Скафандр для тоннеля: северо-муйский тоннель

Скафандр для тоннеля: северо-муйский тоннель
    Портал Северомуйского тоннеля
    Замысел тоннеля и разведочно-дренажной штольни

Проходку было необходимо вести чуть ли не в самых сложных в мире, не видевшихся раньше тектонических, гидрографических и радиационных условиях. Не выручала кроме того самая современная импортная техника. Лучшим зарубежным экспертам сулили каждые деньги, но они отказывались. Русским проходчикам удалось не только преодолеть опасности и исключительные тяготы, но и новаторски решить непростые технические задачи.

В то время, когда бригады, двигавшиеся под почвой с Запада и с Востока, встретились, отклонение от оси составило ювелирные 5,4 мм на 15,3 км тоннеля. Подземные геодезисты — маркшейдеры выверили путь при помощи лазера.

Страсти подземелья

Внутренности Северо-Муйского кряжа напоминают слоеный пирог либо уничтоженный ударом молотка кусок слюды — целые трещины.

Углубившись в гору, строители и представить не могли, что их ожидает: геологическое и гидрологическое строение хребта было неизвестно. Пробуренные через каждые 500 м скважины картину не прояснили. В то время, когда во второй половине 70-ых годов XX века все начиналось, не существовало станков для горизонтального бурения до 400 м с отбором керна.

Была и еще одна опасность — радиация. Говоря об истории тоннеля, организаторы и участники строительства предпочитают не упоминать о высокой концентрации газа радона. Но как раз вследствие этого от тоннеля отказались ведущие зарубежные компании.

Как свидетельствует найденный «Популярной механикой» Национальный доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке в РФ во второй половине 90-ых годов двадцатого века», «высокие значения эквивалентной равновесной объемной активности радона найдены на строящемся Северо-Муйском тоннеле (до 3000 Бк/мЗ), что ведет к большому переоблучению работников» Три тысячи беккерелей на 1 м³ (беккерель — единица активности нуклида в радиоактивном источнике) — довольно высокая доза. Норма радиационной безопасности на производстве по группе «А» (включающее и рентгеновское облучение) — не более 1240 Бк/м3, а в жилых помещениях содержание радона не должно быть больше 200 Бк/м3.

Меньше, от Северной Муи возможно было ожидать чего угодно, и было решено вести разведку в один момент со постройкой. Космическая съемка распознала 4 главных разлома (разрыва горных пород, появившихся при перемещении земной коры). В большинстве случаев такие территории не превышают 5% протяженности тоннеля.

Из 15 343 м Северомуйского (всего выработки протянулись более чем на 40 км) — на разломы было нужно 860 м. Пробурив гранитные плиты, от которых из-за замечательного внутреннего напряжения сами собой вылетали со скоростью пушечного ядра куски камня, проходчики «проваливались»: из «лба» забоя под давлением больше 30 воздухов начинала хлестать перемешанная с глиной и песком вода. За время проходки подземелье унесло 31 людскую судьбу.

«Подкова» под хребтом

Протянувшийся на 300 км в длину и 20−30 км в ширину Северо-Муйский горный хребет молод и тепёл нравом. Происходящие в его глубине тектонические процессы аукаются замечательными землетрясениями. (Во второй половине 30-ых годов двадцатого века тут было зафиксировано 9,6 баллов по шкале Рихтера, а самым сильным землетрясением в мире за последние 50 лет считается стихийное бедствие в 9 баллов, которое 28 мая 1995 года унесло судьбе двух тысяч людей, стёрши в пух и прах город Нефтегорск на Сахалине.) Девятибалльные землетрясения смогут вызывать в хребте вертикальные смещения пород до 1−1,2 м, а 10-балльные — до 5−7 м. Не редкость, что почва содрогается по нескольку раз на дню.

Вдобавок тут проходит водораздел между озером Байкал и рекой Витим. в один раз, примерно сто лет назад, по окончании сдвига тектонических пластов хребет сместился на 1,5 м. Река Имангра потекла в обратную сторону, а окрестные деревья засохли.

Дабы уменьшить опасности, параллельно подковообразному по форме сечения тоннелю (68 м2) на расстоянии от 15 до тридцати метров от его оси разрешили войти разведочную транспортно-дренажную штольню сечением 18 м?. Ее продвижение в глубь гора должно было опережать тоннель на 200300 м, разрешая уточнять геологические условия работ, отводя воду из горного массива и улучшая вентиляцию всей выработки. Помимо этого, из штольни раскрывались дополнительные забои для проходки тоннеля.

А дабы сделать участки проходки меньше, тоннель вели в один момент с двух сторон хребта — из восточного и западного порталов, а также в обе стороны от вертикальных стволов диаметром 7,5 м, пробитых с вершины хребта (глубиной 302, 334 и 162 м). Проходка из трех стволов обеспечила более чем половины длины тоннеля. А 4-й ствол глубиной 242 м было нужно строить между стволом и западным порталом № 1 по окончании того, как строители нежданно наткнулись на старое подземное речное русло Ангаракан.

Из стали, бетона и стекла

Опережающая прокладка разведочной штольни с запада продемонстрировала маленькой разлом. В то время, когда же к нему подошли со стороны тоннеля, в забой, сметая тяжелую технику и людей, вырвалась перемешанная с глиной и песком вода — более 25 тыс. м3. Погрузочную машину весом 23 т отбросило, как пушинку.

Прорыв останавливали, закачивая бетон в уже готовый тоннель. И на два года работы на этом направлении были заморожены. Позже, дабы продолжить проходку, было нужно опять пробивать цементную «пробку».

Потом для упрочнения грунта над тоннелем в территориях разломов бурили из штольни «ходки» и устраивали выше кровли тоннеля камеры, каковые заполняли монолитным бетоном. Стенки же самого тоннеля делали в самые сейсмоопасных местах 3слойными а также 4-слойными, покрывая их сперва черновым бетоном, армированным железными анкерами, второй слой был сборным — тюбинговым (тюбинговое покрытие, напоминающее железные соты, возможно видеть на стенах тоннелей метро), потом следовал дополнительный слой железобетона.

А кое-где обделку завершала металлоизоляция. Так пространство тоннеля появилось заключенным в пара «труб», любая из которых достаточно подвижна относительно остальных.

Тогда же команда столичных, питерских и екатеринбургских ученых создала неповторимый метод упрочнения очень рыхлых пород. В пробуренные скважины двумя потоками (дабы не схватились раньше времени) заливали жидкое стекло, химические добавки и бетон, каковые, остановившись, образовывали около выработки подобие твёрдого «скафандра».

За время строительства сменилось пара поколений проходческой техники. Огромную «нору» со стороны западного портала начинал рыть проходческий щит 1936 года выпуска, трудившийся еще на постройке столичного метро. Неспешно на Северную Мую доставляли самую современную импортную технику — японскую буровую «раму» «Фурукава», германский проходческий комплекс «Вирт», финский «Тамрок».

Оснащенный самая современной техникой и умелыми отечественными кадрами, главный подрядчик «БАМтоннельстрой» стал со временем чуть ли не лучшей проходческой компанией на территории бывшего СССР. И все же из-за непростых условий большую часть выработки было нужно проходить по старинке.

В то время, когда смонтировали 250-тонный американский комплекс «Роббинс», на БАМ прилетел глава компании Дик Роббинс. Говорят, что, заметив кряж, что предстояло пробурить, он сообщил по-русски: «Хреновая порода!» И дал совет отказаться от выдумки и начать где-нибудь в другом месте. Однако отечественным умельцам удалось выжать из «американца» все возможное, и собственную задачу — проходку самого сложного 4-километрового участка штольни диаметром 4,62 м — он выполнил.

На смену ему пришел германский «Вирт», которому досталось 5 км штольни того же диаметра. Но следующий комплекс «Вирт», что шел с западного портала (5,26 м), не выдюжил, и его послали строить метро в Екатеринбурге. В самых критических условиях не отказывали лишь отбойные молотки.

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№6, апрель 2003).

Северомуйский тоннель (БАМ)


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: