Giroteodolitok használata a budapesti 4-es metró alapponthálózatában

Átírás

1 Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar Általános- és Felsőgeodézia Tanszék Giroteodolitok használata a budapesti 4-es metró alapponthálózatában Diplomamunka Szabó Gergely Konzulensek: Dr. Dede Károly okleveles földmérő mérnök, egyetemi adjunktus Hörcsöki Ferenc nyugalmazott okleveles földmérő mérnök, műszaki tanácsadó Budapest,

2 Előszó Előszó Ez a diplomamunka a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Karán, a Földmérő és Térinformatikai Mérnöki Szakon végzett tanulmányok befejezése, amely a szigorló mérnökhallgató konzulensi felügyelet alatt végzett három hónapnyi önálló munkájának eredménye. A szerző választott fő szakiránya az Építőipari geodézia szakirány, ennek megfelelően a diplomamunka témája a mérnökgeodézia szakterületéről való. A témaválasztásban szerepet játszott Dr. Hilmar Ingensand professzor (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Geodäsie und Photogrammetrie) ösztönzése és a 2003 évben Svájcban eltöltött szakmai gyakorlat, melynek során átfogóan megismerkedtem egy vasúti alagútépítés geodéziai feladataival. A mérnökgeodézián belül különösen izgalmasnak találom a giroteodolitok gyakorlati alkalmazását, ezért kerestem ehhez a területhez kapcsolódó diplomamunka-témát. A végleges feladatmeghatározás a HUNGEOD Kft. elképzeléseihez igazodik. A diplomamunka célja a metróépítéshez kapcsolódó giroteodolitos mérések gyakorlati alapjainak a megteremtése. Formája műszaki leírás, amely elsősorban olyan földmérési szakembereknek készült, akik a metróépítéshez kapcsolódó geodéziai munkálatokban munkakörükből adódóan érintettek, avagy a téma iránt érdeklődnek. Ajánlom figyelmébe továbbá a DBR Metró Projekt Igazgatóság földmérési projektvezetőjének, mérnök urainak, projektvezetőinek. A diplomamunka az Általános- és Felsőgeodézia Tanszék égisze alatt készült, Dr. Dede Károly egyetemi adjunktus tanszéki konzulens és Hörcsöki Ferenc okleveles földmérő mérnök, a HUNGEOD Kft. műszaki és tudományos tanácsadója külső konzulens vezetésével. Az értékes tanácsokat és információkat ezúton is mindkettőjüknek köszönöm. Köszönet Marschalek Bélának a GeoDesy Kft. műszaki ellenőrének, a néhai Magyar Optikai Művek Minőségi Ellenőrző Osztály egykori vezetőjének, aki megismertette velem a MOM Gi-B3 giroteodolitot és kezelési praktikáit. Köszönettel tartozom továbbá Tóth Lajos Úrnak a GeoDesy Kft. részéről, aki térítésmentesen rendelkezésünkre bocsátotta a mérésekhez használt giroteodolitot, Bátyi Ferenc ügyvezető igazgatónak a HUNGEOD Kft. részéről, aki áldozatkész segítségével a mérések megvalósításának személyi és szállítási feltételeit biztosította, valamint a HUNGEOD Kft. összes technikai segítséget nyújtó munkatárásának és végül Dr. Varga József egyetemi adjunktusnak (BME Általános- és Felsőgeodézia Tanszék) a városi sztereografikus vetületi rendszerrel kapcsolatban nyújtott segítségéért. Budapest, Szabó Gergely 2

3 Tartalmi áttekintés Tartalmi áttekintés ELŐSZÓ 2 BEVEZETŐ 8 1. A PROJEKT ÉS A GEODÉZIAI FELADATOK ISMERTETÉSE A budapesti 4-es metró a projekt ismertetése A 4-es metró létesítményei, építéstechnológia Az állomások szerkezete a geodéziai szempontból lényeges elemek Geodéziai feladatok a metróépítés kapcsán GIROTEODOLITOK HASZNÁLATA A BUDAPESTI 4-ES METRÓ ALAPPONTHÁLÓZATÁBAN A 4-es metró vízszintes alapponthálózata [7] A 4-es metró magassági alaphálózata [7] Giroteodolitok A giroteodolittal végzendő feladatok MÉRÉSEK A mérésekhez használt műszer Azimutmeghatározás mérési menete Azimutmérés számításának menete Műszerállandó-meghatározás A terepi azimutmérések tervezése Terepi azimutmérések SZÁMÍTÁSOK A számításokhoz felhasznált pontok koordinátajegyzéke A számítások elve összefoglaló ismertetés Számítási élesség, pontosság, korrekciók, hibahatások és kiküszöbölésük Azimutmérések számítása Koordinátákból számított azimutértékek Giroteodolittal mért irány irányszögének számítása Gi-BAZDK giro-álláspont koordinátáinak számítása EREDMÉNYEK, ELEMZÉSEK, KÖVETKEZMÉNYEK A mért és a számított azimutértékek és összehasonlításuk BÖV-műszerállandó számítása a metróépítés céljára Azimutmérések és azimutmeghatározások pontossági mérőszámai Giroteodolit-hitelesítések a Bosnyák téri giro-hitelesítő alapvonalon Az alagút építésekor javasolt mérési eljárások Áttörési pontosságok várható értékének számítása További megoldandó feladatok, megválaszolandó kérdések, el nem ért eredmények ÖSSZEFOGLALÓ 103 ADATVÉDELEM 104 IRODALOMJEGYZÉK 105 MELLÉKLETEK 106 3

