О технологиях строительства и ремонта тоннелей
В наши дни многие мегаполисы под землей буквально изрыты тоннелями, по которым проложены автострады, железнодорожные пути, линии метрополитена. Но сфера использования тоннелей, разумеется, не ограничивается рамками крупных городов. Их строят для преодоления различных высотных или контурных препятствий, встречающихся при проектировании транспортных коммуникаций.
Прокладка тоннелей во многих случаях позволяет сократить маршрут движения автомобильного и железнодорожного транспорта, что снижает себестоимость перевозок. Однако сами тоннели (наряду с мостами) входят в число наиболее сложных и дорогостоящих искусственных сооружений на транспорте.
НА КАКОЙ ГЛУБИНЕ?
Как известно, строительство транспортных тоннелей производится открытым и закрытым способами, иногда они комбинируются. Для тоннелей неглубокого залегания (10-15 м) применяется открытый способ, он более дешевый и менее трудоемкий. Технология предусматривает рытье котлована, в котором возводится конструкция тоннеля. Затем производится обратная засыпка с восстановлением нарушенной земной поверхности.
Более трудоемкий — закрытый (горный) способ. В этом случае выработка на глубине от 20 м раскрывается на полный профиль или по частям с установкой временного крепления (в слабых и трещиноватых породах) без нарушения земной поверхности. Строительство может вестись с помощью проходческого щита (передвижной металлической крепи). Способ предусматривает создание искусственной пустоты в земле, укрепление стенок рошпанами (поперечными элементами, соединяющими рамы), гидроизоляционные работы.
Понятное дело, что тот или иной проект прокладки тоннеля и его ремонта реализуется с применением таких инженерных решений, которые учитывают конкретные гидрогеологические условия местности. Об этих решениях и поговорим.
ФАКТОРЫ РИСКА
В наше время горные способы строительства тоннелей вобрали в себя самые современные технические и научные разработки. Но по-прежнему актуальным и поучительным остается опыт создания подземных сооружений на Байкало-Амурской магистрали — в труднодоступной местности со сложным рельефом и резко континентальным климатом. В их числе Байкальский, Северомуйский и Кодарский тоннели. Трудностей в свое время специалистам добавили высокая сейсмоактивность местности (8–9 баллов), а также отсутствие устойчивых круглогодичных транспортных связей и источников электроэнергии. Байкальский хребет по трассе одноименного тоннеля имеет многочисленные тектонические зоны разломов и надвигов из раздробленных пород. Та же неустойчивая структура пород характерна и для маршрута Северомуйского тоннеля. Оба подземных сооружения относятся к разряду перевальных. С учетом всего сложного комплекса условий специалисты остановились на варианте однопутных тоннелей. Наличие в местах пересечения хребтов трещиноватых скальных пород и тектонических разломов вынудило строителей вести проходку тоннелей уступом, с разработкой сечения по частям.
Кстати, в прошлом году было объявлено о начале строительства на БАМе второго Северомуйского тоннеля протяженностью 15 км, который позволит увеличить пропускную способность магистрали на этом участке с 16 млн до 100 млн тонн грузов в год. Это даст возможность значительно нарастить экспорт грузов в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Однако в начале этого года ученые РАН обратились в ОАО «РЖД» и Правительство РФ с предложением пересмотреть проект строительства второго Северомуйского тоннеля и проложить маршрут не под землей, как планировалось ранее, а на ее поверхности.
Аргументы представителей научного сообщества суммировал заместитель директора Института земной коры СО РАН Константин Семинский. Они следующие. Во-первых, вдоль предполагаемой трассы второго Северомуйского тоннеля идет активный тектонический разлом, отчего сейсмичность местности возрастает. Во-вторых, там наблюдается миграция подземных вод, что приводит к дроблению пород и образованию карьеров. Это сделает эксплуатацию тоннеля очень сложной и дорогостоящей. Предлагаемый учеными обходной маршрут может пройти южнее намеченного. По словам Константина Семинского, там, конечно, есть определенные уклоны, превышения, но по крайней мере это безопасно.
ПОИСК НОВЫХ РЕШЕНИЙ
Со времен начала строительства столичной подземки прошло много лет, и инженерная мысль шагнула далеко вперед. В настоящее время на сооружении станций московского метро чаще применяется открытый способ работ, строятся двухпутные тоннели мелкого заложения, что позволяет существенно снизить трудозатраты и повысить темпы строительства примерно в полтора раза. По оценке специалистов, участок двухпутного тоннеля в составе четырех станций может быть построен за 3–3,5 года, в то время как на сооружение однопутных тоннелей такой же протяженности требуется не менее пяти лет. Кроме того, при строительстве двухпутных тоннелей не требуется организация строительных площадок на перегонах между станциями, что особенно важно при работе в охранных зонах.
Что касается тоннелей глубокого заложения, то их проходка ведется в рамках строительства Большой кольцевой линии московской подземки. Для этого используются 6- и 10-метровые тоннелепроходческие механизированные комплексы. Щиты-гиганты ощутимо сокращают сроки работ. Недавно началась проходка двухпутного перегонного тоннеля между станциями «Нагатинский Затон» и «Кленовый бульвар». Всего уже пройдено более 94% тоннелей БКЛ.
Сергей ОЗУН, обозреватель «ТР»
На снимке: Северомуйский тоннель
Полностью статью «Дороги строим под землёй» можно прочитать в №19 2021 г., оформив подписку на газету «Транспорт России» по e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.
