношение Б/А, % 77,6 69,9 55,6

По материалам исследований до 2020г. в городе и окружающих территориях предполагается разместить 4,5 млн. чел., и 2,5 млн. жителей будет приходиться на районы, расположенные в центральной части Ханоя. Результаты анализа данных показывают, что Ханой в границах центральных районов приближается к насыщению. Отсюда следует, что рост населения столицы будет продолжаться за счет роста населения периферийных районов и освоения пригородных территорий. Уже в настоящее время в периферийных районах наблюдается прирост населения более быстрыми темпами, чем в центральной части города.

Средняя плотность населения по городу составляет 100 человек на гектар, однако население распределено по площади неравномерно. Самая высокая плотность населения составляет 320-360чел./га (рис. 1).

и

№ Район № Район

1 Таихо 7 Хайбачынг

2 Каузаи 8 Донгдань

3 Бадинь 9 Тылйем

4 Хоанкйем 10 Залам

5 Донгда И Тханьчй

б Тханьсуан 12 Хадонг

300 чел ./га. <П

100 чел./га. <П<300 чел./га.

ЩШк 100 чел./га. >П

Рис. 1. Плотность населения г. Ханоя до 2020г; П: плотность населения.

По Генеральному плану прогнозируется, что объем пассажирских перевозок в Ханое будет составлять порядка 744 млн. пассУгод в 2005 г. и 1439 млн. пассУгод в 2020г. При этом доля общественного транспорта в перевозках составляет 60%.

Для того чтобы выявить маршруты, которые предпочтительны для горожан, был проведен анализ данных о распределении поездок между районами города и пассажиропотоках на главных магистралях в перспективе. Это позволило установить основные направления пассажиропотоков и их величину. На многих маршрутах устойчивые пассажиропотоки достигают 16-33тыс.пасс./ч.

Полученные материалы о перспективных пассажиропотоках на большинстве магистралей города и величине пассажирооборота между районами города свидетельств в уют о том, что провозная способность пассажирского транспорта г. Ханоя находится на критической отметке. Спрос на транспортные услуги по многим направлениям городских магистралей сильно превосходит их пропускную способность.

При исследованиях была определенна зона тяготения к возможным линиям метрополитена. Радиус зоны пешеходной доступности станций метрополитена составляет 500-600м. Материалы обследования работы пассажирского транспорта на периферийных территориях Москвы, находящихся в пределах транспортной доступности станций метрополитена, дают основание считать зону в пределах 11=2,5 км от станций зоной массовой транспортной доступности, ибо в ее пределах расселяется не менее 70% пассажиров, пользующихся нескоростным транспортом для подъезда к станциям. В пределах зоны массовой транспортной доступности станций линейная плотность сети нескоростного транспорта составляет 1,5-2,3 км/км3.

С учетом плотности распределения жителей по районам города, существующей и перспективной сети автомобильных магистралей, провозной способности общественного

транспорта, величины и направления максимальных пассажиропотоков, расположения пассажирообразующих мест рекомендована схема линий метрополитена Ханоя (Рис. 2).. Метрополитен включает пять очередной по радиально-кольцевой схеме, соответствующей сформировавшейся вековой планировке города. Учитывается привязка линий и станций к железнодорожным и автомобильным вокзалам, речным пристаням, аэропортам.

Рассматривая метрополитен как систему городского внеуличного транспорта, требующую значительных капитальных затрат и эксплуатационных расходов, особую актуальность приобретают исследования, направленные на разработку методики выбора рационального направления трассы линий, зависимой от прогнозируемых пассажирских потоков между зонами. Существуют два главных социальных критерия, которые влияют на развитие транспортной системы города: экономия времени горожан при использовании услуг транспорта и, так называемая транспортная усталость человека.

Таким образом, сеть линий метрополитена надлежит выбрать такой, чтобы затраты времени горожан на перемещение были бы наименьшими при выполнении всех требований к ней и ограничений.

Поставлена следующая задача: найти возможность доставки пассажира от i-ro источника к j-му пункту по кратчайшему маршруту, проходящему через некоторый промежуточный пункт. Пусть J - множество номеров пунктов, в которые пассажир может быть доставлен с к-го пункта, а I- множество номеров пунктов, из которых пассажир может доставлен в k-го пункт. Тогда математическую модель данной задачи можно представить следующим образом:

m и »

IIc(x, -> min; 5X=S,;

ici j«J jeJ

m я w

Ix5=Dj; IS,=IDj;

i«i j«^ «'

X|j£0; x« eNu{0}; ¿X|tJ-¿x,k =0,

1 jeJ iel

где x,j - значение пассажиропотока от i-го до j-го пункта транспортной сети;

Су - расстояние от i-ro до j-ro пункта

1-1,2,..., ш;

j-1,2,..., п;

В этой задаче пункты отправления и назначения являются транспортными районами. Каждый из них одновременно представляет собой пункт источника, пункт назначения, промежуточный пункт по отношению к другим пунктам. Положение пунктов является центрами тяжести каждого транспортного района Линии считаются рациональными, если они связывают районы, через которые проходят большие пассажиропотоки. Принимая такой алгоритм для решения транспортной задачи Ханоя, получим картограмму межрайонных корреспонденции пассажиропотоков, как это показан на рис. 3.

Линии метрополитена (очереди строительства)

—— I очередь (25 км.)

...... П очередь (21 км.)

— Ш очередь (23 км.) тштят IV ОЧСреДЬ (22 КМ.) и» .!.— V очередь (19 км.)

• Станцм метро 3 Станция пересадки Лишмыетро -Государственна»

Л* Речной порт

Аэропорт-

Рис. 2. Рекомендуемый вариант планируемой сети линий метрополитена г. Ханоя

Рис. 3. Картограмма межрайонных корреспонденции пассажиропотоков с промежуточными пунктами по кратчайшему пути.

Для выбора первоочередной линии исходим из использования пассажирских перевозок по каждой линии в перспективе. При анализе предыдущих материалов о пассажиропотоках между районами и на основных магистралях установлено, что линия Хадонг - Иэнвйен проходит по направлению с наибольшими и устойчивыми потоками. В этой связи в качестве первой очереди строительства выбираем именно линию Хадонг - Иэнвйен.

В третьей главе предложен выбор рациональных технологических решений по строительству метрополитена в Ханое с учетом его специфических условий.

В начале главы выполнен анализ инженерно-геологических условий в районе предполагаемого строительства метрополитена. Грунты представлены в подавляющем объеме глинами и песками. Особо важен тот момент, что уровень грунтовых вод достаточно высок. Сейсмичность района оценивается в 7 баллов, что ставит серьезный вопрос по безопасной эксплуатации и долговечности метрополитена.

Большой вклад в области строительства тоннели и метрополитена внесли многие известные ученые и специалисты России: Александров В.Н., Алихашкий В.А., Антонов О.Ю., Бычков H.H., Власов С.Н., Волков В.П., Голицынский Д.М., Гарбер В.А., Демешко Е.А., Дорман Я.А., Дорман И .Я., Котов В.В., Кошелев Ю.А., Крук Ю.Е., Кулагин Н.И., Ледяев А.П., Лиманов Ю.А., Луговцов A.C., Маковский В.Л., Маковский Л.В., Маренный Я.И., Меркин В.Е., Наумов С.Н., Орлов С.А., Рахманинов Ю.П., Самойлов В.П., Туренский Н.Г., Фролов Ю.С., Ходош В.А., Храпов В.Г., Чеботаев В.В., Шапошников H.H., и др.

Формирование и развитие отрасли метростроения в России практически полностью является результатом деятельности таких организаций как Метрогипротранс, Ленметрогипротранс и их филиалов, метрострои страны, МИИТ, ЛИИЖТ и др. вузы, а с 1990г. - Тоннельная ассоциация РФ.

Классификация способов сооружения метрополитена, разработанная применительно к городу Ханою, представлена на рис. 4. При разработке классификации учтены российский и мировой опыт строительства метрополитенов, результаты анализа инже-нерио-геологических и гидрогеологических условий районов строительства. В соответствии с классификацией изучены и проанализированы существующие в России и зарубежном технологии строительства в двух основных областях: перегонных тоннелей и станций метрополитенов, проведена их оценка по области применения, необходимости использования специальных способов работ, эффективность итоговых результатов, как, например, это сделано в табл. 3.3 диссертации для щитового способа сооружения тоннелей.

На основе выполненных табл. 3.3 - 3.8 диссертации была произведена оценка существующих возможных способов по строительству метрополитена по основным критериям в условии Ханоя, представленная в табл. 5.

Районы расположения

центральный

периферийный

Закрытый способ

Полузакрытый способ

Открытый способ

Основные способы работ

О

Ё ^

в а & *

«

1 1

1 £

и $ I

1 1

Вспомогательные способы работ

и я

I

0 с

1 а

I

I «

0

1

т

о 5 «

§ 1

I I со

Рис. 4. Классификация способов сооружения метрополитена применительно к условиям строительства в г. Ханое

Таблица 5.

Оценка существующих способов строительства метрополитена применительно к условиям г. Ханоя_

Наименование сооружений метрополитена Способы работ Критерий

инженерная геология стоимость теснота застройки Наличие реальных возможностей по технике

Перегонные тоннели Закрытый обычный щитовой с применением спец. способов * »»* *

щитовой с активным пригру-зом забоя. *** *** •

НАТМ о *** *** *

Полузакрытый «Кернтнерский» способ * ***

Применение экранов из труб * *«* **

1' Котлованный *** *** * •**

«стена в грунте» *** «*«

Щитовой ** * »* м

Станции и пристанционные сооружения открытый *** • »♦»

полузакрытый »** *» *•

| закрытый •• * *

Условные обозначения:

**» - наиболее целесообразное решение; * - возможное, но не удовлетворительное; ** • допустимое решение; о - неприемлемое решение.

Анализ предложенных вариантов строительства тоннелей показал, что закрытые способы более предпочтительны с точки зрения сохранности зданий и сооружений на поверхности земли, однако их осуществление приводит к удорожанию работ.

По предлагаемой схеме Ханойского метрополитена большинство участков первоочередной линии трассировано вдоль главных магистралей. Как следствие, появляется возможность запроектировать линию на мелком заложении. Для участков располагающихся вне кольцевой дороги, в связи с напряженным движением транспорта и узостью проезжей части, предполагается использовать полузакрытый способ с закреплением грунтов способом «стена в грунте» для сооружения перегонов и станций.

В центральной части города с её архитектурными и историческими памятниками трасса первой линии на протяжении примерно 4 км проходит в условиях плотной застройки. В этой связи наиболее эффективным техническим решением следует считать щитовую проходку перегонных тоннелей. Однако из-за сильной обводненности

неустойчивых грунтов. Применение обычных щитов и специальных способов работ угрожает развитиям осадок поверхности.

В работе проанализирована возможность применения щитов с уравновешиванием давления в призабойной зоне посредством пршруза забоя - гидравлическим (тиксотроп-ные растворы) и грунтовым. Показано, что гранулометрический состав грунта и условия строительства на трассе перегонных тоннелей в Ханое более соответствует применению щитов с грунтовым пригрузом, обеспечивающих по многим данным высокие темпы проходки (300-500 м/мес.), минимальные осадки (3-10мм) и высокое качество работ.

Для станций, располагаемых в центре, рекомендуется непрерывная проходка перегонных тоннелей на всем протяжении пускового участка строящейся линии (3-4км) и последовательное сооружение каждого станционного комплекса.В диссертации приведены возможные варианты станций метрополитена для Ханоя.

Согласно информационной монографии В.П. Самойлова о создании и успешном внедрении в производстве в Японии щита нового типа - с параллельно-звеньевым режущим органом и многоосным приводом, который предназначен для, в основном, мягких смешанных грунтов, то есть для области применения, отвечающей условиям Ханоя. Ввиду ряда технико-экономических преимуществ такие щиты могут найти эффективное использование с СРВ. Поскольку кроме принципа их работы нет других сведений, в диссертации подробно исследована работа нового рабочего органа и его особый инструмент - крупноразмерные крестовые резцы. Установлены основные кинематические параметры органа, в том числе его поступательное движение по круговым направляющим, дано геометрическое описание траекторий элементов рабочего органа и резцов, а также их совместное действие при различных шагах размещения, установлен целый ряд характерных параметров движения резцов и математические зависимости между ними. На рис. 5 показан характер необычной работы исполнительного органа с резцами, на рис. 6 построены траектории перемещения одиночного резца, а на рис. 7 - сдвоенных резцов. Как пример, приведена табл. 6 с выводом уравнений связи параметров резца в размером и безразмерном виде. Завершается исследование установлением кп.д. работа одиночного и сдвоенных резцов в широком диапазоне геометрических характеристик области разработки забоя.

Одним из основных принципов снижения себестоимости строительно-монтажных работ при строительстве метрополитена является рациональное формирование парка технических средств строительства. Оптимизационная задача формирования парка строительных машин включает в себя критерий оптимальности, целевую функцию, систему ограничений и методы решения.

В результате выполненного анализа установлено, что в качестве оптимального целесообразно применять критерий минимума дисконтированных интегральных затрат. Математическую модель оптимизации парка машин можно записать так:

а) до разработки забоя

б) при разработке забоя

мриработананона

Рис. 5. Фронтальный вид на щит с параллельно-звеньевым рабочим органом: 1 - щит, 2 - рамно-решетчатый режущий орган, 3 - крестовый резец; 4 - круговые траектории резцов при поступательной движении режущего органа.

Рис. 6. Траектории концевых точек при поступательном движении одиночного

креСТОВОГО резца: I - внешний контур круговой траектории резца; П - внутренний контур круговой траектории резца

Рис. 7. Траектории концевых точек при поступательном движении двух крестовых резцов.

Таблица 6.

Основные уравнения параметров двух взаимодействующих резцов для критического шага а„

NN

Размерные переменные

Безразмерные переменные (11=1; т-МЦ

4

5

6

7

8

9

10 11

12

л

Но = 2-Ч<о

я . Ь-Я Уо =—-агсзт——

= - - агсзт—(Ь + л/2Я2 -Ь2) 2 2Я

Хм.=^М0=К8тц0 = УКо = 118ту0 А^Я+Д, А0 = Л^ту, + оозц/0)

с1о=Ь+К(2зшу0-1)

^л-ьо+к.)

аоЫ.+Ь+Я ао=2К-КоЬ

Л»

я

Но 2 71

>/2

ш = — агсзт т-То 4 2

VI'„ = ^ - агсзт ^(т + ->/2-т2)

А^=8т1|/0+со8Ч/0 <1^, =т+(281п\|/0-1) <=1-т(1+Ко) а^=2(т+81ту0) а^=2-Кот

К„=-(1-зтч/0)-2

__т_

Примечания:

1. Безразмерные переменные отмечены знаком С) (апостроф).

2. Использование безразмерных переменных позволяет проводить расчеты для

всей области изменения соотношения Я/Ь.

3. Двойные формулы переменных установлены для выбора более рационально-

го их вида в решении уравнений и для контрольных проверок.

- минимизировать дисконтированные интегральные затраты на выполнение комплекса 3-х работ ¡-ми машинами в установленные к-е сроки:

где Р - целевая функция; ' ' к

1,к - соответственно индексы типоразмеров машин, видов работ, рабочих периодов; 5 ■ С^ - дисконтированные интегральные затраты на выполнение ]-го вида работ в

к-ый период ¡-м типоразмером машин; Х„к - количество 1-х машин на.¡-х работ в к-ый период. При этом обязательно выполнение следующих условий (как минимум):

- обязательное выполнение всего запланированного объема работ:

ш

£ПвХ,5к1к =у|к,

где ГЦ - производительность ьх машин на_}-х работах, ()= 1...1); - заданные )-е работы в к-е периоды (к = 1 ....К); ^ - время.

- не отрицательность переменных;

Х^О.

Необходимо найти число машин или технических средств Х^, минимизирующее целевую функцию И. При этом целевая функция Б линейно зависит от Хдь а условия (ограничения) имеют вид линейных равенств или неравенств относительно Х^.

В связи с тем, что дробные значения X,, не имеют физического смысла, накладывается дополнительное ограничение по целочисленносги:

Х|, -целое.

Таким образом, возникает задача целочисленного линейного программирования, методы решения которой уже существуют.

В четвертой главе рассмотрены технико-экономические аспекты строительства метрополитена в г. Ханое.

В диссертации приводится перечни объектов, которые могут входить в состав линии метрополитена, и факторы, влияющие на вычисленные стоимости и трудоемкости его сооружения. Показано, что технический уровень и экономичность разрабатываемых проектов метрополитена оцениваются рядом технико-экономических показателей.

Рассмотрен вопрос окупаемости эксплуатации метрополитена при влиянии ввода линии метрополитена на экономику остальных видов пассажирского транспорта, а также с учетом экономии времени пассажиров на поездку. Темп окупаемости может ускоряться из-за сокращения затрат на массовом общественном транспорте и экономии времени пассажиров. Снижения стоимости строительства метрополитена рекомендуется достигнуть путем рационального проектирования трасс и отдельных сооружений, уменьшения трудовых затрат, снижения затрат на материалы к конструкции и улучшения использования средств механизации.

В целях реализации постройки Ханойского метрополитена сделаны расчеты по оценке капитальных вложений, себестоимости перевозки, цене билета с учетом возможности инфляции, а также рассмотрены вопросы финансирования и кредитования строительства метрополитена, зачет различных источников средств, в том числе и за счет формирования акционерного капитала Учитывая важное социально-экономическое значение строительства метрополитена, очевидно, что для его сооружения будут частично привлечены бюджетные ассигнования. Дополнительное финансирование капитального строительства будет осуществлено за счет собственных средств заказчика.

Таким образом, в качестве основных источников денежных средств на строительство метрополитена рекомендуется принимать:

а) государственные средства в виде бюджетных ассигнований на безвозвратной или возвратной основе;

б) городские средства;

в) средства акционерного общества, созданного в целях финансирования строительства метрополитена;

г) средства, полученные за счет выпуска и продажи облигаций целевого назначения;

д) средства, полученные в виде кредитов от коммерческих банков;

е) целевые иностранные инвестиции под соответствующие долговые обязательства. На первом этапе представляется целесообразным за счет бюджетных ассигнований

финансировать затраты на выполнение научных исследований, проектно-изыскательских разработок по будущей линии метрополитена, а также возместить расходы, связанные с отводом земель, сносом и переносом строений в трассе линий метрополитена, другие затраты на подготовку территории строительства. Учитывая опыт строительства и эксплуатации метрополитенов России, где доля инвестиций из государственного бюджета не превышала 20% от минимальной технологической потребности, можно предположить, что за счет бюджетных ассигнований будет осуществлено не менее 20% общего объема финансирования строительства метрополитена Ханоя.

По проведенным исследованиям в работе сделаны следующие выводы и рекомендации:

1. На основе анализа современного состояния городского транспорта в Ханое, изучения планировочной структуры, инженерно-транспортной инфраструктуры, анализа технических условий строительства, социально-экономической эффективности, которая будет достигнута в Ханое, а также анализа данных, опубликованных в технической литературе и освещающих мировой опыт проектирования и эксплуатации метрополитенов, обоснована необходимость решения проблемы массовых пассажирских перевозок путем строительства метрополитена.

2. В результате изучения работы существующих 102 метрополитенов мира с оценкой их технико-эксплуатационных параметров по построенным зависимостям экспоненциального вида выявлены основные тенденции развития мирового метростроения, и получены исходные показатели для планирования строительства Ханойского метрополитена и перспективы его развития до 2020г.

3. По результатам анализа плотности распределения жителей в районах города, существующей и перспективной сети улиц, провозной способности общественного транспорта, величины пассажиропотоков и пассажирооборота построены картограммы межрайонных корреспонденции, обоснована и разработана радиально-кольцевая схема линий метрополитена Ханоя. Линии считаются рациональными, если они связывают районы, через которые большие пассажиропотоки проходят по кратчайшему направлению.

4. На основе анализа существующих в метростроении способов работ, а также с учетом инженерно-геологических условий строительства, рельефных особенностей местности по трассе, характера застройки городских кварталов и особенности наземных транспортных магистралей на первоочередной линии метрополитена Ханоя, где тоннели пройдут в обводненном неустойчивом фунте, обоснована целесообразность их сооружения согласно следующим технологиям: к - в центре Ханоя, в связи с узкими улицами и плотной городской застройкой наи-

более эффективным техническим решением следует считать сооружение перегонных тоннелей без вскрытия земной поверхности с помощью проходческих щитов с уравновешиванием давления в призабойной зоне в сочетании с универсальной сборной железобетонной обделкой с упругими прокладками в стыках. Станции, располагаемые в центре, сооружаются путем непрерывной проходке перегонных тоннелей на всем протяжении пускового участка строящейся линии (3-4км) и последовательного сооружения каждого станционного комплекса; - при выходе трассы за пределы центральных районов в периферийные, тоннели следует сооружать отрытым способом с вскрытием земной поверхности. Для строительства перегонных и станционных тоннелей первоочередной линии Ханойского метрополитена предлагается полузакрытый способ с закреплением грунтов способом «стена в грунте».

5. В целях использования в СРВ созданных в Японии щитов нового типа (с многоосным приводом) выполнены исследования, раскрывающие основные кинематические закономерности работы режущего органа и крестовых резцов с выводом уравнений связи их основных параметров.

6. Для рационального формирования парка и комплектов строительных машин предложена оптимизационная задача линейного программирования, предусматривающая необходимость включения в себя критерий оптимальности, целевую функ-

7 цию, систему ограничений и методы решения. В результате выполненного аналйза

установлена целесообразность применения критерия минимума дисконтированных интегральных затрат.

7. Сформулированы источники возможных доходов компаний по эксплуатации метрополитена в целях расширения их участия в инвестициях.

При расчете окупаемости метрополитена предлагается учитывать сокращение затрат на массовом наземном общественном транспорте и экономию времени пассажиров.

8. Установлены источники денежных средств на строительство метрополитена включающие как обязательные государственные бюджетные средства, так и дополнительные от акционерных обществ, выпуск целевых облигаций, кредитов и инвестиций.

9. Бюджетные ассигнования на сооружение метрополитена рекомендуется направить

V12944

на первоочередные организационное проектно-изыскательские разработки, сам строений, перекладкам подземны Основные положения диссертации i

1. Демешко Е.А., Нгуен Фам Куанг Ту.% ского транспорта и необходимость ст Подземное пространство мира, вып. 4

2. Нгуен Фам Куанг Ту. Строительство тивным решением // Научно-технологическая конференция «Устойчивое строительство дорожных сооружений», Ханой, 7/2003, с. 472-479. (на вьетнамском языке)

3. Nguyen Pham Quang Tu. Several Issues of High Priority in Constructing Underground Transport System of Big Cities in Vietnam// "Cau Duong Vietnam", Hanoi, 4/2004, p. 22-25.

4. Nguyen Pham Quang Tu. Perfect and Rational Metro Network of Hanoi Capital in Future // "Cau Duong Vietnam", Hanoi, 8/2004, p. 17-21.

5. Nguyen Pham Quang Tu. Selecting Construction Technology for Metro Network in Hanoi //"Cau Duong Vietnam", Hanoi, 9/2004, p. 14-21.

РНБ Русский фонд

2006-4 13534

НГУЕН ФАМ КУАНГ ТУ

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ ПЛАНИРОВОЧНЫХ И ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ МЕТРОПОЛИТЕНА В Г. ХАНОЕ, СРВ.

Специальность 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей.

Подписано к печати -4. 0ГМ Формат 60x84 1/16. Усл. печ. л. 1,5 Тираж 80 экз. Заказ №

Типография МИИТа, 127994, Москва, ул. Образцова, 15

ВВЕДЕНИЕ.

1. ПРОБЛЕМ* РАЗВИТИЯ ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА В ХАНОЕ.

1.1. Обзор и обобщение современного состояния городского транспорта в г. Ханое.

1.2. Планируемые варианты развития городского транспорта в г. Ханое в перспективе на 20 лет.

1.3. Возможности строительства метрополитена в г. Ханое: социальные, экономические, технические. Достоинства и недостатки такого решения.

1.4. Анализ действующих метрополитенов мира. Рекомендации применительно к метрополитену г. Ханоя.

2. ВАРИАНТНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ЛИНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА В ХАНОЕ.

2.1. Изучение транспортных пассажиропотоков в Ханое с установлением главных их направлений и интенсивности.

2.2. Определение зон тяготения к возможным линиям метрополитена. Увязка и сочетание различных видов городского транспорта с линиями метрополитена.

2.3. Разработка рекомендуемой схемы сети линий метрополитена для условий г. Ханоя.

2.4. Разработка методики оценки рациональных схем трассирования линий метрополитена и выбор наиболее перспективной первоочередной линии.

3. РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ПЕРВООЧЕРЕДНОЙ ЛИНИИ МЕТРОПОЛИТЕНА В Г. ХАНОЕ.

3.1. Особенности инженерно-геологических условий г. Ханоя.

3.2. Современные технологи строительства метрополитена.

3.2.1. Технология строительства перегонных тоннелей и применяемое оборудование.

3.2.2. Технология строительства станций метрополитенов.

3.3. Выбор и обоснования наиболее целесообразных технологий строительства.

3.3.1. Общая оценка способов строительства метрополитенов.

3.3.2. Строительство перегонных тоннелей.

3.3.3. Строительство станций метрополитена.

3.4. Механизированные щиты с многоосным приводом.

3.4.1. Общие сведения.

3.4.2. Исследование работы рамного рабочего органа щита.

3.4.3. Кинематическое описание движения крестового резца.

3.4.4. Кинематическое описание совместного движения крестовых резцов.

3.4.5. Вывод^авнений параметров взаимодействия двух крестовых резцов.

3.4.6. Влияние шага а на к.п.д. г| совместной работы крестовых резцов.

3.5. Рекомендации по рациональному формированию парка технических средств с учетом местных условий.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СТРОИТЕЛЬСТВА

МЕТРОПОЛИТЕНА В Г. ХАНОЕ.

4.1. Методика технико-экономического анализа строительства.

4.2. Вопросы окупаемости эксплуатации метрополитена.

4.3. Предложения по поиску путей снижения стоимости строительства

4.4. Рекомендуемые экономические оценки строительства и эксплуатации метрополитена.

Бурное развитие экономики, урбанизация крупных городов Социалистической Республики Вьетнама в последнее десятилетие XX века приводят к быстрым темпам роста промышленных городов и административных центров осо

• бенно столицы - города Ханоя. В этот период были построены многие жилые микрорайоны, крупные промышленные предприятия и склады, различные транспортные сооружения (вокзалы, станции), торговые центры, учебные заве- -дения и т.д., что вызвало приток населения из сельскохозяйственных регионов и окрестностей Ханоя. Все это резко увеличило количество транспортных средств, как частных, так и общественных.

Несмотря на быстрый рост населения и увеличение транспортных средств, территория и уличная сеть города изменились незначительно. В настоящее время большинство улиц города Ханоя перенасыщены различными транспортными средствами, и часто имеют место длительные заторы на улицах, особенно в часы пик. На многих дорогах Ханоя суточные пассажиропотоки достигают 300.000 пассажиров. Задержка транспортных средств на улицах на- » носит большой ущерб государству и населению города.

Главными особенностями и недостатками транспортной системы города Ханоя являются узкие улицы, нерациональная планировочная структура пересечений улиц, небольшие расстояния между перекрестками, смешанное движение механических и немеханических транспортных средств на улицах и недостаточное развитие общественного пассажирского транспорта.

В городе Ханое общественный пассажирский транспорт имеет низкий уровень обслуживания, испытывает недостаточность средств и удобств и играет вспомогательную роль в перевозке пассажиров. Основной объем перевозок обеспечивается мотоциклами и велосипедами. В настоящее время основными средствами общественного пассажирского транспорта города являются только автобусы, но их очень мало. По данным 2001 года город Ханой имел 333 автобуса, и они перевозили только 3% пассажиров города. Предполагается, что в

2015 г. в Ханое автобусы будут перевозить лишь 14% от общего числа пассажиров.

Недостаточное развитие общественного пассажирского транспорта и его слабая роль в осуществлении транспортного обслуживания населения города являются одной из причин, вызывающих чрезмерное развитие других видов транспорта, а также увеличение количества мотоциклов и велосипедов, которых в Ханое и так непомерно много, и они играют основную роль в перевозке пассажиров столицы.

Большое количество мотоциклов и велосипедов создает напряженность уличного движения и является причиной быстрого роста дорожно-транспортных происшествий и снижения скорости сообщения другими видами транспорта.

Развитие общественного пассажирского транспорта в городе Ханое, отвечающего требованиям жизни современного города, является одной из важнейших задач по совершенствованию и развитию транспортной системы. Общественный транспорт при модернизации подвижного состава, высоких скоростях и комфорте будет активно конкурировать с индивидуальными транспортными средствами и этим значительно разгрузит городские магистрали, повысит безопасность движения и улучшит экологическую обстановку в городе.

Опыт Российской Федерации и других стран мира показывает, что наиболее эффективным выходом из создавшегося затруднительного положения общественного транспорта в городе Ханое является строительство метрополитена.

Как показывает мировой опыт метростроения, каждый новый город, где начинается строительство метрополитена, каждая новая линия на действующем метрополитене — это новая страница в проектировании и строительстве, непременный творческий поиск, сопровождающийся комплексом научных исследований. Решение всех аспектов проблемы от выбора и обоснования рациональных планировочных и технических решений по строительству метрополитена в г. Ханое СРВ, должны быть научно обоснованы.

Цель исследований состоит в обосновании сооружения метрополитена в г.

Ханое с разработкой рациональных планировочных и технических решений по строительству с учетом специфических условий СРВ.

В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:

- изучить инженерно-транспортную инфраструктуру города и перспективное развитие транспорта Ханоя; осуществить анализ возможности строительства метрополитена в Ханое с социальных, экономических и технических точек зрения;

- установить потребность по городским пассажирским перевозкам; определить перспективные транспортные пассажиропотоки на главных магистралях города;

- провести анализ российского и мирового опыта работы действующих метрополитенов с выявлением основных тенденций их развития и оценкой технических и эксплуатационных показателей для использования при проектировании Ханойского метрополитена;

- разработать методику оценки эффективности трассирования линий метрополитена и на её основе разработать рациональную схему сети линий метрополитена в Ханое; выбрать наиболее перспективную первоочередную линию строительства;

- исследовать современные способы работ и применяемое технологическое оборудование по сооружению перегонных тоннелей и станций метрополитенов и на их базе разработать основные технические решения применительно к строительству первоочередной линии метрополитена в г. Ханое;

- исследовать перспективный для условий г. Ханоя механизированный проходческий щит нового типа фирмы "Дайхо" (Япония);

- осуществить геометрическое описание работы нового режущего органа данного щита с математическим оформлением кинематики движения крестовых резцов, ранее не применявшихся при небуровой разработке забоя тоннеля;

- установить рациональное формирование парка тоннелестроительных машин и оборудований;

- изучить с разработкой рекомендаций технико-экономические аспекты строительства метрополитена в г. Ханое.

Методы исследования включают анализ и обобщение материалов, характеризующих транспортную инфраструктуру Ханоя, пассажирооборот и пассажиропотоки в городе, а также анализ данных, опубликованных в технической литературе. Проведенные в диссертационной работе исследования базируются на основе опыта планирования, строительства и эксплуатации метрополитенов в 102 мегаполисах мира и России, применения апробированных теорий линейного программирования процессов массового обслуживания, успешной реализацией в последние два десятилетия новейших прогрессивных тоннелестроительных способов и высоких технологий, математического исследования кинематики новой породоразрушающей системы проходческого щита.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- обобщен мир овой опыт строительства 102 метрополитенов и выявлены основные тенденции их развития, формализованные экспоненциальными зависимостями их строительных и экономических показателей;

- впервые разработана обоснованная схема строительства метрополитена г. Ханоя, с разбивкой по времени и территориальному признаку на пять очередей;

- установлены наиболее целесообразные технологии строительства метрополитена для конкретных условий г. Ханоя и разработана методика расчета определяющих параметров парка строительных машин и механизмов;

- исследована кинематика режущего органа и крестовых резцов перспективного проходческого оборудования в виде нового щита с выводом основных уравнений связи параметров параллельно-звеньевого механизма и нового по-родо-разрушающего инструмента;

- разработана методика расчета экономической эффективности строительства Ханойского метрополитена.

Практическая ценность работы заключается в рекомендациях и обоснованиях строительства метрополитена в г. Ханое как приоритетного вида городского транспорта. Материалы диссертации содержат научно-технические и методические разработки для использования административными, образовательными, проектными и строительными организациями в их работе по совершенствованию городского строительства г. Ханоя и в других городах СРВ. Методика оценки рациональных схем трассирования линий метрополитена по прогнозируемому пассажирообороту, может быть использована в любом городе, где намечается строительство метрополитена. Разработанная методика кинематического описания работы режущего органа щита нового типа является теоретической базой расчета щитов нового поколения.

-91. ПРОБЛЕМРАЗВИТИЯ ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА В ХАНОЕ

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На основе анализа современного состояния городского транспорта в Ханое изучения планировочной структуры, инженерно-транспортной инфраструктуры, анализа технических условий строительства, социально-экономической эффективности, которая будет достигнута в Ханое, а также анализа данных, опубликованных в технической литературе и освещающих мировой опыт проектирования и эксплуатации метрополитенов, обоснована необходимость решения проблемы массовых пассажирских перевозок путем строительства метрополитена.

2. В результате изучения работы существующих 102 метрополитенов мира с оценкой их технико-эксплуатационных параметров по построенным зависимостям экспоненциального вида выявлены основные тенденции развития мирового метростроения и получены исходные показатели для планирования строительства Ханойского метрополитена и перспективы его развития до 2020г. Это позволит обеспечить своевременное решение проблемы городских массовых пассажирских перевозок и дальнейшее развитие Ханоя как крупного административного, коммерческого, делового и туристического центра СРВ.

3. По результатам анализа плотности распределения жителей в районах города, существующей и перспективной сети улиц, провозной способности общественного транспорта, величины пассажиропотоков и пассажирооборота построены картограммы межрайонных корреспонденций, обоснована и разработана радиально-кольцевая схема линий метрополитена Ханоя. Разработана методика выбора рационального варианта трассирования первоочередных линий сети метрополитена на базе теории линейного программирования в виде трансформированной транспортной задачи. Линии считаются рациональными, если они связывают районы, через которые большие пассажиропотоки проходят по кратчайшему направлению.

4. На основе анализа существующих в метростроении способов работ, а также с учетом инженерно-геологических условий строительства, рельефных особенностей местности по трассе, характера застройки городских кварталов и особенности наземных транспортных магистралей на первоочередной линии метрополитена Ханоя, где тоннели пройдут в обводненном неустойчивом грунте, обоснована целесообразность их сооружения согласно следующим технологиям:

- в центре Ханоя, в связи с узкими улицами и плотной городской застройкой наиболее эффективным техническим решением следует считать сооружение перегонных тоннелей без вскрытия земной поверхности с помощью проходческих щитов с уравновешиванием давления в призабойной зоне в сочетании с универсальной сборной железобетонной обделкой с упругими прокладками в стыках. Станции, располагаемые в центре, сооружаются путем непрерывной проходке перегонных тоннелей на всем протяжении пускового участка строящейся линии (3-4км) и последовательного сооружения каждого станционного комплекса;

- при выходе трассы за пределы центральных районов в периферийные, тоннели следует сооружать отрытым способом с вскрытием земной поверхности. Для строительства перегонных и станционных тоннелей первоочередной линии Ханойского метрополитена предлагается полузакрытый способ с закреплением грунтов способом «стена в грунте».

5. В целях использования в СРВ созданных в Японии щитов нового типа (с многоосным приводом) выполнены исследования, раскрывающие основные кинематические закономерности работы режущего органа и крестовых резцов с выводом уравнений связи их основных параметров. Установлен режим работы режущего органа в виде поступательного движения его по круговым траекториям, что обеспечивает разработку подземных выработок различной поперечной формы (от круговой до прямоугольной и других). Найден характер работы крестовых резцов и коэффициент полезного их действия в зависимости от характеристик как резцов, так и режущего органа.

6. Для рационального формирования парка и комплектов строительных машин предложена оптимизационная задача линейного программирования, предусматривающая необходимость включения в себя критерия оптимальности, целевой функции, системы ограничений и методов решения. В результате выполненного анализа установлена целесообразность применения критерия минимума дисконтированных интегральных затрат.

7. Сформулированы источники возможных доходов компаний по эксплуатации метрополитена в целях расширения их участия в инвестициях.

При расчете окупаемости метрополитена предлагается учитывать сокращение затрат на массовом наземном общественном транспорте и экономию времени пассажиров.

8. Установлены источники денежных средств на строительство метрополитена включающие как обязательные государственные бюджетные средства, так и дополнительные от акционерных обществ, выпуск целевых облигаций, кредитов и инвестиций.

9. Бюджетные ассигнования на сооружение метрополитена рекомендуется направить на первоочередные организационно-технические затраты, научные исследования, проектно-изыскательские разработки, возмещение средств по отводу земель, сносам строений, перекладкам подземных коммуникаций и на другие цели.

В заключении необходимо подчеркнуть, что выполненное исследование следует рассматривать как анализ сложившейся в столице СРВ гор. Ханое серьезнейшей проблемы общественного городского транспорта и рекомендуемые пути ее технического решения на основе строительства метрополитена.

1. Абызов А.Г., Зазуминский A.A., Филахтова А.Д. Возведение сооружений методом «стена в грунте», г. Киев: Будивельник, 1976.-204с.

2. Александер К.Э., Руднева H.A. Скоростной рельсовый транспорт в градо-строительстве.-М.: Стройиздат, 1985.-140с.

3. Артынов А.П. О некоторых критериях оптимальности функционирования систем городского пассажирского транспорта. — В кн.: Управление и информация. (вып. 13). Владивосток, 1974, с. 63-74.

4. Артынов А.П. Оптимизация основных эксплуатационных параметров метрополитенов. Труды ЦНИИ МПС выпуск 598 — Проблемы развития метрополитенов СССР. М.: Транспорт, 1978. с. 127-136.

5. Ауэрбах В.М. Сравнительный анализ способов активного пригруза забоя в щитах. //Метро. №1, 1999. с. 18-22.

6. Багриновский К.А., Сумин Г.А. Математические методы в экономике и планировании народного хозяйства. М.: РУДН, 1993.-124с.

7. Белов И.В., Каплан А.Б. Применение математических методов в планировании на железнодорожном транспорте. —М.: Транспорт, 1967.-182с.

8. Болотин A.B. Теоретические основы определения экономической эффективности строительства высокоскоростных пассажирских линий и оценка влияния таких линий на национальных доход. Дисс. на соиск. ученой степ, доктора экон. наук. М. 1995, -406с.

9. Брифли Г.С., Дрейк Р.Д. Концепция удешевления проектирования и строительства метрополитенов /Дайджест зарубежной информации. Приложение к журналу «Подземное пространство мира», 1995, №2, с53-60.

10. Ю.Брызгалова P.M. формирование парков и комплектов строительных машин на объектах строительного строительства: Экономический аспект. Дисс. на соиск. ученой степ, кандидата экон. наук. Новосибирск. 2001.

11. Буемян А.К. Методы формирования парка строительных машин и контроль за их использованием. М., 1980.-217с.

12. Власов С.Н. Строительство метрополитенов. -М.:Транспорт, 1987.-278с.

13. Волков В.П. Тоннели и метрополитены. —М., «Транспорт», 1975.-552с.

14. Гарбер В.А. Тоннели Научные основы проектирования тоннельных конструкций с учетом технологии их сооружения. Часть I. М.: -1996, 169с.

15. Гельфгат JI.B. Об оценке эффективности проектируемых линий. Труды ЦНИИ МПС выпуск 598 — Проблемы развития метрополитенов СССР. М.: Транспорт, 1978. с. 117-120.

16. Гельфгат JI.B. Окупаемость линий метрополитена. //Метрострой. N6.1974. с.26-27.

17. Главатских В.А. Технология строительства метрополитенов. Часть 1. Развитие метрополитенов в России: Учебное пособие. Новосибир: СГУПСа, 2003. -168с.

18. Гликин И.В. Организация и планирование строительства тоннелей и метрополитенов. -М.: ВЗИИТ, 1967.-52с.

19. Голицынский Д.М., Фролов Ю.С., Кулагин Н.И., Строительство тоннелей и метрополитенов. -М.: Транспорт, 1989.-319с.

20. Голубев Г. Е., Проблемы подземной урбанистики. -М.: ТИМР, 1998.-20с.

21. Гольденберг И.Л. Оценка экономической эффективности технических средств в организации транспортного строительства.- М.: 1973.-246с.

22. Гольштейн Е.Г. Задачи линейного программирования транспортного типа. — М.: «Наука», 1969.-382с.

23. Дворковский В.Я., Грузинов А.И. Оптимизация состава погрузочно-транспортных комплектов //Механизация строительства. 1998. №12. с 14-17.

24. Доан Тхэ Тыонг. Инженерно-геологические условия территории г. Ханоя и рациональное её использование. Автореферат кандидатской диссертации. JI. 1991.-21с.

25. Дорман Я.А., Специальные способы работ при строительстве метрополитенов. М.: Транспорт, 1981. -303с.

26. Жинкин Г.Н. Экономика железнодорожного транспорта и строительства. -М.: Транспорт, 1983.-568с.

27. Калиничев В.П. Метрополитены. -М.: Транспорт, 1988.-280с.

28. Кафиатуллин М.А., Проектирование Казанского метрополитена.//Подземное пространство мира. N1, 2001. с. 14-17.

29. Коломеец A.B., Пучков К.Ф. Пути снижения стоимости железнодорожного строительства.-М.:-1957, 79с.

30. Конюхов Д.С. Использование подземного пространства. Учеб. пособие для вузов. М.: Архитектура-С, 2004.-296с.

31. Кошелев Ю.А. Техническая информация «строительство метрополитенов и железнодорожных тоннелей в Японии» (по материалам зарубежной командировки).—М. 1971.

32. Крук Ю.Е. Отечественное метростроение на границе тысячелетий. //Подземное пространство мира. N1, 2001. с.3-5.

33. Крук Ю.Е., Оганесов Г.И. и др. Метрополитен в Казани. //Метро. №4, 1999. с.8-11.

34. Крук Ю.Е., Оганесов Г.И. Итоги и перспективы метростроения в России. //Метро. №1, 2000. с.4-7.

35. Ледяев А.П. Автотранспортные тоннели в дельте реки Невы. Дисс. на соиск. ученой степ, доктора техн. наук. — С. 1996, -343с.

36. Лемегов A.B. Подземная урбанистка и формирование каркаса социальной активности города. Труды международной конференции — Проектирование, строительство и эксплуатация комплексов подземных сооружений. Екатеринбург: Изд-во УГТГА, 2004. с60-62.

37. Лиманов Ю.А. Метрополитены. -М.: Транспорт, 1971.- 359с.

38. Лобанов Е.М. Транспортная планировка городов. М.: Транспорт, 1990, 240с.

39. Луцкий С.Я., Сакун Б.В. Повышение эффективности строительного производства при техническом перевооружении.//Подземное пространство мира. №1,2004, с21-24.

40. Любарский Р. Об оптимальной протяженности линий в системе метрополитена. // Метро. №3, 1985. с.30-32.

41. Маковский Л.В. Городские подземные транспортные сооружения: учеб. пособие для вузов.-М.: Стройиздат, 1985.-439с.

42. Меркин В.Е. Опыт применения Новоавстрийского метода сооружения тоннелей в практике фирмы «Beton und Monierbau». //Подземное пространство мира. N2, 1995. с.33-38.

43. Меркин В.Е., Маковский Л.В. Прогрессивный опыт и тенденции развития современного тоннелестроения. М: ТИМР, 1997.-192с.:ил.

44. Насонов И.Д., Ресин В.И., Шуплик М.Н., Фодюкин В.А. Технология строительства подземных сооружений. Строительство горизонтальных и наклонных выработок: Учебник для вузов. — М.: 1998.-317с.

45. Нестеров Е.П. Транспортные задачи линейного программирования. —М.: Транспорт, 1971.-216с.

46. Овечников Е.В., Фишельсон М.С., Городской транспорт. Учебник для вузов. М., «Высшая школа», 1967,-352с.

47. Оганесов Г.И. Методика обоснования строительства метрополитенов. //Метро. N4.1994. с.4-8.

48. Оганесов Г.И., Действующие метрополитены в городах России. //Метро, N2, 1994. с.4-8.

49. Оганесов Г.И., Крук Ю.Е. Программа развития и размещения метрополитенов в городах России. // Метро. №5-6, 1994. с. 1-4.

50. Оганесов И.С., Войтович С.А. Экономика, организация и планирование транспортного строительства. М.: Транспорт, 1977. 366с.

51. Петренко Е.В. Организация освоения подземного пространства. Свершения и надежды. М.:ТИМР.2002.406с.

52. Петренко Е.В., Удовиченко В.М. Современная инвестиционная политика в области подземного строительства. // Подземное пространство мира. N2-3, 2004. с.7-10.

53. Пособие по проектированию метрополитенов. МЕТРОГИ11РОТРАНС. 1992.-145с.

54. Правдин Н.В., Негрей В.Я.> Взаимодействие различных видов транспорта в узлах. -Мн.: «Высш. школа», 1983.-247с.

55. Рекомендации по выбору тоннелепроходческих механизированных комплексов с активным пригрузом забоя при строительстве тоннелей в сложныхинженерно-геологических и градостроительных условиях (под ред. Бочарова В.Ф. и Власова С.Н.). -М.: 2004.-94с.

56. Рекомендации по экономической оценке показателей работы и услуг метро-политенов//МПС СССР Гл. упр. метрополитенов.—М.: Транспорт, 1991. -32с.

57. Саламех Али. Обоснование строительства метрополитена в Дамаске.// Подземное пространство мира, №2,2000г. с.22-28.

58. Самойлов В.П., Власов С.Н., Валиев А.Г. Современные щитовые машины с активным пригрузом забоя для проходки тоннелей в сложных инженерно-геологических условиях.-М.:2003. -70с.

59. Самойлов В.П., Малицкий B.C. Новейшая японская техника щитовой проходки тоннелей. Справ. - информ. Изд. — М.: «Империум Пресс», 2004, -232с.

60. Самойлов Д.С., Дубровин E.H., Городской скоростной пассажирский транспорт. -М, «Высш. школа», 1975.

61. Самойлова Д.С. Городской скоростной пассажирский транспорт. Учеб. пособие для вузов. М., «Высш. школа», 1975.-231с.

62. Сафронов Э., Бирюков В., Оганесов Г. Эффективность развития метрополитенов в крупнейших городах России. //Метро. N1.1994. с.5-7.

63. Сигаев A.B. Планировочные и транспортные проблемы городских агломераций. М.: -1978,153 с.

64. Симпсон Б. Планирование развития городов и общественный транспорт в Великобритании, Франции и ФРГ. Пер. с англ.-М: Транспорт, 1990.-96с.

65. Скалова К.Ю. Методика технико-экономических расчетов при развитии транспортных узлов. -М.: Транспорт, 1972.-568с.

66. Смирнов H.H. Некоторые тенденции отечественного тоннелестроения. // Метрострой. №1, 1991. с.8-10.

67. Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство сооружений и фундаментов способом «стена в грунте». М.: Стройиздат, 1986.-216с.

68. Строкин И.И. Оценка эффективности использования ресурсов в строительстве. М.: Стройиздат, 1982.-188с.-20876. Фишельсон М.С., Городские пути сообщения. Изд-во «Высшая школа», 1967,-368с.

69. Фишельсон М.С., Транспортная планировка городов. М., «Высшая школа», 1985, 239с.

70. Фролов Ю.С., Голицынский Д.М., Ледяев А.П. Метрополитены. Учебник для вузов/Под ред. Ю.С. Фролова. М.: «Желдориздат», 2001.-528с.

71. Фролов Ю.С., Крук Ю.Е., Метрополитены на линиях мелкого заложения -Новая концепция строительства. —М.: ТИМР, 1994.-243с.

72. Храпов В.Г., Демешко Е.А., Наумов С.Н., Тоннели и метрополитены. —М.: Транспорт, 1989.383с.

73. Шульга В.Я. Экономика железнодорожного строительства.-М.: Транспорт, 1982.-336с.

74. Шуплик М.Н. Строительства подземных сооружений.-М.:Недра, 1990.-3 84с.

75. Якушкин И.М. Пассажирские перевозки на метрополитенах. М.: Транспорт, 1982.-175с.

76. Walter J. Hinkel, Karl Treiber, Gerhard Valenta. Underground Railways — Yesterday-Today-Tomorrow from 1863 up to the year 2000. Compress Verlag, Vi-enna.-366p.1. На Вьетнамском языке:

77. Ханойский горисполком. Генеральный план транспорта города Ханоя Вьетнама. Ханой, 1997.-301с.

78. Министерство строительства СРВ. Генеральный план развития транспорта города Ханоя до 2020 г. Ханой, 1997.- 59с.

79. Ханойский горисполком. Развитие общественного транспорта города Ханоя. Ханой, 2002.

80. Чан Дык Лыонг, Нгуен Суан Бао. Геология Вьетнама, 1989.