Метро и тоннели журнал официальный сайт: Как создавали метро: взгляд инженера • Arzamas

Как создавали метро: взгляд инженера • Arzamas

История строительства первой линии Московского метрополитена

Автор Владимир Горайчук

Московский метрополитен, первая линия которо­го открылась 15 мая 1935 года, был далеко не пер­вым в мире. В середине XIX века в крупнейших мировых столицах городской транспорт полнос­тью исчерпал свои возможности, и в 1863 году в Лондоне была построена 6-километровая внеулич­ная городская железная дорога на паровой тяге, проходившая частично в неглубоких тонне­лях, частично по поверхности земли. Она соеди­нила два вокзала: Паддингтон и Фарринг­дон. Линию строила компания Metropolitan Railway, давшая впослед­ствии название новой транспорт­ной системе во многих странах. Эстафету строи­тельства метро подхватила Америка, и в 1868 году в Нью-Йорке открылся второй в мире метропо­литен в виде городской эстакадной железной дороги.



Пассажиры третьего класса на первой линии метро в Лондоне. Гравюра Гюстава Доре. 1872 годVictorian Web

С появлением в 1890 году поездов на электричес­кой тяге строительство мет­рополитенов разверну­лось по всей Европе, и в конце XIX — начале XX века метро открылось в Будапеште, Париже, Берлине.


Проекты строительства метро в российских столицах, вызванные к жизни как зарубеж­ным примером, так и резким ростом численности населения, суще­ствовали еще до революции, но по ряду причин не были реализованы. Главной причиной было то, что трамвайные сети Москвы и Петербурга были хорошо развиты, оснащены и вполне справлялись с пассажироперевозками.


Революция 1917 года и последовавшая за ней Гражданская война привели к разорению про­мыш­ленности и транспорта и резкому оттоку городского населения в деревню. Так, например, с 1915 по 1920 год население Москвы уменьши­лось вдвое, с 2 до 1,1 мил­лиона человек, а среднее годовое количество поездок на транспорте в расчете на одного жителя города снизилось почти в 10 раз, с 197 до 21 поездки.


Постепенное налаживание работы предприятий вызвало обратный процесс перетока населения из села в город, и уже в 1925 году численность населения Москвы и среднегодовое количество поездок сравнялись с дореволюционными, и эти показатели только увеличивались. Ни трам­вайная сеть, ни извоз­чики, ни новые виды транспорта (автомобили и автобусы) уже не могли спра­виться с перевозками, и в городе назревал транспортный кризис. В этих усло­виях Моссовет на базе трам­вай­ного треста МГЖД образовал небольшой под­отдел по проектированию метрополи­тена. В него вошли два человека, имевшие еще дореволюцион­ный опыт строительства метро в Париже: извест­ный инженер-мостовик Виктор Николаи и про­фес­сор кафедры подземных и под­вод­ных соору­жений МВТУ им. Баумана Семен Розанов, оба выпускники санкт-петербургского Института инженеров путей сообщения императора Алексан­дра I. Подотдел в условиях очень ограниченных возмож­ностей изучил пас­са­жиропотоки, разрабо­тал перспективную схему линий метрополитена, выпол­нил геологоразведку по трассе первой линии (от Сокольников до центра) и к 1930 году разработал технический проект линий мелкого заложения на ос­нове париж­ского опыта упомя­нутых сотрудников.


Не дожидаясь окончания работы подотдела МГЖД, Моссовет заказал проект еще и герман­ской фирме Siemens-Bauunion, которая выполнила работу бес­платно в расчете на дальнейшее сотруд­ничество.


Таким образом, к 1930 году имелось два сходных по трассировке проекта. Однако денег на строи­тель­ство метро у города не нашлось. В 1930 году подот­дел МГЖД был ликвидирован, а его сотрудников обвинили во вредительстве и репрессировали. Здесь надо отметить, что до этого времени партийные власти города транспортной проблеме внимания не уделяли.


Но в канун Рождества 1931 года в Москве случился транспортный коллапс, который заставил обра­тить внимание на плачевное состояние транспор­та и городского хозяйства уже не только Николая Булганина из Моссо­вета, но и Лазаря Кагановича, который тогда совмещал посты первого секре­таря МК и МГК ВКП (б), и даже самого Сталина. Вождь поручил Кагановичу проработать вопрос строительства метрополитена в Москве. Надо сказать, что сам Кагано­вич видел решение транспортной проблемы в электрификации пригородных железных дорог и развитии их внутри города, но ослушаться Сталина, есте­ственно, не мог.



Лазарь Каганович на строительстве московского метро. 1933 год back-in-ussr.com

В июне 1931 года состоялся известный пленум ЦК ВКП (б), на котором Кага­нович выступил с трехчасовым докладом о город­ском хозяйстве; на пленуме было принято решение о строитель­стве метро в Москве вмес­те с проведением пригородных железнодорожных линий через центр.


В августе того же года на основании резолюции пленума был образован Метро­строй. Руководи­телем назначили главного инженера Днепростроя Павла Ротерта. Перед Ротертом, блестящим инженером и органи­затором, еще не дав­шим своего согласия на новое назначение, встал вопрос: с чего начинать? И он через Булганина поставил условие: освободить из заключения инже­неров МГЖД и направить в Метрострой. И добился этого: тем, кто остался в живых, наказание за несовершенные преступления было заменено условным (но реа­би­лити­рованы они были лишь посмертно).



Начальник Метростроя инженер Павел Ротерт © ОАО «Метрострой», Санкт-Петербург / CC BY 4.0

Вряд ли немногочисленная группа инженеров проектного отдела Метростроя представляла в то время, насколько трудная задача стоит перед ними. Они начали с того, что тщательно изучили имевшиеся проекты МГЖД и Siemens-Bauunion. На первых порах надо было определиться, каким способом строить метро. К тридцатым годам XX века в метростроении сложились три основные школы: лондонская, парижская и берлин­ская, которые практически не взаимо­дей­ство­вали между собой. Обусловлено это было разными грунтовыми усло­виями в трех столицах, а также национальными традициями строительства.


Лондонский способ строительства — наиболее передовой — предполагал использование специ­альных машин — тоннелепроходческих щитов  Первый щит изобрел в начале XIX века англи­чанин французского происхождения Марк Брюнель. С его помощью он и его сын Изам­бар построили пешеходный тоннель под Тем­зой. Строительство шло очень трудно и про­дол­жалось почти 20 лет: с 1825 по 1842 год. Огромный и чрезвычайно сложный щит Брюнеля не мог решить задачу строитель­ства подземной транспортной системы, но идея оказалась плодотворной: изобрете­ние затем английскими инженерами Барлоу и Грейтхедом простого цилиндри­че­ского щита и применение чугунной обделки в качес­тве стенок тоннелей позволили выве­сти строительство метро на новый уровень. , под защитой оболочки которых ручным способом разрабатывалась порода, происходила погрузка на вагонетки, а в задней части щита монтиро­валась чугунная обделка тоннеля. Щитовая проходка тоннелей в Лондоне велась в благопри­ятных горно-геологических условиях: в толще плотных глин, на глубине 20–30 метров. Из-за большой глубины заложения трассировка линии могла не привязываться к улицам, а также не требовала перекладки водопровода, канализации, кабелей и т. п.



Строительство тоннеля Ротерхит под Темзой в лондонском метро. 1907 годHistoric England

Парижский вариант предполагал строительство тоннелей на небольшой глубине известным с давних времен трудоемким и опасным горным способом с временным деревянным креплением и обделкой тоннелей и станций из буто­вого камня на цементном растворе. Правда, нужно отметить, что станции и часть тоннелей были построены открытым способом, то есть в котлованах. При этом устойчивые грунты, как правило, позволяли обхо­диться без крепле­ния стенок котло­ванов. Но две станции в обводненных грунтах — «Сите» и «Сен-Мишель» — и тоннель через Сену французы построили посредством опускных металлических тоннелей-кессонов огромного размера  Тоннель-кессон — подземная или подводная конструкция, сооружаемая погружением от­дельных секций тоннеля с поверхности зем­ли (воды) на проектную отметку под сжатым воздухом. Тоннели-кессоны применяют при стро­ительстве участков тоннелей различного назначения в слабых водоносных грун­тах с крупными каменистыми включениями..



Строительство метро на площади Оперы. Париж, 1903 год МетроФото.рф

В Берлине с его широкими прямыми улицами условия города и геология (обводненные крупно­зернистые пески) позволяли строить тоннели и станции наиболее простым и дешевым котло­ванным (открытым) способом с искус­ственным водопонижением. В некоторых местах использо­вался полу­закрытый способ. Крепление стенок котлованов выполнялось металлическим шпунтом, разработка грунта велась экскава­торами, а конструкции тоннелей и станций выполнялись из железобетона.



Солдаты на Фридрихштрассе на строительстве метро. Берлин, 1919 год © Paul Thompson / Getty Images

Два сотрудника Метростроя — Виктор Николаи и Семен Розанов, работавшие в 20-х годах над про­ек­том МГЖД, — были в деталях знакомы с парижским методом. Но были еще три человека: заместитель Ротерта Константин Финкель, инженеры Константин Мышенков и Иосиф Шелюб­ский  Полное имя Иосифа Соломоновича Шелюб­ского нам сообщила его родственница Ольга Л. — инженер Шелюбский был родным братом ее бабушки. Мы благодарим Ольгу за помощь., которые тоже до революции работали на строительстве метро, но в Берлине. Естест­венно, в Метрострое возникла дискуссия о том, каким способом строить. Лондонский способ при этом не рассматри­вался вообще, так как Совет­ский Союз не распо­лагал щитами, а построить их своими силами и наладить массовое производ­ство чугунных тюбингов в тот момент не пред­став­лялось возможным.


