Nem csak villanyszerelőknek

4-es metró - Dél-Buda-Rákospalota metróvonal

2009/12. lapszám | netadmin |  4823 |

Figylem! Ez a cikk 16 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A fúrt cölöp A fúrt cölöp földalatti, fúrási technológiával előállított szerkezet, amelynek nagyátmérőjű furatát elektronikával vezérelt speciális fúrógéppel állítják elő. A speciális fúrószerszám kiválasztása – spirál, kanál, görgő stb. – a talajviszonyoktól függ. A furatot a beomlástól általában védőcsővel védik, a védőcsövön belülről emelik ki a földet a megfelelő szerszámmal. A megfelelő mélység elérése után a furatba a méretezett, előre gyártott, összehegesztett betonacél-szerelést, az armatúrát leengedik, és a védőcső folyamatos lassú visszahúzása mellett kibetonozzák. Az egymásba metsző cölöp és a cölöpfalas munkagödör-körülzárás Az egymás mellé fúrt cölöpökből cölöpfal alakítható ki. A vízzáróság érdekében a cölöpök helyét úgy tűzik ki, hogy a cölöptengelyek egymástól való távolsága kisebb, mint a cölöpök átmérője, vagyis a cölöpök egymásba metszenek. Ezt nevezik egymásba metsző cölöpöknek. A friss, vasalatlan betoncölöp fúrható, a vasalt, armatúrával ellátott cölöp viszont nem. Ezért fontos a fúrt cölöpfal építésének sorrendje. Mindig az először elkészített két vasalatlan betoncölöp közé fúrják a vasalt, armatúrával ellátott cölöpöt, azután az építési sorrend a következő: egy vasalt, egy vasalatlan a szükség szerinti hosszban és alakban. Gyakorlatban a cölöp átmérője 0,9-1,2 m között van, hossza tetszőleges. Ily módon tetszőleges számú cölöp egymás mellé fúrásával készül az egymásba metsző, fúrt cölöpfal. Az ilyen technológiával kialakított, egymásba metszően fúrt cölöpfalakból kialakított munkagödör-körülzárás oldalról vízzáró. A cölöpfal építése esetén a környezetében nem alakul ki kőzet-deformáció, nincs számottevő süllyedés, mert az építés minden pillanatában a fúrt lyuk védőcsővel, illetve betonnal van megtámasztva. Résfalas és cölöpfalas építéstechnológiával tervezett metróállomások A 4-es metró vonalvezetése sok egyéb szempontot is figyelembe véve úgy került meghatározásra, hogy a metróállomások lehetőleg terek és széles utcák alatt legyenek kialakíthatók. Ez a megoldás gazdaságosabb, „utasbarát”, és kedvezőbb utasforgalmi szempontból, mert így az állomásokat magasabbra lehet helyezni, ami csökkenti az átszállások idejét, ezzel együtt pedig csökken az úgynevezett „eljutási idő”. A magasabbra emelt állomások és a felettük lévő szabad terek lehetővé teszik a nyitott építési módszerű, résfalas vagy fúrt cölöpös építési technológiát. A cölöpfalból vagy résfalból kialakított vízzáró dobozszerkezet tetején épül a legfelső födém, alul a tervezett mélységben megépül az alaplemez. Így kialakul a dobozállomás nyers vasbeton szerkezete, amelybe a mélységnek megfelelő tetszőleges számú közbenső födém beépíthető. A nyitott építési módszernek azonban hátránya is van a városbelsőkben történő építés esetén. A felszínből az építési idő alatt területeket vesz igénybe, amivel gátolja a forgalmi rendet, és mint minden építés, zajjal és porképződéssel zavarja a környezetét. A környezetet zavarásának csökkentésére persze már több bevált megoldást lehet alkalmazni. Azokban az országokban és városokban, ahol hosszabb ideje és folyamatosan építik a metrót, sok tapasztalat halmozódott fel, és az évek folyamán kialakultak a városok belsejében használható környezetkímélő építéstechnológiák. Ilyen építéstechnológia az ún. „milánói módszer” (Németországban „Deckel Bauweise”, azaz a felső födémes építési mód, illetve angol nyelvterületen „Top-Down”, azaz fentről lefelé történő építési mód). A vízzáró, hosszú résfalas vagy cölöpfalas munkagödör-körülzárások a külső, természetes talajvízáramlás útjában akadályt jelenthetnek. A visszaduzzasztó hatás kiegyenlítésére – a talajvízszint-megfigyelő monitoring-rendszer adatai alapján – megfelelően méretezett, gyakorlatban bevált, a közlekedőedények alapján működő átvezető szerkezetek, berendezések épülnek. Ezek a szerkezetek a Dunával párhuzamos szakaszon, az észak-déli metró vonalán is megfelelően működnek. A Thököly út körzetében lévő hosszabb kihúzó műtárgy esetén van ennek jelentősége, de itt a talajvízáramlás fő irányával közel párhuzamos a kihúzó szerkezete, tehát a visszaduzzasztó hatás nem olyan jelentős. Felső födémes, milánói építési módszer, „Deckel Bauweise”, „Top-Down” Ennek a módszernek az a lényege, hogy a felső záró födém a lehető leghamarabb elkészül, és az állomások építése ezután a födém alatt bányászati módszerrel folyik tovább a környezet, a felszín minimális zavarásával. A 4-es metró dobozállomásainak építésénél ez a módszer alkalmazható. Első ütemben elkészítendők – a közműveknek az építési területről való kiváltása után – oldalanként az állomást határoló rés- vagy cölöpfalak, ha lehetséges, a közúti forgalom folyamatos fenntartásával. Az állomást határoló résfalak vagy cölöpfalak megépítése után épül meg a felső vasbeton zárófödém, földre zsaluzva. Az elkészült felső födémre vissza lehet ezután helyezni a végleges közműveket, és elkészíteni a végleges felszíni rendezést, visszaadni részben vagy teljesen a közúti vagy gyalogosforgalomnak a felszínt. Ez az a minimális építési idő, amikor a minden építéssel együtt járó kellemetlenségeket közvetlenül el kell viselnie a környezetnek és a lakosságnak. Szűkebb utcákban a rés- vagy cölöpfalra ráépített konzolokra helyezett, provizórikus útfelülettel oldják meg a helyi célforgalmat.   