4 Tartalomjegyzék Tartalomjegyzék ELŐSZÓ 2 TARTALMI ÁTTEKINTÉS 3 TARTALOMJEGYZÉK 4 BEVEZETŐ 8 1. A PROJEKT ÉS A GEODÉZIAI FELADATOK ISMERTETÉSE A budapesti 4-es metró a projekt ismertetése A 4-es metró létesítményei, építéstechnológia Szerkezeti és építési koncepció A vonalalagutak [1], [2] Pályaszerkezet Az állomások építéstechnológiája Mozgólépcsők és felvonók Az állomások szerkezete a geodéziai szempontból lényeges elemek Geodéziai feladatok a metróépítés kapcsán A földmérési munkák szervezése Kivitelezési geodézia és ellenőrző mérések Vízszintes- és magassági alapponthálózat létesítése Tervezési alaptérkép készítése Építési pontossági követelmények A vonalalagutak építésének kitűzési- és ellenőrző mérései A nyomvonal közelébe eső épületek előzetes állapotfelmérése A felszín és a felszíni épületek, valamint a metróvonal épített létesítményeinek mozgásvizsgálata A vasúti pálya kitűzési és ellenőrző mérései az alagutakban és a rámpákon GIROTEODOLITOK HASZNÁLATA A BUDAPESTI 4-ES METRÓ ALAPPONTHÁLÓZATÁBAN A 4-es metró vízszintes alapponthálózata [7] A DBR vízszintes alapponthálózat létesítésének kiindulási alapja Vetületi rendszer A DBR vízszintes alapponthálózat létesítése A DBR vízszintes alapponthálózat fenntartása és mai állapota A DBR vízszintes alapponthálózat ellenőrző mérései A metróépítés felszín alatti vízszintes alapponthálózatának tájékozása A 4-es metró magassági alaphálózata [7] Giroteodolitok A giroteodolitok alkalmazása [8] A giroteodolitok felépítése és működési elve A giroteodolit műszerállandója A budapesti 4-es metró építése kapcsán szóba jöhető műszerek ismertetése A MOM Gi-B3 félautomatikus pörgettyűsteodolit A giroteodolittal végzendő feladatok A giroteodolitok jelentősége az alagútépítésben azimutmeghatározás giroteodolittal Összehasonlító alapvonalak és műszerállandók Giroteodolitok hitelesítése, hiteles azimut A BGTV Bosnyák téri giro-hitelesítő alapvonala A műszerállandó kiemelkedő jelentősége A vonalalagutakban vezetett sokszögvonalak tájékozó-ellenőrző mérései 50 4

5 Tartalomjegyzék 3. MÉRÉSEK A mérésekhez használt műszer Azimutmeghatározás mérési menete Azimutmérés számításának menete Műszerállandó-meghatározás Az eljárás összefoglaló ismertetése A terepen mért azimutok számításához felhasznált műszerállandók és pontossági mérőszámaik A laboratóriumi alapvonal azimutértéke Terepi mérések előtti műszerállandó-meghatározás Terepi mérések utáni műszerállandó-meghatározás A terepi azimutmérések tervezése Mérések pontossági tervezése A giroteodolit kalibrálómérése A mérendő hálózati oldalak kiválasztása Terepi azimutmérések Giroteodolitos azimutmérések a terepen SZÁMÍTÁSOK A számításokhoz felhasznált pontok koordinátajegyzéke A számítások elve összefoglaló ismertetés Számítási élesség, pontosság, korrekciók, hibahatások és kiküszöbölésük Azimutmérések számítása Koordinátákból számított azimutértékek Meridiánkonvergencia [14] Irányredukció [14] Giroteodolittal mért irány irányszögének számítása Gi-BAZDK giro-álláspont koordinátáinak számítása EREDMÉNYEK, ELEMZÉSEK, KÖVETKEZMÉNYEK A mért és a számított azimutértékek és összehasonlításuk Számítások különböző vetületi síkokon Azimuteltérések számítása BÖV Azimuteltérések számítása EOV A BÖV és az EOV síkokon számított azimutok és azimuteltérések A BÖV és az EOV vetületi síkokon számított azimutok és azimuteltérések elemzése BÖV-műszerállandó számítása a metróépítés céljára Azimutmérések és azimutmeghatározások pontossági mérőszámai Az azimutmérés idealizált pontossága A terepi azimutmérések pontossága A terepen végzett hálózati azimutmérések pontossága (BÖV) A hálózati azimutmeghatározások pontossága (BÖV) Egy kijelölt irány hálózati azimutjának meghatározási pontossága (BÖV) Giroteodolit-hitelesítések a Bosnyák téri giro-hitelesítő alapvonalon A hálózati oldalak kiválasztása Giroteodolit hitelesítőmérése Műszerállandó meghatározás A giroteodolit hitelesítőmérésének eredménye Hiteles műszerállandók A án végzett hitelesítőmérés eredményeinek elemzése A metróépítéshez kapcsolódó jövőbeni giroteodolit-hitelesítések A Bosnyák téri giro-hitelesítő alapvonal metró-azimutjai 92 5

6 Tartalomjegyzék 5.5. Az alagút építésekor javasolt mérési eljárások Ellenőrzési szakaszok áttörési helyek Pontjelek Sokszögvonalak Aknafüggélyezés A fúrópajzs geodéziai irányítása Giroteodolitok kalibrálása A sokszögvonalak giroteodolitos ellenőrző mérései Áttörési mérések Magassági alapponthálózat Mozgásvizsgálatok, vágánykitűzések Áttörési pontosságok várható értékének számítása További megoldandó feladatok, megválaszolandó kérdések, el nem ért eredmények Pontosságnövelés További giro-hitelesítő alapvonal létesítése Az áttörési mérések tervezése ÖSSZEFOGLALÓ 103 ADATVÉDELEM 104 IRODALOMJEGYZÉK 105 MELLÉKLETEK 106 Vízszintes alapponthálózat átnézeti térképe M Koordinátajegyzék M Eredmények és azimuteltérések Azimutértékek és eltéréseik összehasonlítása BÖV EOV M A mért és a számított azimutértékek és eltéréseik BÖV M A mért és a számított azimutok eltérései EOV M Számítási mellékletek Meridiánkonvergencia-számítás BÖV (xls) M Irányredukció-számítás BÖV (mcd) M Meridiánkonvergencia-számítás EOV (xls) M Meridiánkonvergencia-számítás EOV (mcd) M Irányredukció-számítás EOV (mcd) M (folytatás a következő oldalon) 6

7 Tartalomjegyzék MELLÉKLETEK (folytatás) Pontleírások (9 db) Dobogó-hegy P Sas-hegy P Bazilika (torony) P Bazilika déli pillér P Bazilika keleti pillér P Bazilika giro-álláspont P Grand Hotel P Rendőrség P Gellért-hegy, tripód P Azimutmérési jegyzőkönyvek (24 db) J-01 J-08: GeoDesy alapvonal 129 J-09 J-10: Dobogó-hegy 137 J-11 J-12: Bazilika, giro-álláspont 139 J-13 J-14: Sas-hegy 141 J-15 J-16 Rendőrség 143 J-17 J-22 GeoDesy alapvonal 145 J-23 J-24 Bosnyák tér 151 7

8 Bevezető Bevezető A hétköznapi ember számára legkevésbé kézzelfogható mozzanata az alagútépítkezéseknek, hogy hogyan találkoznak össze az alagutak, hogyan kerül a vonalalagút a föld alatt is pontosan oda, ahová azt a tervezők szeretnék. Azt hiszem túlzás nélkül állíthatom, hogy a földmérő mérnök számára is a legizgalmasabb feladat az alagútfúró-pajzs geodéziai irányításának és a kívánt pontosságú áttörésnek a megvalósítása, hisz a kívánt pontosságú áttörés elérésével járó sikerélmény érzése semmihez sem hasonlítható. A sikeres áttörés megvalósítását közvetlenül szolgálják a giroteodolitos föld alatti tájékozó-azimutmérések. Ezeknek a jövőbeni, alagútbéli azimutméréseknek az előkészítését, a metróépítéshez kapcsolódó giroteodolitos mérések gyakorlati alapjainak a megteremtését tűztem ki diplomamunkám fő feladataként. Tanulmányaim és érdeklődési köröm nem csak a geodézia, hanem az út- és vasútépítés, a közlekedéstervezés szakterületére is kiterjednek. A vasúti közlekedés, az elővárosi vasúti közlekedés és a városi kötöttpályás közlekedés híveként a metrót és a 4-es metró megépítését is hasznosnak tartom. Ennek szellemében a diplomamunka első részében meg kívánom ismertetni az olvasóval a metróépítési projekt lényegét, a 4-es metró előnyeit és a várható hatásokat. A diplomamunka ezután tárgyalja a metróvonal és létesítményei építéstechnológiáját, amelyek alapvetően meghatározzák a geodéták feladatait. A metróépítés földmérési feladatait egy átfogó felsorolás és a felsoroltak vázlatos ismertetése tartalmazza, amely az olyan lényeges részeket mint pl. az építési pontossági követelmények, részletesebben ismerteti. A második résztől kezdve kerül kifejtésre a fő téma, a giroteodolitok használata a budapesti 4-es metró alapponthálózatában. Részletes tárgyalásra kerül a vízszintes alapponthálózat, a giroteodolitok mibenléte és alkalmázásának jelentősége, majd a giroteodolittal végzendő feladatok és a feladatok megoldásához rendelkezésre álló kiindulási alapok. A további részek tárgyalják a giroteodolittal végzendő feladatok megvalósításának menetét, a mérés, a számítás egyes lépéseit, majd az elért eredmények részletes tárgyalása következik. Végül javaslatok találhatóak a metróépítés során végrehajtandó geodéziai teendőket illetően és a diplomamunkában el nem ért eredmények tekintetében, megjelölve a további megoldandó feladatokat. 8

9 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése 1. A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése 1.1. A budapesti 4-es metró a projekt ismertetése Az elkövetkező évek legnagyobb volumenű budapesti építkezése a 4-es metró építése lesz. A DBR metró I. szakasza Dél-Budát köti össze Pest belvárosával: a 7,3 km hosszú, 10 állomást magába foglaló vonal a Kelenföldi pályaudvartól a Móricz Zsigmond körtéren majd a Kálvin téren keresztül a Keleti pályaudvarig vezet. A teljes vonalszakaszon mintegy perc alatt utazhatunk majd végig. A városlakók és a várost használók számára is érezhető és látható építkezések ugyan csak 2005 tavaszán indulnak meg, de a színfalak mögött már évek óta komoly készülődés zajlik. A nagy építkezésekre jellemzően a geodéták már évek óta azon dolgoznak, hogy a metró létesítményei majdan a tervezett helyükre kerülhessenek, és a fúrópajzsok centiméterpontosan érkezzenek meg az állomásokra. 1. ábra: A budapesti 4-es metróvonal I. és II. szakasza [1] A dél-budai térség jelenlegi helyzete [1] A Dél-Buda és a Belváros közötti közlekedési kapcsolat a fejlődő, nagy lélekszámú délbudai kerületek és a mögöttük lévő még inkább fejlődő agglomerációs települések miatt kiemelt fontosságú. A főváros határát átlépő forgalmi irányok közül messze a legjelentősebb a dél-nyugati irányból belépő forgalom: a főváros teljes (közúti és tömegközlekedési) forgalmának mintegy 27%-a itt jelentkezik. 9

10 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése Az agglomerációs térség és a kerületek folyamatos fejlődése állandóan növeli a forgalmi hálózat terhelését, a növekedés pedig a felszíni kapacitásokkal már nem kezelhető. Dél- és Közép-Budán a felszíni tömegközlekedés elérte a telítettség állapotát. Magasabb színvonalú tömegközlekedést csak más eszközökkel lehet elérni, mégpedig új metróvonalak megvalósításával. Intermodalitás kulcsszerepben a 4-es metró [2] Egyre több nagyvárosban ismerik fel, hogy a közlekedésfejlesztési politika meghatározó eszközének az intermodalitásnak, azaz a különböző közlekedési módok integrálásának, magas színvonalú utasbarát rendszerbe szervezésének kell lennie. Budapesten is csak ez biztosíthatja a kényelmes elővárosi közlekedést és a centrum felé irányuló, illetve a centrumot átszelő és ott a más irányba való átszállást is biztosító gyors városi tömegközlekedést. A 4-es metró is egy ilyen integrált közlekedési rendszer része a Kelenföld intermodális csomópont révén. A 4-es metróvonal megépítésének lényege a dél-budai térség kiszolgálása mellett a külső területek és a városközpont közötti összeköttetés biztosítása. A metró révén tehát létrehozható egy olyan, hosszú távon is megoldást jelentő tömegközlekedési kínálat, mely eszközváltásra ösztönözheti a térségbe érkező, centrum felé haladó egyéni közlekedők jelentős részét. A 4-es metró kitűnő lehetőséget teremt az agglomerációból érkező forgalom továbbítására, javítva az elővárosi vasúti közlekedés esélyeit is. Az új dél-budai metróvonal A 4-es metrónak nincs alternatívája [1],[2] A nemzetközi tervezőkonzorcium (Systra - Sofretu - Sofrerail, Symonds Travers Morgan és 9 magyar partner a Főmterv Rt. vezetésével) által 1996-ban elkészült megvalósíthatósági tanulmány egyértelműen igazolta és gazdaságossági számításokkal is alátámasztotta a mélyvezetésű metróvonal építésének indokoltságát. A dél-budai közlekedésitömegközlekedési helyzet megoldására készített tanulmány 20 változatot vizsgált meg, melyek között hagyományos felszíni tömegközlekedési (autóbusz, villamos), városi gyorsvasúti és metrós megoldások is szerepeltek. A közlekedéshálózat-fejlesztési, környezetvédelmi, idegenforgalmi, városfejlesztési, műemlékvédelmi szempontok mellett az anyagi megtérülés feltételei kiemelt súllyal szerepeltek a megvalósíthatósági tanulmányban vizsgált hálózatfejlesztési alternatívák elbírálásának kritériumai között. Valamennyi szempontot figyelembe véve a Buda dél-nyugati területét Pest belvárosával összekötő metróvonal-variációt választották ki a tanulmány készítői, mint a legalkalmasabb megoldást. A tanulmány összegző megállapítása a következőképpen fogalmaz: A forgalmi elemzések azt mutatták, hogy a felszíni alternatívák csak kis mértékben teszik javíthatóvá a zsúfolt közutak állapotát. A metró a városi gyorsvasúthoz képest 10

11 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése utasforgalmilag vonzóbb és hatékonyabban tehermentesíti a meglévő szolgáltatásokat. Ez több lehetőséget nyújt a felszín környezeti állapotának javítására és fejlesztési javaslatok megvalósítására. A tanulmány pontosan meghatározta a vonal jellemzőit közlekedési, műszaki és költségszempontból. Így alakult ki az a 7,3 km hosszú vonaljavaslat, amely a Budapest- Kelenföld vasútállomást (továbbiakban Kelenföldi pályaudvar) a Keleti pályaudvarral köti össze. A 4-es metró I. szakasza 10 állomást foglal magába: Kelenföldi pályaudvar végállomás, Tétényi út, Bocskai út, Móricz Zsigmond körtér, Szent Gellért tér, Fővám tér, Kálvin tér, Rákóczi tér, Népszínház utca, Keleti pályaudvar végállomás. Az új vonal két ponton csatlakozik a meglévőkhöz: a Kálvin-térnél a 3-as vonalhoz, a Keleti pályaudvarnál pedig a 2-es vonalhoz. Az új metró üzembe helyezésével az utazási idők jelentősen lerövidülnek, így a Kelenföldi pályaudvar és a Keleti pályaudvar közötti távolságot mindössze perc alatt tehetik meg az utasok. Területfejlesztés, műemlékvédelem, idegenforgalom [2] A 4-es metróvonal megépítésének elsődleges célja az érintett területek közlekedési problémáinak enyhítése, az előkészítést végző szakemberek azonban mindvégig figyelembe vették Budapest területfejlesztési alapelveit. A 4-es metróvonal csökkenti a Világörökség részét képező Duna-menti terület felszíni közlekedési túlterheltségét, és igen nagy segítséget nyújt az értékes környezet állapotjavításához. Csökken a zajterhelés, a légszennyezés és a vibráció a belvárosi lakóingatlanok és kereskedelmi útvonalak mentén. A forgalomcsökkenés és forgalomcsökkentés révén kizöldíthető és emberközelibbé, barátságosabbá tehető a belváros (ehhez átgondolt és jól szervezett parkolási rendszer is szükséges). Ilyenformán a 4-es metró elősegíti a belváros kulturális és esztétikai fejlődését. A várható hatások összegzése [2] A környezeti hatástanulmány végkövetkeztetése szerint a kedvező és az itt nem említett kedvezőtlen hatásokat összevetve a metró előnyei a hatékonyság, a környezetvédelem és a forgalom szempontjából messze túlszárnyalják annak hátrányait. A 4-es metró megépítésének legfontosabb közvetlen pozitív hatása, hogy csökken a belvárosi tömegközlekedés zsúfoltsága, javul a levegőtisztaság, mérséklődik a zaj és a rezgés. Közvetett pozitív következményként értékelhető többek között a forgalmi sávok csökkentésével elérhető zöldsáv-növekedés, és a levegőtisztulásból következő ökológiai és epidemológiai hatások jelentkezése. 11

12 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése 1.2. A 4-es metró létesítményei, építéstechnológia Szerkezeti és építési koncepció A metróvonal alapvető szerkezeti és építési koncepciója a következő: a felszínről réseléssel épülő dobozszerkezetű középperonos állomásokat mindenhol két független, egyvágányú, mélyvezetésű vonalalagút köti össze, melyeket egymással összekötő folyosók (csövek) kapcsolnak össze. Először a dobozszerkezetű állomásokat készítik el, az esetek többségében födémkitámasztásos módszerrel: elsőként a dobozszerkezet határolófala készül el, majd a legfelső térszínt tartó födém. A legfelső födém beépítése után az állomás feletti térszín a felszíni forgalomnak csaknem teljes egészében visszaadható, így az állomásépítés a lehető legkevesebb ideig akadályozza a térszín forgalmát. A födém alatt elkészítik az állomást: az anyagmozgatást a födémen hagyott munkanyílás teszi lehetővé. Két állomás vegyes módszerrel készül, azaz részben réseléssel dobozsszerkezetként, részben bányászati eljárással. Erre a felszíni akadályok (Duna folyam, épületek, védett fák) miatt van szükség. A Kelenföldi pályaudvar állomás teljes hosszában bányászati technológiával épül, a kijáratok azonban a peronokon túl elhelyezkedő résfallal határolt dobozszerkezetekben kapnak helyet. Bányászati módszerrel épül továbbá a Rákóczi tér állomás és a Népszínház utca állomás. Várhatóan csupán egyetlen állomás a Tétényi út állomás épül résfallal körülhatárolt nyitott munkagödörben, alulról felfelé a hagyományos mélyépítési módszerekkel. A fúrópajzs összeszerelésének és indításának helyet adó réselt dobozszerkezet az Etele tér alatt húzódik, a Kelenföldi pályaudvar állomáshoz csatlakozóan. Ennél a műtárgynál is a legfelső födém mielőbbi beépítése indokolt, várhatóan nem, vagy csak rövid ideig lesz nyitott munkagödör. A fúrópajzs és a géplánc elemeinek beemelése szükség esetén egy viszonylag szűk nyíláson keresztül is megvalósítható, a gépelemek ugyanis nem lehetnek nagyobbak mint amit közúton el lehet szállítani. Az alagutak fúrása az állomási dobozok elkészülte után indul. Az alagutakat fúrópajzzsal fúrják. A fúrópajzzsal egybekapcsolt mintegy méter hosszúságú géplánc az alagút szerkezetét adó vasbeton-tübbingeket is a végeleges helyükre építi. Az állomási munkatérbe (dobozba, állomási alagútba) beérkező alagútfúró géplánc az állomásokon előrehúzásra kerül. 12

13 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése 2. ábra: Bányászati módszerrel épülő állomás technológiai folyamatábrája (így készül majd a Kelenföldi pályaudvar állomás, a Rákóczi tér állomás és a Népszínház utca állomás) [2] 3. ábra: Alagút- és állomásszerkezet, Kálvin tér: Baloldalt látható a réselt, dobozszerkezetű állomás. Jobboldalt középen sötétkékkel ábrázolva látható a 3-as metró bányászati eljárással készített állomása. [2] A vonalalagutak [1], [2] A tervezett vonalnak a Kelenföldi pályaudvart és a Keleti pályaudvart összekötő 7,3 km hosszú első szakasza végig mélyvezetésben épül. A vonalalagutak fúrópajzsos építési technológiával, vasbeton tübbing-elemekből épülnek. (A Thököly út alatti szakaszon szóba jöhet az ún kéreg alatti, felszínről történő építési módszer alkalmazása is.) A két vonalalagút kifúrására egy-egy fúrópajzs szolgál, melyek néhány hét eltéréssel indulnak el az Etele térről, majd haladnak végig a Keleti pályaudvarig. A fúrópajzsok várható haladási sebessége: méter/nap (legnagyobb várható heti teljesítmény: méter, legnagyobb elérhető havi teljesítmény m, két vagy három műszakos építési üzemet feltételezve). A generálorganizációs ütemterv kb. 9 méter/nap sebességet feltételezve lett elkészítve. 13

14 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése 4. ábra: Homlokmegtámasztású (EPB) fúrópajzs szemcsés és vízzel telített talajhoz A korszerű építési technológia lehetővé teszi, hogy a vonal gazdaságossági szempontból legkedvezőbben, a lehető legkisebb mélységben épüljön. Az új metróvonal legsekélyebb peronszintje a felszíntől mérve 13,80 m (Tétényi út), a legmélyebb pedig -32,94 m mélyen van (Fővám tér). A vonal legmélyebb pontja a Szent Gellért tér állomás közelében van. Az új vonal mindkét meglévő metróvonalat felülről keresztezi. A vonal magassági vonalvezetésében 3,0 36,3 lejtésű pályaszakaszok követik egymást. Vízszintes pályaszakasz nincs a vonalon. Az egy-egy vágánynak helyet adó vonalalagutak egymás mellett, többnyire párhuzamosan haladnak, egymástól függetlenek, kör keresztmetszetűek. Belső átmérőjük 5,2 méter. Az előregyártott vasbeton alagútfalazó-elemek 30 cm vastagok. A két vonalalagutat menekülési út céljából, megfelelő távolságokban összekötő folyosók kapcsolják össze. A vonali alagutak összhossza mintegy 12 km. A vonalalagút hossza a végállomási ütközőbakok között: 7371 m. A vonalalagút hasznos hossza, azaz a végállomási peronközepek között mért távolság: 6690 m. Az alagutak a két végállomáson túl még egy rövid szakaszon folytatódnak, helyet adva a kihúzóvágányoknak. Az állomásokra és az egyes állomások közötti alagútszakaszokra főszellőzők kerülnek. Önálló vonali szellőző műtárgy létesül a legnagyobb állomástávolságú, Tétényi út - Bocskai út állomások közötti szakaszon. 14

