«Тоннелестроение: Практическое руководство»

[11] Рис. 89–91 взяты из статьи С. У. Хопкинса в Harvard Engineering Journal, апрель 1903 г., о тоннеле Форт-Джордж.

Сечение G-H.

Продольный разрез.

Рис. 92. — Поперечный и продольный разрез тоннеля, разработанного и закрепленного по американскому методу.

Крепление.

— При американском методе тоннелестроения используется продольное крепление. Фактически, крепление состоит из ряда продольных брусьев, поддерживающих доски, уложенные поперечно оси тоннеля и упирающиеся в кровлю выработки. Эти брусья свода во время разработки и сразу после нее временно поддерживаются радиальными лесоматериалами, образующими почти веерообразную конструкцию, но вскоре она заменяется постоянной, состоящей из многоугольной деревянной рамы из пяти или семи сегментов, которые нарезаны по размерам. Наклонные стойки забоя, радиальные стойки временной деревянной конструкции и брусья свода — все это круглые лесоматериалы диаметром от 10 до 12 дюймов. Все остальные лесоматериалы имеют квадратное сечение, обычные размеры — 10 × 10 дюймов или 12 × 12 дюймов, за исключением стеновых брусьев, которые имеют размер 14 × 14 дюймов. Размеры различных элементов крепления и расстояние между различными рамами варьируются в зависимости от качества грунта. Например, в обычных рыхлых грунтах рамы устанавливаются с шагом от 4 до 6 футов, но в очень мягких грунтах они возводятся только с шагом 3 или 3 1/2 фута.

Преимущественно на юго-западе, в тоннелях, разработанных по американскому методу, крепление оставлялось в качестве постоянной обделки, и только спустя много лет, когда эта временная конструкция сгнивала или сгорала, тоннели облицовывались каменной кладкой. Но во многих случаях вся деревянная конструкция оставлялась на месте, даже когда тоннель облицовывался каменной кладкой сразу после завершения разработки. Обычно это делалось, когда тоннель облицовывался бетонной кладкой. В таком случае крепление оставлялось для поддержки давления кровли, пока бетон был пластичным и до того, как он затвердевал.

Кружала.

— При американском методе все сечение тоннеля открыто до возведения обделки, поэтому каменная кладка может возводиться от основания вверх. Кружала спроектированы так, чтобы поддерживать только вес каменной кладки во время ее возведения, а не давления тоннеля, как в других методах, и, следовательно, они имеют легкую конструкцию. Кружала, описанные для тоннеля Мюррей-Хилл, стр. 123, могут с успехом использоваться при возведении бетонной обделки в тоннелях в рыхлых грунтах, разработанных по американскому методу.

Транспортировка.

— Разработка забоя и верхней секции тоннеля обычно значительно опережает нижний уступ, следовательно, транспортировка как обломков, так и строительных материалов осуществляется на двух разных уровнях, а именно: на нижнем уступе и на полу тоннеля. Когда забой и разработка нижнего уступа находятся на расстоянии не более 50 футов друг от друга, транспортировку можно удобно осуществлять по полу тоннеля, в то время как материалы и обломки в верхней секции тоннеля перевозятся тачками или легкими вагонетками, приводимыми в движение вручную. Однако на большем расстоянии удобнее использовать легкие вагонетки, движущиеся по путям узкой колеи по всему тоннелю. В этом случае пути на полу тоннеля и на верху нижнего уступа соединяются с помощью наклонной платформы, по которой вагонетки могут подниматься и спускаться, не мешая разработке нижнего уступа. Здесь, как правило, тоннели разрабатывались в грунтах, считающихся хорошими, обычно в скальных породах, в то время как рыхлые грунты встречались только на небольших участках. Тот же метод разработки для любого встреченного материала, безусловно, очень удобен, так как обеспечивает большую регулярность в работе; отсюда его широкое использование. Большим недостатком этого метода является двойное крепление, а именно: многоугольное и продольное крепление, сменяющие друг друга, тогда как одно из них можно было бы легко исключить. Другой недостаток заключается в том, что он требует большего объема разработки в случае, если крепление оставляется на месте.

АВСТРИЙСКИЙ МЕТОД.

Австрийский метод разработки полного сечения тоннеля в мягких грунтах впервые был использован при строительстве тоннеля Оберау на Лейпцигско-Дрезденской железной дороге в Австрии в 1837 году. Он заключается в разработке полного сечения и возведении каменной обделки от основания, как и в английском методе, но с важным исключением: обратный свод строится в последнюю очередь, а не в первую, во всех случаях, кроме тех, где наличие очень рыхлого грунта требует его возведения в первую очередь. Еще более важное различие между двумя методами заключается в том, что разработка выполняется меньшими секциями и является непрерывной в австрийском методе, вместо того чтобы чередоваться с каменными работами, как это происходит в английском методе.

Разработка.

— Разработка при австрийском методе начинается с проходки нижней центральной выработки № 1, рис. 93, поднимающейся от пола сечения тоннеля почти до высоты пяты свода. Когда эта выработка пройдена вперед на расстояние от 12 до 20 футов или иногда больше, на такое же расстояние проходится центральный верхний забой № 2. Следующая операция — удаление части № 3, тем самым формируя центральный проход на всю глубину сечения тоннеля в центре. Эта траншея расширяется путем удаления частей № 4, 5, 6, 7 и 8 в указанном порядке, пока не будет раскрыто полное сечение. Модификация этого плана разработки показана на рис. 94, который используется в прочных грунтах.

Рис. 93 и 94. — Схемы, показывающие последовательность разработки при австрийском методе тоннелестроения.

Крепление.

— Каждая часть сечения крепится по мере разработки. Нижняя центральная выработка, разрабатываемая первой, крепится путем укладки поперечного лежня на пол, установки на него двух боковых стоек и перекрытия их поперечным брусом, концы которого выступают за боковые стойки и имеют врубки, как показано на рис. 95. Верхний центральный забой № 2, который разрабатывается следующим, крепится с помощью двух боковых стоек, опирающихся на подкладки и несущих поперечный верхняк, как также показано на рис. 95. Иногда боковые стойки в рамах крепления забоя также опираются на поперечный лежень, как и стойки нижней выработки. Эта конструкция обычно применяется в рыхлых грунтах. Когда используется лежень, средняя часть, № 3, крепится путем вставки боковых стоек между низом верхнего лежня и верхняком рамы в выработке ниже. Однако, когда стойки рамы верхнего забоя опираются на подкладки, практикуется замена их длинными стойками, поднимающимися от верхняка рамы нижней выработки к верхняку рамы верхнего забоя. Далее, когда промежуточный лежень используется на нижнем уровне верхнего забоя, он выступает за боковые стойки и имеет врубки на концах.

Рис. 95–97. — Схемы, показывающие конструкцию крепления, австрийский метод.

После завершения крепления центральной траншеи следующая задача — закрепить части № 4 и 5. Это делается путем продолжения верхнего лежня с помощью лесоматериала, имеющего один конец с врубкой для соединения с выступающим концом лежня, находящегося на месте. Этот удлинительный лесоматериал показан под буквой a, рис. 96. Следующая операция — установка лесоматериала b, один конец которого опирается на верхняк рамы верхнего забоя, а другой скошен и опирается на верх лежня a около конца. Лесоматериал b укладывается по касательной к кривой свода, и для поддержки его от изгиба вставляется подкос c, как показано. Для восприятия упора этого подкоса вставляется дополнительная стойка d, и первоначальная рама нижней выработки усиливается, как показано. Следующий шаг — вставка подкоса e, и когда эта и предыдущая конструкции дублируются на противоположной стороне сечения тоннеля, крепление частей № 1–5 включительно завершено. Затем удаляется часть № 6 и крепится путем удлинения верхняка нижней выработки лесоматериалом, подобным лесоматериалу a выше, а затем путем вставки бокового подкоса между внешними концами этих двух лесоматериалов, как указано на рис. 97. По мере удаления последних частей, № 7 и 8, вставляется наклонный подкос a, рис. 97, как показано. Когда грунт рыхлый, некоторые элементы каркаса удваиваются и вводится дополнительное раскрепление, как показано на рис. 97.

Описанные рамы устанавливаются с интервалами около 4 футов вдоль разработки и раскрепляются между собой горизонтальными распорками. Некоторые продольные несущие брусья, как b на рис. 97, также проходят через две или три рамы и помогают связать их вместе. Наконец, продольные затяжки, простирающиеся от одной рамы к другой вдоль стенок выработки, служат для их соединения. Короткий поперечный брус c, рис. 90, расположенный чуть выше пола обратного свода, служит для поддержки настила, на котором укладываются пути для вагонеток. Помимо деревянного крепления, характерного для австрийского метода, при тоннелестроении австрийским способом часто используется железное крепление Ржиги, описанное в предыдущей главе.

Рис. 98. — Схема, показывающая способ возведения каменной обделки, австрийский метод.

Кружала.

— Две формы кружал, используемые в английском методе тоннелестроения, также используются в австрийском методе. Один из способов поддержки этих кружал показан на рис. 98. Затяжной брус кружала опирается на продольные лесоматериалы, поддерживаемые рамами крепления и промежуточными подкосами. В однопутных тоннелях также часто практикуется опирание концов затяжных брусьев в ниши, оставленные в кладке боковых стен, с промежуточными подкосами, вставленными для предотвращения изгиба в центре. Когда используется железное крепление Ржиги, оно также служит для кружал, на которых возводится каменная кладка свода.

Каменная кладка.

— В австрийской системе тоннелестроения обделка возводится от основания боковых стен вверх до замка свода секциями в последовательных кольцах, равных длинам последовательных раскрытий полного сечения, или длиной от 12 до 20 футов. За исключением редких случаев в очень рыхлых грунтах, обратный свод является последней частью каменной кладки, которую нужно возвести, поскольку для его возведения в первую очередь требуется удаление крепления, что нельзя легко или безопасно выполнить до завершения боковых стен и свода. Однако по мере возведения оснований боковых стен их внутренние грани оставляются наклонными, как показано на рис. 97 и 98, готовыми для вставки обратного свода, и тем временем удерживаются от сползания внутрь путем вставки подкладок между ними и низом крепления. Рис. 98 показывает характер этих подкладок, а также способ, которым каменная кладка боковых стен и свода ведется вверх. Наконец, когда свод замкнут и кружала сняты, крепление разбирается и возводится обратный свод.

Преимущества и недостатки.

— Основными преимуществами, приписываемыми австрийскому методу тоннелестроения, являются: (1) Разработка ведется путем проходки большого количества последовательных малых галерей, которые немедленно крепятся, поэтому окружающий материал мало нарушается; (2) принятый многоугольный тип крепления легко возводится и обладает большой прочностью против симметричных давлений; (3) каменная кладка, возводимая от основания вверх, представляет собой единую однородную конструкцию и, таким образом, лучше способна противостоять опасным давлениям; (4) разработка ведется так, что каменщики и разработчики не мешают друг другу, и оба могут работать одновременно. Недостатками, которыми обладает метод, являются: (1) Крепление, будучи очень прочным при симметричных давлениях, как вертикальных, так и боковых, легко деформируется несимметричными вертикальными или боковыми давлениями, а также давлением в направлении оси тоннеля; (2) возведение обратного свода в последнюю очередь подвергает боковые стены опасности быть сдавленными вместе, вызывая поворот свода того типа, который обсуждался при описании бельгийского метода тоннелестроения.

ГЛАВА XV. МЕТОД ДЛЯ ОСОБО КОВАРНЫХ ГРУНТОВ; ИТАЛЬЯНСКИЙ МЕТОД; ТОННЕЛЕСТРОЕНИЕ В ПЛЫВУНАХ; ПИЛОТНЫЙ МЕТОД.

ИТАЛЬЯНСКИЙ МЕТОД.

Итальянский метод тоннелестроения впервые был применен при строительстве тоннеля Кристина на железной дороге Фоджа — Беневенто в Италии. Этот тоннель проходил через слоистую глину самого коварного характера, и после того, как были опробованы и потерпели неудачу различные другие методы тоннелестроения в мягких грунтах, г-н Проке, инженер, разработал и успешно применил метод, который теперь известен как итальянский или метод Кристина. Итальянский метод — это, по сути, метод для коварных грунтов. Он заключается в разработке нижней половины сечения с помощью нескольких последовательных выработок и возведении обратного свода и боковых стен; затем пространство снова заполняется, разрабатывается верхняя половина сечения, и возводятся оставшаяся часть боковых стен и свод; наконец, грунтовая засыпка в нижней половине сечения снова разрабатывается, и тоннель завершается. Метод является дорогостоящим, но он оказался удивительно успешным в коварных грунтах, таких как грунты Апеннинских гор, в которых расположены некоторые из наиболее известных итальянских тоннелей. Более того, это метод для однопутных тоннелей, поскольку любой грунт, настолько коварный, что оправдывает его использование, слишком коварен, чтобы позволить разработать проем достаточного размера для двухпутной железной дороги, за исключением случаев использования щитов.

Разработка.

— План разработки при итальянском методе показан на схеме рис. 99. Работа начинается с проходки центральной нижней выработки № 1, которая расширяется путем выемки частей № 2. Наконец, удаляется часть № 3, и нижняя половина сечения раскрыта. Как только в этой выработке была возведена каменная кладка обратного свода и боковых стен, части № 2 снова заполняются грунтом. Затем начинается разработка центрального верхнего забоя № 4, который расширяется путем удаления грунта части № 5. Грани этой последней части наклонены так, чтобы уменьшить их тенденцию к сползанию и позволить разместить большее количество радиальных подкосов. Затем разрабатываются части № 6, и когда это сделано, все сечение, за исключением тонкой полосы № 7, раскрыто. На концах части № 7 пробиваются узкие траншеи, чтобы достичь верха боковых стен, уже построенных в нижней половине сечения. Затем завершается каменная кладка для верхней половины сечения, и часть № 7 и заполнение в частях № 2 удаляются. Различные выработки и забои, а также части, разработанные для их расширения, редко разрабатываются более чем на 6–10 футов впереди обделки.

Рис. 99. — Схема, показывающая последовательность разработки при итальянском методе тоннелестроения.

Рис. 100. — Схема, показывающая крепление для нижней части сечения.

Крепление.

— Нижняя центральная выработка, которая проходится первой, крепится с помощью рам, состоящих из боковых стоек, опирающихся на подкладки на полу и несущих верхняк. Вокруг стенок размещаются затяжки, простирающиеся от одной рамы к другой. Как только обратный свод достаточно завершен, чтобы позволить это, боковые стойки рам крепления заменяются короткими подкосами, опирающимися на кладку обратного свода, как показано на рис. 100. Чтобы позволить удалить старые боковые стойки и вставить новые более короткие, верхняк рамы временно поддерживается наклонными подкосами, расположенными, как показано на рис. 103. Когда разрабатываются части № 2, кровля крепится путем вставки поперечных верхняков a, рис. 100, внешние концы которых поддерживаются системой подкосов b, c, d и e. Продольные затяжки, поддерживающие потолок и стены, удерживаются на месте верхняком a и боковым лесоматериалом e. Для жесткости рам в продольном направлении тоннеля между ними вставляются горизонтальные продольные распорки.

Разработка верхней половины сечения тоннеля крепится, как в бельгийском методе, радиальными подкосами, несущими продольные брусья кровли и поперечные затяжки. Из-за огромных давлений, развиваемых коварными грунтами, в которых только и применяется итальянский метод, радиальные рамы крепления и брусья свода должны обладать большой прочностью, в то время как последовательные рамы должны устанавливаться с частыми интервалами, обычно не более 3 футов. После того как каменные боковые стены были возведены в нижней части выработки, вдоль боковых стоек рам нижней центральной выработки укладываются продольные доски, чтобы сформировать ограждение для заполнения частей № 2. Цель этого заполнения — главным образом предотвратить сдавливание боковых стен внутрь.

Рис. 101 и 101A. — Схемы, показывающие конструкцию кружал, итальянский метод.

Кружала.

— Из-за больших давлений, которые необходимо выдерживать в коварных грунтах, в которых используется итальянский метод, конструкция кружал должна быть очень прочной и жесткой. Рис. 101 и 101A показывают два распространенных типа конструкции кружал, используемых с этим методом. Конструкция, показанная на рис. 101, является прочной там, где необходимо выдерживать только давления, нормальные к оси тоннеля, но она может скручиваться под давлением, параллельным оси тоннеля. В конструкции, показанной на рис. 101A, предусмотрено специальное приспособление для противодействия давлениям, нормальным к плоскости кружала, или скручивающим давлениям, за счет прочности поперечного раскрепления, проходящего горизонтально через кружало.

Рис. 102. — Схема, показывающая обратный свод и кладку основания, итальянский метод.

Каменная кладка.

— Возведение каменной обделки начинается с обратного свода, как показано на рис. 100, и ведется до кровли частей № 2, как уже указано, а затем прекращается до тех пор, пока не будут разработаны верхние части № 4, 5 и 6. Следующий шаг — пробивка боковых траншей на концах части № 7, которые достигают верха завершенных боковых стен. Эта операция оставляет путь свободным для завершения боковых стен и возведения свода обычным для таких работ в тоннелестроении способом. Поскольку этот метод тоннелестроения используется только в очень мягких грунтах, которые проседают под нагрузкой, обычной практикой является возведение обратного свода и боковых стен на непрерывном бетонном фундаментном курсе, как показано на рис. 102. Обделка обычно возводится последовательными кольцами, и принимаются обычные меры предосторожности в отношении заполнения пустот за обделкой. Толщина обделки основана на цифрах для слоистой глины третьего вида, приведенных в Таблице II.

Транспортировка.

— Система транспортировки, принятая при этом методе тоннелестроения, очень проста, поскольку разработка различных частей ведется только на 6–10 футов вперед, и работа продвигается медленно, чтобы позволить возведение тяжелого крепления. Для вывоза материала из нижней центральной выработки используются пути узкой колеи, поддерживаемые поперечными брусьями между боковыми стойками выше линии пола. Эта же линия узкой колеи используется для вывоза части материала из частей № 2, оставшаяся часть которых оставляется и используется для обратной засыпки после того, как была возведена нижняя часть обделки, как описано ранее. Поскольку верхняя половина сечения разрабатывается, как в бельгийском методе, может быть использована система транспортировки с наклонными плоскостями к полу тоннеля внизу, что является характерной чертой этого метода. Однако более обычной практикой, поскольку разработка ведется на такое небольшое расстояние вперед и продвигается так медленно, является обработка породы из верхней части сечения с помощью тачек, которые сбрасывают ее в вагонетки, движущиеся по полу тоннеля внизу. Ручной труд также используется для подъема строительных материалов, используемых при возведении верхней секции. Пути на полу тоннеля, помимо того, что они простираются до забоя передовой нижней центральной выработки, имеют правые и левые стрелки, которые используются при удалении обратной засыпки в частях № 2, породы из верхней части сечения и материала части № 7. Рис. 103 — это продольный разрез, показывающий план разработки и крепления, принятый при итальянском методе.

Рис. 103. — Схема, показывающая продольный разрез тоннеля в процессе строительства, итальянский метод.

Модификации.

— Часто случается, что засыпка, помещенная между боковыми стенами и опалубкой, которая практически представляет собой пространство, занимаемое частями № 2, оказывается недостаточной для сопротивления внутреннему давлению стен, и они наклоняются внутрь. В таких случаях обычным средством является замена земляной засыпки временным каменным сводом, возведенным между боковыми стенами, с пятами у основания стен и замком непосредственно под уровнем их верха, как показано на рис. 107. Эта конструкция была применена в тоннеле Стацца в Италии. В этом тоннеле разработка началась с проходки центральной штольни № 1 (рис. 104) с немедленным ее креплением, как показано на рис. 105. Затем были извлечены и закреплены остальные части, № 2 и № 3, завершающие нижнюю часть сечения. Пока часть № 2 разрабатывалась в основании и строилась центральная часть обратного свода, продольные верхние брусья, поддерживающие кровлю выработки, временно опирались на наклонные стойки, показанные на рис. 106. После завершения обратного свода и боковых стен на высоту 2 или 3 фута между боковыми стенами был возведен толстый каменный свод, как показано на поперечном разрезе на рис. 107 и на продольном разрезе на рис. 106. Этот свод раскреплял боковые стены, препятствуя их наклону внутрь, и нес короткие стойки для поддержки верхних брусьев. Пазухи свода также были заполнены утрамбованным грунтом. Верхняя половина сечения была разработана, закреплена и обделана, как при стандартном итальянском методе, описанном ранее. Когда обделка была завершена, свод, установленный между боковыми стенами, был разобран и удален.

Рис. 104. — Схема, показывающая последовательность разработки, тоннель Стацца.

Рис. 105. — Схема, показывающая метод крепления первой штольни, тоннель Стацца.

Рис. 106 и 107. — Схемы, показывающие конструкцию временного крепежного свода, тоннель Стацца.

Преимущества и недостатки.

— Главное преимущество, приписываемое итальянскому методу тоннелестроения, заключается в том, что тоннель строится двумя отдельными частями, каждая из которых разрабатывается, крепится и обделывается отдельно, что позволяет успешно применять его в очень коварных грунтах. Его главный недостаток — чрезмерная стоимость, что ограничивает его использование тоннелями в коварных грунтах, где другие методы крепления применить невозможно.

ТОННЕЛЕСТРОЕНИЕ В ПЛЫВУНАХ.

Когда подземный поток воды с силой проходит через слой песка, он вызывает явление, известное как плывун. Это явление обусловлено мелкозернистостью частиц песка и силой воды, и его активность прямо пропорциональна им. Когда песок ограничен в объеме, он представляет собой хорошее основание, так как практически несжимаем. Поэтому для успешной работы в плывунах необходимо осушить их и ограничить перемещение частиц песка, чтобы они не могли вымываться водой. Это наблюдение подсказывает способ действий, принятый при проходке тоннелей в плывунах: осушить сечение тоннеля путем проходки галереи по его подошве для сбора и отвода воды, а также предотвратить движение или вытекание песка путем крепления стенок выработки плотной опалубкой.

Поскольку песок должен быть осушен и ограничен, как описано выше, необходимо применять обычные методы тоннелестроения в слабых грунтах со следующими модификациями:

(1) Первой задачей является проходка нижней галереи для осушения тоннеля. Эта галерея должна быть обделана плотно уложенными досками и достаточно укреплена внутренними рамами для предотвращения деформации обделки. Промежутки или швы между досками обделки следует заполнить соломой, чтобы обеспечить фильтрацию воды, но предотвратить перемещение песка.

(2) По мере продвижения разработки стенки должны крепиться плотно уложенными досками, удерживаемыми в нужном положении внутренним каркасом; швы между досками следует заполнить соломой.

(3) Каменная обделка должна возводиться последовательными кольцами, а работы должны быть организованы так, чтобы вода, просачивающаяся через бока и кровлю, собиралась и немедленно удалялась из тоннеля.

Разработка.

— Лучшим и наиболее часто применяемым методом проходки тоннелей в плывунах является модификация бельгийского метода. На первый взгляд может показаться опасным поддерживать свод кровли, как это характерно для данного метода, на неразработанном грунте внизу, когда этот грунт является плывуном, но если песок хорошо ограничен и осушен, риск на самом деле невелик. После бельгийского метода немецкий метод, пожалуй, является лучшим для тоннелестроения в плывунах. В этих сравнениях щитовая система тоннелестроения пока не рассматривается. Этот метод будет описан в следующих главах. Всякий раз, когда применяются любые из ранее описанных систем тоннелестроения, первой задачей всегда является проходка дренажной галереи по подошве сечения.

Предполагая, что принят бельгийский метод, первой задачей является проходка центральной нижней штольни, подошва которой находится на уровне экстрадоса обратного свода. Эта штольня немедленно крепится последовательными поперечными рамами, состоящими из лежня, боковых стоек и верхняка, которые поддерживают плотное дощатое крепление или обделку с заполнением швов соломой. Между боковыми стойками каждой поперечной рамы, примерно на уровне интрадоса обратного свода, устанавливается поперечная балка; на эти балки укладывается дощатый настил, который разделяет штольню горизонтально на две секции, как показано на рис. 108; нижняя секция образует крытый дренаж для просачивающейся воды, а верхняя обеспечивает проход для рабочих и вагонеток. Нижняя штольня проходится как можно дальше вперед, чтобы осушить песок на максимально возможное расстояние перед фронтом работ. После строительства нижней дренажной штольни начинается собственно разработка, как это обычно делается при бельгийском методе, путем проходки верхнего центрального забоя, как показано на рис. 108. Этот забой углубляется и расширяется обычным для бельгийского метода способом, пока верхняя часть сечения не будет открыта до пят свода кровли. Для сбора просачивающейся воды из центрального верхнего забоя он снабжается центральным нижним дренажем, устроенным подобно дренажу в нижней штольне, как показано на рис. 108. Когда верхний забой углубляется до уровня пят свода кровли, его нижний дренаж перестраивается на новом уровне и служит для осушения всего верхнего сечения, открытого для строительства свода кровли. Этот верхний дренаж обычно устраивается так, чтобы сбрасывать воду в дренаж нижней штольни.

Рис. 108. — Схема, показывающая предварительные дренажные галереи, метод для плывунов.

Рис. 109. — Схема, показывающая конструкцию крепления кровли, метод для плывунов.

Крепление.

— Метод крепления нижней штольни уже был описан. Для остальной части выработки применяется обычный бельгийский метод радиальных рам крепления кровли, как показано на рис. 109. Вопреки ожиданиям, количество требуемых радиальных стоек обычно не больше, чем использовалось бы во многих других грунтах, помимо плывунов. Однопутные железнодорожные тоннели в нескольких случаях строились в плывунах, где количество радиальных стоек, необходимых с каждой стороны от центра, не превышало четырех или пяти. Однако необходимо укладывать затяжки очень плотно друг к другу и заполнять швы между ними, чтобы предотвратить приток мелкого песка. При креплении нижней части сечения также необходимо поддерживать бока плотной опалубкой. Она обычно удерживается на месте продольными брусьями, раскрепленными короткими распорками против наклонных стоек, используемых для поддержки свода кровли, когда материал, на который они первоначально опирались, удаляется. Это боковое крепление показано с правой стороны на рис. 110.