Az állomásépítési munkák ezután tovább folynak a födém alatt. A felső födém alól a földkiemelés bányászati módszerrel történik – a helyi adottságoknak megfelelően – a födémben kihagyott földkiadó nyíláson keresztül, vagy távolabbra épített szállító alagúton, vagy az állomás mellé épített ún. „zseben” át. Az állomás építési munkáinak kiszolgálása is ezeken a nyílásokon vagy a már elkészült alagúton keresztül történik. A leadó nyílások éjszakára zajvédő tetővel lezárhatók. Így a munka éjszaka is folyhat, ami az építést gyorsítja. A lezárt állomási térből a szellőztetés ventilátorral történik, szellőző csövekkel és porleválasztóval. A födém alatti földkiemelésnek vannak hátrányai is: fajlagosan lassabb a földkiemelés, valamint világítást és szellőzést is ki kell kiépíteni. Az éjszakai, többműszakos munkavégzés lehetőségével viszont a teljes építési idő lerövidíthető. Az építési módszerből fakadóan elmaradhatnak a drága és időigényes segédszerkezetek, a horgonyok építésének egy része, helyettük a közbenső födémek épülnek a résfalak, cölöpfalak megtámasztására. Ferde cölöpfalas építési módszer Ma már nem csak a Budapesthez hasonló nagyvárosokban építenek metrót, hanem a kisebb városok történelmi városmagjaiban is. Itt a szűk utcák és terek, a beépítettség nem teszik lehetővé a felszínről a nagy fesztávolságú állomási terek réselését. A technika fejlődése magával hozta az építőipari gépek és azok elektronikus vezérlésének a fejlődését is. Ezáltal pontosabb szerkezetek előállítása lehetséges. Ez adott módot arra, hogy nagyátmérőjű, pontosan egymásba metsző vasbeton cölöpök fúrásával vízzáró, ferde cölöpfalak előállíthatók legyenek. A felszínen a szűk utcákban, az utcák tengelyétől kifelé, ferdén egymásba metszően fúrt cölöpfalakkal el lehet érni a tervezett mélységben a szükséges peronszélességű állomásterek kialakítását. Az így kialakított állomásszerkezet felül keskeny, és lefelé egyre bővül. Ezáltal a szerkezeteket gazdaságosabban lehet méretezni, mert az állomási dobozszerkezetet felúszásra nem kell méretezni. A ferdén fúrt cölöpökből előállított cölöpfalak, a felszínen elhelyezett födémszerkezet is keskenyebb, így kisebb lesz a lezárt építési terület, nagyobb felület marad meg a közlekedés számára. A ferde cölöpfalas és a milánói módszerű építéstechnológia kombinálása ideális módszer belső városrészekben történő állomások műtárgyépítéseire. Kétütemű, hosszában osztott födémépítés, középső munkahézaggal Az utóbbi időben több korszerű építési segédszerkezet és kisegítő eljárást fejlesztettek ki, és alkalmaztak a földalatti műtárgyak és metróállomások építésénél a történelmi városok belső városmagjaiban és a szűk belvárosi utcákban. Ezek alkalmazásával ma már a korábban elképzelhetetlen konstrukció is megoldható. Lehetséges a felső födémet hosszában megosztva, két ütemben építeni, középen munkahézaggal toldani. Ezáltal egy-egy építési ütemben még kisebb helyet vesz el a felszínből az építés, ami kedvezőbb a közművek kiváltásánál, átépítésénél, és a zsúfolt városbelsőkben a forgalom ideiglenes terelésének megoldásánál. Az alkalmazásra javasolt rés- vagy cölöpfalas munkagödör-határolással és a „milánói módszer” alkalmazásával a környezetet, a felszínt zavaró építési idő metróállomásonként 6-8 hónapra rövidül. Ez fontos kritérium, hiszen ma már elképzelhetetlen és megengedhetetlen a városüzemeltetési és humán szempontok alapján, hogy úgy, mint húsz évvel ezelőtt az Üllői út és a Váci út, a fontosabb közlekedési utak évekig le legyenek zárva egy metróépítés miatt. Állomások és vonali műtárgyak, kihúzó-fordító műtárgy A Kelenföld pályaudvar állomás a MÁV pályaudvar alatt helyezkedik el, ezért csak zárt bányászati módszer jöhet számításba. Két állomás helyét a Duna befolyásolja. A Szent Gellért téri állomás részben a Műegyetem CH épülete alatt helyezkedik el, és a Fővám téri állomás részben a Duna alatt. Az épület és a Duna alatt elhelyezkedő állomásszerkezeteket csak zárt bányászati módszerrel lehet megépíteni. A Móricz Zsigmond körtéri állomás az elégséges takarás miatt zárt, bányászati módszerrel is megépíthető. A többi állomás bányászati zárt módszerrel csak költséges kiegészítő és kőzetjavító segédeljárásokkal valósítható meg, mint például talajszilárdítás, túlnyomás vagy felszínről épített, injektált szigetelőfalakból előállított „vízzáró szekrény”-en belüli helyi víztelenítés, talajfagyasztás segítségével, és ezek szükség szerinti kombinációival. A Keleti pályaudvar állomás gazdaságosan csak felszínről, nyitott építési módszerekkel építhető a vizet tározó pleisztocén homok-, homokos kavicsrétegekben. A Baross téri kihúzó-fordító műtárgy is résfalas vagy fúrt cölöpös építéstechnológiával építhető. Építmény A mélyvezetésű vonalszakaszok építése fúrópajzsokkal történt. Az alagút falazatát öntöttvas vagy acélbetétes betonelemekből építették meg. Az É-D-i vonal alagútjának átmérője takarékossági szempontok miatt kisebb, mint a K-Ny-i vonalé. A két vonalat külön alagút köti össze a Deák Ferenc téri csomópontban. Az állomások mélyvezetésű szakaszokon középső peronosak, az egyéb szakaszokon pedig rendszerint szélső peronos kialakításúak. Az állomási peronok hossza 120 méter, így a vonatok legfeljebb 6 kocsiból állhatnak. (Kivételt képez ez alól a K-Ny-i vonal 100 méter hosszúságú végállomása az Örs vezér téren). A 4-es metróvonal energiaellátási rendszerének ismertetése A metróvonal áramellátási rendszere biztosítja az egyenáramú vontatási és a segédüzemi berendezések számára a nagy biztonságú villamosenergia-energiaellátást. 10 kV-os energiaellátás A metró a villamos energiát 10kV-os feszültségszinten, kábelen keresztül kapja az áramszolgáltatói hálózatból. A vonal első szakasza 8 db külső betáplálással rendelkezik. 6 forgalmi állomásnak (Kelenföldi pályaudvar, Tétényi út, Móricz Zsigmond körtér, Fővám tér, Rákóczi tér, Keleti pályaudvar) és a járműtelepnek lesz külső 10kV-os csatlakozása. Ezen állomások és a járműtelep 10kV-os kapcsoló berendezése két betáplálást kap: az egyik a külső betáplálás, a másik egy közös tartalék, az ún. lánckábel, amely a metró vonalalagútban fut végig, és a 6 állomás, valamint a járműtelep 10 kV-os elosztóiba van behurkolva. A lánckábel táplálása önálló külső áramszolgáltatói betáplálásról történik a Kálvin tér állomáson. A közbenső állomások nem rendelkeznek külső betáplálással, ezek a két szomszédos állomásból (két irányból) a vonalalagúton keresztül kapnak delegált üzemi és tartalék betáplálást. Ezek a Bocskai út, a Szent Gellért tér, a Kálvin tér és a Népszínház utcai állomások. Az ellátás biztonsága érdekében minden külső üzemi betáplálással rendelkező forgalmi állomás és a tartalék betáplálás külön-külön 120/10 kV-os áramszolgáltatói alállomásból kap ellátást. Minden üzemi és a tartalék betápláláson egyaránt max. 5-5 MVA teljesítmény igénybevétele lehetséges. A beérkező kábelek fogadása az állomásokhoz csatlakozó műtárgyban, a térszint alatti szinten, a metró területén lévő fogadóhelyiségben történik. Itt kerül elhelyezésre a 10 kV-os, lemeztokozott fogadó berendezés. Ez tartalmazza az elszámolási fogyasztásmérés mérőváltóit, és innen ágazik le a kábel, amely táplálja az áramátalakító 10 kV-os kapcsoló berendezését. Minden állomásra települ egy-egy 10 kV-os egy-gyűjtősínes, lemeztokozott kapcsoló berendezés, amelynek gyűjtősínje hosszirányban két részre osztott. Mindegyik kapcsoló berendezés 2db vontatási és 2db segédüzemi leágazást tartalmaz, valamint ide csatlakoznak a delegált állomások energiaellátó kábelei és a lánckábel is. Vontatási egyenáramú hálózat A többi budapesti metróvonalhoz hasonlóan a 4-es vonal járműveinek vontatási energiaellátása is ún. harmadik sínes rendszerű. A motorkocsik a felső tapintású pozitív harmadik sínről, illetve a negatív futósínről veszik fel a 750 V egyenfeszültségű villamos energiát. Minden forgalmi állomásra és a járműtelepre 2-2db vontatási blokkot tartalmazó transzformátor-állomás települ. A vontatási blokkok 11/0,62/0,62 kV áttételű kettős szekunder tekercselésű műgyanta szigetelésű transzformátorból és 12 ütemű kettős hídkapcsolású szilíciumdiódás egyenirányítóból állnak. A transzformátorok 2200 kVA teljesítményűek, az egyenirányítók 4350 A egyenáram tartós leadására alkalmasak. Az egyenirányító kimenetei a pozitív és negatív vontatási elosztó-berendezésbe csatlakoznak. A harmadik sín táplálása a pozitív elosztó-berendezésben elhelyezett egyenáramú gyorsmegszakítókon keresztül, a futósínek táplálása pedig a negatív elosztóban elhelyezett szakaszolókon keresztül történik. Az egyes táplálási körzeteket az állomások bejárata előtt a harmadik sínben kialakított megszakítások (légszakaszok) választják el. Egy-egy körzetet két szomszédos állomás áramátalakítója táplál. A légszakaszok szükség esetén egy hosszanti szakaszolóval áthidalhatók. A kitáplálási megszakítók bekapcsolt állapotában a tápkörzetek mindkét menetirányban és egymással is villamosan össze vannak kötve (a pozitív gyűjtősínen keresztül). A harmadik sín biztonságos feszültség-mentesítésére automatikusan működő rövidrezáró-földelő kapcsolók vannak beépítve, amelyek a lekapcsolt kitáplálást összekötik a vontatási hálózat negatív ágával és az állomási földeléssel. A metró egyenfeszültségű tápellátása földfüggetlen rendszerű. A veszélyes érintési feszültségek kialakulásának megelőzésére – melyek a negatív potenciálon lévő kocsiszekrény és az állomások földelt szerkezeti elemei között léphetnek fel – minden állomáson gyors működésű, hibrid kapcsolóelemmel ellátott, egyenáramú utas-érintésvédelmi berendezések kerülnek beépítésre. Ezek a készülékek a futósín és az állomási föld közötti feszültséget figyelik, és ha ez veszélyes mértékben megnövekedne, a két pont rövidrezárásával meggátolják a veszélyes érintési feszültségek kialakulását. Segédüzemi energiaellátás rendszere A segédüzemi energiaellátás feladata az állomások és a vonal gépészeti, villamos erőátviteli és világítási berendezéseinek 3x400/230 V, 50 Hz, illetve 220 V DC szünetmentes, valamint a különböző fogyasztók által igényelt egyéb feszültségszintű energiaellátása. Minden állomáson és a járműtelepen 2-2 db segédüzemi transzformátor kerül telepítésre. A transzformátorok természetes léghűtésűek, műgyanta szigetelésűek, 11/0,4 kV-os feszültségáttétellel, általában 1000 kVA-es teljesítménnyel. Minden állomáson a transzformátorok egy osztott gyűjtősínes, 0,4 kV-os főelosztóhoz csatlakoznak. A két gyűjtősínfél – valamelyik transzformátor kiesése esetén – megszakító segítségével összeköthető. A főelosztó berendezések az állomás és a hozzá tartozó vonalszakasz fogyasztóit látják el energiával: a nagyobb teljesítményű illetve technológiából adódóan lényeges fogyasztók a főelosztókból közvetlenül, az egyéb épületgépészeti és épületvillamossági fogyasztók alelosztókon keresztül kapnak energiát. A fogyasztók az igényeknek megfelelően egyik vagy mindkét főelosztó gyűjtősínfélből kapnak táplálást. Központi automatikus fázisjavítás is beépítésre kerül. A kapcsoló berendezések és a tartalékvilágítási hálózat működtetéséhez szünetmentes 220 V DC feszültség áll rendelkezésre. Ehhez állomásonként 2 db központi 220 V DC akkumulátortöltő-telep egység kerül kiépítésre. Felügyeleti rendszer A 4-es metróvonal teljes felügyeleti rendszere rendkívül összetett felépítésű, több egymástól elkülönült, illetve egymást részben átfedő alrendszerre épül: Központi Forgalmi Menetirányító – a vonatforgalom felügyelete, Állomási Diszpécser – utasforgalom és gépészeti rendszerek felügyelete az állomásokon, Központi Utasforgalmi Diszpécser – utasforgalom felügyelete a teljes vonalon, Műszaki Diszpécser – a gépészeti rendszerek felügyelete a teljes vonalon, Energiadiszpécser – az áramellátási rendszer felügyelete, Blokk Poszt – járműtelepi vonatforgalom és járművek felügyelete. Az áramellátás rendszere teljes körűen távfelügyelt, melyet a BKV Zrt. Szabó Ervin téri Diszpécserközpontjában szolgálatot teljesítő energiadiszpécser lát el. A rendszerben számos védelmi eszköz és automatika gondoskodik az utasok biztonságáról, az energiaellátás folyamatosságáról. Az állomási főelosztó berendezések vezérlőegységei egy belső optikai kábeles gyűrűre kapcsolódnak, amely az állomási távvezérlő egységre csatlakozik. A teljes vonalon végigfutó nagysebességű optikai adatátviteli hálózat teremt kapcsolatot az állomások távvezérlő egységei és a diszpécserközpontban található központi energiavezérlő között. A 4-es metróvonal számára nem épül külön energiadiszpécseri központ, mert a 2-es vonal felújítása során cserére került berendezés kapacitása elegendő az új vonal felügyeletének ellátásához is. Így a rendszert csak egy új kezelőhellyel szükséges bővíteni. Világítási rendszerek A 4-es metróvonal utasforgalmi tereinek kialakítása során kiemelt szerepet kap a fénytechnika. A mesterséges – és ahol lehetséges, természetes – fény használata alapvető építészeti eszköz, mely meghatározza a térérzékelést, befolyásolja az utazóközönség közérzetét és hangulatát. Az utasterek világítási berendezése az utasok biztonságos közlekedését lehetővé tevő, szabványokban, illetve egyéb előírásokban rögzített megvilágítási paramétereket teljesítő funkciója mellett dekorációs, esztétikai célokat is szolgál. A világítási rendszer kialakításánál alapvető cél a föld alatti terekben az utasok bezártság-érzetének enyhítése. A megfelelő világítás tágasabb, tisztább, komfortosabb érzetet kelt az utasokban, a sötét zugok nélküli, viszonylag egyenletesen megvilágított tér a biztonságérzetet is fokozza. A világítás feladata az építészeti struktúrák kiemelése is. Biztosítani kell a balesetveszélyes vagy más szempontból fontos területek – biztonsági sáv, mozgólépcső-fellépő és -lelépő területe, peronzár-vonal – erősebb megvilágítását. A rendszer kialakításánál alapvető szempont az energiatakarékosság is. Az alkalmazásra kerülő lámpatestek típusát az építészeti-arculati szempontok mellett a biztonság, a gazdaságosság határozzák meg. Kiválasztásuknál a könnyű karbantarthatóság, az egyszerű tisztíthatóság, a fényforrások hosszú élettartama, a masszív felépítés, valamint az üzembiztos működés kiemelt fontosságú.

A fúrt cölöp
A fúrt cölöp földalatti, fúrási technológiával előállított szerkezet, amelynek nagyátmérőjű furatát elektronikával vezérelt speciális fúrógéppel állítják elő. A speciális fúrószerszám kiválasztása – spirál, kanál, görgő stb. – a talajviszonyoktól függ.
A furatot a beomlástól általában védőcsővel védik, a védőcsövön belülről emelik ki a földet a megfelelő szerszámmal. A megfelelő mélység elérése után a furatba a méretezett, előre gyártott, összehegesztett betonacél-szerelést, az armatúrát leengedik, és a védőcső folyamatos lassú visszahúzása mellett kibetonozzák.

Az egymásba metsző cölöp és a cölöpfalas munkagödör-körülzárás
Az egymás mellé fúrt cölöpökből cölöpfal alakítható ki. A vízzáróság érdekében a cölöpök helyét úgy tűzik ki, hogy a cölöptengelyek egymástól való távolsága kisebb, mint a cölöpök átmérője, vagyis a cölöpök egymásba metszenek. Ezt nevezik egymásba metsző cölöpöknek.
A friss, vasalatlan betoncölöp fúrható, a vasalt, armatúrával ellátott cölöp viszont nem. Ezért fontos a fúrt cölöpfal építésének sorrendje. Mindig az először elkészített két vasalatlan betoncölöp közé fúrják a vasalt, armatúrával ellátott cölöpöt, azután az építési sorrend a következő: egy vasalt, egy vasalatlan a szükség szerinti hosszban és alakban. Gyakorlatban a cölöp átmérője 0,9-1,2 m között van, hossza tetszőleges.
Ily módon tetszőleges számú cölöp egymás mellé fúrásával készül az egymásba metsző, fúrt cölöpfal. Az ilyen technológiával kialakított, egymásba metszően fúrt cölöpfalakból kialakított munkagödör-körülzárás oldalról vízzáró. A cölöpfal építése esetén a környezetében nem alakul ki kőzet-deformáció, nincs számottevő süllyedés, mert az építés minden pillanatában a fúrt lyuk védőcsővel, illetve betonnal van megtámasztva.

Résfalas és cölöpfalas építéstechnológiával tervezett metróállomások
A 4-es metró vonalvezetése sok egyéb szempontot is figyelembe véve úgy került meghatározásra, hogy a metróállomások lehetőleg terek és széles utcák alatt legyenek kialakíthatók. Ez a megoldás gazdaságosabb, „utasbarát”, és kedvezőbb utasforgalmi szempontból, mert így az állomásokat magasabbra lehet helyezni, ami csökkenti az átszállások idejét, ezzel együtt pedig csökken az úgynevezett „eljutási idő”.

A magasabbra emelt állomások és a felettük lévő szabad terek lehetővé teszik a nyitott építési módszerű, résfalas
vagy fúrt cölöpös építési technológiát.
A cölöpfalból vagy résfalból kialakított vízzáró dobozszerkezet tetején épül a legfelső födém, alul a tervezett mélységben megépül az alaplemez. Így kialakul a dobozállomás nyers vasbeton szerkezete, amelybe a mélységnek megfelelő tetszőleges számú közbenső födém beépíthető.
A nyitott építési módszernek azonban hátránya is van a városbelsőkben történő építés esetén. A felszínből az építési idő alatt területeket vesz igénybe, amivel gátolja a forgalmi rendet, és mint minden építés, zajjal és porképződéssel zavarja a környezetét. A környezetet zavarásának csökkentésére persze már több bevált megoldást lehet alkalmazni.

Azokban az országokban és városokban, ahol hosszabb ideje és folyamatosan építik a metrót, sok tapasztalat halmozódott fel, és az évek folyamán kialakultak a városok belsejében használható környezetkímélő építéstechnológiák. Ilyen építéstechnológia az ún. „milánói módszer” (Németországban „Deckel Bauweise”, azaz a felső födémes építési mód, illetve angol nyelvterületen „Top-Down”, azaz fentről lefelé történő építési mód).
A vízzáró, hosszú résfalas vagy cölöpfalas munkagödör-körülzárások a külső, természetes talajvízáramlás útjában akadályt jelenthetnek. A visszaduzzasztó hatás kiegyenlítésére – a talajvízszint-megfigyelő monitoring-rendszer adatai alapján – megfelelően méretezett, gyakorlatban bevált, a közlekedőedények alapján működő átvezető szerkezetek, berendezések épülnek. Ezek a szerkezetek a Dunával párhuzamos szakaszon, az észak-déli metró vonalán is megfelelően működnek. A Thököly út körzetében lévő hosszabb kihúzó műtárgy esetén van ennek jelentősége, de itt a talajvízáramlás fő irányával közel párhuzamos a kihúzó szerkezete, tehát a visszaduzzasztó hatás nem olyan jelentős.

Felső födémes, milánói építési módszer, „Deckel Bauweise”, „Top-Down”
Ennek a módszernek az a lényege, hogy a felső záró födém a lehető leghamarabb elkészül, és az állomások építése ezután a födém alatt bányászati módszerrel folyik tovább a környezet, a felszín minimális zavarásával.
A 4-es metró dobozállomásainak építésénél ez a módszer alkalmazható. Első ütemben elkészítendők – a közműveknek az építési területről való kiváltása után – oldalanként az állomást határoló rés- vagy cölöpfalak, ha lehetséges, a közúti forgalom folyamatos fenntartásával.
Az állomást határoló résfalak vagy cölöpfalak megépítése után épül meg a felső vasbeton zárófödém, földre zsaluzva. Az elkészült felső födémre vissza lehet ezután helyezni a végleges közműveket, és elkészíteni a végleges felszíni rendezést, visszaadni részben vagy teljesen a közúti vagy gyalogosforgalomnak a felszínt. Ez az a minimális építési idő, amikor a minden építéssel együtt járó kellemetlenségeket közvetlenül el kell viselnie a környezetnek és a lakosságnak. Szűkebb utcákban a rés- vagy cölöpfalra ráépített konzolokra helyezett, provizórikus útfelülettel oldják meg a helyi célforgalmat.

 

Az állomásépítési munkák ezután tovább folynak a födém alatt. A felső födém alól a földkiemelés bányászati módszerrel történik – a helyi adottságoknak megfelelően – a födémben kihagyott földkiadó nyíláson keresztül, vagy távolabbra épített szállító alagúton, vagy az állomás mellé épített ún. „zseben” át. Az állomás építési munkáinak kiszolgálása is ezeken a nyílásokon vagy a már elkészült alagúton keresztül történik.
A leadó nyílások éjszakára zajvédő tetővel lezárhatók. Így a munka éjszaka is folyhat, ami az építést gyorsítja. A lezárt állomási térből a szellőztetés ventilátorral történik, szellőző csövekkel és porleválasztóval.
A födém alatti földkiemelésnek vannak hátrányai is: fajlagosan lassabb a földkiemelés, valamint világítást és szellőzést is ki kell kiépíteni. Az éjszakai, többműszakos munkavégzés lehetőségével viszont a teljes építési idő lerövidíthető. Az építési módszerből fakadóan elmaradhatnak a drága és időigényes segédszerkezetek, a horgonyok építésének egy része, helyettük a közbenső födémek épülnek a résfalak, cölöpfalak megtámasztására.

Ferde cölöpfalas építési módszer
Ma már nem csak a Budapesthez hasonló nagyvárosokban építenek metrót, hanem a kisebb városok történelmi városmagjaiban is. Itt a szűk utcák és terek, a beépítettség nem teszik lehetővé a felszínről a nagy fesztávolságú állomási terek réselését.
A technika fejlődése magával hozta az építőipari gépek és azok elektronikus vezérlésének a fejlődését is. Ezáltal pontosabb szerkezetek előállítása lehetséges. Ez adott módot arra, hogy nagyátmérőjű, pontosan egymásba metsző vasbeton cölöpök fúrásával vízzáró, ferde cölöpfalak előállíthatók legyenek.
A felszínen a szűk utcákban, az utcák tengelyétől kifelé, ferdén egymásba metszően fúrt cölöpfalakkal el lehet érni a tervezett mélységben a szükséges peronszélességű állomásterek kialakítását. Az így kialakított állomásszerkezet felül keskeny, és lefelé egyre bővül. Ezáltal a szerkezeteket gazdaságosabban lehet méretezni, mert az állomási dobozszerkezetet felúszásra nem kell méretezni.
A ferdén fúrt cölöpökből előállított cölöpfalak, a felszínen elhelyezett födémszerkezet is keskenyebb, így kisebb lesz a lezárt építési terület, nagyobb felület marad meg a közlekedés számára.
A ferde cölöpfalas és a milánói módszerű építéstechnológia kombinálása ideális módszer belső városrészekben történő állomások műtárgyépítéseire.

Kétütemű, hosszában osztott födémépítés, középső munkahézaggal
Az utóbbi időben több korszerű építési segédszerkezet és kisegítő eljárást fejlesztettek ki, és alkalmaztak a földalatti műtárgyak és metróállomások építésénél a történelmi városok belső városmagjaiban és a szűk belvárosi utcákban. Ezek alkalmazásával ma már a korábban elképzelhetetlen konstrukció is megoldható. Lehetséges a felső födémet hosszában megosztva, két ütemben építeni, középen munkahézaggal toldani. Ezáltal egy-egy építési ütemben még kisebb helyet vesz el a felszínből az építés, ami kedvezőbb a közművek kiváltásánál, átépítésénél, és a zsúfolt városbelsőkben a forgalom ideiglenes terelésének megoldásánál.
Az alkalmazásra javasolt rés- vagy cölöpfalas munkagödör-határolással és a „milánói módszer” alkalmazásával a környezetet, a felszínt zavaró építési idő metróállomásonként 6-8 hónapra rövidül. Ez fontos kritérium, hiszen ma már elképzelhetetlen és megengedhetetlen a városüzemeltetési és humán szempontok alapján, hogy úgy, mint húsz évvel ezelőtt az Üllői út és a Váci út, a fontosabb közlekedési utak évekig le legyenek zárva egy metróépítés miatt.

Állomások és vonali műtárgyak, kihúzó-fordító műtárgy
A Kelenföld pályaudvar állomás a MÁV pályaudvar alatt helyezkedik el, ezért csak zárt bányászati módszer jöhet számításba. Két állomás helyét a Duna befolyásolja. A Szent Gellért téri állomás részben a Műegyetem CH épülete alatt helyezkedik el, és a Fővám téri állomás részben a Duna alatt. Az épület és a Duna alatt elhelyezkedő állomásszerkezeteket csak zárt bányászati módszerrel lehet megépíteni.
A Móricz Zsigmond körtéri állomás az elégséges takarás miatt zárt, bányászati módszerrel is megépíthető. A többi állomás bányászati zárt módszerrel csak költséges kiegészítő és kőzetjavító segédeljárásokkal valósítható meg, mint például talajszilárdítás, túlnyomás vagy felszínről épített, injektált szigetelőfalakból előállított „vízzáró szekrény”-en belüli helyi víztelenítés, talajfagyasztás segítségével, és ezek szükség szerinti kombinációival.
A Keleti pályaudvar állomás gazdaságosan csak felszínről, nyitott építési módszerekkel építhető a vizet tározó pleisztocén homok-, homokos kavicsrétegekben. A Baross téri kihúzó-fordító műtárgy is résfalas vagy fúrt cölöpös építéstechnológiával építhető.

