1 HISTORIA METRA 2 PROJEKTOWANIE KONSTRUOWANIE 3 WYKONAWSTWO

1. ) HISTORIA METRA 2. ) PROJEKTOWANIE, KONSTRUOWANIE 3. ) WYKONAWSTWO 4. ) METRO NA ŚWIECIE

Pierwszą na świecie linię metra uruchomiono 10 stycznia 1863 roku w Londynie. Linia ta o długości 6 km, uznana obecnie za zabytek, łączyła 3 dworce kolejowe: Paddington, Euston i King's Cross. Pierwsza linia była budowana metodą odkrywkową - tunel znajdował się płytko pod ziemią. Pociągi były prowadzone oczywiście parowozami. Zastosowane parowozy różniły się swoją konstrukcją od standardowych parowozów kolejowych, posiadały między innymi neutralizatory pary. Jeden z nich zachował się do dnia dzisiejszego i jest eksponowany w londyńskim Muzeum Techniki.

Pierwsza linia metra głębokiego wykonana metodami górniczymi poprzez wiercenie tunelu tarczami została uruchomiona także w Londynie w 1890 roku i zbiegła się z zastosowaniem na niej po raz pierwszy trakcji elektrycznej. Przełom XIX i XX wieku to okres burzliwego rozwoju kolei podziemnych nie tylko w Europie ale i w Stanach Zjednoczonych. Kolejne linie metra otwierano w Chicago (1892), Glasgow (1896), Budapeszcie (1896), Wiedniu (1898), Paryżu (1900), w Nowym Jorku (1901) i Berlinie (1901).

Do 1960 roku dla niektórych państw barierą nie do przejścia był rozwój technologiczny oraz konflikty wojenne, które znacznie spowolniły proces realizacji metra na całym świecie. Metro budowano głównie w miastach o liczbie mieszkańców powyżej 2 milionów. Obecnie uważa się, że budowa metra w mieście o liczbie mieszkańców powyżej 500 tys. jest już opłacalna. Proces projektowania i wykonawstwa metra jest procesem złożonym i długotrwałym. Budowa metra wiąże się z licznymi problemami m. in. : finansowymi, logistycznymi, inżynierskimi.

1925 rok - Władze miasta Warszawy podjęły uchwałę o opracowaniu projektu kolei podziemnej 1927 rok - zatwierdzono szkicowy plan kierunków tras metra i rozpoczęto pierwsze badania geologiczne, 1939 rok - wojna przerywa prace projektowe i przygotowawcze, 1950 rok - Rząd PRL podjął uchwałę o budowie metra w Warszawie, 1951 rok - rozpoczęto budowę metra głębokiego, 1957 rok - roboty definitywnie przerwano,

Zmontowana i przesunięta nad szyb tarcza do budowy tunelu na Targówku o średnicy 6 m. Masa tarczy około 140 t. Pomysł opuszczenia całej tarczy, projekt i wykonanie to polska myśl techniczna. (Rok 1954)

Tunel o średnicy 6 metrów zlokalizowany na wylocie ‘Targówek’ z widokiem na szyb transportowy S-0, którym opuszczano tarcze. (Rok 1956)

1974 rok - do tego roku prowadzono prace studialne, 1975 rok - opracowane zostały założenia techniczno - ekonomiczne I linii metra w Warszawie, 1985 rok - rozpoczęto budowę tunelu metodą podziemną przy użyciu tarczy, 1990 rok - kłopoty finansowe skłaniają władze miasta do podjęcia decyzji o ograniczeniu prac przy budowie metra, 1995 rok - zostaje oddany do eksploatacji I odcinek metra długości 11 km, od stacji "Kabaty" do stacji "Politechnika", 2001 rok - oddany zostaje do ruchu 1, 7 km odcinek metra do stacji "Ratusz" przy pl. Bankowym.

Ze względu na wysokie koszty budowli podziemnych i konieczność rozwiązywania złożonych technicznie problemów ich realizacji, decyzje o uruchomieniu inwestycji muszą być podejmowane na podstawie szeroko zakrojonych prac studyjno-projektowych. Całokształt studiów przygotowawczych powinien uwzględniać przede wszystkim: - analizę ekonomiczną uzasadniającą realizacje budowli podziemnej, - rozpoznanie terenu w zakresie budowy geologicznej, warunków hydrogeologicznych i geotechnicznych, - wszechstronne studia dotyczące zarówno zagrożeń dla budowli podziemnej, jak i odwrotnie zagrożeń dla otoczenia ze strony budowli, - studia nad ukształtowaniem i realizacją budowli podziemnej

Najważniejsze aspekty projektowania metra: 1. Przekroje poprzeczne. Sieć metra składa się z tuneli szlakowych i stacji podziemnych zlokalizowanych co około 700 -1000 m. Poprzeczne przekroje tuneli szlakowych są przystosowane do skrajni przyjętego taboru (szerokość wagonów metra warszawskiego 2, 75 m). Tabor metra porusza się w tunelach jednotorowych lub dwutorowych, ale rozdzielonych konstrukcyjnie na dwa niezależnie kierunki. Skrajnia tunelu bywa więc bardzo dokładnie przystosowana do potrzeb jego wyposażenia (instalacji) oraz jego eksploatacji. Przekroje stacji metra zależą od natężenia ruchu pasażerów, usytuowania peronów i rodzaju stacji. Ze względu na ruch pasażerów możemy wyodrębnić stacje typu pośredniego służące wsiadaniu i wysiadaniu pasażerów, stacje węzłowe do dodatkowej obsługi pasażerów przesiadających się na różne linie metra oraz stacje końcowe zaczynające bądź kończące ruch pojazdów danej linii Długość peronu zależy od długości składu pociągu (w W-wie 120 m). Perony mogą być usytuowane po zewnętrznej stronie torów zwane bocznymi lub miedzy nimi tzw. perony wyspowe, które są częściej stosowane, ponieważ są bardziej funkcjonalne ze względu na ich obsługę, jak i w sensie korzystania z nich przez pasażerów.

Jednotorowa skrajnia metra: 1 - chodnik, 2 - bariera

Pod względem przestrzenno - funkcjonalnym na stacjach metra wyróżnia się trzy strefy: • przejścia podziemne - ogólnodostępna strefa miejska, czynna całą dobę, • strefa przebywania pasażerów - dostępna w godzinach pracy metra, • strefa technologiczna - dostępna jedynie dla pracowników obsługi metra. W metrze warszawskim w przejściach podziemnych znajdują się kioski handlowe, automaty telefoniczne, posterunki policji i publiczne WC. Strefa dostępna dla pasażerów prowadzi pasażera z przejścia podziemnego do hali odpraw, poprzez zespół przeszklonych ścian z drzwiami. Dalej na peron prowadzą schody (różnica poziomów wynosi około 3, 5 m). Ze względu na przewidywane docelowo sześciowagonowe składy pociągów, stacje mają perony długości 120 m. Strefa technologiczna stacji usytuowana jest po obu stronach stacji, na głowicach i przedłużeniu peronu. Generalne założenia projektowe : • rozświetlony peron i przyciemnione kuluary torowisk, • kolorystyka stacji osiągnięta przez barwy ścian zaperonowych, • informacja wizualna usytuowana na elementach wnętrza, • konstrukcja stropu widoczna poprzez ażurowy sufit podwieszony.

Rozwiązania materiałowe (metro warszawskie) Z uwagi na intensywną eksploatację wnętrz stacji zastosowano materiały o bardzo dużej odporności na zniszczenie i najwyższej jakości. Wyeliminowano materiały palne i wydzielające dymy i gazy toksyczne, nie posiadające atestów i dopuszczeń do stosowania w budownictwie na terenie Polski. Z zastosowanych materiałów o bardzo dużej odporności na zniszczenie należy wymienić: posadzki granitowe, ściany przejść podziemnych i hali peronowej z płytek ceramicznych mrozoodpornych, poręcze, balustrady, ławki, elementy informacji wizualnej ze stali nierdzewnej, elementy aluminiowe, rury stalowe malowane proszkowo. Wszystkie zastosowane materiały są niepalne lub słabo rozprzestrzeniające ogień nie wydzielające toksycznych gazów.

Schemat stacji z peronami bocznymi: plan oraz przekrój poprzeczny stacji w dwóch tunelach

Schemat stacji z peronami wyspowymi: plan oraz przekrój poprzeczny stacji dwuprzęsłowej; R – promień tunelu szlakowego

Schemat stacji jednonawowej: plan oraz przekrój poprzeczny; R 1 – promień tunelu szlakowego R 2 i R 3 – promienie stropowego i spągowego obrysu stracji

Przekrój przez stację budowaną metodą trójsklepieniową. Jej obudowę tworzą trzy równoległe tunele. W każdym z tuneli bocznych jest usytuowany jeden peron (są to perony boczne) i jeden tor. Tunel środkowy tworzy hall stacyjny i jest położony na tym samym poziome co perony boczne.

Technologie budowy metra: • bezwykopowa (metro głębokie)

Przykład wizualizacji stacji z peronami wysypowymi (Metro warszawskie)

2. Układ podłużny metra. Lokalne nachylenie trasy jest wykorzystywane do płynnego, oszczędnego ruchu pojazdów szynowych. Wzniesienie trasy przed stacją ułatwiają wyhamowanie pociągu, a spadki poza stacją umożliwiają dodatkowe zwiększenie jego przyśpieszenia. Najczęściej minimalne spadki wynikają z warunków odwodnienia i wynoszą 0, 2 -0, 3%. Maksymalne spadki nie powinny przekroczyć 4%.

3. Wentylacja metra. Zadaniem wentylacji jest : • dostarczenie niezbędnej ilości powietrza zewnętrznego do pomieszczeń pasażerskich i socjalnych, • stworzenie odpowiednich warunków termicznych i wilgotnościowych poprzez usuwanie nadmiaru ciepła i wilgoci, • tłumienie efektów aerodynamicznych towarzyszących ruchowi pociągu, • w sytuacji awaryjnej pełni rolę wentylacji pożarowej. W systemie wentylacji metra wykorzystuje się zróżnicowane warunki termiczne w różnych porach roku w celu ustabilizowania temperatury powietrza na stacjach metra. Wtłaczane w okresie letnim powietrze bezpośrednio do pomieszczeń stacji powoduje jej ochłodzenie. Zanieczyszczone powietrze wydala się szybami rozmieszczonymi na szlaku. W zimie nawiew świeżego powietrza odbywa się poprzez szyby na szlaku, a wyciąg na stacjach, dzięki czemu do pomieszczeń stacji dociera ogrzane powietrze utrzymujące wysoką temperaturę.

Odrębnym problemem, który rozwiązano w metrze warszawskim była likwidacja tzw. efektu tłoka powietrznego. Poruszający się pociąg w tunelu spręża przed sobą powietrze, za nim zaś wytwarza się strefa obniżonego ciśnienia. Powstaje cyrkulacyjny ruch powietrza w obu równoległych tunelach szlakowych, zgodny z ruchem pociągów. W celu wyeliminowania tego zjawiska zastosowano na obu końcach stacji tzw. łączniki wentylacyjne o powierzchi około 90 m 2, co wydatnie zmniejsza ilość powietrza wtłaczanego przez pociąg do hali peronowej. Podstawowe pomieszczenia stacji; tj. hala peronowa, hale odpraw oraz tunele szlakowe nie wymagają ogrzewania. Wobec niewielkich ilości potrzebnego ciepła oraz trudności w operowaniu sieciami cieplnymi w budowlach podziemnych, zrezygnowano z ogrzewania wodnego. W pomieszczeniach wymagających ogrzewania zastosowano ogrzewacze płytowe. W pomieszczeniach technicznych wymagających odpowiednich parametrów powietrza oraz w pomieszczeniach przeznaczonych na stały pobyt ludzi, zastosowano klimatyzację.

Budowa metra w Warszawie była wielkim wyzwaniem dla naszych biur projektów i przedsiębiorstw budowlanych. Przedsięwzięcie to wymagało opracowania i wdrożenia nowych, nie znanych jeszcze w kraju technologii wykonywania wykopów i drążenia tuneli. Warto więc dokonać krótkiego przeglądu problemów związanych z wykonawstwem zarówno tuneli jak i stacji. Ewolucja rozwiązań technologicznych zastosowanych w trakcie budowy była ogromna – można wskazać takie obiekty dla których rozwiązania techniczne zmieniane były kilkakrotnie przed przekazaniem do realizacji. Pierwsze roboty rozpoczęte zostały na szlaku B-5 między stacjami Stokłosy i Ursynów. W 1983 roku dominowała technologia realizacji obiektów w wykopach otwartych ze skarpami utrzymywanymi tzw. obudowa berlińską.

Wykonywane tą technologią obudowy ścian wykopów składają się z pali długości od 12 do 18 m z dwuteowników o wysokości przekroju 450 -500 mm wbijanych w grunt co 1, 8 -2, 5 m. W trakcie pogłębiania wykopu, za półki ich wprowadzane są krawędziaki o przekroju 12 x 12 cm. Pierwsze doświadczenia zmusiły wykonawców do prób ograniczenia energochłonności wbijania pali w polodowcowe grunty Wysoczyzny Warszawskiej. Efektem tych działań było wykonywanie otworów do głębokości od kilku do kilkunastu metrów a następnie wbijanie pala tak, aby był osadzony co najmniej 4, 5 m poniżej dna wykopu. A - oparcie desek o stopkę dwuteownika B - przymocowanie specjalnym uchwytem

Należy pamiętać, że wykopy zabezpieczone metodą berlińską wymagają odwodnienia górotworu. Przestrzeń między palem a ścianką otworu wypełniana była gruntem, jego zagęszczenie stanowiło powracający natrętnie problem i dopiero w 1986 r. wdrożono na stacji A-7 Wilanowska wypełnienie otworu wokół pala zawiesiną twardniejącą (mieszaniną zawiesiny bentonitowej z cementem i modyfikatorami). Kolejnym etapem było zakładanie rozpór (odległość między rozporami wynosiła zwykle 4 -4, 5 m) lub kotwienie słupów dla dużych głębokości wykopu. Rozpory rurowe składały się z segmentów zakończonych kołnierzami skręcanymi na śruby według patentu Metroprojektu. Pozwalało to na dostosowanie ich długości do wymaganych potrzeb oraz stosunkowo prosty montaż i demontaż. a) rozparcie wykopu rozporami; b) zakotwienie szalowania kotwiami gruntowymi 1 – palisada z dwuteowników, 2 – rozpora, 3 – belka, 4 – kotew, 5 - deskowanie

Pale obudowy podparte były oczepami, a te rozporami z rur stalowych o średnicy 350, 500 lub 700 mm. Na fragmentach gdzie ściany wykopów nie były równoległe, jako podpory obudowy wykopu trzeba było zastosować injekcyjne kotwie gruntowe Szlak B-6 między stacjami "Ursynów" i "Służew". Odległość między rozporami wynosiła zwykle 4, 5 -5 m, przy głębokościach wykopów od 10 do 12 m stosowane były dwa poziomy rozpór. Wykopy odwadniane były studniami głębinowymi, których rzędy widać po obu stronach wykopu

Elementem nośnym kotwi jest jedna lub kilka buław uformowanych w gruncie. Koniec kotwi po jej wstępnym naciągu jest zablokowany połączeniem z podłużną belką podchwytującą szalowanie. Najważniejszą zaletą kotwienia jest wzbudzenie współpracy szalowania ze skarpami wykopu, co ogranicza naruszenie terenu i zapobiega osiadaniu fundamentów w jego sąsiedztwie. Kotwie ponadto nie zajmują przestrzeni wykopu i tym samym ułatwiają wszelkie roboty budowlane. Dzięki tym zaletom wdrożono na budowie metra warszawskiego na przemysłową skalę tymczasowe kotwie gruntowe, które były alternatywą dla podparcia ścian wykopu. Pierwsze kotwie gruntowe wykonywane na budowie metra na stacji A-3 "Imielin" za pomocą brytyjskich wiertnic "Wirth B 1 A" zastosowanych przez Przedsiębiorstwo Robót Wiertniczych i Górniczych z Warszawy

Wobec trudności użycia obudowy berlińskiej zwłaszcza w nawodnionych trudnych do odwodnienia gruntach w Dolince Służewieckiej zastosowano w tym rejonie wbijaną stalową ściankę szczelną oraz ścianę szczelinową Ściany szczelinowe są wykonywane pod osłoną zawiesiny iłowej (bentonitu). Wykop o szerokości odpowiadającej grubości ściany konstrukcji podziemnej wykonujemy na ograniczonej długości rzędu 6 m i wypełniamy zawiesiną iłową. Ciężar objętościowy zawiesiny w granicach 10, 6 – 12, 0 k. N/m 3 jest w tej sytuacji w stanie zrównoważyć hydrostatyczne ciśnienie wody, a także niewielkie, stałe na głębokości wykopu ciśnienie boczne gruntu. Dodatkowym efektem działania zawiesiny jest jej infiltracja do gruntu, w wyniku czego następuje uszczelnienie układu konstrukcyjnego obudowa – górotwór. W przekopach szczelinowych wypełnionych cieczą tiksotropową wykonujemy ściany betonowe lub żelbetowe metodą betonowania podwodnego bądź pogrążania gotowych elementów prefabrykowanych. Stwierdzono, między innymi, że: • wykonany w takich warunkach beton ma wymaganą wytrzymałość, a jego szczelność może być wystarczająca bez dodatkowych zabiegów uszczelniających, • przyczepność betonu do stali jest wystarczająca, • odkładająca się na ścianach wykopu powłoka iłowa zewnętrznie uszczelnia konstrukcję i może, w sprzyjających warunkach, nawet zastąpić izolację.

Wykonawstwo ściany szczelinowej dwufazowymi odcinkami (A i B). I – drążenie szczeliny, II – wykonanie segmentu ściany, III i IV – dojrzewanie betonu i gotowe segmenty ścian 1 – ścianki sterujące, 2 – zawiesina iłowa, 3 – podwodne betonowanie, 4 – segment ściany.

W przypadku metra warszawskiego tak skomplikowana technologia drążenia szczeliny, brak rolek prowadzących na koszach zbrojeniowych oraz użycie betonu towarowego spowodowało, że tylko 10% ścian uzyskało ocenę bardzo dobrą. Jak zawsze te nie najkorzystniejsze doświadczenia wpłynęły na to, że w dalszym ciągu projektowano konstrukcje, w których ściany szczelinowe stanowiły tylko obudowę wykopu. Następne realizacje na stacji A-9 Racławicka przez konkurujące ze sobą Hydrobudowę-1 i Energopol-7 z Poznania pozwoliła na zweryfikowanie opinii o tego typu konstrukcji, co zaowocowało następnymi aplikacjami na wentylatorniach szlakowych stacjach A 10 Pole Mokotowskie, A-11 Politechnika lecz dopiero tory odstawcze na stacji A-13 Centrum będą wykonywane na szeroką skalę w konstrukcyjnych ścianach szczelinowych.

W czasie budowy metra mediolańskiego roboty związane z wykonywaniem wykopów i wznoszeniem konstrukcji podzielono na kilka etapów, wśród których można wymienić, takie jak: 1. ) Przygotowanie terenu oraz wykonanie wykopu ciągłego o głębokości 0, 8 – 1, 5 m w osiach ścian budowli podziemnej w celu odsłonięcia ewentualnych instalacji podziemnych, a następnie jego ścianki obudowujemy ściankami wychodzącymi do kilkudziesięciu centymetrów nad teren, aby w powstałym korycie można spiętrzyć zawiesinę iłową. 2. ) Wewnątrz ścianek kierujących jest drążona szczelina o długości 4 -7 m systematycznie zapełniana zawiesiną. 3. ) W wypełnionym zawiesiną przekopie ustawiamy gotowy segment zbrojenia i systemem podwodnego betonowania wykonujemy fragment ściany budowli podziemnej. 4. ) Przygotowujemy gotowe ściany do połączenia z płytą górną obudowy. 5. ) Wykonujemy szerokoprzestrzenny wykop sięgający do dolnej powierzchni płyty stropowej. Układamy zbrojenie i betonujemy płytę stropową. 6. ) Układamy izolację i warstwę ochronną grubości 6 -10 cm z ewentualnym zbrojeniem siatką oraz zasypujemy oddając do użytku teren nad budowlą podziemną. 7. ) Pod osłoną gotowych ścian i płyty stropowej wykonujemy roboty metodą podziemną drążąc wyrobisko i zakładając płytę spągową.

Po wykonaniu wykopu do odpowiedniej rzędnej przystępowano do ułożenia i zagęszczenia warstwy filtracyjnej, na której układana była warstwa betonu, na niej przyklejane były warstwy izolacyjne. Następnie układane było zbrojenie płyty dennej oraz węzłów łączących ją ze ścianami bocznymi, podciągami i słupami, elementy szalunków ustawiane były do poziomu przerwy roboczej fazy betonowania. Po dokładnej kontroli geodezyjnej wszystkich elementów przystępowano do betonowania. Prawie wszystkie elementy wykonywane były w szalunkach inwentaryzowanych zaprojektowanych i wykonanych specjalnie dla potrzeb metra. Konstrukcja żelbetowa była pokrywana 2 -3 warstwami papy bitumicznej w osnowie szklanej o gramaturze 3100 g/m 2, klejonymi na gorąco za pomocą palników gazowych. W ciągu 13 lat budowy sposoby wykonywania izolacji również ewoluowały w stronę materiałów samoprzylepnych bądź w stronę tzw. "białej wanny" czyli całkowicie nie przepuszczającej wody konstrukcji żelbetowej - technologii wymagających wielkiej kultury technicznej od wykonawców. Kolejne fazy zbrojenia, deskowania, betonowania konstrukcji i często nakładania izolacji zależały od jej kształtu i sposobu zabezpieczenia wykopu i były wykonywane zgodnie z projektem. Konstrukcje stacji metra powinny być zależne od ich funkcji oraz warunków hydrogeologicznych otaczającej zabudowy, w jakich są usytuowane. Wymagania dotyczące ich trwałości, czasu użytkowania i kosztowności ewentualnych napraw lub zmian powodują, że są to konstrukcje o pokaźnych gabarytach dające ograniczone możliwości inwencji twórczej projektantów.

Mimo to w konstrukcjach stacji daje się zaobserwować pewne mody, stacje projektowane w latach 1983 -84 miały halę peronową o konstrukcji dwunawowej, natomiast projektowane w latach 1985 -86 miały konstrukcję łukową, te które stanowiły zakończenie pierwotnych etapów oddawania odcinków metra, jako reprezentacyjne miały konstrukcję jednonawową uzyskaną bądź dzięki zastosowaniu stropu zespolonego płytowo-żebrowego z traconymi elementami szalunków siatkobetonowych, bądź też stropu płytowego monolitycznego. Takim rozwiązaniem posłużono się na stacji A-11 Politechnika, gdzie ze względu na bezpośrednie sąsiedztwo starej zabudowy zastosowano metodę stropową wykonania przekrycia stacji, opartą na ścianach szczelinowych częściowo włączonych do współpracy z konstrukcją. Konstrukcja tuneli szlakowych początkowo monolitycznoprefabrykowana, zaczęła ulegać z czasem modyfikacji bądź w stronę prefabrykacji, bądź konstrukcji realizowanych metodą tarczową, którą początkowo planowano dopiero od stacji A -10 Pole Mokotowskie.

Przykład połączenia izolacji ścian obudowy z izolacją płyty spągowej: 1 – węzeł połączenia, 2 – warstwa ochronna, 3 – podłoże, 4 – konstrukcja obudowy, 5 - dreny

Budowa stacji A-18 „Plac Wilsona” listopad 2003

grudzień 2003

marzec 2004

marzec 2004

marzec 2004

marzec 2004

lipiec 2004

lipiec 2004

wrzesień 2004

wrzesień 2004

Nazwa metody pochodzi od urządzenia zwanego tarczą, za pomocą którego realizujemy wszystkie procesy wznoszenia budowli podziemnej. Metoda tarczowa jest najbardziej skuteczną i bezpieczną metodą podziemną umożliwiającą wykonanie robót w dowolnych warunkach geotechnicznych. Do najważniejszych zadań tarczy należy: • zapewnienie racjonalnych zasad urabiania masywu i transportu urobku, • skuteczne, ciągłe zabezpieczenie wyrobiska przed obwałem lub zawałem górotworu, • usprawnienie montażu obudowy stałej. Wszystkie operacje robót podziemnych są więc wykonywane pod osłoną samobieżnej, przesuwnej obudowy tymczasowej. Wszystkie procesy technologiczne mogą być w dowolnym stopniu zmechanizowane luz zautomatyzowane w zależności od potrzeb i możliwości finansowych inwestora budowli podziemnej.

Budowa tarczy Na ogół tarcza jest segmentem rury o średnicy od 2 do 12 m składającym się z trzech pierścieni podstawowych: • noża, czyli pierścienia w czołowej części tarczy przystosowanego do urabiania górotworu, • pierścienia oporowego, spełniającego rolę nośnej konstrukcji obudowy tymczasowej, w którym są zamontowane wszystkie główne elementy wyposażenia tarczy, • płaszcza osłonowego jako pierścienia, przeznaczonego do montażu obudowy stałej. Budowa tarczy: 1 – nóż (urabianie górotworu), 2 - pierścień oporowy (obudowa tymczasowa wyrobiska), 3 – płaszcz osłonowy (montaż obudowy prefabrykowanej)

Zasada działania tarczy Tarcza jest urządzeniem przystosowanym do cyklicznego procesu budowy obiektu podziemnego. Podstawowy cykl metody tarczowej składa się z następujących etapów: • przygotowanie wyrobiska, obejmującego urabianie górotworu, załadunek urobku i jego transport poza przednią część tarczy, • przesunięcie tarczy do przodu na długość pierścienia obudowy stałej za pomocą wysuwających się tłoków pras hydraulicznych opartych na powierzchni czołowej obwodu tej obudowy, • powrotny ruch tłoków do pozycji wyjściowej w celu zmontowania następnego pierścienia obudowy, • zmontowany pierścień obudowy stanie się oparciem dla wysuwanych części dźwigników następnego cyklu przemieszczenia tarczy. Warto tu podkreślić, iż konstrukcje i metody działania tarczy są bardzo zróżnicowane, zależne od stopnia zmechanizowania, zautomatyzowania urządzenia, rodzaju górotworu, metody jego urabiania, itd.

Zasady działania tarczy: I – drążenie górotworu przed tarczą, II – przesunięcie tarczy do przodu, III – montaż następnego pierścienia obudowy; 1 – wyrobisko, 2 – lewary hydrauliczne, 3 – nóż tarczy, 4 – zmontowana obudowa, 5 – wysunięty tłok lewara, 6 – następne wyrobisko, 7 – montowana obudowa, L – długość zabioru i pierścienia obudowy.

W metrze warszawskim tunele wykonywane metodą tarczową mają konstrukcję składającą się z dwóch niezależnych jednotorowych tuneli o przekroju poprzecznym kołowym i o średnicy zewnętrznej 5, 5 m. Przeważającym materiałem użytym do ich realizacji jest żeliwo szare, znikome fragmenty są wykonane z pierścieni złożonych z elementów żelbetowych, ze względu na trudności w ich uszczelnianiu. Drążenie tych tuneli odbywa się za pomocą urządzenia zwanego tarczą ręczną. Jest to rurowa osłona o średnicy 5, 68 m i długości 5, 5 m wyposażona w usztywnienia pierścieniowe i w dwa główne systemy siłowników pozwalających na przesuw tarczy i podtrzymywanie deskowania czoła wyrobiska czyli tzw. "przodka". Urobek z czoła odspajany jest ręcznie, a następnie ładowany, wywożony do szybu i transportowany na powierzchnię. Tuż za tarczą znajduje się też pomost do montażu obudowy, a za nim drugi do wykonywania injekcji zaczynem cementowym przestrzeni między zmontowaną obudową a gruntem po przesunięciu płaszcza osłony. W odległości 30 m za "przodkiem" wykonywana jest powtórna injekcja z zawiesiny twardniejącej (mieszaniny bentonitu, cementu, wody i domieszek). Uszczelnienie tubingów odbywa się poprzez ubijanie, w specjalnie wyprofilowanych stykach, sznura ołowianego. Do chwili obecnej wykonano tą metodą 7500 m pojedynczego tunelu w obudowie żeliwnej oraz 1400 m w obudowie żelbetowej.

Tunel szlakowy B 18. Metody budowy - wykonanie tuneli metodą podziemną przy użyciu tarczy. Wielkość nadkładu gruntu na całej trasie waha się w granicach 8 -11 m. Konstrukcja obudowy żeliwnej tuneli - zastosowano obudowę w postaci normalnych pierścieni żeliwnych o wymiarach 5, 5/5, 2 m i ciężarze 4820 kg, uszczelnianych ołowiem. Nad tunelem można wznosić zabudowę o wysokości do 5 kondygnacji. Antykorozyjne zabezpieczenie elementów obudowy żeliwnej zapewniają bezpieczną jego eksploatację w okresie co najmniej 100 lat, bez potrzeby przeprowadzania generalnego remontu.

Drążony zachodni tunel metra na odcinku pomiędzy Pl. Inwalidów a Pl. Wilsona koliduje z budowlami podziemnymi historycznego Żoliborza. Już w lipcu 2002 r. górnicy drążący tunel metra odkryli zapomniany kanał spełniający funkcję kolektora burzowego. Okazało się, że został on wybudowany w 1932 r. i stanowił wówczas część podziemnej infrastruktury Żoliborza, której zasadnicza część powstała jeszcze w czasach zaboru rosyjskiego stanowiąc element rozbudowanych fortyfikacji podziemnych wokół Cytadeli Warszawskiej. Historyczny kolektor został przebudowany na długości 120 m Zdjęcie z lewej strony przedstawia prowadzone prace nad przebudowywanym w sierpniu 2002 r. kolektorem z 1890 r. łączącym sie z kolektorem z 1932 r. , przez który przechodzi tarcza

Plany dokończenia I. linii metra (4, 6 km) - przyjęto koncepcję budowy tuneli w wykopie otwartym. Zabezpieczenie ścian wykopu ścianką szczelinową rozpartą rozporami rurowymi. Na długości skrzyżowań z ulicami poprzecznymi może być zastosowana metoda budowy - stropowa, celem skrócenia czasu objazdu. Głębokość wykopu na szlakach wyniesie od 7 do 13 m.

Planowana II. linia metra - długość II. linii metra wynosi około 19 km, na trasie zlokalizowano 19 stacji.

Planowana III. linia metra

Dane ważniejszych metro europejskich

Dane metro amerykańskich

Dane metro azjatyckich

Metro w Londynie