Πρόταση διάνοιξης περιφερειακής γραµµής του Μετρό διερχόµενης από την Πολυτεχνειούπολη. Proposal for tunnelling a circle line through Polytechneioupoli. ΑΡΑΠΙ Η ΣΤΑΥΡΟΥΛΑΜΑΡΙΑ. Μηχανικός ΜεταλλείωνΜεταλλουργός, Ε.Μ.Π. ΤΖΟΥΜΑΣ ΑΡΥΡΙΟΣ. Μηχανικός ΜεταλλείωνΜεταλλουργός, Ε.Μ.Π. ΣΟΦΙΑΝΟΣ Α.Ι Καθηγητής, Τοµέας Μεταλλευτικής, Ε.Μ.Π. ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Η σύνδεση της Πολυτεχνειούπολης και της Πανεπιστηµιούπολης µε το Μετρό της Αθήνας είναι αναγκαία, αλλά ασύµφορη οικονοµικά εφόσον δε στηριχθεί σε ένα ευρύτερο δίκτυο. Η επιλογή της χάραξης εποµένως; θα πρέπει να εξυπηρετεί και γειτονικές περιοχές που δεν καλύπτονται από το υπάρχον δίκτυο, οι οποίες θα είναι ικανές να τροφοδοτήσουν µια νέα γραµµή. ι αυτό προτείνεται µια περιφερειακή χάραξη, στη συνέχεια µελετάται η γεωλογία των περιοχών διέλευσης της γραµµής και γίνεται επιλογή του κατάλληλου τρόπου διάνοιξης. Τέλος, γίνεται εκτίµηση του κόστους κατασκευής της προτεινόµενης γραµµής και υπολογισµός του απαιτούµενου χρόνου για την περάτωση του έργου. ABSTRACT : The connection of Polytechneioupoli and Panepisthmioupoli with Athens Metro is necessary, but financially not advantageous unless it is supported by a wider network. The alignment of the tunnel is selected in order to assist neighboring areas which are not accommodated by the existing railway network and are able to supply a new line. For this purpose, a circle line is proposed, consequently the geology of the suggested areas is examined and the appropriate tunneling methods are selected. Finally, the construction s cost of the proposed line is estimated and the minimum duration for the completion of the project is evaluated. 1. ΕΙΣΑΩΗ Η ανάγκη για κατασκευή γραµµής Μετρό που να εξυπηρετεί την Πολυτεχνειούπολη και την Πανεπιστηµιούπολη είναι επιτακτική, αφού τόσο οι πληθυσµοί που µετακινούνται καθηµερινά, είναι µεγάλοι, όσο και το γεγονός ότι οι περιοχές αυτές δεν εξυπηρετούνται από το υπάρχον δίκτυο. Ωστόσο, η κατασκευή µιας γραµµής που θα εξυπηρετεί αποκλειστικά τα δυο αυτά Πανεπιστηµιακά Ιδρύµατα είναι ασύµφορη οικονοµικά, αφού ο πληθυσµός είναι σηµαντικός µεν, δεν αρκεί δε από µόνος του για να καλύψει οικονοµικά µια γραµµή Μετρό. Κατόπιν αυτού, αναζητήθηκαν γειτονικές περιοχές που δεν καλύπτονται από το υπάρχον δίκτυο, είναι ικανές πληθυσµιακά να τροφοδοτήσουν µια νέα γραµµή Μετρό, και µπορούν να αποτελέσουν την απαρχή για ένα ευρύτερο µελλοντικό δίκτυο. Η λογική του υπάρχοντος και του µελλοντικού δικτύου του µετρό, βασίζεται στη χάραξη ακτινικών γραµµών. ηλαδή, όλες οι γραµµές ξεκινούν από κάποιο κεντρικό σηµείο και καταλήγουν ακτινικά προς τα προάστια. Με βάση την κυκλοφοριακή κατάσταση που επικρατεί στην πρωτεύουσα, µια πρόταση για αντιµετώπιση του κυκλοφοριακού προβλήµατος, της µετακίνησης από και προς τα προάστια, αλλά και της αποσυµφόρησης του δικτύου του Μετρό είναι η κατασκευή µιας περιφερειακής γραµµής (ring) που θα συνδέεται µεν µε το υπάρχον δίκτυο του Μετρό, αλλά σε σταθµούς λιγότερο «φορτωµένους» από αυτούς που βρίσκονται στο κέντρο της Αθήνας (Σύνταγµα, Οµόνοια). 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 1
Σχήµα 2 «Κλείσιµο» περιφερειακής γραµµής Figure 2. Introduction of the suggested ring 2. ΧΑΡΑΞΗ ΝΕΑΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗΣ ΡΑΜΜΗΣ 2.1 Μελέτη σκοπιµότητας Από την αρχική διερεύνηση, προέκυψε ότι το υπάρχον δίκτυο του Μετρό της Αθήνας δεν εξυπηρετεί εκτός της Πολυτεχνειούπολης και της Πανεπιστηµιούπολης, ούτε τις περιοχές του Ζωγράφου, της Καισαριανής, του Παγκρατίου, του Βύρωνα και του Υµηττού (Σχήµα 1). Από µια σύντοµη µελέτη του πληθυσµού των παραπάνω ήµων και Πανεπιστηµίων, περιοχές που είναι ιδιαίτερα πυκνοκατοικηµένες, προέκυψε ότι η κατασκευή ενός τέτοιου έργου θα εξυπηρετεί ένα σηµαντικό αριθµό κατοίκων του λεκανοπεδίου που ζει και εργάζεται στις παραπάνω περιοχές. Σχήµα 1 Περιοχές αυξηµένου ενδιφέροντος Figure 1. Places of special interest. Με βάση τα παραπάνω προτείνεται (Αγραπίδη και Τζούµας, 2004) η κατασκευή µιας νέας περιφερειακής γραµµής που θα αποτελέσει µελλοντικά τον πρώτο δακτύλιο (ring) του Μετρό της Αθήνας. Η χάραξη της εν λόγω γραµµής έλαβε υπόψη τα σχετικά γεωτεχνικά, τοπογραφικά, και πληθυσµιακά στοιχεία. Το πρώτο κοµµάτι αυτού του δακτυλίου ξεκινά από το σταθµό «Αµπελόκηποι» και τελειώνει στο σταθµό «Αγ. ηµήτριος» σύµφωνα µε το αντίστοιχο σχέδιο (σχήµα 2) και θα περιλαµβάνει τους 7 νέους σταθµούς του παρακάτω πίνακα 1. Η ολοκλήρωση του δακτυλίου επιτυγχάνεται µε την επέκταση του πρώτου τµήµατός του προς τα δυτικά και νότια, ώστε να συνδεθούν και άλλες περιοχές καθώς και τα εκεί Εκπαιδευτικά Ιδρύµατα. 2.2 Επιλογή βέλτιστης λύσης µε πολυκριτηριακή ανάλυση Ο άξονας κατά µήκος του οποίου θα διέλθει το µετρό προκύπτει συνεκτιµώντας κυκλοφοριακές, κατασκευαστικές, περιβαλλοντικές και λειτουργικές παραµέτρους. ια την τελική επιλογή του βέλτιστου άξονα, µελετούνται τα εξής κριτήρια: Ο εξυπηρετούµενος πληθυσµός, οι επιπτώσεις στο περιβάλλον, οι επιπτώσεις στα υπόγεια δίκτυα, οι επιπτώσεις στις αρχαιότητες. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 2
Πίνακας 1. Θέσεις σταθµών προτεινόµενης χάραξης Table 1. Stations of the suggested line. Θέση «Αλεξάνδρας» Στην πλατεία Ευαγγελικής Σχολής στη συµβολή της Λεωφόρου Αλεξάνδρας, της Λεωφόρου Βασιλίσσης Σοφίας και της οδού Ζαχάρωφ «Αγ. Θωµάς» Στην πλατεία Αγίου Θωµά που περικλείεται από τις οδούς Μικράς Ασίας, Φαραντάτων, Παπαδιαµαντοπούλου και ήλου. «Πολυτεχνειούπολη» Σε δυο πάρκα στην περιοχή του Ζωγράφου που περικλείονται, το ένα από τις οδούς Ηρώων Πολυτεχνείου, ρηγορίου Κουσίδη και Ευνοµίας και το άλλο από τις οδούς ρηγορίου Κουσίδη, Λοχαγού Σισµάνη, «Πανεπιστηµιούπολη» Θεολόγου και Αντιφάνους Στην πλατεία που βρίσκεται έξω από το Νεκροταφείο Ζωγράφου, στο τέλος της οδού Ηρώων Πολυτεχνείου και στη συµβολή της µε την οδό ρηγορίου Κουσίδη «Καισαριανή» Στην πλατεία Αναγεννήσεως στην Καισαριανή, που περικλείεται από τη «Παγκράτι» Λεωφόρο Εθνικής Αντιστάσεως και τις οδούς Νέας Εφέσου, Ηρώων Πολυτεχνείου και Λυδίας Στην πλατεία Ευάγγελου Μαρτάκη στο Παγκράτι που περικλείεται από τις οδούς Χρεµωνίδου, Ιλιάδος και Εκφαντίδου. «Υµηττού» Στην πλατεία Υµηττού στην περιοχή του Υµηττού που περικλείεται από τις οδούς Παπαστράτου, Κων/πόλεως, Αµισού, Αλέξανδρου Παναγούλη, Χρυσοστόµου Σµύρνης και Καισαρείας. Προκειµένου να µελετηθεί το πρώτο κριτήριο, αυτό του εξυπηρετούµενου πληθυσµού, συγκεντρώθηκαν τα πληθυσµιακά στοιχεία των περιοχών ενδιαφέροντος. ια την Πολυτεχνειούπολη και την Πανεπιστηµιούπολη ο αριθµός αυτός ανέρχεται περίπου σε 50.000 και σε 250.000 για τις περιοχές Ζωγράφου, Βύρωνα, Καισαριανής, Υµηττού και Παγκρατίου (Μελέτη Ανάπτυξης Μετρό, 2000). 2.3 Θέσεις σταθµών προτεινόµενης χάραξης Οι θέσεις των σταθµών επιλέχθηκαν σε σηµεία που κρίθηκε ότι εξυπηρετούσαν καλύτερα τις περιοχές από τις οποίες θα διέλθει η γραµµή. Επιλέχθηκαν δηλαδή εκείνα τα σηµεία που είναι κεντρικά και ταυτόχρονα διαθέτουν τους απαραίτητους χώρους για τη δηµιουργία εργοταξίων και την κατασκευή των σταθµών (Πίνακας 1). Η πλειοψηφία των χώρων αυτών αποτελείται από πάρκα και πλατείες καθώς έτσι επιτυγχάνεται βελτιστοποίηση της χρήσης των δηµοσίων χώρων και ελαχιστοποιούνται οι ανάγκες απαλλοτρίωσης ιδιόκτητων ακινήτων. 2.4 Οριζόντια και κατακόρυφη χάραξη Τα βασικά κριτήρια οριζόντιας και κατακόρυφης χάραξης, όπως η ακτίνα καµπυλότητας και οι κλίσεις των σηράγγων αποτέλεσαν τη βάση για τη χάραξη της περιφερειακής γραµµής. Κατά τη µελέτη της οριζόντιας χάραξης επιδίωξη ήταν η σύνδεση των σταθµών που επιλέχτηκαν να γίνει µε τροχιά που η ελάχιστη τιµή της καµπυλότητάς της να περιορίζεται στο όριο των 300µ. Επίσης προτιµήθηκε η διέλευση της σήραγγας κάτω από κεντρικούς δρόµους ή ακατοίκητες περιοχές, όπου αυτό ήταν δυνατό. Σκοπός ήταν να επιτευχθεί η µικρότερη δυνατή όχληση, από ζηµιές που πιθανόν να εκδηλωθούν κατά τη φάση της εκσκαφής, στις υπερκείµενες κατασκευές. Η µέγιστη επιτρεπτή κλίση είναι 4%. Μεγαλύτερες κλίσεις καθιστούν δύσκολη έως αδύνατη την κίνηση των συρµών. Προτεινόµενη κλίση είναι το 1,5%. Η ελάχιστη κλίση ώστε να εξασφαλίζεται η φυσική ροή των υδάτων στο εσωτερικό της σήραγγας προκειµένου να αποµακρυνθούν στη συνέχεια είναι 0,3%(Αττικό Μετρό, «Μελέτη χάραξης τροχιάς»)(πίνακας 2). 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 3
Πίνακας 2. Κλίσεις των επιµέρους τµηµάτων της σήραγγας Table 1. Inclinations of tunnel sections Τµήµα Σήραγγας Κλίση «Αλεξάνδρας» «Άγ. Θωµάς» 0,3 % «Άγ. Θωµάς»«Πολυτεχνειούπολη» 4,1 % «Πολυτεχν/πολη» «Πανεπιστηµ/πολη» 4,0 % «Πανεπιστηµιούπολη»«Καισαριανή» 3,3 % «Καισαριανή»«Παγκράτι» 1,6 % «Παγκράτι»«Υµηττού» 0,8 % 2.5 Σύνδεση περιφερειακής γραµµής µε τη γραµµή 2 Η σύνδεση της περιφερειακής γραµµής µε την υπάρχουσα γραµµή 2 αποτελεί απαραίτητο κοµµάτι προκειµένου να ολοκληρωθεί το συγκοινωνιακό κοµµάτι της νέας γραµµής. Θα πραγµατοποιηθεί µε τη µετατροπή της διπλής σήραγγας σε δύο µονές µετά το σταθµό του Υµηττού. Η αναγκαιότητα κατασκευής των δύο µονών γραµµών οφείλεται στο γεγονός ότι η είσοδος των συρµών της νέας γραµµής στο ήδη υπάρχον δίκτυο πρέπει να γίνει µε οµαλό τρόπο (τροµπέτα). 3. ΕΩΛΟΙΑ 3.1 Στοιχεία γεωλογικών χαρτών Οι σχηµατισµοί που αναµένεται να συναντηθούν µε βάση γεωλογικό χάρτη είναι (Σαµπατακάκης, 1991): Κορήµατα. Πρόκειται για ασύνδετα υλικά που περιέχουν χαλίκια, κροκάλες και ογκόλιθους πετρωµάτων και παρουσιάζουν αυξηµένη υδροπερατότητα µε αποτέλεσµα την εκδήλωση περιορισµένης υδροφορίας στις περιοχές που αυτά παρουσιάζουν σηµαντική επιφανειακή εξάπλωση. Αποθέσεις µικτών φάσεων µε επικράτηση των αδροµερών. Είναι παλαιότερες ποταµοχερσαίες τεταρτογενείς αποθέσεις (διλουβιακές) µέγιστου πάχους 15µ. περίπου, που παρουσιάζουν αυξηµένη υδροπερατότητα κι αναπτύσσουν φτωχούς γενικά υδροφόρους ορίζοντες κυρίως στην επαφή τους µε το υπόβαθρο. Είναι γενικά αποθέσεις χαλαρές έως µέτρια συνεκτικές που τα µηχανικά τους χαρακτηριστικά µεταβάλλονται τοπικά και παρουσιάζουν καλή σχετικά συµπεριφορά σαν εδάφη θεµελίωσης. Ασβεστόλιθοι Εµφανίζονται γενικά παχυστρωµατώδεις µέχρι άστρωτοι και κατά θέσεις λατυποπαγείς αλλά και µεσοστρωµατώδεις µέχρι πλακώδεις που εναλλάσσονται µε φυλλώδεις µάργες και εξελίσσονται σε µαργαϊκούς (πρόβουνοι Αιγάλεω, λόφοι δυτικών και ανατολικών παρυφών Λεκανοπεδίου). Συχνή η ύπαρξη σιδηρονικελιούχων µεταλλευµάτων και σερπεντινιωµένων περιδοτιτών στη βάση τους. Είναι ηλικίας Μ.Τριαδικού Α.Κρητιδικού και το συνολικό τους πάχος εκτιµάται σε 700µ. περίπου. Έχουν υψηλές τιµές υποτιθέµενης επιτρεπόµενης τάσης θεµελίωσης. Παρουσιάζουν αυξηµένη δευτερογενή διαπερατότητα και υδροφορία ακανόνιστη και µεγάλου βάθους. Αθηναϊκοί σχιστόλιθοι Σύστηµα ποικίλων γεωλογικών σχηµατισµών, φλυσχοειδούς τύπου Άνω Κρητιδικής ηλικίας, που αποτελείται από αργιλικούς ψαµµιτικούς σερικιτικούς µοσχοβιτικούς σχιστόλιθους, µε διαστρώσεις και φακούς µικροκρυσταλλικών ασβεστολίθων πάχους µέχρι και 20µ. και διεισδύσεις και σώµατα εκρηξιγενών πετρωµάτων υπερβασικού τύπου µέγιστου πάχους που υπερβαίνει τα 15µ. Το όλο σύστηµα χαρακτηρίζεται από έντονη ανοµοιοµορφία και ανισοτροπία της µηχανικής του συµπεριφοράς, αποτέλεσµα της λιθολογικής ανοµοιογένειας, της έντονης τεκτονικής καταπόνησης και των διεργασιών της αποσάθρωσης και εξαλλοίωσης. Ως έδαφος θεµελίωσης παρουσιάζει αρκετά καλή συµπεριφορά. Στο σύνολό τους θεωρούνται στεγανοί σχηµατισµοί µε ισχυρά κυµαινόµενη διαπερατότητα. Ο υδροφόρος ορίζοντας είναι άλλοτε ενιαίος (κυρίως στην επιφανειακή ζώνη αποσάθρωσης) και άλλοτε διασπάται σε επικρεµάµενους. Προκειµένου να εκτιµηθούν οι ακριβείς γεωτεχνικές συνθήκες συλλέχθηκαν στοιχεία υπαρχουσών γεωτρήσεων στην περιοχή ενδιαφέροντος και σε απόσταση µικρότερη των 300µ. από τη γραµµή χάραξης (Κ.Ε..Ε.,1970, 1973,1993,1997,2001,2003) Τα στοιχεία των γεωτρήσεων επαλήθευσαν τις εκτιµήσεις που είχαν γίνει αρχικά µε βάση τους γεωλογικούς χάρτες. 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 4
4. ΙΑΝΟΙΞΗ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗΣ ΡΑΜΜΗΣ 4.1 ιάνοιξη Σταθµών Η απόφαση για τον τρόπο κατασκευής των σταθµών λαµβάνεται µετά από την εξέταση και την αξιολόγηση των παρακάτω παραµέτρων: ιαθέσιµοι χώροι για εργοτάξιο Βάθος σταθµού Προσπελασιµότητα Αρχαιολογικοί χώροι Παρακάµψεις δικτύων Από τους παραπάνω παράγοντες µεγαλύτερη βαρύτητα έχουν οι διαθέσιµοι χώροι για την κατασκευή εργοταξίου. Εάν η διαθέσιµη έκταση αρκεί για την κατασκευή σταθµού µε τη µέθοδο Cut and Cover τότε επιλέγεται συνήθως η µέθοδος αυτή, καθώς θεωρείται σε γενικές γραµµές και για βάθη της τάξεως των 20 µ., ως η πιο οικονοµική. Αντίθετα, µικροί χώροι στην επιφάνεια οδηγούν στην υπόγεια διάνοιξη του σταθµού µε τη µέθοδο ΝΑΤΜ, καθώς οι χώροι που απαιτεί η συγκεκριµένη µέθοδος είναι αρκετά µικρότεροι. Στις παραπάνω εκτάσεις συνυπολογίζεται και ο χώρος που πιθανόν να προκύψει από ενδεχόµενες απαλλοτριώσεις. Ένα άλλο σηµαντικό κριτήριο είναι το βάθος κάθε σταθµού. Η µέθοδος Cut and Cover γίνεται αντιοικονοµική καθώς το βάθος αυξάνεται πάνω από 20 µ., ενώ, σε περιπτώσεις που τα βάθη γίνονται πολύ µεγάλα, δηµιουργείται πρόβληµα µε την ευστάθεια των πρανών του ορύγµατος. Αποτέλεσµα των παραπάνω, είναι να γίνεται πολύ δύσκολη έως αδύνατη η κατασκευή του σταθµού. Ο παράγοντας της προσπελασιµότητας, αφορά στο κατά πόσον είναι εύκολη, µέτρια ή δύσκολη η προσέγγιση των µηχανηµάτων κατά τη φάση της κατασκευής. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις αφορούν στην πρόκληση ηχορύπανσης, ατµοσφαιρικής ρύπανσης και γενικότερα στην όχληση των κατοίκων της περιοχής. Αυτή η παράµετρος κατατάσσεται µε επίπεδο σοβαρότητας, από Α έως, όπου µε Α βαθµολογούνται οι πιο σοβαρές περιβαλλοντικές επιπτώσεις και µε οι λιγότερο σοβαρές. Αντίστοιχα, η ίδια βαθµονόµηση χρησιµοποιείται και για τις επιπτώσεις στις αρχαιότητες, δηλαδή κατά πόσο αναµένεται να συναντηθούν αρχαία, αφού σε ενδεχόµενη εµφάνισή τους, η κατασκευή του Μετρό επηρεάζεται σηµαντικά. Η ίδια βαθµονόµηση χρησιµοποιείται και για τα υπόγεια δίκτυα, δηλαδή κατά πόσο συναντώνται και σε ποια έκταση επηρεάζονται τα δίκτυα κοινής ωφελείας (Ο.Κ.Ω) από την κατασκευή σταθµού Μετρό. Από τα παραπάνω επιλέγεται ο τρόπος διάνοιξης των σταθµών ως εξής (Πίνακας 39): Πίνακας 3. Χαρακτηριστικά σταθµού «Αλεξάνδρας» Table 3. Characteristics of Alexandras station «Αλεξάνδρας» Βάθος 20 µ. Εργοταξιακοί χώροι 2.0003.000 µ. 2 Αρχαιολογικοί χώροι Β Παρακάµψεις δικτύων Α Α Μέθοδος διάνοιξης NATM Πίνακας 4. Χαρακτηριστικά σταθµού «Άγ.Θωµάς» Table 4. Characteristics of Αg.Thomas station «Άγ. Θωµάς» Βάθος 20 µ. Εργοταξιακοί χώροι 3.500 µ. 2 Αρχαιολογικοί χώροι Παρακάµψεις δικτύων Μέθοδος διάνοιξης Cut and Cover Πίνακας 5. Χαρακτηριστικά σταθµού «Πολυτεχνειούπολη» Table 5. Characteristics of Polytechneioupoli station «Πολυτεχνειούπολη» Βάθος 23 µ Εργοταξιακοί χώροι 2.000 µ. 2 Αρχαιολογικοί χώροι Παρακάµψεις δικτύων Περιβαλ. Μέθοδος διάνοιξης ΝΑΤΜ 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 5
Πίνακας 6. Χαρακτηριστικά σταθµού «Πανεπιστηµιούπολη» Table 6. Characteristics of Panepisthmioupoli station «Πανεπιστηµιούπολη» Βάθος 27,5 µ. Εργοταξιακοί χώροι 3.500 µ. 2 Αρχαιολογικοί χώροι Παρακάµψεις δικτύων Περιβαλ. Μέθοδος διάνοιξης Cut and Cover Πίνακας 7. Χαρακτηριστικά σταθµού «Καισαριανή» Table 7. Characteristics of Kaissariani station. «Καισαριανή» Βάθος 25 µ. Εργοταξιακοί χώροι 2.000 µ. 2 Προσπελασιµότητα Μέτρια Αρχαιολογικοί χώροι Β Παρακάµψεις δικτύων Β Μέθοδος διάνοιξης ΝΑΤΜ Πίνακας 8. Χαρακτηριστικά σταθµού «Παγκράτι» Table 8. Characteristics of Pagkrati station «Παγκράτι» Βάθος 20 µ. Εργοταξιακοί χώροι 2.000 µ. 2 Αρχαιολογικοί χώροι Β Παρακάµψεις δικτύων Α Α Μέθοδος διάνοιξης ΝΑΤΜ Πίνακας 9. Χαρακτηριστικά σταθµού «Υµηττού» Table 9. Characteristics of Ymittou station «Υµηττού» Βάθος 20 µ. Εργοταξιακοί χώροι 2.000 µ. 2 Αρχαιολογικοί χώροι Παρακάµψεις δικτύων Β Μέθοδος διάνοιξης ΝΑΤΜ 4.2 ιάνοιξη Σήραγγας Η επιλογή του τρόπου διάνοιξης στις σήραγγες αποτελεί τη σηµαντικότερη ίσως απόφαση για την οµαλή και ασφαλή συνέχιση της κατασκευής ενός έργου. Ενδεχόµενο λάθος στο στάδιο της επιλογής του τρόπου διάνοιξης είναι δυνατό να πολλαπλασιάσει τόσο το κόστος όσο και το χρόνο κατασκευής του. Τα κριτήρια σύµφωνα µε τα οποία αποφασίζεται ο τρόπος διάνοιξης είναι: Η ποιότητα του εδάφους Το συνολικό µήκος της σήραγγας Όσο µεγαλύτερο είναι το µέγεθος ενός έργου τόσο µεγαλύτερη είναι η απαίτηση εκµηχάνισής του. Οι εργασίες διάτρησης και ανατίναξης γενικά απαγορεύονται όταν η διάνοιξη γίνεται σε αστικές περιοχές, για τεχνικούς ή περιβαλλοντικούς λόγους. Σε αυτές τις περιπτώσεις κρίνεται ως η πλέον συµφέρουσα ή επιβάλλεται η εξόρυξη µε µηχανές ολοµέτωπης κοπής. Η χρήση µηχανών ολοµέτωπης κοπής T.B.M. απαιτεί το µήκος της σήραγγας όπου θα χρησιµοποιηθεί να είναι µεγάλο. Αυτό οφείλεται τόσο στο κόστος αγοράς ενός τέτοιου µηχανήµατος όσο και στο κόστος συναρµολόγησης και αποσυναρµολόγησής του που είναι ιδιαίτερα σηµαντικά. Επιπλέον ο χρόνος που απαιτείται για τις παραπάνω διαδικασίες συναρµολόγησης και αποσυναρµολόγησης είναι και αυτός σηµαντικός όπως και ο χρόνος εκµάθησης του µηχανήµατος ώστε να επιτευχθεί η µέγιστη δυνατή απόδοση. Αν το άθροισµα των παραπάνω χρόνων συνυπολογιστεί στο κόστος γίνεται αντιληπτό γιατί είναι τόσο σηµαντικό το µήκος της σήραγγας. Στην περίπτωση διάνοιξης της νέας περιφερειακής γραµµής τo µήκος αυτό είναι της τάξεως των 7χλµ. και µε µια πρώτη µατιά κρίνεται θετικό το ενδεχόµενο χρήσης ενός τέτοιου µηχανήµατος. Τα οικονοµικά πλεονεκτήµατα της εκµηχανισµένης διάνοιξης σηράγγων δύνανται να αξιολογηθούν πλήρως επιλέγοντας το βέλτιστο µηχάνηµα ολοµέτωπης κοπής. ια µικρούς χρόνους ευστάθειας του εδάφους η µηχανή συνδυάζεται µε ασπίδα. Η 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 6
επιλογή του κατάλληλου τύπου µηχανής µε ασπίδα εξαρτάται κυρίως από τις γεωλογικές συνθήκες. Όταν το έδαφος στο οποίο πρόκειται να διανοιχθεί η σήραγγα είναι χαµηλής αντοχής αντιµετωπίζονται έντονα προβλήµατα καθιζήσεων στην επιφάνεια του εδάφους πάνω και γύρω από τη στέψη της σήραγγας. Το πρόβληµα γίνεται εντονότερο όταν το πάχος των υπερκειµένων είναι µικρό. Σε αυτές τις περιπτώσεις είναι δυνατό να δηµιουργηθούν ζηµιές στις υπερκείµενες κατασκευές (κτίρια, δρόµους κτλ.). ενικά δεν αναµένεται η διάνοιξη της σήραγγας να αντιµετωπίσει ιδιαίτερα προβλήµατα. Με την επιλογή µιας κατάλληλης µηχανής ολοµέτωπης κοπής µε ασπίδα, εκτιµάται αρχικά, ότι θα είναι δυνατό να αντιµετωπιστούν γεωτεχνικά προβλήµατα που θα οφείλονται σε µικρή υδροπερατότητα, πλαστική συµπεριφορά, µικρά υπερκείµενα και στην παρουσία στην επιφάνεια κατασκευών. 4.3 Είσοδος και έξοδος Τ.Β.Μ. Η είσοδος του Τ.Β.Μ. µπορεί να γίνει είτε µέσω ενός φρέατος εισόδου, είτε απευθείας από κάποιο σταθµό κατασκευασµένο µε τη µέθοδο Cut and Cover. Εφ όσον ο σταθµός «Άγιος Θωµάς» θα κατασκευαστεί µε Cut and Cover και βρίσκεται στο αρχικό τµήµα της σήραγγας, προτιµάται η είσοδός του από αυτό το σταθµό, καθώς κάτι τέτοιο είναι πολύ οικονοµικότερο από την κατασκευή ενός επιπλέον φρέατος σε κάποιο σηµείο της χάραξης. Οι γεωλογικοί σχηµατισµοί που συναντώνται επιτρέπουν τη διάνοιξη της σήραγγας µε Τ.Β.Μ. και την κατασκευή του µεγαλύτερου τµήµατός της µε αυτή τη µέθοδο. Το προηγούµενο τµήµα της σήραγγας, που είναι και σχετικά µικρού µήκους, ως προς το συνολικό µήκος της γραµµής, θα διανοιχθεί µε ΝΑΤΜ. Η έξοδος του Τ.Β.Μ. γίνεται είτε από ένα φρέαρ διαµέτρου Φ10µ. (κατασκευάζεται µε τη µέθοδο ΝΑΤΜ), είτε από ένα σταθµό που έχει διανοιχθεί µε τη µέθοδο Cut and Cover. Ο µόνος σταθµός εκτός από τον «Άγιο Θωµά» που διανοίγεται µε αυτή τη µέθοδο είναι αυτός της «Πανεπιστηµιούπολης». Η έξοδος του Τ.Β.Μ. από αυτόν είναι αντιοικονοµική λόγω µικρού µήκους σήραγγας που διανοίγεται σε αυτήν την περίπτωση. Με µελέτη των διαθέσιµων χώρων κατά µήκος της χάραξης και πάντα εφόσον το επιτρέπουν οι γεωλογικές συνθήκες, επιλέγεται η έξοδος του T.B.M. να γίνει αµέσως πριν από το σταθµό «Υµηττού». Σε εκείνη την περιοχή υπάρχει διαθέσιµος χώρος στον οποίο είναι δυνατό να διανοιχθεί ένα φρέαρ εξόδου διαµέτρου Φ10 που απαιτείται για τη διαδικασία εξόδου και αποσυναρµολόγησης του Τ.Β.Μ. Ο χώρος αυτός είναι ένα πάρκο που βρίσκεται στην αρχή του πεζόδροµου Αποστόλων Πέτρου και Παύλου, πριν την πλατεία Υµηττού, ακριβώς κατά µήκος της χάραξης. Από το σηµείο εξόδου του Τ.Β.Μ. µέχρι την ολοκλήρωση της γραµµής η σήραγγα κατασκευάζεται µε τη µέθοδο ΝΑΤΜ. Το συνολικό µήκος της σήραγγας της περιφερειακής γραµµής είναι 7542,7µ. Το µήκος της σήραγγας που θα διανοιχθεί µε χρήση Τ.Β.Μ είναι 6680,52µ. και αυτό που θα διανοιχθεί µε τη µέθοδο ΝΑΤΜ είναι 862,18µ. 5. ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΟΥ ΕΡΟΥ 5.1 Κόστος κατασκευής της γραµµής Το κόστος κατασκευής εξαρτάται από παράγοντες όπως: Η µέθοδος διάνοιξης της σήραγγας. Όταν το µήκος της σήραγγας είναι µικρό, το κόστος διάνοιξής της είναι µικρότερο µε τη µέθοδο εκσκαφής ΝΑΤΜ σε σύγκριση µε τη µέθοδο της διάτρησης µε µηχάνηµα ολοµέτωπης κοπής (Τ.Β.Μ.). Αντίθετα για µεγαλύτερα µήκη σηράγγων η διάνοιξη µε Τ.Β.Μ. είναι οικονοµικότερη. Η ύπαρξη δικτύων των Οργανισµών Κοινής Ωφελείας (αποχέτευση, ύδρευση, ΕΗ, ΟΤΕ, φυσικό αέριο), των οποίων θα απαιτηθεί η µετακίνηση. Οι εργασίες για τη µετακίνηση αυτών αυξάνουν σηµαντικά το κόστος του έργου. Το µέγεθος των σταθµών και η απόσταση µεταξύ τους. Μεγαλύτεροι σταθµοί αυξάνουν το κόστος κατασκευής. Επίσης καθώς η απόσταση των σταθµών µεταξύ τους µειώνεται απαιτείται η κατασκευή περισσοτέρων σταθµών για να καλύψουν το ίδιο µήκος γραµµής. Έτσι αυξάνεται το κόστος του έργου. Τα στοιχεία που παρουσιάζονται στη συνέχεια αναφέρονται σε διπλής τροχιάς σήραγγα. Το κόστος της µεθόδου ΝΑΤΜ περιλαµβάνει την εκσκαφή, την προσωρινή υποστήριξη και τη µόνιµη επένδυση. Στο κόστος της µεθόδου διάνοιξης µε Τ.Β.Μ. περιλαµβάνεται διάµετρος εκσκαφής 9,5 µέτρα και µόνιµη επένδυση µε 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 7
προκατασκευασµένα στοιχεία εσωτερικής διαµέτρου 8,5 µέτρων. Οι τιµές που προκύπτουν περιλαµβάνουν µόνο τα έργα πολιτικού µηχανικού που αποτελούν τα 4/10 του συνολικού κόστους της γραµµής. Τα ηλεκτροµηχανολογικά αποτελούν άλλα 4/10 και τα αρχιτεκτονικά άλλα 2/10.(Πίνακας 10) Πίνακας 10. Υπολογισµός κόστους κατασκευής Table 10. Calculation of construction s cost Τιµή Ποσότητα Εργασία Κόστος (є) µονάδος Κατασκευή σήραγγας µε ΝΑΤΜ Κατασκευή σήραγγας µε Τ.Β.Μ. 35.000 є/m. 20.000 є/m. 862,18 µ 30.170.000 6.681,52 133.620.000 µ Κατασκευή 12.000.0 σταθµού 00 є 7 84.000.000 Κατασκευή 800.000 φρέατος є 9 7.200.000 Έργα Π.Μ. 254.990.000 Η/Μ εργασίες 254.990.000 Αρχιτεκτονικές εργασίες Συνολικό κόστος 127.495.000 637.475.000 5.2 Χρόνος ολοκλήρωσης του έργου Οι χρόνοι κατασκευής των επιµέρους έργων µιας γραµµής της Αττικό Μετρό διαµορφώνονται ως εξής: (Κουκουτάς, 2000) Ταχύτητα προχώρησης µε τη ΝΑΤΜ για σήραγγα διπλής τροχιάς διαµέτρου περίπου 10 µ.: 2 µ./µέρα Χρονική διάρκεια συναρµολόγησης και εκκίνησης Τ.Β.Μ.: 2 µήνες Ταχύτητα προχώρησης µε Τ.Β.Μ.: 10 µ./µέρα Χρονική διάρκεια αποσυναρµολόγησης T.B.M.: 6 µήνες (Περιλαµβάνει και την κατασκευή φρέατος Φ10 µ. για την έξοδο του T.B.M.) Χρονική διάρκεια αρχαιολογικών ερευνών: 2, 4 ή 8 µήνες για επίπεδο σοβαρότητας, Β, και Α αντίστοιχα. Χρονική διάρκεια µεταφοράς δικτύων Ο.Κ.Ω.: 0, 1 ή 2 µήνες για επίπεδο σοβαρότητας, Β, και Α αντίστοιχα. Χρονική διάρκεια εκσκαφής σταθµού: 4 µήνες Κατασκευή σταθµού: 11 µήνες Συνυπολογίζοντας τη χρονική διάρκεια κάθε εργασίας και την αλληλουχία των εργασιών, µε ανάλυση στο MS Project προέκυψε το χρονοδιάγραµµα του έργου, σύµφωνα µε το οποίο αν οι εργασίες κατασκευής ξεκινούσαν στις 3/1/05, το έργο θα µπορούσε να ολοκληρωθεί στις 18/5/09. 6. ΒΙΒΛΙΟΡΑΦΙΑ Αγραπίδη Σ. Τζούµας Α. (2004), «ιάνοιξη σήραγγας για τη σύνδεση του Μετρό µε την Πολυτεχνειούπολη», διπλωµατική εργασία, τοµέας Μεταλλευτικής, Ε.Μ.Π. Αττικό Μετρό, (Ιανουάριος 2000), «Μελέτη Ανάπτυξης Μετρό. Έκθεση 2. Η υπάρχουσα κατάσταση των µεταφορών στο νοµό Αττικής» Αττικό Μετρό, «Μελέτη χάραξης τροχιάς» Κ.Ε..Ε. (Απρίλιος 1997),«εωτεχνική έρευνα στα κτίρια πολιτικών µηχανικών Ζωγράφου» Κ.Ε..Ε. (Ιούλιος 2001), «Αποτελέσµατα ειγµατοληπτικής εώτρησης στην πολυκατοικία επί της οδού Ηρώων Πολυτεχνείου στο δήµο Ζωγράφου» Κ.Ε..Ε. (Ιούλιος 2003), «Αποτελέσµατα γεωτρήσεων σε οικόπεδο του Ο.Σ.Κ. 10 ο ηµοτικό. Οδός Ηπείρου, Βύρωνας» Κ.Ε..Ε. (Ιούνιος 1973), «εωτρήσεις ΛΆ Αστυνοµικού Τµήµατος Ζωγράφου» Κ.Ε..Ε. (Μάρτιος 2001), «Αποτελέσµατα γεωτεχνικής έρευνας στο γενικό νοµαρχιακό νοσοκοµείο Αθηνών Η ΕΛΠΙΣ» Κ.Ε..Ε. (Νοέµβριος 1993), «εωτεχνική έρευνα. Έργο : Αναβάθµιση Οδικού άξονα Λ.Κηφισίας Λαγουµιτζή,Κόµβος Λ.Κηφισίας µε Λ.Αλεξάνδρας Λ.Μεσογείων» Κ.Ε..Ε. (Σεπτέµβριος 1970), «εώτρησις εις οικόπεδον αστυνοµικού µεγάρου επί των οδών Αλ. Παπάγου Χίου εις Καισαριανήν» Κουκουτάς, Στ. (2004), Προσωπικές συνοµιλίες Σαµπατακάκης,. Ν, (1991), «Τεχνικογεωλογική έρευνα λεκανοπεδίου Αθηνών» 5ο Πανελλήνιο Συνέδριο εωτεχνικής & εωπεριβαλλοντικής Μηχανικής, ΤΕΕ, Ξάνθη, 31/52/6/2006 8