A "Kelenföldi pályaudvar" metróállomás Budapest negyedik metróvonalának
induló állomása. Elkészülte után Budapest délnyugati kapujaként
intermodális csomópontot képezve teremt kapcsolatot a metró és a vasút
között. Az épülő mélyépítési szerkezet az első vasútállomás alatti
külön-szintű metró-vasúti csomóponti műtárgy hazánkban.
Helyszín
A
4. metróvonal Kelenföldi állomása a Kelenföldi Pályaudvar 28 vágánya
alatt helyezkedik el kelet-nyugat irányban, merőlegesen a pályaudvar
észak-dél irányú vágányaira. Az állomás a metró-vasút kapcsolaton túl
aluljáróként köti össze Kelenföldet és Őrmezőt. Az metró-állomás egy
"kihúzó műtárgy"-ban folytatódik az őrmezői oldalon, amelyhez
kapcsolódva buszpályaudvar és a későbbiekben P+R lehetőséget biztosító
mélygarázs is készül.
Az Etele téri oldalon az állomás alatti szerkezet csatlakozik a korábban megépített pajzsindító műtárgy. (1.ábra: Az épülő "Kelenföldi pályaudvar" metróállomás légifotó).
A
vasúti pályaudvar alattt elhelyezkedő aluljárós műtárgyszerkezet
mintegy 260 m hosszú, a hozzá csatlakozó kihúzóműtárggyal együtt 340 m,
melyből indul a 90 m hosszú NATM alagút, tehát az teljes tervezett
mélyépítési műtárgyhossz: 430 m, ezzel a Kelenföldi állomás a DBR 4
metró leghoszabb állomása.
Előzmények
A
metróállomás engedélyezési és tender szerkezeti-terveit a PALATIUM
Stúdió építész elképzelései alapján a Főmterv Zrt. készítette. E tervek
alapján kiírt FIDIC "sárga" könyv szerinti tendert a Hídépítő Zrt.
nyerte 2007-ben. A tendergyőztes kivitelező megbízásából a kiviteli
terveket a SPECIÁLTERV Kft. készítette. A tervezés az épülő teherhordó
szerkezetek és a megépítéshez szükséges vasútállomás-átalakítás
komplett kiviteli terveinek elkészítését tartalmazza.
Általános
ismertetés
A
Kelenföldi metró állomás műtárgya a vasúti vágányok alatti szakaszon
két 22-23 m mélyre lenyúló, 1,00 m vastagságú résfallal épül, melyek
21,60 m tengelytávolságban helyezkednek el egymástól. A résfalak felső
síkjának visszavésése után résösszefogó gerendák készülnek. A
gerendákon csuklós kialakítású vasalt kapcsolattal készül a "zárófödém"
mint ágyazat átvezetéses vasúti híd. A szerkezet "milánói módszerrel"
épül, tehát az első födém elkészülte után a felszínt – ez esetben a
vasúti pályát – visszaállítva folytatódik a födém alatt a földkiemelés,
a továbbépítés. A födém szilárdulása után a felső felületen
szigetelést, szivárgókat, ágyazatot és vasúti pályát építenek, míg
"alul" a résfalak között kezdődik a földkiemelés. (2.ábra: Fölkiemelés a vasúti hidak alól)
A
résfalak között a földkiemelés egy ütemben készül az alaplemez alsó
síkjáig, mely cca. -18 m-en található a felszínhez képest. Ezen
ideiglenes építési állapotban a résfalakra jutó víznyomást elkerülendő
a réstáblákat ideiglenesen kilyukasztva "beengedték" a kötött vízzáró
talajban esetleg található vizeket. Az alsó sík elérése után
szerelőbeton készül, melyet a résfalak belső felületével együtt szórt
szigeteléssel látnak el.
Az
alaplemez nyomatékbíró kapcsolattal csatlakozik az alaplemezhez. Az erőátadó
kapcsolat "lentonok" alkalmazásával történik. A résfalarmatúrába előre
elkészített, ideiglenesen műanyag zárókupakkal védett hüvelyeket keresik
meg a már kibontott résfal-felületen és ezekhez csatlakoztatják az erőátadó
betonacélokat (3.ábra: Alaplemez síkig együtemű földkiemelés és résfal-alaplemez
kapcsolata lentonok alkalmazásával).
Az
alaplemez betonozása után a bélésfalak vasszerelése és betonozása történik.
E falak jelentős része "látszó beton" felület, melynek esztétikus megvalósításához
speciális felületű zsalu, betontechnológia és szigorú technológiai fegyelem
szükséges (4.ábra: Látszó-betonfelület).
Az
állomás peronok alatti szakaszának legnagyobb részén az építész tervezők
által "megálmodott" ferde kitámasztású födém készül (5.ábra: Ferde
kitámasztású födémszakasz).
A
felső aluljáró szintről a vágányok közötti peronokra liftek, lépcsők és
mozgólépcsők biztosítják a kapcsolatot. A földalatti műtárgy építésével
párhuzamosan a perontetők is átépülnek. Az építési program
minimalizálása miatt a meglévő perontetők formavilágával azonos
toldalékok és új perontetők készülnek. A műtárgy építése a felszínen a
vágányokkal együtt a teljes állomást kiszolgáló rendszert keresztezi,
tehát a teljes felsővezetéki hálózatnak, a jelzőknek és a biztosító
berendezéseknek az egyes építési szakaszoknak megfelelő kiváltásait el
kellett készíteni. Az állomást keresztező építés öt fő építési egységre
bontva történik. Az első lépésben az őrmezői oldali első nyolc vasúti
vágány lezárásával kezdődött az építkezés, majd következtek a "belső"
építési egységek mikor az üzemelő vasúti vágányokkal körbehatárolt
"szigeten" kellett a résfal és vasbeton szerkezetépítést organizálni. A
betonbejuttatás a meglévő aluljárón keresztül az utastér
lekorlátozásával betonozó csöveken keresztül történt.
Az
őrmezői oldalon csatlakozó kihúzó műtárgy két szerkezeti egységből: egy
80 m hosszúságú résfalak között épülő vasbeton szerkezetből és egy 90
m hosszú "NATM" alagútból áll. A vasbeton szerkezet a vasút alatti részhez
hasonlóan "milánói" módszerrel készül, azonban itt nem a zárófödém, hanem
egy közvetlenül a metróűrszelvény feletti közbenső födém tölti be a kitámasztó
funkciót. Az NATM: New Austrian Tunneling Method, vagyis új osztrák építési
módszerrel készülő alagút egy keresztmetszetben fogadja az átmenetileg
metró végállomásként funkcionáló állomás metrószerelvényeit. Távlatban
ezen alagút folytatásával lehet a metróvonalat kiterjeszteni Budaörs irányába
(6.ábra: Alagút keresztmetszet).
Résfalak
A műtárgyépítéssel érintett területen a feltöltés alatt középső oligocén kiscelli agyag található.
A
résfalak végleges statikai állapotának méretezése a felszíni
terhelések, nyugalmi földnyomás és a az oldalfalakon a teljes felületen
figyelembe vett víznyomás figyelembe vételével történt, míg az
ideiglenes állapot méretezése során talajvízzel mindössze a felső
"mállott közepes és kövér agyag" és "kevésbé mállott közepes és kövér
agyag" rétegében számoltak. A mélyebben fekvő "ép közepes és kövér
agyagot" vízzárónak tételezve e rétegben építési állapotban víznyomást
nem vettek figyelembe. Ennek a feltételnek a tényleges teljesülését
biztosítandó, a vízzárónak tekintett rétegben a 100 cm vastag résfal
mögötti esetleges víznyomást megszüntető, acél átvezető csövek kerültek
beépítésre (armatúránként 2-2 db.)
A vízzáró résfalak 60 és 100
cm névleges vastagsággal, a kétoldali résvezető gerendát 20x100 cm
keresztmetszettel készültek. A 60 cm vastag résfalak a csatlakozó
peronlépcsőket, a 100 cm vastag rések az aluljáró szerkezetét
határolják. A réstáblák vízzáró csatlakozása a kivitelező HBM réselési
technológiájának figyelembe vételével CWS szakaszoló szerkezetnek
megfelelően történt.