15 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése 5. ábra: a 4-es metró tervezett vasbetontübbinges alagútjának keresztmetszete [2] Az ábrán zöld szaggatott vonallal ábrázolt az alagútszerkezet adott keresztmetszetbeli építési tűrési szelvényének 5 cm-es határvonala. Az ábrán piros szaggatott vonallal jelölt az alagútszerkezet abszolút beépítési helyének kell szelvénye. A kell szelvénybe sehol nem lóghat bele az alagút falszerkezete, melynek minimális sugara R min =2550 mm ( R kell =2600 mm) Pályaszerkezet Az alagutakban a meglévő metróvonalakéval azonos, 1435 mm-es nyomtávolságú, hézagnélküli vasúti felépítmény készül. Az 54 kg/fm tömegű sínek rugalmas sínleerősítéssel kapcsolódnak a beton pályalemezhez erősített keresztaljakhoz, szükség esetén zaj- és rezgéscsillapítással. (A beszerzendő járművek kocsijainak hossz- és szélességi méretei megegyeznek a 2-es és 3-as metróvonalon jelenleg üzemelő típusok méreteivel.) Az állomások építéstechnológiája A 4-es metró első szakaszán 10 állomás épül, melyből 5 dobozszerű kialakítással, 2 részben dobozszerű ill. másik részben bányászati kialakítással (vegyes módszer) (Szent Gellért tér, Fővám tér), három pedig tisztán bányászati technológiával épül (Kelenföldi pályaudvar, Rákóczi tér, Népszínház utca). (Ez a 2004 májusában érvényes elképzelés.) A vonal viszonylag sekély mélységben való fekvése lehetővé teszi, hogy az állomások a legtöbb esetben a felszínről épüljenek mint dobozszerkezetek. A doboz fala résfal, vagy 15

16 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése cölöpfal - ez határolja a munkateret. A doboz belső terét vasbeton födémek osztják szintekre. A peronok, a mozgólépcsők, a liftek és az üzemi helyiségek a dobozon belül helyezkednek el. Minden állomáson 2db lift létesül elsősorban a mozgássérültek részére. A többszintes állomási dobozok méter hosszúak, és méter szélesek, mélységük változó (17-35 m). Valamennyi állomás középső peronos. A peronhossz 80 méter. 6. ábra: a nyitott munkagödörben épülő, dobozszerkezetű Tétényi út állomás látványterve Állomási doboz födémkitámasztásos módszerrel, a felső födém elsőként való beépítése után is kialakítható. Ilyenkor első lépcsőben a doboz falait alakítják ki réseléssel vagy cölöpözéssel, majd beépítik a legfelső födémet. A legfelső födémen az anyagszállítás céljára egy vagy több alkalmas méretű nyílást hagyva a doboz többi belső födémeit a doboz belsejében található talaj folyamatos kitermelése mellett, vagy teljes kitermelése után készítik el. A módszer legfőbb előnye, hogy a felszínt csak rövid ideig zavarja, a legfelső födém elkészítése után azonnal kezdhető a végleges felszíni környezet kialakítása. A Szent Gellért tér, Fővám tér, Kelenföldi pályaudvar állomásoknál a felszín beépítettsége vagy a Duna miatt az állomásnak csak egy része készülhet doboz-módszerrel, másik része bányászati módszerrel, lövelltbetonos technológiával épül. 7. ábra: a vegyes módszerrel épülő, részben dobozszerkezetű Szent Gellért tér állomás látványterve 16

17 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése Bányászati módszerrel, lövelltbetonos technológiával épül a Rákóczi tér állomás és a Népszínház utca állomás. Ezek az állomások állomási alagutakból állnak. A felszínnel való kapcsolatot réseléssel vagy bányászati technológiával épülő lejtakna biztosítja (valamint a felvonók). A bányászati módszerre elsősorban a felszínen található védett fák miatt van szükség. A Kelenföldi pályaudvar állomás a vasúti pályaudvar vágányai alatt, azokra merőlegesen húzódik, két végén egy-egy dobozban elkészített kijárat található. Az állomás maga (a peronokat magába foglaló szakasz) bányászati módszerrel, lövelltbetonos technológiával épül, mert a vágányokon nem lehetséges olyan hosszú ideig tartó vágányzár elrendelése, amely egy doboz réseléséhez lenne szükséges. 8. ábra: A Kelenföldi pályaudvar állomás szerkezetrajza: fent az Őrmezői kijárat, lent az Etele téri kijárat [1] Mozgólépcsők és felvonók Minden metróállomásra mozgólépcsőket és személyfelvonókat építenek be. A felvonók közvetlenül vagy közvetve általában a felszínre vezetnek. Kivétel a Népszínház utca állomás, ahol a terepszint alatti metrócsarnokból lépcsőn vagy rámpán közelíthető meg a felszín (ez a verzió sem mondható még véglegesnek). Szintén nem közvetlenül a felszínre vezet a Kelenföldi pályaudvar Etele téri kijáratának liftje, ahol a lift a térre nyíló metrócsarnok szintjére érkezik. A liftbe való beszállás általában az aluljárószinteken is biztosított. 17

18 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése 1.3. Az állomások szerkezete a geodéziai szempontból lényeges elemek Geodéziai szempontból a felszíni alapponthálózatból a föld alatti hálózatba történő koordináta- és iránylevitelt befolyásoló illetve azt lehetővé tevő állomásépítési technológia ismerete igen fontos, ugyanis ezek teszik lehetővé az alagútépítés kitűzési hálózatának (sokszögvonalainak) ellenőrző méréseit. (Gyakorlatilag a fúrópajzs haladási irányának a helyességét.) A földmérő mérnökök számára koordinátalevitel szempontjából legelőnyösebbek a nyitott munkagödrök, valamint a peronszintre közvetlenül vezető liftaknák, anyagmozgató és szellőzőaknák. A mozgólépcsők lejtaknái vagy beépítési terei mindig alkalmasak a koordináta és iránylevitel céljára. A szellőzőaknák méretüknél és elhelyezkedésüknél fogva a legtöbb állomáson általában előnyösen alkalmazhatók az aknafüggélyezésre (ezért ezek az egyes állomásoknál külön nincsenek említve). A szellőzőaknák helyenként közvetlenül a felszínre érkeznek, máshol több vízszintes és magassági értelmű törést szenvedve érik el a felszínt. Az aknák koordinátaés iránylevitel céljára való alkalmassága minden esetben más és más, az elérhető pontosság előzetesen vizsgálandó. Az aknák felszíni kibúvási helyénél szintén vizsgálandó az alappontsűrítés lehetősége. Sok aknakibúvás helyénél alkalmazható a GPS technikával történő alappontlétesítés. Lásd még az 5.5. számú Az alagút építésekor javasolt mérési eljárások című fejezetet! 18

19 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése Kelenföldi pályaudvar Az állomás helyszínrajzi vázlatát mutatja a 9 ábra. 9. ábra: A Kelenföldi pályaudvar állomás és környéke helyszínrajza. Az Etele téren zölddel jelölt terület a pajzsindítást szolgáló és a járműtelepi rámpát magába foglaló résfallal határolt munkagödör [2] A Kelenföldi pályaudvar állomás Etele tér felőli végéhez csatlakozóan épülő réselt doboz (az ábrán sárgával és zölddel jelölt részek) több funkciónak fog helyet adni, melyek a következők: pajzsindító műtárgy, felszíni járműtelepre vezető rámpa elhelyezése, állomás üzemi terei, utasforgalmi kijárat. A pajzsindító műtárgy maga a réselt doboz, amely nyitott munkagödörként (vagy kellő méretű födémnyílással) lehetővé teszi a fúrópajzs elemeinek beemelését. A fúrópajzs indításához a fúrópajzs szintjén alappontokat kell meghatározni, gyakorlatilag az alagúti sokszögvonalak első pontjait. Nagyon szerencsés lenne, ha ezeket a pontokat közvetlenül a felszínről végzett beméréssel lehetne meghatározni és nem aknafüggélyezéssel kapcsolt pontmeghatározással. 19

20 A projekt és a geodéziai feladatok ismertetése A vonalalagutak a középperonos állomás két széléről egymással párhuzamosan, a pajzsindítást szolgáló doboz szélein futnak. A felszíni járműtelepre vezető rámpa 2 vágánya ezek között a forgalmi vágányok között, a doboz közepén foglal helyet. A doboz végétől két független vonalalagut fut a Tétényi út állomás irányába. Az építkezés elkészülte után a rámpa vágányai mentén vezetett sokszögvonalak szolgálják majd a föld feletti alapponthálózattal való közvetlen kapcsolatot. Tétényi út állomás Az állomás szerkezetének látványterve a 6.ábrán látható (lásd feljebb). A dobozszerkezetű állomás nyitott munkagödörben épül, határolófala vasbeton bélésfalas cölöpfal. A peronszint mélysége a felszíntől mérve: 13,80 m. A liftakna közvetlenül a felszínre vezet, függélyezésre jól használható. Az állomás teljes hosszában háromhajós. Az állomás középső hajója fele hosszában a peronszinttől a felszínig húzódó egy nagy légtér, melyet felülvilágítóval ellátott födém zár le. Ez a földmérők számára igen kedvező, mert nemcsak az építés idejére, hanem azután is lehetővé teszi az egyszerű és pontos, függélyezéssel való koordinátalevitelt. Az építés idején a légtér iránylevitelre is alkalmas. Az állomás légterével ellentétes állomásvégben találhatók a közvetlenül a felszínre vezető liftakanák, amelyek lehetővé teszik a függélyezéssel való koordinátalevitelt. Tétényi út Bocskai út állomásköz A Tétényi út Bocskai út állomásköznek nagyjából a felénél a vonalalagutak egyik összekötőcsövéhez kapcsolódóan vonali főszellőző műtárgy épül, amely függélyezésre alkalmas. Bocskai út állomás A dobozszerkezetű állomás födémkitámasztásos módszerrel, résfalas munkatérhatárolással épül. A legfelső födém a résfal elkészülte után a lehető legrövidebb időn belül beépítésre kerül, az állomási tér kialakítása csak ezután kezdődik. A peronszint mélysége a felszíntől mérve: 14,60 m. A liftakna nem vezet közvetlenül a felszínre, a legfelső födém beépítése után a liftakna felszínről indított függélyezésre nem használható. 20