GRUNDFOS. BIM-технологии для московского метро

Летом 2019 года открылась первая очередь Некрасовской линии московского метро. Новая ветка, появления которой местные жители ждали больше десяти лет, решила многолетнюю транспортную проблему в восточной части города. Одной из трудностей проекта оказалась непростая гидрогеология территории. Справиться с этим помогли инновационные решения, использование технологии информационного моделирования, а также специально спроектированная система водоотведения на базе канализационных насосов GRUNDFOS.

Окраины становятся ближе

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

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

В 2012 г. появился проект Некрасовской линии, которая должна была соединить четыре станции за МКАД и затем продолжиться вдоль Рязанского проспекта до Нижегородской улицы. Строительные работы начались в 2013 году. В ходе их проведения впервые в истории московского метростроя под землёй был проложен двухпутный тоннель диаметром 10 м, по которому поезда могут одновременно двигаться в двух направлениях. 

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

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

Тоннели без воды

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

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

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

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

Для этого в обоих насосных отделениях (основном и резервном) установлено по три высоконапорных канализационных насоса GRUNDFOS SEV.80.80.185.2.52H потребляемой мощностью 21 кВт. Это оборудование специально разработано для перекачивания сточных неочищенных вод в муниципальных и промышленных системах, оснащено охлаждающим кожухом и предназначено для эксплуатации в тяжёлых условиях.

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

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

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

Управление водоотливными установками осуществляется в автоматическом режиме. Насосы включаются и выключаются в зависимости от уровня стоков в водосборнике. Помимо основного аварийного уровня дополнительный поплавковый датчик контролирует уровень, дублирующий аварийный. Для измерения расходов стоков, откачиваемых в городские сети, каждый напорный выпуск оборудован ультразвуковым расходомером со встроенным интерфейсом RS-485.

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

BIM для Некрасовской ветки

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

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

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

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

Источник: ru.grundfos.com