Подземные ходы

Наиболее ярким примером подземных транспортных магистралей для нашего города, безусловно, остается
метрополитен. Однако в последнее время конкуренцию ему вполне могут составить автомобильные заглубленные трассы, в том числе и проходящие под Невой.

Автотранспортные тоннели глубокого заложения призваны решать задачи создания магистральных направлений непрерывного движения скоростных грузопотоков.
О глубинах и мелЯх
Современные технологии прокладки тоннелей позволяют решать достаточно амбициозные задачи – как по глубине залегания и протяженности трассы, так и по обеспечению необходимой ее ширины и условиям безопасности эксплуатации.
Однако, если не гнаться за попаданием в Книгу рекордов Гиннесса, любой вменяемый специалист при принятии того или иного инженерного решения задумывается о его целесообразности. Оптимальным проектом всегда считается вовсе не тот, что позволяет строителям или инвесторам потешить свое тщеславие, а тот, что качественно решит поставленные практические задачи за обоснованно разумные деньги. В этом смысле среди специалистов не теряют актуальность дискуссии относительно преимуществ и недостатков двух основных методик сооружения тоннелей – глубокого заложения (по типу метро) щитовым способом и мелкого заложения, возводимых открытым способом.
Например, согласно мировой и отечественной статистике тоннель, сооружаемый щитовым способом, в два-три раза дороже тоннеля мелкого заложения. Очевидно, решение в пользу выбора тоннеля глубокого заложения логично принимать, когда прочие альтернативные варианты (в том числе и сооружение мостового путепровода) не способны обеспечить требуемые параметры проекта по направлению трассы, проходимости, бесперебойности и т.п.
Вообще, по мнению специалистов, при рассмотрении технологий сооружения тоннельных переходов приходится учитывать целый комплекс факторов. Прежде всего, тоннель, сооружаемый проходческим щитом, требует наличия свода грунта (необходимой толщины) над щитом, то есть речь автоматически сводится к варианту глубокого заложения. Весьма важным и принципиальным фактором выступает и наличие благоприятных геологических условий в месте строительства. В Санкт-Петербурге надежные грунты (твердые и полутвердые глины) залегают на глубинах 25-40 метров. Все расположенные выше слои, как правило, представляют собой слабые и сильнообводненные грунты (пески, пылеватые супеси и т.п.). Если тоннель, выполняемый щитовым способом, прокладывать в слабых водонасыщенных и тиксотропных грунтах, то он уподобится трубе, лишенной надежной опоры. Это грозит возникновением значительных деформаций и смещений, чреватых разрывами и последующим затоплением тоннеля. Достаточно вспомнить аварию на участке метро «Площадь Мужества» – «Лесная» из-за подземного плывуна (на глубине значительно превышающей 40 метров).
Кроме этого, зависимость технологии щитовой проходки от сложных грунтово-гидрологических петербургских условий проявилась и при работах с выходом станции метро «Адмиралтейская», в подвижках грунтов на станции метро «Красногвардейская» в районе Заневской площади, на проспекте Энгельса.
Особенности залеганиЯ
В сложных грунтовых условиях может оказаться более целесообразным рассмотреть вариант сооружения тоннелей мелкого заложения из опускных секций. Данный метод за 40-50 лет с тех пор, как он был разработан, успел доказать свою высокую экономическую эффективность и надежность во многих странах мира. Например, не менее 95 процентов тоннелей в Голландии построены или строятся с его использованием.
В силу меньшей глубины заложения подобный тоннель имеет существенно меньшую длину и, соответственно, значительно меньший уровень затрат на строительство и эксплуатацию. Кроме того, меньшая длина рамповых участков позволяет значительно сократить затраты на усиление окружающих зданий в случае необходимости. Даже при наличии слабых грунтов для тоннеля мелкого заложения угроза серьезных деформаций крайне мала. Поэтому в условиях плотной исторической застройки у данного метода имеются серьезные преимущества перед технологией строительства щитовым способом.
Кроме этого, очевидно, что при сооружении тоннеля щитовым способом его ширина (то есть количество полос движения) напрямую зависит от диаметра проходческого щита. Данное оборудование зарубежного производства весьма дорого стоит, и чем больше размер щита, тем он дороже. Наиболее отработанная и распространенная в мировой практике технология «крупногабаритной» проходки предусматривает использование щита диаметром порядка 12 метров, что обеспечивает создание трассы для двухполосного движения, но не шире.
Если ставится задача организации трех-, четырех- или более полосного заглубленного путепровода, необходимо строить дополнительные параллельные тоннели. Это сопряжено с повышением расходов на проходческие и отделочные работы, облицовочные материалы. Существенно возрастают сроки строительства и эксплуатационные расходы на содержание тоннелей. Неизменно повышается и степень внимания к обеспечению безопасности строительства.
Следует учитывать и то, что работа щитовым методом требует устройства приемного котлована. Устройство такого котлована существенно сказывается на сроках сооружения тоннеля и требует соответствующей площадки для маневра. В случае необходимости двойной или даже тройной проходки щитом необходимо устройство, соответственно, двух или трех котлованов, что существенно удлиняет сроки строительства. Потребуется и отведение значительных территорий в районах выхода на поверхность.
Очевидно, что в условиях плотной застройки исторического центра города это требование невыполнимо. Исходя из задач, стоящих перед транспортным створом, по технологии мелкого заложения можно проложить тоннель под любое необходимое количество полос движения. Сечение такого тоннеля обладает рациональной прямоугольной формой, что снижает расход материалов на его облицовку.
Благодаря малому давлению пластов грунта на тоннель упрощаются также мероприятия по обеспечению безопасности его эксплуатации. Главным же ограничением для технологии тоннелей мелкого заложения остается невозможность преодоления серьезных водных преград с большими глубинами. Если вариант моста неэффективен, то остается уповать на глубокий тоннель щитовой проходки.

МНЕНИЯ
Татьяна Иванова, генеральный директор ООО «ГидроМон»:
– Высокотехнологичные системы для ремонта в эксплуатационный период различных бетонных конструкций, мостовых и дорожных покрытий благодаря своим комплексным свойствам позволяют обеспечивать качество и технологичность работ, быстрый ввод объектов в эксплуатацию и долговечность их эксплуатации.
Холодный готовый асфальтный раствор АСФАЛЬТОС предназначен для ускоренного ямкового ремонта асфальтных и бетонных дорог. Отличается превосходной гибкостью и адгезией к основанию. Не повреждается колесами автомобилей и обладает высокой стойкостью к атмосферным явлениям и долговечностью. Не требует подготовки основания перед нанесением и специального оборудования для нанесения. Отремонтированный участок пускается сразу после ремонта. Материал применяется в диапазоне температур от –40 до +60 °С при любых погодных условиях (снег, холод, жара), кроме дождя.
Полотна рулонного материала Дельта-МС, Дельта-МС20 (с округлыми шипами высотой до 8 мм) повышают термическое сопротивление стен, обеспечивая такую теплоизоляцию, какую дает бетонная стена толщиной 17,5 см. Области применения: пристенный и горизонтальный пластовый дренаж для защиты подземных и заглубленных сооружений при значительных притоках воды, стационарная опалубка при возведении монолитного фундамента; горизонтальный пластовый дренаж между плитами основания и бетонным покрытием пола; широко используется при строительстве тоннелей; перехватывает просачивающиеся грунтовые воды между скальной поверхностью и обшивкой бетонного тоннеля и отводит их в дренажную трубу. Высокая несущая способность позволяет использовать полотно при строительстве сооружений, испытывающих экстремальные нагрузки, например мостов, метрополитенов и других объектов на большой глубине.

Ирина Салтыкова, маркетолог петербургского филиала ЗАО «Амкодор-Оптим»:
– В зависимости от этапа строительства мостов, используется различная техника. На этапе подготовки строительной площадки для выполнения земляных работ используются экскаваторы, фронтальные погрузчики и самосвалы. Наиболее востребованы гусеничные экскаваторы массой 25-35 тонн. Наиболее популярные модели в линейке строительной техники южнокорейской фирмы DOOSAN – это гусеничные экскаваторы Solar 255 LC-V, Solar 300LC-V, Solar 340LC-V. Популярность этих экскаваторов объясняется высокой работоспособностью, топливной экономичностью, простотой в эксплуатации и обслуживании. Их отличительная особенность – наличие в стандартном исполнении удлиненной базы, повышающей устойчивость машины, а также заводской гидроразводки. Для выполнения погрузо-разгрузочных работ и перевозки строительных материалов в мостостроении большим спросом пользуются фронтальные погрузчики DOOSAN с объемом ковша 1,5-4 куб. метра и самосвалы TATA DAEWOO грузоподъемностью 15-24 тонны.
Для выполнения бетонных работ при строительстве мостов нашли широкое применение автобетононасосы. Использование автобетононасосов – это эффективный метод укладки бетона в технологически сложные конструкции, такие как подводные и наружные опоры мостов, ограждения, перекрытия и фундаменты. Наряду с европейской техникой в последнее время все чаще строителями используются корейские автобетононасосы Everdigm. Популярность этой техники объясняется хорошими эксплуатационными свойствами при относительно невысоких ценах. Южнокорейская компания Everdigm предлагает автобетононасосы с длиной стрелы 28-50 метров и производительностью 130-160 куб. метров в час. Использование автобетононасосов позволяет значительно повысить эффективность и снизить сроки выполнения работ.

Автор: Андрей Мельников (по данным Ассоциации «дормост»)