Итак, техническому отделу Метростроя предстояло выбрать способ работ. Множество факторов влияли на этот выбор: 

— узкие кривые улицы в центре города; 

— отсутствие генплана, работа над которым только велась; 

— чрезвычайно сложная московская геология с плывунными грунтами, абсолютно не похожая на геологию Парижа и Берлина; 

— практически полное отсутствие производ­ственной базы для строительства; 

— тотальный дефицит материалов; 

— отсутствие квалифицированных кадров; 

— отсутствие жилья для привлекаемых работников в перенаселенной Москве.


Скоро добавился еще один — чрезвычайно важный — фактор: ни одно решение не могло быть принято без согласования с «хозяева­ми» Москвы — Кагановичем и Хрущевым. А еще Народный комиссариат путей сообщения первоначально требовал, чтобы тоннели и станции строились в расчете на железнодо­рожный габарит, чтобы через них можно было пропускать пригородные поезда (позднее это требование было снято).


Понимая все это, опытнейший организатор и инженер Ротерт решил начать с малого. Склоняясь сам к берлинскому (открытому, котлованному) способу работ и понимая, что осуществить его в центре города вряд ли удастся, он решил построить опытный двухпутный односводчатый тоннель мелкого заложения горным (закрытым) способом по проекту МГЖД еще до разработки всего проекта. Кстати, именно этот способ предлагал для всей трассы Семен Розанов.



Работа в опытном тоннеле. 1930-е годыru-railway.livejournal.com

Строительство опытного тоннеля началось в ноябре 1931 года на Русаковской улице. С одной стороны, место было далеким от центра, распола­галось рядом с широким шоссе и не могло заметно помешать жизни города. С другой — оно позволяло набраться опыта: значительный уклон (3,5 метра на каждые 100 метров трассы) и железно­дорожная насыпь, под которой должен был пройти тоннель, представляли определенные трудности.


Строительство шло трудно и вскоре остановилось из-за аварии, связанной с просадкой грунта и разрывом водопро­водной трубы. Аварию ликвидировали, но вскоре стройка остановилась уже по другой причине.


В марте 1932 года молодой инженер Вениамин Маковский, сторонник щито­вого способа строительства тоннелей глубокого заложения, не учитывая очень ограниченные возможности стройки и не найдя поддержки у руковод­ства Метростроя, обратился напрямую в парторга­низацию Москвы со своим пред­ложением. Оно встретило одобрение Хрущева, Кагановича и лично Сталина. Убедить Сталина в невозмож­ности быстро построить метро этим способом Ротерту не удалось, пришлось подчиниться и перепроектировать всю линию на глубокое заложение (для чего понадобилась повторная геологическая раз­ведка на большие глубины).


А далее по всей трассе началось строительство шахт. Но оказалось, что механи­чески перенести шахтерскую технологию на строительство в огромном городе невозможно. Вызываемые строительством просадки грунта, допустимые в шах­терской степи, были совершенно недопус­тимы в городе. Все шахты безнадежно отставали от плана, а некоторые и вовсе остановились. Стало ясно, что так мет­ро построить не удастся.


Для поиска решения были приглашены три иностранные экспертные комиссии и созвана отечественная — под председательством академика, геолога Ивана Губкина. Выводы иностранных комиссий оказались предска­зуемы: каждая высказалась за свой, принятый на родине способ. И лишь губкинская комиссия подошла гибко: рекомендовать для центрального участка глубокое заложение, а по ос­таль­ным решение принимать исходя из местных условий.


Все это привело к очередной переработке проекта и к тому, что массовое разверты­вание работ началось лишь летом 1933 года.


В качестве первоочередной линии была выбрана проходящая через центр города трасса от Соколь­ников до Крымской площади с ответвлением до Смо­ленского рынка. Состояла она из трех радиусов, получивших после открытия названия: Кировский, Фрунзенский и Арбатский.


Давайте теперь посмотрим, как строились отдельные участки первой линии.


Участок от «Сокольников» до «Комсо­мольской» включительно с промежу­точной станцией «Красносельская» и двухпутными тоннелями прямоугольного сечения строился открытым способом (в котлова­нах) — за исключением опытного участка вблизи Митьковского путепровода, с которого началась стройка. Опытный двухпутный тоннель длиной 224 метра был построен закрытым (горным) способом.



Работа в тоннеле станции «Охотный Ряд». 1934 год Разработка ядра (выемка породы) центрального зала. PastVu.com

Участок от «Комсомольской» до «Библио­теки им. Ленина» строился преиму­щественно на большой глубине закрытым (горным способом) с исполь­зованием сжатого воздуха. При этом 81-метровый участок под сквером вдоль Каланчев­ской улицы построен путем опускания последо­вательно трех огром­ных 5000-тонных тоннель-кессонных секций, а 444-метровый участок с одно­путными тоннелями под Неглинкой пройден под сжатым воздухом двумя щитами — английским и отечественным. Эскалаторные наклоны трех станций глубокого заложения пройдены при искусственном замораживании грунта. Вблизи некоторых зданий применялась силикатизация грунта.


Перегон от «Библиотеки им. Ленина» до «Кропоткинской» (в то время «Дворец Советов») строился преимущественно траншейным способом, а сама станция «Кропоткинская» и следующий участок, включая станцию «Парк культуры», — в котлованах.



Строительные работы на станции «Дворец Советов». 1935 год Работы ведутся под землей на переходе от наземного вестибюля к посадочной платформе. PastVu.com

Арбатский радиус со станциями «Александ­ровский сад», «Арбатская» и «Смоленская» строился преимущественно траншейным способом.


Рассмотрим более подробно каждый способ строительства применительно к первой линии.


Открытый (котлованный) способ в подземном строительстве считается самым простым. Как можно понять из названия, на месте будущей станции или отрезка тоннеля сооружается котлован, в нем возводятся бетонные конструк­ции (лоток, стены и перекрытие), выполняется наружная оклеечная гидроизоляция из несколь­ких слоев пергамина и рубероида, после чего выпол­няется обратная засыпка. Очевидно, что данный метод можно использовать только в местах со свободной застройкой и под улицами, которые возможно надолго освободить от движения наземного транспорта.



Работы открытым способом на Краснопрудной улице. Проходка шахты № 26. 1933 год humus.livejournal.com

Но даже этот сравнительно простой способ доставил первым метростроителям много трудностей из-за чрезвычайно сложных — неустойчивых и обводнен­ных — московских грунтов. Не было и речи о естественных откосах котлованов; стенки их приходилось крепить сплошным ограждением из забива­емых паро­выми копрами дефицитных двутавровых свай, между которыми выполнять затяжку (стенку) из досок  В Германии для сплошного ограждения котлованов применялся шпунт — специаль­ный металлический профиль. Но советские строители о нем не могли и мечтать.. В отдельных местах (например, на Комсо­мольской площади) строители были вынуждены забивать сваи на глубину до 17 метров — до твердого грунта. Поступающие в котлован грунтовые воды приходилось непрерывно откачивать дренаж­ными насосами. Отказ насосов из-за поломок или остановка из-за перерыва в подаче электро­энер­гии приводили к затопле­нию котлована и ава­риям, связанным с размывом креплений. В стране невоз­можно было найти проволочные фильтры для дренажа — строителям прихо­дилось делать их кустарным способом.


В некоторых местах ограждение котлована находилось в полутора метрах от стен зданий, и выпуск плывуна в котлован приводил к просад­кам грунта, трещинам в зданиях, и возникала опасность их обрушения.


Дефицит металлопроката вынуждал строителей в качестве поперечных креплений котлованов использовать бревна, к которым подвешивались обнажаемые при раскрытии котлована коммуни­кации: водопровод, канали­зация, газопровод, кабели. Все это не давало возможность исполь­зовать экскаваторы — котлованы приходилось отрывать вручную или с применением примитивных лебедочных скреперов (ковшей на тросах).


Катастрофически не хватало транспорта для вывоза вынутого грунта — он скап­ливался на бровках котлованов, грозя обрушением. Позднее, согласно решению городских властей, весь грузовой транспорт Москвы был обязан определенное количество времени работать на вывозе грунта (отработанный грунт также вывозился по ночам трамваями).


Котлованным способом было построено 4220 метров (24 %) всех тоннелей и 7 из 13 станций: «Сокольники», «Красносельская», «Комсомольская», «Кропоткинская» (бывший «Дворец Советов»), «Парк культуры», «Арбатская» и «Смоленская».


Разновидностью котлованного способа является значительно более сложный траншейный способ, позволяющий вести строительство тоннелей и станций при более плотной застройке, а иногда и непосред­ственно под зданиями. Он также относится к открытым работам. При траншейном способе в местах будущих стен пунктиром, небольшими участками (от 18 до 1,5 метра), роются траншеи, в них бетонируются стены. Затем вскрывается грунт между стенами будущего тоннеля до глубины, на которой должно находиться перекрытие, и бетони­руется перекрытие. После набора прочности бетона в перекрытии тоннеля выполняется обратная засыпка грунтом — восстанавли­вается дневная поверхность. После этого разрабатывается ядро тоннеля, и в послед­нюю очередь бетонируется лоток.



Схема этапов строительства тоннеля метро траншейным способом © Изображение предоставлено Владимиром Горайчуком

Траншейный способ позволяет значительно быстрее восстановить улицу над тоннелем, а также провести тоннель под зданиями, делая заходки под фунда­ментами наиболее короткими и временно опирая в необходи­мых случаях участки фундаментов домов на домкраты.


Траншейным способом был пройден 3251 метр (19 %) тоннелей: перегон от «Биб­лиотеки им. Ленина» до «Кропоткинской» и Арбатский радиус, а также станции «Александровский сад» (бывшая «Имени Коминтерна», «Калинин­ская») и «Арбатская» (частично).


Но бо́льшую часть тоннелей — 9013 метров (52 %) и 5 станций («Красные Ворота», «Чистые пруды» (бывшая «Кировская»), «Лубянка», «Охотный Ряд» и «Библиотека им. Ленина») под плотной город­ской застройкой пришлось строить закрытым (горным) способом преимущественно при глубоком заложении.



Работа в шахте. Монтаж кольца 18-й шахты при строительстве первой очереди Московского метрополитена. Первая половина 1930-х годовОбъединенный архив ООО «Московский метрострой»

Суть этого трудоемкого и опасного метода в самых общих чертах заключается в следующем. Сначала на свободных площадках максимально близко к на­меченным станциям или участкам тоннеля сооружаются шахты (стволы), представ­ляющие собой вертикальные колодцы большого диаметра (обычно равного диаметру тоннеля) и глубиной, несколько большей, чем глубина станции (тоннеля). Сверху размещаются надшах­тные сооружения (копры), а внутри шахты устраивают клетьевой подъем для доставки вниз или на по­верхность людей и материалов, а также для выдачи выработанной породы. Чтобы ускорить строительство, все шахты по трассе закладываются одно­вре­менно.


От подошвы шахты начинают проходку подход­ной штольни (коридора) к месту расположения станции (тоннеля). Часто в дальнейшем шахта и штольня исполь­зуются для вентиляции, ввода кабелей, а также в качестве эвакуационных выходов.



Фазы разработки тоннеля «бельгийским» способом, или способом опёртого сводаа) верхняя и нижняя штольни; б) расширение калотты; в) установка кружал и кладка свода; г) разработка штроссы; д) кладка стены; е) устройство лотка.
© Изображение предоставлено Владимиром Горайчуком

Затем из всех шахт начинается строитель­ство тоннелей навстречу друг другу. Разработку станционного или перегонного тоннеля очень редко можно прово­дить на полное сечение: неустойчивые и обводненные московские грунты не допускают этого. Приходится вести работу двух- или многоштольневым методом. В качестве примера рассмотрим этапы строительства двухпутного тоннеля мелкого заложения на опытном участке. Такой тоннель имеет близкое к эллипсу сечение и обделку из бутового камня на цементном растворе, а спо­соб называет­ся «бельгийским», или способом опёртого свода. Сначала по трас­се будущего тоннеля, в нижней его части, проходят штольню обычно трапе­циевидного сечения с крепле­нием из бревен и досок. Но через одну штольню и разрабатывать тоннель, и крепить, и откатывать породу невоз­можно, поэто­му с некоторым отставанием от первой штольни в верхней части тоннеля разраба­тывают вторую. По длине строящегося тоннеля нижняя и верх­няя штольни через определенные промежутки соединяются колодцами — фурне­лями. Через фурнель разрабатываемая в верхней штольне порода ссыпа­ется в вагонетку. Таким образом, нижняя штольня является транспортной — по ней в вагонетках по временному рельсовому пути происходит откатка породы к шахте.


1 / 2

В забое штольни при строительстве первой очереди Московского метрополитена. Первая половина 1930-х годовОбъединенный архив ОOO «Московский метрострой»

2 / 2

Выгрузка породы. Первая половина 1930-х годовОбъединенный архив ОOO «Московский метрострой»


Следующим этапом является разработка калотты (от французского calotte — «шапочка») — прос­тран­ства, в котором будет располагаться свод тоннеля. Калотту также крепят с помощью бревен и досок.


Затем в калотте устанавливается деревянное кружало — своего рода опалубка для придания будущему своду нужной формы.


Следующий этап — кладка свода бутовым камнем на цементном растворе. При этом свод пока опирается на неразработанный грунт по сторонам тоннеля.

После затвердевания раствора выполняют раскружаливание — снятие опалуб­ки.


Затем небольшими участками — обычно в шахматном порядке — выбирают грунт под будущими стенами и также выкладывают их бутовым камнем на растворе. После этого можно выбирать грунт из готового отрезка тоннеля.

В последнюю очередь заливают бетоном лоток (пол) тоннеля.


Но это еще не все: через неплотности кладки в такой тоннель будет просачи­ваться вода. Поэтому выполняют гидроизоляцию: внутрен­нюю поверхность тоннеля с помощью горячего битума оклеивают четырьмя слоями рубероида и пергамина, которые подпирают 10-санти­мет­ровой рубашкой из железо­бетона.



Гнутые швеллеры, не выдержавшие горного давления. Строительство первой очереди Московского метрополитена. Первая половина 1930-х годов Объединенный архив ООО «Московский метрострой»

Тоннели глубокого заложения на первой линии в своем большинстве одно­путные и круглого сечения, что позволяло лучше противостоять большому горному давлению, а обделка их выполнена из более прочного монолитного бетона. Вопреки распростра­ненному мнению, чугунная обделка в стан­ционных и перегонных тоннелях из-за неготовности промышленности к ее массовому выпуску не использовалась — только в эскалаторных наклонах трех самых глубоких станций: «Красные Ворота», «Чистые пруды» и «Лубянка».


Горный способ (в особенности при глубоком заложении) при всей его трудоем­кости позволяет вести строительство под плотной городской застройкой и под коммуникаци­ями, не затраги­вая их. Однако он не гаранти­рует от осадок на по­верхности из-за прорыва плывуна в тоннель.


Для проходки шахт и тоннелей закрытого способа строительства в сильно обводненных грунтах широко применялся предложенный инженерами П. П. Кучеренко и П. А. Тес­ленко  Мы знаем, что Кучеренко звали Павел Петрович, но вот полное имя инженера Тесленко нам неизвестно. Если вдруг вы знаете его имя и отчество, напишите нам на почту [email protected] с темой письма «Строительство метро». кессонный метод: участок ведения работ (забой) отгоражи­вался от готового тоннеля прочной временной перемычкой со шлю­зовыми камерами. С помощью компрессоров в забое создавалось повышен­ное давление, равное гидростатическому давлению грунтовых вод на данной глу­бине. Это давление препятствовало поступлению воды в выработку. Доставка людей и матери­алов к забою производилась через шлюзовые камеры. При не­соб­людении требуемого времени шлюзования у строителей возни­кала опасная кессонная болезнь  Кессонная, или декомпрессионная болезнь — заболевание, возникающее из-за быстрого понижения давления вдыхаемой газовой смеси, в результате которого газы, раство­ренные в крови и тканях организма (азот, гелий, водород — в зависимости от дыха­тельной смеси), начинают выделяться в виде пузырьков в кровь и разрушение стенки клеток и кровеносных сосудов, блокируют кровоток..



Тоннель-кессон на перегоне «Динамо» — «Аэропорт» при строительстве второй очереди Московского метрополитена. 1935–1938 годы МетроФото.рф

На очень сложном участке линии вдоль Каланчевской улицы, вблизи Южного переулка, в месте древнего размыва ручья Ольховец, пришлось соорудить на поверх­ности одну за другой три бетонные секции двухпутного тоннеля с кессонными камерами снизу (тоннель-кессоны) весом 5000 тонн каждая и последова­тельно, одну за другой, выбирая грунт снизу из камер, опустить их на проектную глубину более 20 метров. Протяженность тоннель-кессонного участка составила 81 метр.



Кессонный аппарат перед опусканием в шахту во время строительства первой очереди Московского метрополитена. Сокольнический район, первая половина 1930-х годовОбъединенный архив ООО «Московский метрострой»

На аналогичном по гидрогеологическим условиям участке под Театральной площадью (в те време­на — площадью Свердлова) применить тоннели-кессоны было невозможно из-за множества подземных коммуникаций и двух коллек­торов речки Неглинки. Там впервые в советской практике перегонные тоннели были пройдены с помощью двух щитов — английского и отечес­твенного, изго­товленного по образцу английского. На щитовом участке проходки, общая длина двух тоннелей которого составила 888 метров (5 %), применялась обделка из бетонных блоков заводского изготовления.



Шахта на площади Свердлова, с которой начата щитовая проходка. 1933 год PastVu.com

В качестве дополнительных методов строитель­ства использовались взрывные работы для разрушения в забое крепких пород и способ химического закреп­ления грунта вблизи фундаментов зданий специ­альными раство­рами — сили­катизация грунта. Для осушения котлованов при открытом способе работ при­менялось водопонижение: либо прямо внутри котлована рылись колодцы, либо вокруг котлована бурились скважины, из которых непрерывно откачи­валась вода.


Особую трудность представляла проходка трех наклонных тоннелей для эска­латоров на располо­женных на глубинах более 30 метров станциях «Красные Ворота», «Чистые пруды» и «Лубянка». Эти тоннели пересекали много разно­родных слоев грунта, в том числе с большим водопритоком. Для их строи­тель­ства инженер Николай Трупак разработал метод искусственного замора­живания, при котором посредством заранее пробурен­ных скважин, в которые подавался сильно охлажден­ный раствор, создавался льдогрунтовой контур и уже под его защитой велась разработка грунта внутри его стенок.


Хотя все перечисленные методы были опробо­ваны и отработаны ранее при подземном строительстве за рубежом, советские инженеры не владели соот­ветствующими технологиями, разрабатывать которые пришлось им самим в ходе работы.


Фактически первая линия московского метро была построена менее чем за два года.

Построено было:

— 11,6 километра линий; 16,5 км одно- и двухпутных тоннелей;

— 13 станций с 17 наземными вестибюлями и 15 эскалаторами;

— 11 понизительных подстанций.


Статистика первой очереди поражает воображение:

Вынуто грунта: 2306 тысяч кубометров.

Уложено бетона: 857 тысяч кубометров.

Уложено мрамора: 21 635 квадратных метров.

Использовано: 88 тысяч тонн металла, 581 тысяча кубометров леса, 296 тысяч тонн цемента, 305 тысяч рулонов изоляционных материалов, 960 тысяч кубометров гравия и бута.

Вынутый грунт и завезенные на стройку материалы составляют 14 миллионов тонн.

Количество рабочих, ИТР и служащих доходило до 75 тысяч человек в мае 1935 года.

Всего затрачено на строительство около 21 миллиона человеко-дней.



Очередь на вход в метро «Сокольники» во время открытия станций для показа. 1–2 мая 1935 года humus.livejournal.com

Трудно представить, что весь этот гигантский объем работы был выполнен за такое короткое время.


15 октября 1934 года из депо «Северное» вышел первый поезд и прошел по участку «Комсомоль­ская» — «Сокольники». В феврале 1935 года, когда строительство близилось к завершению, пробный поезд прошел уже по всей трассе. На 1 мая было намечено открытие метрополитена для пассажи­ров. В конце апреля на метро решил проехать сам Сталин. Поезд с вождем отпра­вился от станции «Библиотека им. Ленина» в направлении «Охот­ного Ряда», но вскоре остановился в тоннеле из-за неисправности сигнального оборудова­ния  Впоследствии выяснилось, что отказ был вызван изменением темпера­турно-влаж­ностного режима, обусловленным требо­ванием охраны Сталина заделать все венти­ляционные отверстия.. Вопреки ожиданиям, Сталин отнесся к проис­шест­вию философски и дал строителям еще две недели на устранение недочетов.


И вот 15 мая 1935 года, в 6 часов 45 минут, одновременно открылись двери всех тринадцати станций московского метро, а через 15 минут началось регулярное движение поездов с пассажи­рами. Пассажи­ром, купившим билет № 1 на стан­ции «Сокольники», стал рабочий завода «Красный пролетарий» Петр Николае­вич Латышев.


Строительство первой очереди метропо­литена в Москве было не только само по себе грандиозной стройкой — оно дало мощный толчок к развитию разных отраслей промышленности. Советские предприятия в чрезвычайно короткие сроки разработали и изготовили принципиально новый подвижной состав и системы автоматики подземных линий, создали эскалаторы, производством которых до этого занимались всего две фирмы в мире, причем иностранцы не делали эскалаторы с такой большой высотой подъема, как у нас. Для строи­тельства метро потребовалось огромное количество строительных и отделоч­ных материалов, возникло новое направление в архитектуре. Строители полу­чили огром­ный опыт подземных работ в условиях города, сложилась передовая отечественная школа метростроения. Металлургическая промышленность нарастила производство стальных профилей и освоила производство чугунных тюбингов, которые были массово применены уже на второй очереди. Очень ограниченный опыт щитовой проходки тоннелей глубокого заложения на пер­вой очереди позволил впоследствии пере­ориентироваться лишь на него, и уже для второй очереди советские предприятия изготовили 40 щитов.


Проектировщики и строители первой линии стремились создать метропо­литен, макси­мально удобный для пассажиров и служб эксплуатации, что в значительной мере им удалось. Они также сумели заглянуть далеко вперед, задав высокий стандарт отечественного метростроения.

Проект подготовлен совместно с АО «Трансмашхолдинг» к 85-летию московского метро

MetroDream by Russos

Вениамин Львович Маковский (1905—1985) — легендарная личность в советской истории тоннелестроения. В 1928 году окончил Ленинградский институт инженеров путей сообщения (1928).После него до 1931 года работал на стройках прорабом и инженером-строителем.

В 1931 году Вениамин Львович приходит в Метрострой инженером проектировщиком. Уже на следующий год он, перепрыгнув головы руководства Метростроя, обратился к Хрущеву и 1 марта опубликовал статью в газете «Правда», в которой впервые впервые предложил построить метрополитен в Москве глубокого залегания. Эта статья вызвала жуткий скандал, и огромную полемику — на какой глубине строить первую очередь метро. Устаканилось все только к весне 1933 года, когда был принят окончательный проект первой очереди. Да, проект почти полностью переделали. В дальнейшем, столкнувшись на большой глубине не с теми условиями, что предположил Маковский, инженеры и строители не раз вспоминали непечатным словом Вениамина Львовича. Его и его команду прозвали «могильщиками». Но первая очередь была построена и идея Маковского получила путевку в жизнь.

Автор первых в СССР работ по технологии подземного строительства, разработчик проектов линий Московского метрополитена. Участвовал в совершенствовании щитового метода проходки тоннелей.

Вениамин Львович Маковский написал много книг про тоннели и их способы строительства. Но я вам хочу показать одну его забытую книгу, которая вышла в 1948 году — «Тоннели. Проектирование и строительство». После выхода книги на Вениамина Львовича набросились с разгромной критикой (например в газете «Ударник Метростроя»), обвинив в том, что основной материал книги почерпнут из сомнительных источников, в большинстве из проспектов и каталогов иностранных фирм. В том, что автор всячески старается закрепить необоснованный приоритет в различных отраслях тоннелестроения за представителями буржуазной науки и техники, умалчивая о достижениях отечественной техники. «Книга пропитана духом раболения перед мнимыми достижениями иностранной техники, идеями космополитизма».

Космополитизм, как пишет википедия, это идеология мирового гражданства, ставящая интересы всего человечества в целом выше интересов отдельной нации или государства и рассматривающая человека как свободного индивида в рамках Земли.

