жк днепропетровская 37 евродвушка

Актуальное

Тоннель для транспорта внутри мегаполиса

Проектирование Орловского тоннеля под Невой близится к завершению.

В течение лета 2011 года проектные решения предстоит согласовать с Главгосэкспертизой, после чего инвестор – ООО «Невская концессионная компания» – сможет приступить к его реализации.

По словам специалистов, новый проект Орловского тоннеля просто «дышит» инновациями. От предыдущего, выполненного по заказу компании «Система Галс», в нем осталось совсем немного. Это связано и с новыми требованиями, выдвинутыми к будущему тоннелю администрацией Санкт-Петербурга, и с тем, как разработчики поняли свою проектную задачу.

Подробности об уникальном автодорожном тоннеле в интервью технического директора ООО «Невская Концессионная Компания», к.т.н., лау-реата премии Комсомола в области науки и техники Михаила Ефимовича РЫЖЕВСКОГО.

Рыжевский.jpg– Предыдущий проект был выполнен под проходческий щит диаметром 14,5 м, приобретенный правительством Москвы для строительства Лефортовского и Серебряноборского тоннелей. Щит был спроектирован и построен компанией Herrenknecht для проходки тоннелей, рассчитанных на две полные полосы движения с еще одной усеченной полосой для вынужденной остановки транспорта либо проезда специальной техники. Для тоннелей на три полосы движения, которые, согласно техническому заданию, должны присутствовать в Орловском тоннеле, щит не был предназначен. Поэтому мы отказались от этого варианта еще при подготовке к тендеру – сочли, что он не будет достаточно безопасным и не сможет соответствовать новым требованиям города.

– Какова, на ваш взгляд, основная проблематика проекта? Каким из существующих методов будет строиться тоннель?

– Мы последовательно рассмотрели три варианта строительства: метод погружных бетонных секций, полукессонный способ и, наконец, щитовой.

Метод погружных бетонных секций связан с работой водолазов, а на глубине 17 м при существующей скорости течения, к тому же в мутной воде это довольно рискованно. В зимнее время производство таких работ очень осложнено, если вообще возможно. Не говоря уж о том, что, действуя подобным методом, мы можем надолго остановить навигацию по Неве и помешать работе водозабора, который находится ниже по течению. К тому же нам пришлось бы запустить завод по серийному производству бетонных секций в непосредственной близости от зоны строительства. А ни на одном из берегов нет для него подходящего места.

Полукессонный способ сначала казался очень заманчивым. Этим способом построен, например, автодорожный тоннель в Дубаях, на пальмовом острове, длиной 1250 м. Если работы ведутся в стоячей воде, как в Персидском заливе, то по периметру строятся ограждающие конструкции в виде непроницаемых дамб. Во внутреннем пространстве между ними откачивается вода, выполняется траншея по трассе тоннеля, и он строится фактически открытым методом. По завершении опять пускают воду и разрушают дамбы.

Если речь идет о строительстве под рекой, то работы выполняются аналогично, с той лишь разницей, что дамбы строятся отдельными колодцами. Затем в каждом колодце поочередно откачивается вода и строится часть тоннеля. Ограждающая конструкция при этом переносится последовательно от одного участка на следующий. Но когда мы сделали расчеты, учли глубину реки, скорость течения и увидели, насколько придется перегородить Неву, то поняли, что у нас такое решение невозможно.

Проанализировав все факторы, мы поняли, что строить Орловский тоннель придется горнопроходческим комплексом. Основная глубина проходки Орловского тоннеля – 40 м.

– Ваш проект предполагает проектирование и строительство нового щита диаметром 19 м. Насколько такое решение оправданно технически и экономически?

– Первоначально мы думали о двух щитах диаметром по 15 м, которыми была бы выполнена одновременная проходка двух параллельных ниток тоннеля. В настоящее время уже есть подобный щит – диаметром 15,4 м. Он существует в единственном экземпляре и сейчас используется на завершающемся строительстве тоннеля в Шанхае. Выкупить подобный щит и заказать аналог – недешевое удовольствие. Разница по сравнению с тем, что предлагается в нашем проекте, состояла бы только в том, что уже существует готовая разработка, оборудование и опыт работы с ним.

Оценивая риски, связанные со строительством, мы сравнили варианты: две параллельные нитки тоннеля рядом или тоннель большего диаметра, который обеспечивает те же характеристики движения транспорта, только в двух уровнях.

Основной риск при проходке в любой породе заключается не в диаметре тоннеля, а в его длине. Порода, как бы хорошо ни была она изучена, все равно остается непредсказуемой. Из двух рядом расположенных тоннелей один можно пройти блестяще, а во втором есть риск застрять надолго, если не навсегда. Длина проходки в этом случае становится в два раза больше. Потребовались бы работы по укреплению дна Невы. Есть еще такой фактор, как взаимное влияние двух тоннелей, которое с высокой вероятностью может привести к осадкам поверхности, повреждению окружающей застройки. Риски возрастают уже не в два раза, а значительно больше.

Пришлось учесть, что обе нитки будут проложены в центре города. Диаметр каждой 15 м, плюс по нормам минимальное расстояние между ними должно быть не меньше диаметра, то есть в сумме получается 45 м. Разместить монтажные и демонтажные камеры такого размера, организовать въезд и выезд транспорта в условиях плотной городской застройки – не самая удачная мысль.

Конечно, есть свои недостатки и у щита диаметром 19 м, главным из которых является то, что подобной машины в мире еще никто не делал. Но мы переговорили с ведущими мировыми компаниями, и две из них, в том числе Herrenknecht, признали такую разработку возможной. Пять месяцев продолжается наша совместная работа с Herrenknecht. Сейчас ведется рабочее проектирование щита, разработан график поставки.

– Что инновационного предусматривает конструкция щита, кроме большого диаметра?

– Он уникален по своему насыщению и обещает стать последним словом горнопроходческой техники. Пока основным недостатком крупных щитов является то, что в определенные моменты, в зависимости от абразивности пород, длины проходки и так далее, приходится выходить в кессоны. Для того чтобы поменять шарошки, провести осмотр, текущий ремонт режущего органа. В новом щите 90% шарошек будет меняться вне кессона, под нормальным давлением.

– Монтаж и демонтаж щита придется вести в стесненных городских условиях. Как вы намерены это делать?

– Проблемы, конечно, есть, хотя это не первая и не последняя щитовая проходка, которая выполняется в мегаполисе. Монтажные и демонтажные камеры проектируются в зависимости от размеров и характеристик щита. Камера должна иметь такую глубину, чтобы над верхней точкой щита – шелыгой свода – до поверхности оставалось расстояние, равное, по крайней мере, диаметру щита. Плюс фундаментная плита. Ширина камеры составляет диаметр щита плюс по 2 м с обеих сторон, чтобы можно было обеспечить подход для работы. Длина камеры соответствует габаритной длине щита с первой технологической тележкой, на которой расположено основное технологическое оборудование. Мы сейчас стремимся к тому, чтобы габариты всей конструкции с технологической тележкой были рассчитаны по минимуму, возможному для производства работ. В итоге внутренний диаметр стартового котлована составит 49 м, внешний – 52 м.

Форму котлована во всем мире стараются делать прямоугольной. Но надо отдать должное Питеру – он обладает такими геологическими условиями, которые я за 30 лет практики не встречал нигде. Здесь и прямоугольная форма, в силу законов геомеханики, получается очень массивной, материалоемкой. Поэтому мы пришли к выводу, что предпочтительнее круглая форма.

– Каковы конструктивные особенности будущего тоннеля?

– Для обделки мы применяем железобетонные блоки, или сегменты, рассчитанные на диаметр 19 м. Ширина, длина, вес этих сегментов рассчитываются с участием компании Herrenknecht, которой предстоит не только учесть эти параметры при проектировании щита, но и осуществить поставку опалубки. Толщина определяется геологическими условиями проходки и рассчитывается в соответствии с законами геомеханики. Выполнена трехмерная модель тоннеля, к которой применены все существующие здесь нагрузки.

Три независимые компании подтвердили свою готовность производить обделку для тоннеля с заявленными параметрами. Кроме геометрических размеров блоков, им предстоит обеспечить высокую прочность бетона, точное соблюдение определенных физико-механических характеристик. Согласно специальным техническим условиям, марка бетона должна быть Б50, морозостойкость F300, водонепроницаемость W12.

Мы впервые в России применяем блоки обделки, армированные фиброй. Полипропиленовая фибра включена в состав бетона, что позволит, прежде всего, повысить трещиностойкость. С другой стороны, опыт зарубежных компаний показывает, что использование фибры значительно повышает огнестойкость конструкции. Армированный фиброй бетон при пожаре разрушается на 30–35% медленнее.

Гидроизоляция подрусловой части обеспечивается кристаллообразующими составами и двойными гаскетами из силиконовой и другой специальной резины. Гидроизоляция береговых частей выполняется с помощью геосинтетических мембран.

– Каким образом тоннель включается в улично-дорожную сеть Петербурга?

– Мы поставлены в тесные рамки, внутри которых подключение тоннеля к магистралям далось нелегко. Предыдущий проект на правом берегу был, с инженерной точки зрения, лучше, он предполагал выход на Апрельскую улицу с небольшой развязкой на проспекте Металлистов. Но в этом случае у выхода из тоннеля оказывается жилье и нарушаются полюстровские водные горизонты. Поэтому с самого начала нам было поставлено условие: Апрельскую улицу не использовать.

Зато была поставлена задача подключить Пискаревский проспект, Свердловскую набережную, сделав дополнительный выход, и шоссе Революции. В итоге получилась довольно сложная развязка – вариант не самый экономичный, но, видимо, единственно возможный. На левом берегу сохранилось решение от прежнего проекта, чуть подкорректированное.

– Как работа в центре города влияет на уровень рисков в проекте? Компания намерена вести системный риск-менеджмент?

– Риск-менеджмент проводили и в советские годы, хотя термина такого не было. Проблема в том, что в строительстве тоннелей риск-анализ, на котором базируется риск-менеджмент, имеет весьма относительную достоверность. Геологические условия отличаются в каждом сантиметре грунта, и никакая математическая статистика тут не работает. Тем не менее мы потратились на анализ рисков. Он выполнен по международным стандартам независимой итальянской компанией GEODATA и нами – получился объемный отчет.

Чтобы понять, как процессы в породе могут повлиять на близлежащие сооружения, мы построили математическую модель. Она рассчитывает взаимодействие подземной конструкции с окружающим грунтом, показывая их как единую деформируемую систему.

Отдельный том в проекте составляет специальный раздел по мониторингу. Опираясь на данные, полученные на математической модели, нам предстоит отслеживать протекание всех геологических процессов в ходе строительства тоннеля. При первом появлении деформаций мы начнем принимать меры по усилению прилегающих зданий. Система мероприятий разработана заранее. Но пока мы делаем все расчеты таким образом, чтобы осадок поверхности вообще не произошло.

Подготовила Наталья Андропова

Другие материалы по теме

X