Építmény
A mélyvezetésű vonalszakaszok építése fúrópajzsokkal történt. Az alagút falazatát öntöttvas vagy acélbetétes betonelemekből építették meg. Az É-D-i vonal alagútjának átmérője takarékossági szempontok miatt kisebb, mint a K-Ny-i vonalé. A két vonalat külön alagút köti össze a Deák Ferenc téri csomópontban.
Az állomások mélyvezetésű szakaszokon középső peronosak, az egyéb szakaszokon pedig rendszerint szélső peronos kialakításúak. Az állomási peronok hossza 120 méter, így a vonatok legfeljebb 6 kocsiból állhatnak. (Kivételt képez ez alól a K-Ny-i vonal 100 méter hosszúságú végállomása az Örs vezér téren).

A 4-es metróvonal energiaellátási rendszerének ismertetése
A metróvonal áramellátási rendszere biztosítja az egyenáramú vontatási és a segédüzemi berendezések számára a nagy biztonságú villamosenergia-energiaellátást.

10 kV-os energiaellátás
A metró a villamos energiát 10kV-os feszültségszinten, kábelen keresztül kapja az áramszolgáltatói hálózatból. A vonal első szakasza 8 db külső betáplálással rendelkezik.
6 forgalmi állomásnak (Kelenföldi pályaudvar, Tétényi út, Móricz Zsigmond körtér, Fővám tér, Rákóczi tér, Keleti pályaudvar) és a járműtelepnek lesz külső 10kV-os csatlakozása. Ezen állomások és a járműtelep 10kV-os kapcsoló berendezése két betáplálást kap: az egyik a külső betáplálás, a másik egy közös tartalék, az ún. lánckábel, amely a metró vonalalagútban fut végig, és a 6 állomás, valamint a járműtelep 10 kV-os elosztóiba van behurkolva. A lánckábel táplálása önálló külső áramszolgáltatói betáplálásról történik a Kálvin tér állomáson. A közbenső állomások nem rendelkeznek külső betáplálással, ezek a két szomszédos állomásból (két irányból) a vonalalagúton keresztül kapnak delegált üzemi és tartalék betáplálást. Ezek a Bocskai út, a Szent Gellért tér, a Kálvin tér és a Népszínház utcai állomások.

Az ellátás biztonsága érdekében minden külső üzemi betáplálással rendelkező forgalmi állomás és a tartalék betáplálás külön-külön 120/10 kV-os áramszolgáltatói alállomásból kap ellátást.
Minden üzemi és a tartalék betápláláson egyaránt max. 5-5 MVA teljesítmény igénybevétele lehetséges.
A beérkező kábelek fogadása az állomásokhoz csatlakozó műtárgyban, a térszint alatti szinten, a metró területén lévő fogadóhelyiségben történik. Itt kerül elhelyezésre a 10 kV-os, lemeztokozott fogadó berendezés. Ez tartalmazza az elszámolási fogyasztásmérés mérőváltóit, és innen ágazik le a kábel, amely táplálja az áramátalakító 10 kV-os kapcsoló berendezését.
Minden állomásra települ egy-egy 10 kV-os egy-gyűjtősínes, lemeztokozott kapcsoló berendezés, amelynek gyűjtősínje hosszirányban két részre osztott. Mindegyik kapcsoló berendezés 2db vontatási és 2db segédüzemi leágazást tartalmaz, valamint ide csatlakoznak a delegált állomások energiaellátó kábelei és a lánckábel is.

Vontatási egyenáramú hálózat
A többi budapesti metróvonalhoz hasonlóan a 4-es vonal járműveinek vontatási energiaellátása is ún. harmadik sínes rendszerű. A motorkocsik a felső tapintású pozitív harmadik sínről, illetve a negatív futósínről veszik fel a 750 V egyenfeszültségű villamos energiát.
Minden forgalmi állomásra és a járműtelepre 2-2db vontatási blokkot tartalmazó transzformátor-állomás települ. A vontatási blokkok 11/0,62/0,62 kV áttételű kettős szekunder tekercselésű műgyanta szigetelésű transzformátorból és 12 ütemű kettős hídkapcsolású szilíciumdiódás egyenirányítóból állnak. A transzformátorok 2200 kVA teljesítményűek, az egyenirányítók 4350 A egyenáram tartós leadására alkalmasak. Az egyenirányító kimenetei a pozitív és negatív vontatási elosztó-berendezésbe csatlakoznak.
A harmadik sín táplálása a pozitív elosztó-berendezésben elhelyezett egyenáramú gyorsmegszakítókon keresztül, a futósínek táplálása pedig a negatív elosztóban elhelyezett szakaszolókon keresztül történik. Az egyes táplálási körzeteket az állomások bejárata előtt a harmadik sínben kialakított megszakítások (légszakaszok) választják el. Egy-egy körzetet két szomszédos állomás áramátalakítója táplál. A légszakaszok szükség esetén egy hosszanti szakaszolóval áthidalhatók. A kitáplálási megszakítók bekapcsolt állapotában a tápkörzetek mindkét menetirányban és egymással is villamosan össze vannak kötve (a pozitív gyűjtősínen keresztül).
A harmadik sín biztonságos feszültség-mentesítésére automatikusan működő rövidrezáró-földelő kapcsolók vannak beépítve, amelyek a lekapcsolt kitáplálást összekötik a vontatási hálózat negatív ágával és az állomási földeléssel.
A metró egyenfeszültségű tápellátása földfüggetlen rendszerű. A veszélyes érintési feszültségek kialakulásának megelőzésére – melyek a negatív potenciálon lévő kocsiszekrény és az állomások földelt szerkezeti elemei között léphetnek fel – minden állomáson gyors működésű, hibrid kapcsolóelemmel ellátott, egyenáramú utas-érintésvédelmi berendezések kerülnek beépítésre. Ezek a készülékek a futósín és az állomási föld közötti feszültséget figyelik, és ha ez veszélyes mértékben megnövekedne, a két pont rövidrezárásával meggátolják a veszélyes érintési feszültségek kialakulását.

Segédüzemi energiaellátás rendszere
A segédüzemi energiaellátás feladata az állomások és a vonal gépészeti, villamos erőátviteli és világítási berendezéseinek 3x400/230 V, 50 Hz, illetve 220 V DC szünetmentes, valamint a különböző fogyasztók által igényelt egyéb feszültségszintű energiaellátása. Minden állomáson és a járműtelepen 2-2 db segédüzemi transzformátor kerül telepítésre. A transzformátorok természetes léghűtésűek, műgyanta szigetelésűek, 11/0,4 kV-os feszültségáttétellel, általában 1000 kVA-es teljesítménnyel. Minden állomáson a transzformátorok egy osztott gyűjtősínes, 0,4 kV-os főelosztóhoz csatlakoznak. A két gyűjtősínfél – valamelyik transzformátor kiesése esetén – megszakító segítségével összeköthető. A főelosztó berendezések az állomás és a hozzá tartozó vonalszakasz fogyasztóit látják el energiával: a nagyobb teljesítményű illetve technológiából adódóan lényeges fogyasztók a főelosztókból közvetlenül, az egyéb épületgépészeti és épületvillamossági fogyasztók alelosztókon keresztül kapnak energiát. A fogyasztók az igényeknek megfelelően egyik vagy mindkét főelosztó gyűjtősínfélből kapnak táplálást. Központi automatikus fázisjavítás is beépítésre kerül.
A kapcsoló berendezések és a tartalékvilágítási hálózat működtetéséhez szünetmentes 220 V DC feszültség áll rendelkezésre. Ehhez állomásonként 2 db központi 220 V DC akkumulátortöltő-telep egység kerül kiépítésre.

Felügyeleti rendszer
A 4-es metróvonal teljes felügyeleti rendszere rendkívül összetett felépítésű, több egymástól elkülönült, illetve egymást részben átfedő alrendszerre épül:

Központi Forgalmi Menetirányító – a vonatforgalom felügyelete,
Állomási Diszpécser – utasforgalom és gépészeti rendszerek felügyelete az állomásokon,
Központi Utasforgalmi Diszpécser – utasforgalom felügyelete a teljes vonalon,
Műszaki Diszpécser – a gépészeti rendszerek felügyelete a teljes vonalon,
Energiadiszpécser – az áramellátási rendszer felügyelete,
Blokk Poszt – járműtelepi vonatforgalom és járművek felügyelete.

Az áramellátás rendszere teljes körűen távfelügyelt, melyet a BKV Zrt. Szabó Ervin téri Diszpécserközpontjában szolgálatot teljesítő energiadiszpécser lát el.
A rendszerben számos védelmi eszköz és automatika gondoskodik az utasok biztonságáról, az energiaellátás folyamatosságáról. Az állomási főelosztó berendezések vezérlőegységei egy belső optikai kábeles gyűrűre kapcsolódnak, amely az állomási távvezérlő egységre csatlakozik. A teljes vonalon végigfutó nagysebességű optikai adatátviteli hálózat teremt kapcsolatot az állomások távvezérlő egységei és a diszpécserközpontban található központi energiavezérlő között. A 4-es metróvonal számára nem épül külön energiadiszpécseri központ, mert a 2-es vonal felújítása során cserére került berendezés kapacitása elegendő az új vonal felügyeletének ellátásához is. Így a rendszert csak egy új kezelőhellyel szükséges bővíteni.

Világítási rendszerek
A 4-es metróvonal utasforgalmi tereinek kialakítása során kiemelt szerepet kap a fénytechnika. A mesterséges – és ahol lehetséges, természetes – fény használata alapvető építészeti eszköz, mely meghatározza a térérzékelést, befolyásolja az utazóközönség közérzetét és hangulatát.
Az utasterek világítási berendezése az utasok biztonságos közlekedését lehetővé tevő, szabványokban, illetve egyéb előírásokban rögzített megvilágítási paramétereket teljesítő funkciója mellett dekorációs, esztétikai célokat is szolgál.
A világítási rendszer kialakításánál alapvető cél a föld alatti terekben az utasok bezártság-érzetének enyhítése. A megfelelő világítás tágasabb, tisztább, komfortosabb érzetet kelt az utasokban, a sötét zugok nélküli, viszonylag egyenletesen megvilágított tér a biztonságérzetet is fokozza. A világítás feladata az építészeti struktúrák kiemelése is. Biztosítani kell a balesetveszélyes vagy más szempontból fontos területek – biztonsági sáv, mozgólépcső-fellépő és -lelépő területe, peronzár-vonal – erősebb megvilágítását. A rendszer kialakításánál alapvető szempont az energiatakarékosság is.
Az alkalmazásra kerülő lámpatestek típusát az építészeti-arculati szempontok mellett a biztonság, a gazdaságosság határozzák meg. Kiválasztásuknál a könnyű karbantarthatóság, az egyszerű tisztíthatóság, a fényforrások hosszú élettartama, a masszív felépítés, valamint az üzembiztos működés kiemelt fontosságú.

---