Zárófödém, mint vasúti híd
A
metróállomás "zárófödémje" egy monolit vasbeton lemez mely egyben
vasúti hídként funkcionál. Szerkezeti rendszerét tekintve kéttámaszú
tartóként viseli az ágyazat súlyát és a vasúti terheket. A földzsalun
készülő monolit vasbeton lemezek vastagsága 1,43-1,60 m-ig változó, a
felső felületek a támaszaik felé 1,5-1,5%-ot lejtenek, így a lemezek
vastagsága a résfalak külső peremén 1,43 m.
Az engedélyezési tervek tartóbetétes kialakítású vasbeton lemezhidakkal készültek.
Gazdasági
összehasonlító vizsgálatok elemezték a "hagyományos" tartóbetétes, egy
"újszerű" fél "I" tartók alkalmazásával készülő tartóbetétes, monolit
és előregyártott feszített tartós szerkezetek alkalmazását.
A
vágányok közötti építés komoly technológiai nehézségeket vetett fel. A
belső szakaszokon a kétoldalt üzemelő felsővezetékek rendkívül
megnehezítették a nagyméretű elemek daruzását, így az előregyártott
gerendák és a tartóbetétek alkalmazását kizárva monolit vasbeton
lemezek készültek.
A 21,60 m támaszközű lemezhidak fővasalása 40 mm-es átmérőjű betonacél két sorban elhelyezve, mely még kézi erővel mozgatható (7.ábra: Monolit vasbeton lemezhíd vasszerelése, látszóbeton zsaluzat).
Az
aluljáró födémét az építési ütemeknek megfelelően munkahézagok és vízzáró
szigeteléssel áthidalt dilatációk tagolják. A dilatációk 8 db külön dolgozó
vasbeton lemezt vagyis 8 db egymás mellett elhelyezkedő vasúti műtárgyat
eredményeztek. A lemezhidak egyenként 2-5 db vágányt vezetnek át (8.ábra:
Vasbeton lemezhidak keresztmetszete).
A
lemezhidak peronok felőli szélén "látszóbeton" felületű konzolok
készülnek. Ezek belső ürege a szellőzést biztosítja. A lemezhidak
között üvegfödémek fogják biztosítani az aluljáró szint nappali
természetes megvilágítását.
A 8. lemezhíd alaprajzilag "U"
kialakítással középen nyitott kialakítással készült. A középső
"felhasítása" az aluljárónak az új "A1" peronnal történő kapcsolatát
biztosítja (9.ábra: Az "U" alaprajzú 3 vágányt átvezető "8. lemezhíd" építése).
Belső vasbeton szerkezetek
A
résfalak között, a zárófödém alatt készülnek a belső vasbeton szerkezetek:
az alaplemez, a peronszint, az aluljárószinti és gépészeti tereknél a
"P+1" jelű födém (10.ábra: Általános keresztmetszet).
Az
alaplemez hosszirányban a metróvágányok hosszesését követi (0,25 %-os
eséssel), keresztirányban 1,40-2,70 m között változó vastagságú. Az
alsó síkja a résfalak melletti 4,80 m-es szakaszon 1,30 m-rel mélyül a
műtárgy tengelye felé. A süllyesztékeknél a vastagsága középen 1,20 m-re
vékonyodik, míg a résfalak mellett 2,20 m. Alsó síkja a résfalak
melletti 4,80 m-es szakaszon 1,85 m-t süllyed.
Az
aluljárószint a peronszint utasforgalmi része felett, a metróvágányok
hosszesésével párhuzamos, 0,25% esésű alulbordás vasbeton lemez.
Vastagsága 40 cm, 7,0 m-ként 1,80 m magas bordával alátámasztva, melyek
1,80x0,80m keresztmetszetű hosszbordába kötnek be. A hosszbordákból
ferde lemez indul ki, mely a bélésfalba köt be. Az üzemi részek felett
a lemez vízszintes, 40 cm vastag, az őrmezői oldalon falakkal, a
kelenföldi oldalon 40x40 cm-es pillérekkel alátámasztott.
A
P+1 szint csak az üzemi területeken készül, vastagsága 40 cm. Az
őrmezői oldalon falakkal, a kelenföldi oldalon 40x40 ill. 100x40 cm-es
pillérekkel van alátámasztva.
A
peronszint 0,25%-os esésben van, az őrmezői oldalon 30 cm vastag, az
Őrmező felőli mozgólépcső és a peron között 25 cm, a kelenföldi
mozgólépcsőtől kezdve 40 cm vastag a monolit lemez.
Ideiglenes
lejáró rámpa
A
mintegy 120.000 m3 földkiemelését és elszállítását a felszín alatti 18
m-es mélységből nem volt célszerű a többi metróállomásnál alkalmazott
módon daruk és konténerek alkalmazásával megoldani. A műtárgy
délnyugati sarkában a vasútállomás szervízútjához csatlakozó
"hagyományos" földszállító tehergépjárművekkel történő földkiszállítást
lehetővé tévő lejáró rámpa épült. E rámpa az őrmezői domb oldalában a
mélyebb szakaszokon kitámasztott fúrt cölöpfalas kialakítással, a
kisebb mélységű részeken stabilizált földrézsűvel készült. A cölöpfalak
kialakítása hézagos a szivárgó vizek miatt. Az alkalmazott CFA fúrt
cölöpök átmérője 80cm, hosszuk a bevágás mélységéhez igazodóan változó.
Az alkalmazott vasalás az ébredő igénybevételeknek megfelelően
erősített. Azokon a szakaszokon, ahol a bevágás mélysége és a szabadon
tartandó űrszelvény mérete megengedi, az egymással szemben álló
cölöpfalakat acél dúcok támasztják ki. A dúcok HEB300 acél
szelvényekből készültek. A hengerelt gerendák a gerendák terheit
elosztó vasbeton dúcgerendákra támaszkodnak (11.ábra: Ideiglenes lejáró rámpa: acéldúcokkal kitámasztott hézagos fúrt cölöpfal).
Kihúzó
műtárgy
Az
őrmezői kihúzóműtárgy két 21,17 m mélyre lenyúló, 1,05 m széles résfal
között helyezkedik el, amelyek 25,27 m tengelytávolságban helyezkednek
el egymástól. A kihúzóműtárgy teljes hossza 80,24 m. A résfalakat egy a
metróűrszelvény felett elhelyezkedő közbenső 140 cm vastag födém
egymáshoz kitámasztja. A résfalak tetején résösszefogó gerenda segíti a
résfalak együttdolgozását. A résfalak között a szerkezet alján
alaplemez készül, mely a résfalakhoz nyomatékbíróan, lentonos
kialakítással kapcsolódik.
A szerkezet hossza miatt az alaplemez,
valamint a közbenső kitámasztó födém két dilatációs szakaszra oszlik. A
résfalak között megadott raszterban oszlopok helyezkednek el, melyek a
kitámasztó födém, valamint az arra épülő szerkezet terheit viselik és
közvetítik az alaplemezre (12. ábra: Kihúzóműtárgy vasbeton szerkezetének keresztmetszete).
A
tervezett műtárgyat alulról az alaplemez zárja le, valamint védi a
talajvíz betörése ellen. Az alaplemez a réspanelekhez lentonos
kapcsolattal, nyomatékbíróan csatlakozik.
A réselt vasbeton
"dobozhoz" csatlakozó NATM alagút két metrószerelvény részére nyújt
elegendő keresztmetszetet. A vágányok közötti távolság 4,75 m. A
sínkoronaszint és az alagút tengelye közötti függőleges távolság 1,84 m.
A
teljes fejtési felület 97,84 m2. A fejtés egyoldali oldalvágattal és
felbővítéssel készül. A körkörösen zárt héj vastagsága 0,30 m, az
ideiglenes oldalfal vastagsága szintén 0,30 m.
Az alagútépítést
folyamatos monitoring rendszer követi, mely felszíni és belső geodéziai
ellenőrző méréseket, inklinométeres, extenzométeres és piezométeres
méréseket is magában foglal.