Рис. 110. — Схема, показывающая конструкцию каменной обделки, метод для плывунов.

Каменная кладка.

— Как только верхняя часть сечения открыта, строится свод кровли, пяты которого опираются на доски, уложенные на неразработанный грунт внизу. Этот свод строится точно так же, как при обычном бельгийском методе, описанном ранее, с использованием тех же форм кружал и тех же методов на всем протяжении, за исключением того, что затяжки крепления обычно оставляются над кладкой свода. Чтобы предотвратить возможность просачивания воды через кладку свода, многие инженеры также советуют оштукатуривать экстрадос свода слоем цементного раствора. Эта штукатурка предназначена для отвода воды вдоль пазух свода и вниз за боковые стены. При строительстве каменной кладки под сводом кровли сначала строится обратный свод, вопреки обычному бельгийскому методу, а боковые стены возводятся с каждой стороны от кладки обратного свода. В кладке обратного свода, а также в боковых стенах непосредственно над интрадосом обратного свода оставляются дренажные отверстия. В центре обратного свода внутри его кладки устраивается водосточный канал или дренаж, как показано на рис. 110. Этот канал обычно делается эллиптического сечения с горизонтальной большой осью и имеет отверстия через частые промежутки в верхней части. Толщина каменной обделки, требуемая в плывунах, показана в таблице II.

Удаление просачивающейся воды.

— После завершения строительства тоннеля вода, просачивающаяся через дренажные отверстия, оставленные в кладке, выходит из тоннеля, следуя направлению нисходящих уклонов. Однако во время строительства должны быть предусмотрены специальные средства для удаления воды из выработки, характер которых зависит от метода разработки и уклонов подошвы тоннеля. Когда разработка ведется только от порталов, если тоннель не имеет нисходящего уклона от центра к каждому концу, подошва тоннеля в одном забое будет ниже уровня портала, или, другими словами, нисходящий уклон будет направлен к месту ведения работ, в то время как у противоположного портала уклон будет направлен от места работ. В последнем случае удаление просачивающейся воды легко осуществляется с помощью дренажного канала вдоль подошвы выработки. В первом случае вода, стекающая к забою, собирается в зумпф, и если разница уровней между этим зумпфом и порталом невелика, для ее удаления можно использовать сифон. Там, где сифон использовать нельзя, для удаления воды устанавливаются насосы. Когда тоннель разрабатывается с помощью шахт, у каждой шахты возникает условие одного высокого и одного низкого забоя по сравнению с уровнем шахты. Поэтому, как правило, в основании шахты устраивается зумпф; канал от высокого забоя дренирует непосредственно в зумпф шахты, в то время как вода из зумпфа низкого забоя либо откачивается сифоном, либо перекачивается насосами в зумпф шахты. Из зумпфа шахты вода нагнетается насосами вверх по шахте на поверхность.

ПИЛОТНЫЙ МЕТОД.

Пилотная система тоннелестроения успешно применялась при строительстве тоннелей канализационных коллекторов в слабых грунтах в Америке фирмой Anderson & Barr, которая владеет патентами. Самой важной работой, на которой применялась эта система, является главный разгрузочный канализационный тоннель, построенный в Бруклине, штат Нью-Йорк, в 1892 году. Эта работа включала 800 футов тоннеля диаметром 15 футов, 4400 футов диаметром 14 футов, 3200 футов диаметром 12 футов и 1000 футов диаметром 10 футов, или всего 9400 футов тоннеля. Метод строительства по пилотной системе заключается в следующем:

Шахты, достаточно большие для надлежащей транспортировки материалов из тоннеля и в него, проходятся в таких местах на трассе работ, которые наиболее удобны для этой цели. Из этих шахт строится небольшой тоннель, технически называемый пилотом, диаметром около 6 футов, состоящий из прокатных листов котельного железа, приклепанных к легким уголкам с четырех сторон, перфорированных для болтов и изогнутых по требуемому радиусу пилота, в центральной части выработки по оси тоннеля. Этот пилот обычно поддерживается примерно на 30 футов впереди завершенной выработки, как показано на рис. 111. Затем разрабатывается материал вокруг внешней стороны пилота, используя пилот как опору для распорок, которые расходятся от него и закрепляют в нужном положении листы внешней оболочки, удерживающей песок, гравий или другой материал до тех пор, пока не будут построены концентрические кольца кирпичной кладки. Ребра из таврового железа, изогнутые по радиусу внутренней поверхности кирпичной кладки и поддерживаемые распорками, расходящимися от пилота, используются в качестве опор кружал для каменной кладки. На эти ребра укладываются узкие доски опалубки по мере продвижения строительства свода, при этом распорки, удерживающие листы оболочки и вышележащую массу, удаляются по мере продвижения кладки. Замковые кирпичи сводов устанавливаются на искусно сконструированные замковые доски шириной около 12 дюймов, которые вставляются в фальцованные доски опалубки одна за другой по мере укладки замковых кирпичей. После того как кладка простояла не менее двадцати четырех часов, что дает время для схватывания цементного раствора, распорки, ребра и опалубка, поддерживающие ее, удаляются. Тем временем разработка, крепление, пилот и внешняя оболочка продвигаются вперед, подготавливая путь для дальнейшей кладки. Сначала устанавливаются верхние листы оболочки, при этом материал разрабатывается впереди и поддерживается легкими затяжками; затем боковые листы стыкуются с верхними и соседними боковыми листами. В пилоте листы соединяются непрерывно по периметру круга, в то время как во внешней оболочке листы используются примерно на одну треть периметра сверху, если только не встречается коварный материал, когда листы продолжаются вниз до пят свода. Эта железная обделка оставляется на месте. Подошва разрабатывается в соответствии с внешними очертаниями каменной кладки. Разработка следует так близко к внешним контурам нормального сечения тоннеля, что даже в плохом материале происходит очень мало потерь; и потерь нет там, где в материале существует достаточное сцепление, чтобы удерживать его на месте до тех пор, пока не будут установлены затяжки.

Крепление.

Строительство свода.

Продольный разрез.

Рис. 111. — Схема, показывающая пилотный метод тоннелестроения.

При строительстве бруклинского канализационного тоннеля, упомянутого ранее, пилот был построен из стальных листов толщиной 3/8 дюйма, шириной 12 дюймов и длиной 37 1/2 дюймов, изогнутых по радиусу 3 фута. Стальные уголки 4 × 4 1/2 дюйма были приклепаны вдоль всех четырех сторон каждого листа, и листы были скреплены болтами 3/4 дюйма. Листы весили по 136 фунтов каждый, и шесть из них требовались для создания одного полного кольца диаметром 6 футов. При их скреплении между горизонтальными стыками помещались железные прокладки, чтобы сформировать опору для деревянных распорок оболочки, которые расходятся от пилота. Листы оболочки 15-футовой секции тоннеля были из стали № 10, шириной 12 дюймов и длиной 37 дюймов, со стальными уголками 2 1/2 × 2 1/2 × 3/8 дюйма, приклепанными по краям так же, как для пилота, и собранными на болтах 5/8 дюйма. Эти листы весили по 61 фунту каждый, и восемнадцать из них требовались для создания одного полного кольца диаметром 15 футов. Листы для 12-футовой секции были из стали № 12, шириной 12 дюймов, с уголками 2 × 2 × 1/4 дюйма. Для создания полного кольца требовалось семнадцать листов.

ГЛАВА XVI. МЕТОДЫ ТОННЕЛЕСТРОЕНИЯ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ; ТОННЕЛИ ПОД ГОРОДСКИМИ УЛИЦАМИ; БОСТОНСКИЙ МЕТРОПОЛИТЕН И СКОРОСТНОЙ ТРАНСПОРТ НЬЮ-ЙОРКА.

ТОННЕЛЕСТРОЕНИЕ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ.

Когда тоннель или метрополитен для скоростного транспорта должен быть построен на небольшой глубине под поверхностью, разработка обычно выполняется более экономично путем устройства открытой выемки, чем собственно подземным тоннелестроением. Необходимое условие малой глубины, которое делает желательным тоннелестроение открытым способом, чаще всего встречается при строительстве метрополитенов или тоннелей под городскими улицами. Этот факт создает основные трудности, возникающие при таких работах, поскольку поверхностное движение требует как можно меньше препятствовать движению по улицам, и привел к развитию нескольких специальных методов, обычно применяемых при их выполнении.

Метрополитены обычно строятся под и вдоль важных улиц, где ходят электрические трамваи. Инженеры воспользовались наличием этих линий для облегчения строительства метрополитенов. В Нью-Йорке, например, пути электрических линий поддерживались чугунными рамами на расстоянии 4 или 5 футов друг от друга и были окружены бетоном, оставляя лишь большое пустое пространство посередине для проводов и троллеев. Рельсы длиной от 40 до 60 футов образовывали почти сплошную бетонную конструкцию на всю свою длину. Пути и поверхность улицы поддерживались горизонтальными балками, вставленными под пути. Это были верхняки рам, построенных под землей, стропила которых в конечном итоге опирались на проектную отметку подошвы метрополитена.

Различные методы строительства метрополитенов можно классифицировать следующим образом: (1) метод одной широкой траншеи; (2) метод одной узкой продольной траншеи; (3) метод параллельных продольных траншей; (4) метод секций (слоев).

Одна продольная траншея.

— Самый простой способ строительства тоннелей открытым способом — это вскрытие одной выемки или траншеи на всю ширину каменной обделки тоннеля. Эта траншея крепится с помощью боковой обшивки из вертикальных досок, удерживаемых на месте поперечными распорками, проходящими через траншею и упирающимися в продольные брусья, уложенные против досок обшивки. В этой траншее возводится обделка, а затем вокруг и над ней засыпается хорошо утрамбованный грунт, после чего поверхность земли восстанавливается. Особое достоинство метода одной продольной траншеи при тоннелестроении открытым способом заключается в том, что он позволяет возводить обделку единым целым снизу вверх, что обеспечивает лучшее качество работ и более прочную конструкцию, чем когда отдельные части строятся в разное время. Главное возражение против этого метода при строительстве метрополитенов под городскими улицами заключается в том, что он занимает так много места, что улицу обычно приходится закрывать для обычного движения. По этой причине метод одной продольной траншеи редко применяется, за исключением тех участков городских метрополитенов, которые проходят под общественными площадями или парками, где достаточно места.

Этот метод применялся при строительстве нью-йоркского метрополитена, секция 2, вдоль Элм-стрит, новой улицы, которая должна была быть открыта для движения после завершения строительства метрополитена, и в других местах, где это позволяли местные условия.

Рис. 112. — Диаграмма, показывающая последовательность строительства тоннелей открытым способом.

Модификация этого метода использовалась на контрактной секции 6, на верхнем Бродвее. Улица в этом месте очень широкая, поэтому при вскрытии траншеи такой же ширины, как предполагаемая четырехпутная линия метрополитена, оставалось достаточно места для обычного движения. Трамвайные пути поддерживались с помощью ферм длиной 60 или 70 футов, которые укладывались парами параллельно путям и опирались на твердый грунт. Грунт под трамвайными путями удалялся, начиная с поперечных вырезов для приема игл, которые крепились к нижнему поясу ферм с помощью железных стремян. После того как разработка достигала проектной отметки подошвы, устанавливались стойки для поддержки игл, образуя таким образом рамы, на которые опирались пути. Фермы снимались и переносились на другой участок тоннеля, а в освободившемся пространстве метрополитен строился от фундамента вверх.

Одна узкая продольная траншея.

— Этот метод использовался на контрактной секции 5 нью-йоркского метрополитена, чтобы соответствовать особым условиям движения вдоль 42-й улицы. На этой улице из-за Центрального вокзала Нью-Йорка наблюдается постоянное интенсивное движение, в то время как пешеходы пользуются почти исключительно северными тротуарами. Тогда вдоль южной стороны была вскрыта одна продольная траншея, и из этой траншеи велись все работы по разработке и строительству. Сначала в траншее была возведена стальная конструкция метрополитена, а затем под трамвайными путями и поперек них был пройден и закреплен небольшой забой. Впоследствии были вставлены тяжелые двутавровые балки, которые одним концом опирались на верх стальных рам, а другим были заблокированы на подошве выработки. Эти двутавровые балки располагались на расстоянии 5 футов друг от друга и поддерживали поверхность улицы с помощью продольных досок. Грунт удалялся из широкого пространства под двутавровыми балками, и метрополитен строился от фундамента вверх. Когда конструкция была завершена, между кровлей конструкции и поверхностью улицы была помещена засыпка, двутавровые балки извлечены, а пустоты заполнены.

Параллельные продольные траншеи.

— Метод параллельных продольных траншей при тоннелестроении открытым способом заключается в разработке двух узких параллельных траншей для боковых стен, оставляя центральное ядро для удаления после того, как боковые стены будут построены. Диаграмма на рис. 112 показывает последовательность операций при этом методе. Сначала разрабатываются две траншеи № 1, немного шире каменной кладки боковых стен, и крепятся, как показано на рис. 113. В основании этих траншей укладывается бетонный фундамент, как показано на рис. 114, если грунт слабый; или кладка начинается непосредственно на естественном материале, если это скала. От фундаментов стены возводятся до уровня пят свода кровли, если используется свод; или до уровня его потолка, если используется плоская кровля. После завершения боковых стен часть выработки, показанная под № 2 на рис. 112, удаляется на достаточную глубину, чтобы можно было построить свод кровли. Когда свод завершен, сверху он засыпается хорошо утрамбованным грунтом, и поверхность восстанавливается. Разработка части № 3, заключенной между боковыми стенами и сводом кровли, ведется от порталов и из шахт, оставленных через определенные промежутки вдоль трассы.

Рис. 113. — Схема, показывающая метод крепления тоннелей открытым способом, метод двойной параллельной траншеи.

Рис. 114. — Конструкция фундамента боковой стены, тоннели открытым способом.

Модификация только что описанного метода применялась при строительстве парижских подземных железных дорог. Она заключается в разработке одной продольной траншеи вдоль одной стороны улицы и строительстве в ней боковой стены, как описано ранее. Когда эта боковая стена завершена до кровли, правая половина части № 2 (рис. 112) разрабатывается до линии AB, и строится правая половина свода кровли. Пространство над сводом затем засыпается, и поверхность улицы восстанавливается, после чего выкапывается левая траншея и строится каменная кладка боковой стены и свода кровли точно так же, как в противоположной половине. Как правило, работы ведутся путем вскрытия участков траншеи через значительные промежутки вдоль улицы и попеременно на левой и правой сторонах. При этом методе половина ширины улицы везде открыта для движения, транспорт просто переезжает с одной стороны улицы на другую, чтобы избежать выемки. Когда обделка завершена, центральное ядро грунта, заключенное ею, удаляется от порталов и шахт, оставляя тоннель готовым, за исключением обратного свода и устройства пути и т. д.

Другая модификация метода параллельных продольных траншей использовалась при строительстве нью-йоркского метрополитена. Узкая продольная траншея была разработана на одной стороне улицы рядом с тротуаром. Тем временем мостовая половины улицы была удалена, и была установлена деревянная платформа из тяжелых досок, поддерживаемая продольными балками, которые были зарыты в землю. Затем из боковой траншеи были направлены небольшие вырезы под трамвайными путями, и в эти вырезы были помещены тяжелые балки или иглы, которые также достигали продольных балок деревянной платформы. Иглы были расклинены и заблокированы к конструкции трамвайных путей и балкам. По мере продвижения разработки они временно поддерживались клетями, построенными снизу. Когда была достигнута проектная отметка подошвы, были вставлены вертикальные и наклонные стойки для поддержки игл, образуя таким образом обычные деревянные рамы под землей. В оставшемся открытым пространстве метрополитен был построен до середины улицы. Пока работы велись, как описано, на некотором расстоянии на другой стороне улицы была разработана еще одна продольная узкая траншея. Из этой траншеи велись работы по строительству другой половины метрополитена способом, только что описанным. После завершения работ, удаления лесоматериалов, заполнения пустот и восстановления мостовой улицы, аналогичный участок разрабатывался на обеих сторонах улицы.

Поперечные траншеи.

— Метод поперечных траншей или «секций» при тоннелестроении открытым способом применялся на одном объекте — Бостонском метрополитене. Этот метод описан в спецификациях к работе, подготовленных главным инженером г-ном Г. А. Карсоном, членом Американского общества гражданских инженеров, следующим образом:—

«Траншеи шириной около 12 футов должны быть разработаны поперек улицы на такое расстояние и глубину, которые необходимы для строительства метрополитена. Верх этой выработки должен быть перекрыт в ночное время прочными балками и лесоматериалами, верхняя поверхность которых находится вровень с поверхностью улицы. Эти балки должны использоваться для поддержки железнодорожных путей, а также обычного движения. В каждой траншее должна быть построена небольшая часть или секция метрополитена. Каждая таким образом построенная секция метрополитена должна быть в должное время надлежащим образом соединена с прилегающими секциями. Подрядчик должен постоянно иметь столько секционных траншей в процессе разработки, в процессе заполнения каменной кладкой и в процессе обратной засыпки грунтом над завершенной каменной кладкой, сколько необходимо для равномерного и устойчивого прогресса работ к завершению в срок, указанный в контракте».

Относительно успеха этого метода г-н Карсон в своем четвертом ежегодном отчете о работах по Бостонскому метрополитену говорит:

«Метод был таков, что трамвайные пути вообще не беспокоились, и вся поверхность улицы, при желании, в дневное время оставалась полностью свободной для нормального движения».

Тоннели на поверхности.

— Иногда случается, когда в будущем предстоит засыпка или где оползни могут засыпать пути, что железнодорожный тоннель приходится строить на поверхности земли. В таких случаях строительство тоннеля заключается просто в возведении обделки сечения на поверхности земли с минимальной выемкой, необходимой для обеспечения надлежащего уклона и фундамента. Как правило, обделка отделывается снаружи водонепроницаемым покрытием, а иногда обваловывается и частично засыпается землей для защиты каменной кладки от падающих камней и подобных ударов по другим причинам. Недавний пример строительства тоннеля такого характера был описан в «Engineering News» от 8 сентября 1898 года. При строительстве железной дороги Golden Circle в горнодобывающем районе Криппл-Крик в Колорадо линию пришлось прокладывать через долину, используемую как свалка для отходов окружающих рудников. Чтобы защитить линию от этих отходов, инженер построил обделку тоннеля, состоящую из последовательных стальных ребер, заполненных между ними каменной кладкой.

Заключительные замечания.

— Исходя из того факта, что метод тоннелестроения открытым способом состоит, во-первых, в разработке выемки и, во-вторых, в перекрытии этой выемки для образования подземного прохода, он был назван методом тоннелестроения «cut-and-cover» (вскрыть и закрыть). Метод «cut-and-cover» почти никогда не применяется нигде, кроме городов, или там, где поверхность земли должна быть восстановлена для обеспечения движения и бизнеса. Когда нет необходимости восстанавливать первоначальную поверхность, как это обычно бывает с тоннелями, построенными в обычном порядке железнодорожных работ, было бы очевидно абсурдно делать это, за исключением чрезвычайных случаев. Поэтому в общем смысле можно сказать, что метод строительства «cut-and-cover» ограничивается строительством тоннелей под городскими улицами; и обсуждение этого вида тоннелей логически следует за общим описанием метода тоннелестроения открытым способом, которое было приведено.

ТОННЕЛИ ПОД ГОРОДСКИМИ УЛИЦАМИ.

Три наиболее распространенные цели тоннелей под городскими улицами: обеспечить удаление железнодорожных путей с поверхности улицы и отделить движение городского транспорта от движения транспортных средств и пешеходов; обеспечить скоростные железные дороги от делового центра до отдаленных жилых районов города; и обеспечить каналы для канализации или метрополитены для водопроводных и газовых магистралей, канализаций, проводов и т. д. В последние годы крупнейшие работы по тоннелестроению под городскими улицами были спроектированы и выполнены для обеспечения улучшенных транспортных условий.

Условия работы.

— Строительство тоннелей под городскими улицами можно разделить на два класса, которые можно кратко определить как неглубокие тоннели и глубокие тоннели. Неглубокие тоннели, или те, что строятся на небольшой глубине под поверхностью, обычно строятся одним из методов «cut-and-cover»; глубокие тоннели, или те, что строятся на большой глубине под поверхностью, строятся любым из различных методов тоннелестроения, описанных в этой книге, выбор метода зависит от характера пройденного материала и местных условий.

При строительстве тоннелей под городскими улицами первой обязанностью инженера является как можно меньше беспокоить различные существующие сооружения и деятельность, для которой эти сооружения и улица предназначены. Характер трудностей, возникающих при выполнении этой обязанности, будет зависеть от глубины, на которой прокладывается тоннель. При строительстве неглубоких тоннелей методом «cut-and-cover» необходимо прежде всего позаботиться о том, чтобы не нарушать уличное движение больше, чем это абсолютно необходимо. Это условие исключает метод одной траншеи при тоннелестроении открытым способом во всех местах, где уличное движение хоть сколько-нибудь интенсивное, и вынуждает инженера использовать методы, применяемые в Париже и Нью-Йорке, как описано ранее, или метод поперечной траншеи или секции, применяемый в Бостонском метрополитене.

Эти методы должны быть модифицированы, когда работы ведутся на улицах, имеющих подземные троллейбусные и кабельные дороги, и на которых расположены газовые и водопроводные трубы, каналы для проводов и т. д. Там, где встречаются подземные троллейбусные или кабельные железные дороги, обычным способом действий является разработка параллельных боковых траншей для боковых стен и возведение свода кровли до тех пор, пока он не достигнет канала, несущего кабели или провода. Затем грунт удаляется из-под конструкции канала небольшими секциями, и свод завершается по мере открытия каждой секции. По мере завершения свода конструкция канала опирается на него. Там, где встречаются трубы, они могут поддерживаться с помощью цепей, подвешивающих их к тяжелым поперечным балкам, или с помощью крепления, либо они могут быть удалены и перестроены на новом уровне. Как правило, условия требуют различного решения этой проблемы в разных точках.

Другая серьезная трудность тоннелестроения под городскими улицами возникает из-за опасности нарушения фундаментов соседних зданий. Эта опасность существует только там, где глубина выработки тоннеля проходит ниже глубины фундаментов зданий и где пройденный материал является слабым грунтом. Там, где тоннель проходит через скалу, опасности нарушения фундаментов зданий нет. Предотвращение проблем такого характера требует лишь того, чтобы разработка тоннеля велась таким образом, чтобы не было притока окружающего материала, который, вызывая осадку соседнего материала, может привести к проседанию опирающихся на него фундаментов.

Тоннель Baltimore Belt, описанный в предыдущей главе, является примером метода работ, принятого при строительстве тоннеля под городскими улицами через очень слабый грунт. Его можно классифицировать как глубокий тоннель. Другим методом глубокого тоннелестроения под городскими улицами является щитовой метод, примеры которого приведены в следующей главе. Двумя примечательными примерами методов тоннелестроения «cut-and-cover» являются Бостонский метрополитен и скоростная железная дорога Нью-Йорка, описание которых следует.

Бостонский метрополитен.

— Бостонский метрополитен можно определить как подземную терминальную систему наземной системы уличных железных дорог города, и как таковая она включает различные ветки, петли и станции. Метрополитен начинается у Общественного сада на Бойлстон-стрит, недалеко от Чарльз-стрит, и проходит с двумя путями под Бойлстон-стрит до ее пересечения с Тремонт-стрит, где он встречается с другой двухпутной веткой, проходящей под Тремонт-стрит и начинающейся у ее пересечения с Шомут-авеню. От их пересечения на улицах Тремонт и Бойлстон две двухпутные ветки продолжаются под Тремонт-стрит с четырьмя путями до Сколау-сквер. На Сколау-сквер метрополитен снова разделяется на две двухпутные ветки, одна из которых проходит под Ганновер-стрит, а другая под Вашингтон-стрит. На пересечении улиц Ганновер и Вашингтон две двухпутные ветки снова объединяются в четырехпутную линию, которая идет под Вашингтон-стрит до своей конечной остановки на Хеймаркет-сквер, где она выходит на поверхность с помощью уклона. Таким образом, метрополитен имеет три портала или входа, расположенных соответственно на Бойлстон-стрит, Шомут-авеню и Хеймаркет-сквер. Он также имеет пять станций и две петли, первые из которых расположены на Бойлстон-стрит, Парк-стрит, Сколау-сквер, Адамс-сквер и Хеймаркет-сквер, а последние — на Парк-стрит и Адамс-сквер. Общая длина метрополитена составляет 10 810 футов.

Пройденный материал. — Материал, встреченный при строительстве метрополитена, был аллювиального характера, нижние слои обычно состояли из голубой глины и песка, а верхние слои — из более рыхлого грунта, такого как суглинок, устричные раковины, гравий и торф. Во многих местах материал был настолько устойчивым, что стенки выработки стояли вертикально некоторое время после разработки. Встречались поверхностные воды, но обычно в небольших количествах, за исключением района портала на Бойлстон-стрит, где их было так много, что это вызывало некоторые проблемы.

Рис. 115. — Широкоарочное сечение, Бостонский метрополитен.

Поперечное сечение. — Поскольку метрополитен строился для двух путей в одних местах и для четырех путей в других, необходимо было варьировать форму и размеры поперечного сечения. Фактически принятые поперечные сечения бывают трех типов. Рис. 115 показывает сечение, известное как широкоарочный тип, в котором обделка представляет собой сплошную каменную кладку. Второй тип был известен как двухствольное сечение и показан на рис. 116. Третий тип сечения показан на рис. 117. Обделка состоит из стальных колонн, несущих поперечные балки кровли, при этом между балками кровли заполнены своды, а стеновые колонны имеют бетонные стены между ними. Широкоарочный тип и двухствольный тип сечений применялись на некоторых участках линии Тремонт-стрит, где движение было очень интенсивным, так как их можно было построить без вскрытия улицы. Большая часть широкоарочной линии была построена с использованием кровельного щита, который описан в следующей главе о щитовой системе тоннелестроения.