Плывун при строительстве метро

Катастрофа в метро

Метро в Санкт-Петербурге одно из самых сложных с точки зрения строительства. Город стоит на сложных грунтах, поэтому более или менее приемлемый способ строительства подземной железной дороги — возводить станции глубокого залегания. Но и это не всегда решало проблему. В 1974 году, при строительстве перегона между станциями «Лесная» и «Площадь мужества», строители столкнулись с необходимостью прохода так называемого «плывуна» — подвижного грунта, насыщенного грунтовыми водами. Он находился на месте древнего русла Невы, протекавшей по этому месту более 2,5 миллионов лет назад. Для проектировщиков и строителей это был ад. 450 метров водонасыщенных отложений и водоносных песков с напором воды в несколько атмосфер.

Решением проблемы было замораживание грунта перед проходкой тоннеля, для чего использовалось специальное, нестандартное криогенное оборудование, более мощное, чем обычное, применяемое при проходе водоносных грунтов. Для снижения расходов было принято решение строить не два параллельных тоннеля на одной глубине, а два тоннеля, расположенные друг над другом. 8 апреля 1974 года, при бурении передовых разведочных скважин, в нижнем тоннеле была обнаружена незамёрзшая порода, из которой поступала вода. Ею стал быстро заполняться нижний, а затем из-за трещин и просадки, верхний тоннель. Аварийные затворы из-за быстрого поступления воды полностью закрыть не удалось. В итоге тоннели оказались затоплены более чем на километр. Существовал риск поступления воды в уже построенные линии метро. Последствия аварии и просадки грунта, несмотря на большую глубину залегания (90 метров) ощущались и на поверхности. На площади Мужества и прилегающих городских магистралях образовались провалы, треснули стены домов и наземных сооружений.

В ходе ликвидации была сооружена заглушка тоннеля недалеко от станции «Лесная», а аварийные тоннели полностью затоплены. Вновь к их строительству вернулись уже с новыми технологиями заморозки, с применением сверхнизких температур с использованием жидкого азота. Способ был использован впервые в мировой практике. Жидкий азот для этого поставляли все производившие его предприятия Советского Союза.

31 декабря 1975 года проблемный участок был сдан в эксплуатацию. Размыв, как тогда казалось, был надежно изолирован от метро слоями стали, бетона и чугуна. Правда поступление грунтовых вод в тоннели, в период эксплуатации участка, было существенно выше, чем в обычных тоннелях — почти 60 кубометров в сутки. Но с проблемой успешно справлялась дренажная система.

Однако спустя 20 лет вопрос размыва вновь стал актуальным. В феврале 1995 года поступление воды в тоннели резко увеличилось. Ремонтные службы метрополитена отчаянно боролись с проблемой. Эксплуатация участка была резко ограничена. Но почти полгода усилий не принесли результата. В железобетонных тюбинговых кольцах, составляющих оболочку тоннеля, стали появляться трещины. Идущая через них под давлением вода с песком работала подобно абразиву только увеличивая разрушения. Проходя по тоннелям поезда просто двигались по воде, капающей сверху, а машинистам иногда приходилось включать дворники. В итоге в ночь с 3 на 4 декабря в нижний тоннель ворвался мощный плывун. В тоннелях шёл нескончаемый ливень, рельсы были размыты. За несколько часов оба тоннеля просели на несколько сантиметров. В ночь с 5 на 6 декабря в штабе по ликвидации аварии приняли решение затопить двухкилометровый перегон. Первым затопили нижний тоннель. 16 декабря 1995 года пришел черед и верхнего. Пути в районе гермозатворов были разобраны, кабельные каналы забетонированы, гермозатворы закрыты и загерметизированы.

Для огромного города это была настоящая катастрофа. Более миллиона жителей северо-восточной части северной столицы оказались отрезанными. Администрации пришлось срочно решать транспортную проблему.

История питерского «размыва» стала самой крупной техногенной аварией в истории эксплуатации метрополитена на территории всего бывшего Советского Союза. Работы по проходке обходных тоннелей продолжались несколько лет. Только в июне 2004 года движение между «Лесной» и «Площадью Мужества» было вновь открыто. Говорят гарантийный срок эксплуатации новых тоннелей составляет 50 лет. Время покажет — размыв никуда не делся.

Источник

Размыв на 10 лет. Как в Петербурге в 90-е затопило метро

В Петербурге в середине 90-х в метрополитене произошла крупная авария. Один из перегонов затопило водой. Движение поездов остановилось на десять лет. Причиной стали ошибки, заложенные при строительстве и эксплуатации.

Торопились к партийному съезду

90-е принято ругать за бардак. Наверное, много где действительно творился беспредел. Но в случае с размывом метрополитена обвинять нужно не 90-е, а строителей, которые работали на 20 лет раньше и спешили к 25-му съезду КПСС.

Тоннель, о котором мы говорим, находится на первой, красной, Кировско-Выборгской линии Петербургского метрополитена. Он соединяет станции метро «Лесная» и «Площадь Мужества».

При строительстве метростроевцы столкнулись с проблемой. Пройти тоннель должен был в толще «водоносных песков», говоря по-простому, через плывун. Инженеры решили заморозить водно-песчаную смесь заморозить, а для экономии замораживающих материалов тоннели разместили друг под другом.

Строили с трудом. Уже на этапе строительства в тоннели поступала вода, а на улицах образовывались провалы. Дошло того, что на территории закрытого оборонного предприятия НПО «Аврора» даже обрушилась часть здания. Его решили не восстанавливать, а так и законсервировать половинкой.

Тем не менее, 31 декабря 1975 года станция была открыта. Про подвиг метростроевцев писали газеты, издавались книги, снимались фильмы («Прорыв», 1986). Кстати, «Площадь Мужества» стала одной из первых двух в СССР стаций типа «односводчатая, глубокого заложения». Другая – соседняя «Политехническая».

Трагедия 1994-1995 годов

20 лет метрополитен возил пассажиров по участку, построенному, мягко говоря, не самым безопасным способом. В тоннель поступало большое количество воды, но все – в пределах допустимого для эксплуатации.

А в 1994 году начало затапливать все сильнее. Метростроевцы боролись. Сперва уменьшали скорость поездов на аварийном участке, затем ограничивали их движение в вечерние часы и по выходным. Но это не помогало. Вода лилась на поезда, электрички выезжали из тоннелей в воде. В результате в 1995-м пришлось закрыть один из двух (нижний) тоннелей.

Хорошо успели – тоннель закрыли, а на следующий день его затопило.

По верхнему тоннелю спешно организовали эвакуацию поездов из депо Девяткино. Было понятно, что все идет к тому, что и он будет затоплен, и поезда окажутся на заблокированном участке. В целях безопасности, железную дорогу обесточили, поезда перегонял мотовоз. После этого верхний тоннель был загерметизирован и затоплен.

После этого первая ветка метро оказалась отрезана от внешнего мира. Отдельно функционировал участок Девяткино – Площадь Мужества с промежуточными станциями Гражданский проспект, Академическая и Политехническая. Поезда здесь ходили по расписанию раз в 15-20 минут. Перегон Площадь Мужества – Лесная был закрыт. Остальной участок линии работал в обычном режиме.

10 лет без метро

Целый район Петербурга остался без метро, тогда еще никто не знал, что на 10 лет. Между станциями Площадь Мужества и Лесная были пущены бесплатные автобусы. Расцвели маршрутки и коммерческие автобусы-экспрессы, которые вывозили людей из отрезанного района города.

Долгие годы городские власти не могли решить вопрос соединения двух станций. Эта тема фигурировала в предвыборных обещаниях политиков на выборах всех уровней – от муниципальных депутатов до губернаторов.

После долгих процедур поиска денег и согласования проектов, в 2002 году при губернаторе Владимире Яковлеве началось строительство новых тоннелей. Строить взялись итальянцы. Тоннель был сделан с резиновыми сочленениями, он оказался способен колебаться вместе с почвой. В 2004 году по нему пошли поезда, торжественно открывала движение уже новый губернатор города Валентина Матвиенко вместе с президентом Владимиром Путиным.

Источник

V ox · audita · latet, · littera · scripta · manet

О метро, метростое и плывунах.

Свежие записи · Архив · Друзья · Личная информация

Эта история, началась почти четыре тысячелетия назад, когда вода ладожского озера промыла себе путь в финский залив.
В районе Финского залива свое русло, река меняла не однократно, образовав более ста островов. Вообще, земли на
которых стоит современный Санкт-Петербург, были болотисты и не устойчивы. И если при строительстве северной столицы большинство болот либо осушили либо засыпали, то в глубинах земли затаились коварные водяные призмы и водонассыщенные грунты — плывуны.
При строительстве метрополитена было выбрано решение глубокого залегания станций и перегонов. Это решение было полностью оправданно: для строительства линий по улицам города пришлось бы сносить огромное количество зданий; постройка метрополитена малого заложения не позволяют притаившиеся в грунте плывуны, подземные реки и прочее, тем более что тяжелые тоннели попросту бы «проваливались» в мягком грунте. Сегодняшний метрополитен Санкт-Петербурга лежит на древних глинах Юрского периода и является самым глубоким по заложению. В среднем станции заложенны от пятидесяти и до ста метров, а глубина перегонов между станциями в нескольких местах превышает стопятьдесят метров!
В 1970-х годах, при выполнении разведки земных недр, в месте будущего расположения новых станций метро, были обнаружены водонасыщенные грунты. Как показала геологоразведка, в этом месте пролегало древнее русло реки Невы и сильно пропитанные водой грунты доходили до глубины в 150 метров. Проводить тоннели под плывуном оказалось просто не рентабельным и было принято решение проходить плывун насквозь с замораживанием грунта рассолом (хлорид кальция) вокруг забоев.

зеленое — зона устойчивых грунтов, синее — зона размыва, красное — перегонные тоннели

Решение, многократно опробованное оказалось неверное, но об этом узнали значительно позже.

В 1974 году во время проходки перегонных тоннелей, были обнаруженны не промороженные грунты, из которых в тоннель начала поступать под большим давлением вода с песком. Тоннели распологались на глубине более 80 метров, воду поступавшую в забои остановить не смогли и люди были эвакуарованны из аварийных тоннелей. Железнобетонную гермодверь закрыть также не удалось и в спешном порядке были возведены две бетонные пробки толщиной в 3 метра каждая, заблокировавшие доступ плывуна в линии метро.

Из-за образования пустот в плывуне, в тот же день, начались изменения на дневной поверхности. Частично разрушились два корпуса НПО «Аврора», была повреждена холодильная станция. Чтобы остановить провалы на поверхности, в аварийные тоннели была закачена водопроводная вода. Плывун был остановлен, но километр пути был потерян.

Созданная комиссия по расследованию происшествия, заключила, что вины метростроевцев в аварии нет, а причина была в
недостаточных знаниях науки в целом, о поведении плывунов. Тогда не принимали во внимание, что плывун находится на разломе и постоянно движется, напоминая «дыхание». Амплитуда ежегодных коллебаний была не большая, но все равно сыграла свою роль в будущей судьбе перегона.
В предверии съезда КПСС, времени на разработку нового проекта прохождения плывуна не было, и так «горели» все сроки.
В истории СССР было много случаев, когда ради даты тратились огромнейшие суммы или не обоснованно рисковали человеческими жизнями, в этот раз все случилось как обычно. Было принято решение заморозить подземную реку, но у же не рассолом, а более серъезным средством — жидким азотом! Более 8 тысяч тонн азота было доставлено со всей страны и закачено под землю. Кстати, трубки, по которым азот закачивали под землю, можно увидеть до сих пор.
В итоге плывун заморозили и начали расчистку тоннелей и прокладку трассы по старому маршруту. Проходчики радотали в экстремальных условиях — температура воздуха в забое была в среднем -50 градусов цельсия, а водопесчаная замерзжая
смесь, стачивала рабочий инструмент очень быстро. В итоге перегон между станциями «Лесная» и «Площадь мужества» был
пройден.

1-бетон, 2-чугунные тюбинги, 3-стальные листы, покрашенные в красный цвет
Конструкция тоннелей была уникальная: кроме чугунных тюбингов, применялись различные марки бетона, а
внутреннюю поверхность тоннеля обшили стальными листами. Такой тоннель, по замыслу разработчиков, должен был
сдержать плывун, ведь рано или поздно грунты оттают (переодически подмораживать их не планировалось — слишком
большие затраты). И они оттаяли.

Весной 95 года, резко возросло количество воды и песка, поступаемой из под рубашки тоннеля.

Водопесчаная смесь, как абразив протачивала себе ходы в бетоне и металле обделки тонеллей. Насосы уже не справлялись с поступлением воды.

Увеличилась и просадка тоннелей. Дело в том, что под действием составов, тоннель «проседает», в год практически любой тоннель проседает до 30мм, эти значения нормальны и не вызывают никакой тревоги, то на аварийном участке просадки достигали нескольких сантиметров в месяц и постоянно увеличивались.

Поезда шли по грязной водпесчаной луже, в тоннеле был постоянный душ и древняя ладожская вода окатывала незадачливых пассажиров через верхние воздухозаборники вагона.

Ремонтные бригады сначала работали только по ночам, потом пришлось закрыть перегон на выходные дни, а к лету перегон был практически полностью закрыт.

Сказалось и давнее конструкторское решение, в котором тоннели расположены друг над другом. Верхний тоннель начал проседать быстрее нижнего, рискуя разрушить его.

Плывун удавалось сдерживать все лето и всю осень, но в ночь с 3 на 4 декабря, борьба закончилась. Плывун прорвался в нижний тоннель, одновременно с этим резко увеличились просадки верхнего тоннеля.

Во избежании потери обоих, в нижнем были сооружены бетонные пробки и он был затоплен. Это помогло, но не желавшие рисковать, городские власти попросили затопить тоннель и в ночь с 15 на 16 декабря, после разбора путей в районе гидрозатвора и герметизации кабельканалов, были возведены такие же бетонные пробки как и на нижнем, тоннель был затоплен.

Перегон перестал существовать.

план новых перегонных тоннелей

Современная история началась с началом работ итало-шведским концерном. Новые тоннели обещают быть гибкими и не разрушаемыми. Есть много точек зрения на это утверждение, проще будет сказать: время покажет

по материалам Института «ДИМЕНСтест»

Источник

Читайте также: