REX публикует статью эксперта в тоннелестроительной отрасли, действующего горного инженера Коломийца Юрия Игоревича.
Располагая личным опытом строительства тоннелей под водоёмами, хочу высказаться по весьма насущной проблеме: как соединить Крым с Россией?
Мостов через проливы в мире построено достаточно. Есть и современный мост на остров Русский во Владивостоке отечественной постройки. Мост это металлоконструкции – ванты и железобетонные конструкции – опоры, пролёты. Пролёты возможны и в металлопрокатном исполнении.
Есть противокоррозийная покраска. Особенно в этом преуспела шведская фирма Акзо-Нобель. Её покрытие успешно испытано на острове в Северном море, знаменитом непрерывными штормами и в самом солнечном месте на земле где-то в Южной Америке. Но покрытие необходимо обновлять каждые 20 – 25 лет.
Тоннель без капитального ремонта может служить сто лет.
В Германии относительно недавно построен транспортный тоннель под Рейном. Все полосы движения размещены в одном тоннеле. Для этих целей фирма "Херренкнехт" изготовила гигантский проходческий комплекс. Эта машина, выполнив тоннель под Рейном, водным транспортом была доставлена в Москву. В Москве построены Лефортовский автодорожный тоннель и тоннель двойного назначения в Серебряном бору. Оба объекта сооружены не без проблем, их фактическая стоимость мало кому известна.
БУДЬТЕ В КУРСЕ
Считаю целесообразным строить тоннели на одну нитку железнодорожного пути или на одну полосу автодорожного движения. Стало быть, под Керченским проливом необходимо построить минимум 4-е тоннеля: два железнодорожных и два автодорожных.
Тоннели диаметром кольцевой обделки 5 – 6 метров строились в самых сложных геологических условиях. Накоплен богатый мировой и отечественный опыт строительства. Сконструированы проходческие комплексы позволяющие строить до одного километра тоннеля в месяц. Этих комплексов достаточно много в России.
С высокими темпами проходится тоннель кольцевого сечения. Далее этот тоннель перепроходится с кольцевого сечения на подковообразное. Перепроходка осуществляется под защитой циркулярного свода. Механизмы для перепроходки есть – это горные экскаваторы, оборудованные сменным ковшом и гидравлическим молотом. Демонтируемые элементы кольца годны для повторного использования. Вертикальные стены и лоток подковообразного тоннеля возводятся из монолитного железобетона.
Чем выгодны однополосные тоннели?
Несложные расчёты доказывают, что при равной глубине донных отложений над тоннелями кругового сечения напряжение сжатия в кольцевой обделке прямо пропорционально диаметру тоннеля и обратно пропорционально толщине обделки. Иными словами обделка тоннеля меньшего диаметра прочнее обделки тоннеля большего диаметра и проще в её возведении в забое.
Кроме того значительно упрощается проветривание тоннелей – движение поездов или автотранспорта в одном направлении создаёт поршневой эффект. Это не значит, что можно обойтись без принудительного проветривания, но это проветривание можно сделать более экономичным.
Не менее важно обеспечить необходимое проветривание забоя в период строительства.
Вентиляция в этот период по трубным ставам эффективна на плечо не более 1,5 км. Поэтому необходима одновременная проходка сразу двух тоннелей, которые через определённое расстояние соединяются сбойками. В этом случае забой левого тоннеля, сбойка и забой правого тоннеля проветриваются главной вентиляционной установкой расположенной на портале с помощью ряда вентиляционных устройств. По мере отхода забоев левого и правого тоннелей от сбойки используется местная система проветривания.
Сбойки также нужны в период эксплуатации. Они включаются в планы ликвидации аварий как пути эвакуации людей, а также для обслуживания тоннелей. Особо хочется подчеркнуть важность разработки и соблюдения детального плана ликвидации аварий и наличие диспетчерской службы оснащённой современными средствами управления движением. Катастрофа в альпийском тоннеле между Францией и Италией в 2005 году это убедительно доказывает.
Естественно, железнодорожные составы необходимы только на электрической тяге.
Для автомобильных тоннелей предъявляются повышенные требования к безопасности движения, особенно необходимо учитывать риск возгорания транспортного средства.
Определённый опыт проходки и перепроходки однопутных (однополосных) тоннелей накоплен тоннелестроителями и проектировщиками тоннелей г. Протвино, Московской области. Используя конструкции и технологии применённые при строительстве Ускорительно -накопительного комплекса протонов (УНК) протвинцами построены два полногабаритных автодорожных тоннеля под тремя нитками железнодорожных путей в районе пассажирской платформы Кучино в городе Железнодорожный, Московской области. Тоннели успешно эксплуатируются с 2000 года.
Ими же, протвинскими тоннельщиками, построены железнодорожный и автодорожный тоннели под федеральной автомагистралью Москва – Белгород для Яковлевского рудника. Строительство завершено в 2005 году.
Тоннели короткие. В Кучино по 50 м, в Яковлево по 26 метров, но это опыт. Необходимо отметить так же, что участники выездной сессии Тоннельной ассоциации России, которая состоялась в 1995 году в г. Протвино, изучив скоростную проходку ТБМ "Ловат", внедрение набрызг – бетона по Ново-Австрийской технологии, единодущно признали строительство УНК государственной школой передового опыта в подземном строительстве. Высококвалифицированные рабочие и инженерно-технические кадры после прекращения финансирования УНК в Протвино принимали и принимают участие в строительстве Московского, Екатеринбургского и Казанского метрополитенов, Сочинских тоннелей, тоннелей в городе Героне (Израиль), Турции, Индии. Сегодня квалифицировалось второе и третье поколение горняков из города Протвино, функционируют и проектировщики.
Президент РФ в Послании сказал, что основой экономики являются инженеры и высококвалифицированные рабочие. В Протвино есть такие – нужен приказ Родины. Не надо забывать о строительных организациях БАМа. Сегодня успешно трудятся в различных регионах России горняки Федерального государственного унитарного предприятия "Управление строительства №30".
Надо признать что, скорее всего, для тоннельного варианта время упущено, а если нет, надо запроектировать и построить два тоннеля и пустить челночное движение поездов и автотранспорта – это быстрее на два порядка чем челночные паромы. Крым станет окончательно русским, остальные два тоннеля построятся позже. В Ялту или в Коктебель россияне будут ездить как и в Сочи.
Считаю необходимым высказаться по поводу тоннельной обделки.
Нерационально копируя европейский опыт наше тоннелестроение переключилось на высокоточную сборную железобетонную обделку с гидроизолирующими прокладками в стыках сегментов и колец. Пока европейские и наши тоннели сухие, но как долго прослужит эта прокладка? А если в тоннеле загорится кабель или автомобиль? Как восстанавливать выгоревшую прокладку?
В этом отношении протвинская сборная ж/б обделка с внутренним металлическим экраном намного надёжнее. Опыт изготовления, монтажа и обварки такой обделки накоплен богатый. В перепроходке она тоже испытана. Естественно обделку надо готовить на месте, для этого есть Новороссийск. Доставка листового металла хоть из Новолипецка, хоть с Урала – не проблема. Груз чрезвычайно компактный. Для обделки необходимо сконструировать оснастку. Протвино готово это так же сделать. Вальцевать и армировать экраны может Керчь, может Севастополь.
Водная и береговая зоны Керченского пролива чрезвычайно изменчивы по береговому контуру и по глубине водного пространства и донных отложений. Сведения о структуре и текстуре донных отложений Керченского пролива позволяют сделать вывод, что эти отложения идеально подходят для проходки по ним тоннеля проходческими комплексами с грунтовым пригрузом забойной зоны.
Доминирующим параметром при построении профиля тоннелей является необходимая глубина судоходного канала и мощность осадочных пород, покрывающих коренные породы. Не располагая этими сведениями берусь предположить, что коренные породы – это трещиноватые известняки. Вот они абсолютно не подходят для грунтового пригруза. Будучи разрушены роторным органом проходческого комплекса они представляют собой щебень. Создать из щебня тиксотропную массу в камере пригруза, способную достаточно точно влиять на датчики, автоматически устанавливающие режим резания забоя и режим выдачи разрушенной массы первичным шнековым конвейером проходческого комплекса, маловероятно.
В этом случае потребуется бентонитовый пригруз, а он значительно дороже грунтового и требует наличие мощного регенерирующего узла для сепарации бентонитового раствора.
Если дно судоходного канала отстоит от коренных пород менее 7 метров, грунтовый пригруз под сомнением.
Чрезвычайно важно для проектирования располагать сведениями о керченско-мариупольском мередиальном разломе. Разломы, как правило, заполнены скальными обломками, щебнем, гравием, смешанным с песками и илами, насыщенными водой. Размеры разлома, его заполнение могут значительно усложнить сооружение тоннелей. Это горький опыт тоннелей БАМа. Полагаю, что геологи располагают данными о разломе и окончательный вывод сделать не сложно.
Коротко о горнопроходческом оборудовании.
Тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК) в западной терминологии тоннельные буровые машины (ТБМ) достаточно успешно производились и использовались в Советском Союзе. Ленинградские метростроевцы в 60-е и 70-е годы последовательно устанавливали мировые рекорды по скорости проходки тоннелей с наружным диаметром обделки 5,5 м.
Главная проблема – гидравлический привод, без которого горная машина сложна и несовершенна, в те времена был засекречен под оборонку. Запад относился к оборонным новациям более прагматично (взять к примеру интернет). Пришлось СССР, а затем Российской Федерации насыщать строительство тоннелей «Робинсами», «Ловатами», «Херренкнехтами» и прочими западными машинами.
Первая ТБМ – «Робинс» успешно освоена на БАМе. Бамовские машинисты, слесаря и механики, оказавшись в Протвино, на «ура» внедрили «Ловат», дав ему путёвку в российское тоннелестроение. Массово закупленное горное оборудование для сочинских тоннелей внедрялось с активным участием специалистов из Протвино.
По большому счёту «Уралвагонзавод», с которым успешно сотрудничали при строительстве метро в Екатеринбурге и поддерживаем связи до настоящего времени кроме полувагонов, лучших в мире танков, способен выпускать лучшие в мире тоннелепроходческие комплексы. Это ли не импортозамещение!?
Более профессионально подготовлен к строительству современных проходческих комплексов, но с меньшими, чем у уральцев мощностями, Скуратовский опытно-экспериментальный завод в Туле. Инженеры и конструкторы этого предприятия – талантливая молодёжь. На современных металлообрабатывающих станках трудятся молодые рабочие. Уверен, что этот завод способен сконструировать современную тоннелепроходческую машину. Упомянутое ФГУП "Управление строительства №30" успешно сотрудничает и с "Уралвагонзаводом" и со скуратовцами.
Необходимо так же вспомнить о кооперации и связать российские машиностроительные предприятия с целью выпуска отечественного горнодобывающего и горностроительного оборудования. Надо вспомнить про Белоруссию. Могилёвский автозавод выпускает тоннельные самосвалы на ДВС.
Разнообразное рудничное вентиляторное оборудование выпускает Артёмовский машиностроительный завод, Свердловская область.
В хитросплетениях приватизации как-то потерялся Ясногорский завод, Тульская область. Выпускаемая этим предприятием гусеничная породопогрузочная машина ПНБ-3Д прославила себя на всех подземных стройках и в горнодобывающих регионах Советского Союза. Рудничные электровозы Ясногорска и насосное оборудование также были распространены в СССР.
Упомянутые ранее горные экскаваторы сейчас закупаются от «Атлас – Копко» (Швеция – Финляндия). Оттуда же поступают буровые тележки, погрузодоставочные машины на ДВС.
Горные экскаваторы надо выпускать в России. Основное внимание уделить взрывобезопасному исполнению и разработке гидравлических молотов с высокой энергией удара. Необходимо при проходке выработок в породах крепостью до 12 единиц по шкале Протодьяконова уйти от буровзрывных работ.
Крыму нужна надёжная транспортная связь – это самое солнечное место в России. Но оборонное значение Крыма трудно переоценить. Севастопольские и Балаклавские сопки изрезаны всевозможными горными выработками оборонного назначения. Украинские стратеги поставили на них крест. Но эти объекты существуют. России надо их восстановить и использовать по назначению. В этом случае без тоннельщиков не обойтись.
Для железнодорожного, автодорожного сообщения, для водоснабжения в Республике Крым существуют тоннели. Необходимо развивать их сети. Этого забывать нельзя.
Пусть через Керченский пролив будет построен мост, но тоннельщики Крыму так же необходимы.
А что касается тоннелепроходческого оборудования отечественного производства – оно крайне необходимо всей России. Горное машиностроение Донецка, Днепропетровска и Харькова пока гибнет из-за отсутствия Российских заказов. Есть Германия, Франция, Италия, Швейцария, Канада, Япония, но так же есть санкции и установка на импортозамещение. Поэтому Нижнему Тагилу, Копейску, Туле, Дарасуну нужен конкретный приказ Родины.
О госзакупках.
Перешли на мировую практику – торги. Но Закон о госзакупках в его последней редакции всё равно не совершенен. В СССР были разработаны Единые нормы и расценки на проектные и строительные работы. В рыночном мире этого не было. Базовые цены на эти работы в России имеют место, приводятся Минстроем к текущим ценам и служат основой для формирования договорной цены. Стоимость единицы проектной и строительной продукции отработана многими десятилетиями. По условиям объявленную на торги стоимость нельзя понижать в их процессе более чем на 25%. Но определённая по государственным базовым ценам, срок формирования которых, как уже сказано – многие десятилетия, объявленная стоимость достаточно объективна и 25% снижение не корректно. Это, безусловно, снижение качества строительства. Необходимо допускать снижение не более 10%. Далее должен действовать фактор квалификации претендента, его удалённость, накопленный опыт, построенные объекты, отзывы заказчика и эксплуатирующей организации, результаты эксплуатации.
Касательно российского метростроения.
Москва, Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Новосибирск, Самара, Екатеринбург, Казань эксплуатируют метрополитены и развитие сети подземного транспорта необходимо. Но метростроение требует наличия в этих городах и в городах новостройках специфической промышленной базы. А что получается в настоящее время?
Допустим, торги на участок продления действующей линии или на новую линию выигрывает иногороднее или иностранное предприятие. Как быть с промышленной базой? Если местный метрострой работает не эффективно, следует принять меры по повышению его эффективности, прежде всего, городскими, а далее региональными и федеральными властями.
Почему помощь оказывается коммерческим банкам, а жизненно необходимая для города стройка этого не заслуживает? Более рационально вместо выставления объекта на торги, объявить конкурс на замещение должности руководителя стройки и принять иные меры к её оздоровлению.
И ещё чрезвычайно важно. Строительство метро – настолько капиталоёмкое, что регион своими средствами этого решить не может. Метро по плечу только федеральному бюджету.
О чём ещё хочется напомнить власти. Любая подземная стройка, будучи начата, требует её завершения, хотя бы в конструкциях! Этого требует безопасность, охрана недр, экология. Эти требования решаются только непрерывным финансированием.
В заключение хочется сказать о том, что для Крыма надо обойтись без иностранных компаний. Российские транспортные строители достаточно сильны, чтобы самостоятельно решить эту проблему.
Главный вопрос – створ! Для моста он может быть одним, для тоннелей другим.
Створ должны выбирать специалисты.
Ю.И. Коломиец
Справка:
Коломиец Юрий Игоревич
- действующий горный инженер (Харьковский горный институт, 1959);
- с 1970 - метростроение, (строительство первой линии метрополитена в г. Харькове, строительство первой линии метрополитена в г. Минске);
- участвовал в строительстве метро в г.г. Нижнем Новгороде, Екатеринбурге, Москве;
- с 1983 по 1987 – заместитель начальника Минского метрополитена. Непосредственно руководил дирекцией строящегося метрополитена, службой пути и тоннельных сооружений, имел ряд других должностных обязанностей;
- В настоящее время руковожу ООО "Протонподземстрой-А", г. Протвино, Московская область. Уставная деятельность – проектирование объектов различного назначения (в основном подземных), техническое обследование строительных конструкций.
- Аттестован как судебный эксперт в области строительства, в т.ч. по защите прав потребителей и производителей строительной продукции.
Комментарии читателей (0):