Нигерия — страна, находящаяся в западной части африканского континента, с населением около 110 млн. жителей. С начала 70-х годов высокий темп развития народнохозяйственной деятельности страны в области индустриализации и добычи полезных ископаемых вызывает появление большого числа городов с населением более 1 млн. человек. Углубление процесса урбанизации приводит к росту крупных городов, к концентрации в них большей части населения страны. В связи с этим в крупнейших городах страны, включая Лагос, возникли крайне серьезные критические транспортные проблемы, г? обусловленные следующими причинами:
— быстрый рост числа автомобилей и других транспортных средств в городах;
— реализация планов расширения города, вследствие чего увеличилось отдаление жилых массивов от мест работы и центра города;
— недостаточность и несовершенство существующих дорожно-транспортных сетей и наземных средств транспорта;
— увеличение интенсивности пассажиропотоков за счет высокого темпа развития города и роста его населения.
Под влиянием вышеперечисленных причин существующая система городского транспорта и наземных транспортных средств практически перестали удовлетворять или с большим трудом и задержкой обеспечивать нужды населения в перевозках пассажиров от одного пункта к другому.
Очевидно, радикальное решение проблемы транспорта в некоторых городах Нигерии, особенно в Лагосе, должно предусмотреть создание надежной и эффективной единой транспортной системы, обеспечивающей скоростные массовые перевозки пассажиров. Важнейшими элементами такой системы городского транспорта являются:
— развитая и разветвленная сеть улиц и автомобильных дорог с пешеходными мостами, путепроводами и т. п.;
— эффективная организация и координация движения всех видов город6 ского транспорта;
— совершенствование системы эксплуатации всех наземных средств транспорта;
— создание разветвленной сети метрополитена и автотранспортных тоннелей, соединяющих центральные зоны города с густонаселенными районами.
Решение задачи обеспечения эффективной и функциональной системы городского транспорта для столицы страны — Лагоса, было крайне необходимым и важным делом. В последующих пятилетних народнохозяйственных планах развития страны, начиная с 70-го года, федеральные власти Нигерии и «правительство города Лагоса сосредоточили огромную сумму денег и материальных ресурсов на строительство разветвленной сети городских дорожно-транспортных сооружений и обеспечение общественного автотранспорта.
Учитывая необходимость и целесообразность решения городской транспортной проблемы в городе Лагосе (с населением более 5 млн. чел.), планируется строительство подземных транспортных сооружений типа метрополитена. Целесообразность такого решения несомненна, так как рациональное использование подземного пространства для построения автотранспортных дорог является одним из наиболее радикальных и основных путей решения городских транспортных проблем. Кроме того, городская система транспорта, образуемая из совместной эксплуатации метрополитена и наземных автодорожных транспортных средств, является самым эффективным способом обеспечения регулярных массовых перевозок пассажиров города с населением более 1 млн. жителей.
Метрополитены относятся к сложным и ответственным инженерным сооружениям, проектирование, строительство и эксплуатация которых требует решения комплекса взаимосвязанных научно-инженерных задач совместными и четко скоординированными усилиями разнообразных специалистов, включая геодезистов.
Для успешного осуществления строительства метрополитена в городе 7.
Лагос необходима соответствующая, конкретная целенаправленная подготовка, цель которой заключается в следующем:
— обеспечение строительных процессов (инженерных изысканий, проектирования и строительства) необходимыми данными и материалами для дальнейшей разработки технико-экономического обоснования и проекта организации строительства;
— необходимость изучения опыта других стран мира в области проектирования и строительства метрополитена;
— подготовка квалифицированных кадров, обладающих необходимыми профессиональными знаниями в области подземного строительства.
Одним из важнейших и ответственных звеньев строительно-монтажного производства при возведении крупных подземных сооружений является геодезическое обеспечение процесса строительства точными данными, наличие которых позволяет осуществлять инженерные изыскания для проектирования и последующее выполнение разбивочных работ, связанных с перенесением проекта комплекса инженерных сооружений в натуру.
В современной практике геодезических работ при строительстве тоннелей метрополитена в основном используют традиционный эмпирический подход, основанный на опыте геодезического обеспечения аналогичных объектов, на данных инженерных изысканий и наблюдений за процессом строительства. При этом обычно исследуют возможность применения более современных геодезических методов и измерительных приборов, разработанных на основе новейших достижений науки и технологий.
Однако в городе Лагосе, с площадью более 800 км, существует ряд специфических физико-географических условий, которые не позволяют применить простой перенос методов, применяемых в других странах и городах при строительстве метрополитена. Так, плотно застроенная территория, близость моря, тропический климат, наличие больших заводов и фабрик и состояние планово-высотной основы заставляют нас внимательно изучить российский и зарубежный опыт в области геодезического обеспечения строительства метро8 политена, а затем непосредственно адаптировать этот опыт к условиям Лагоса.
Из-за характерных особенностей конструкции метрополитенов, способа и технологии их строительства, заданных техническими условиями выполнения строительно-монтажных работ и неизбежных влияний топографических и местных условий, не всегда удается применить существующие городские геодезические сети в качестве разбивочной основы для строительства метрополитена. Причина не только в том, что городские геодезические сети по точности и схеме построения, плотности пунктов не удовлетворяют современным точностным требованиям, предъявляемым к сетям, обеспечивающим строительство тоннеля метрополитена, но и потому, что большинство пунктов городских сетей либо утрачены или застроены, либо не сохраняют устойчивости, как было установлено относительно Лагоского геодезического обоснования. Поэтому в Лагосе необходимо построить современное самостоятельное планово-высотное геодезическое обоснование, которое по схеме построения, точности и плотности пунктов может обеспечить проектирование и строительство метрополитена с учетом предполагаемой перспективы развития города и существующих специфических местных условий.
Задачи построения специальной геодезической разбивочной основы и проведения соответствующих измерений для обеспечения строительства ответственных крупных подземных сооружений являются сложными с точки зрения разнообразности по точности и методическим особенностям.
Принимая во внимание важность вышеперечисленных требований к строительству Лагоского метрополитена и зная, что строительство последнего не может обходиться без проведения точных геодезических измерений при выполнении разных видов основных геодезических работ, перед автором возникла задача исследования и разработки методов геодезического обеспечения строительства метрополитена в условиях Лагоса. Решению этой актуальной и важной для народного хозяйства Нигерии задачи и посвящена настоящая диссертационная работа.
Совокупность задач геодезического обеспечения строительства метро9 политена решается путем определения основных видов необходимых геодезических работ и последующей разработки соответствующих проектов их производства. Поэтому для достижения поставленной цели в диссертации необходимо было сделать следующие шаги по пути решения задачи:
— изучить технологию и способы строительства транспортных тоннелей метрополитена;
— ознакомиться с содержанием проекта организации строительства тоннелей метрополитена;
— изучить виды и особенности основных геодезических работ, обеспечивающих строительство тоннелей метрополитена;
— изучить принцип определения необходимой точности основных геодезических работ и соответствующих измеряемых элементов в последующих этапах строительства метро;
— разработать методики геодезического обеспечения проектирования и строительства тоннелей метрополитена в условиях Лагоса;
— выполнить точностной анализ основных этапов геодезических работ;
— исследовать возможность применения спутниковых технологий при создании геодезического обоснования для строительства метрополитена.
Все эти вопросы детально рассмотрены в соответствующих разделах диссертации. Следует отметить, что в отдельных случаях автор приводит некоторые известные сведения и расчеты, во-первых, для целостной логики построения содержания, и, во-вторых, из-за отсутствия в Нигерии соответствующих нормативных актов и монографий по данному вопросу.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Для решения сформулированных задач по исследованию и разработке методов геодезического обеспечения строительства метрополитена в условиях Лагоса в диссертации рассмотрены научно-практические вопросы, основные решения и выводы, которые можно суммировать следующим образом.
1. Анализ научной технической литературы и существующего практического опыта показал, что при строительстве тоннелей метрополитена необходимо создавать специальные сети планово-высотной геодезической разбивоч-ной основы, схема и точность построения которых в значительной степени зависит от заданных точностных параметров обеспечения стыковки встречных «выработок тоннеля, его технико-геометрических характеристик и способа строительства.
2. Исходя из заданной величины габаритного запаса строящегося тоннеля или допустимого расхождения встречных осей тоннеля при сбойках разработана и обоснована методика выполнения основных геодезических работ при обеспечении строительства метрополитена.
3. Используя опыт, накопленный из применения существующих технология для строительства метрополитена в России и результаты аналитических экспериментальных исследований автора, разработан конкретный проект геодезического обеспечения строительства Лагоского метрополитена традиционными классическими методами. В этой связи разработаны методы, схемы и точностные параметры построения наземного планового и высотного геодезического обоснования на территории Лагоса для строительства метрополитена. В соответствии с принципом перехода от общего к частному разработаны методы, схемы и точности построения сети сгущения как для плановой сети, так и для высотной в отдельных районах строительства линии метрополитена.
4. Путем расчета определена необходимая и достаточная точность измерений основных элементов как в главных геодезических сетях, так и в соответствующих сетях сгущения. Приведены технические и точностные требова.
188 ния, удовлетворяющие целям разработки проекта.
5. На основе полученных результатов оценки точности, выполненной на ЭВМ для каждого из запроектированных геодезических построений, доказано, что разработанный проект отвечает всем требованиям и может обеспечить строительство Лагоского метрополитена необходимыми достоверными геодезическими данными.
6. Исследована возможность построения подземной плановой разбивоч-ной основы методом микротрилатерации, состоящей из вытянутых треугольников с измеренными сторонами и высотами. Получены формулы для определения требуемой точности выполняемых в сети измерений. Результаты вычислений и оценки точности моделей ее построения показывают, что этот метод может быть применен в качестве метода построения подземной плановой сети в тоннелях метрополитена.
7. Рассмотрена возможность и изложены сравнительные преимущества применения относительного метода ОРБ-измерений для построения наземной плановой геодезической сети, предназначенной для обеспечения строительства метрополитена. Предложены возможные технологические схемы построения плановой тоннельной сети ОРБ-методом для обеспечения точного ориентирования подземной основы.
8. Изложена технология определения степени влияния строительства тоннелей метрополитена на деформацию наземных зданий и сооружений, расположенных в зоне строительства. На основе результатов выполненных наблюдений за осадками (на примере Люблинской линии в г. Москве), можно утверждать, что строительство тоннеля в определенной степени действительно влияет на деформацию земной поверхности, зданий и сооружений, на ней находящихся. Рекомендовано считать такие наблюдения необходимыми и в том числе для Лагоса.