Конечно, после таких разгромных рецензий о книге постарались забыть. Комиссия рекомендовала изъять книгу Маковского из технических и общественных библиотек, как «вредной, не представляющей научного и практического интереса, не могущей служить учебным пособием для студентов и руководством для инженеров».

Я впервые наткнулся на эту книжку как раз в газете «Ударник Метростроя». Конечно, после таких статей её просто необходимо было прочитать. Книга нашлась сначала в Российской Государственной Библиотеке, причем в отделении в Химках. А потом, совершенном случайно, нашелся в интернете её скан. Картинки были выкачаны, собраны в пдф и теперь вы можете сами ознакомится с этой замечательной книгой (Пдф, 200 Мб).

С одной стороны в книге и правда мало информации об отечественной технике тоннелестроения. Но на тот момент в целом такой информации было как раз очень много! А вот иностранная техника оставалась в тени. Вениамин Львович провел огромную работу по компиляции сведений, схем, чертежей и различных данных. И это в то время, когда не было интернетов, а такую информацию нельзя было даже прочитать в библиотеке! Сейчас эта книга представляет собой редчайший сборник информации по строительству тоннелей и метрополитенов во всем мире на тот момент.

В ней я нашел чертеж станции «Красные Ворота», этапы строительства американской колонной станции глубокого заложения, которая стала прообразом нашей «Маяковковской». И много что еще! Закачал на планшет и буду с удовольствием читать.

( Смотреть 14 фотографийCollapse )

О чем не догадывается пассажир


Ежедневно метро в Москве пользуются тысячи жителей города, но кто из нас, спускаясь в подземку, задумывался о том, что скрыто от глаз пассажира и куда ведут темные проходы в тоннеле, которые то и дело мелькают за окном мчащегося поезда? О том, как устроен метрополитен изнутри, рассказывает историк московского метро Александр Попов в рамках видео-лекции на портале archtime. ru.




С чего началось метро? С наблюдений. Однажды британский инженер Марк Брюнель обратил внимание, как корабельный червь прокладывал себе путь в куске древесины: его голова была покрыта зубчатой раковиной, которую моллюск использовал как бур. Тогда у инженера возникла идея, которая легла в основу запатентованного им позже проходческого щита – изобретения, прославившего имя Брюнеля среди инженеров и горняков. Проходческий щит использовался при строительстве в 1825 году в Лондоне туннеля под Темзой. Щит состоял из 12 независимых секций, размер каждой из которых составлял 6,5 метра в высоту, один метр в ширину и два – в глубину. Конструкция позволяла разрабатывать породу и углубляться в нее, в то же время удерживая своды прохода. Одна группа рабочих удаляла землю из щита, другая выкладывала стены тоннеля кирпичом.



Проект пешеходного тоннеля, хоть и не быстро, но был реализован. Он проходил через мягкие грунты и стал первой в своем роде подводной инженерной конструкцией, а также отправной точкой для реализации множества других невероятных проектов. Ко времени строительства станций и тоннелей метрополитена инструментарий серьезно модернизировали.



В Европе, особенно в Лондоне, Париже и Берлине, как рассказал историк московского метро Александр Попов, к строительству метро подходили по-своему. Так, в Лондоне тоннели прокладывали на большой глубине по методу «закрытой проходки». В Париже использовали аналогичный принцип, но строители глубоко не погружались. Это связано с различием грунтов: в Лондоне — удобная для бурения тоннелей глина, в Париже – известняк. Отрезки тоннелей, которые должны были проходить под рекой, французы строили на свежем воздухе, и уже готовыми опускали в воду. Берлинские тоннели тоже проходят на малой глубине, потому что из-за песчаных почв их строили, в основном, открытым способом: разрывался котлован-траншея, где возводились стены и свод тоннеля, а потом сооружение покрывали землей.



Прежде чем строить московское метро, специалисты ездили в Нью-Йорк, Берлин и Лондон, изучали технологии, рассматривали ошибки, порой выбирая наиболее подходящий метод строительства отдельно для каждого перегона и станции. Метро Москвы сегодня – это громадный комплекс подземных сооружений – станций, тоннелей, переходов и служебных помещений. Для защиты от затопления в подземке устроены многотонные стальные двери – гермозатворы, которые позволяют герметично перекрыть тоннель метро. Затворы устанавливают таким образом, чтобы разделить всю подземку на изолированные участки. Кроме того, метро – это не только транспортная система, но и громадное убежище со сложной системой вентиляции, фильтрации и подачи воздуха, которое способно защитить людей от глобального катаклизма.


Узнать все об устройстве московской подземки можно по ссылке.


Фото: architime.ru

под центром Петербурга хотят построить тоннель :: С.-Петербург :: РБК

Второе обстоятельство заключается в особенностях петербургских грунтов (в отличии от часто упоминаемой в этой связи системы RER Парижа). Тоннели придется копать на очень большой глубине — больше 100 метров. По этой же причине у нас и метро в центре города — очень глубокое (например, Адмиралтейская — самая глубокая станция в мире). Это и само по себе дорого, и увеличивает длину наклонных тоннелей с эскалаторами для выхода на поверхность.

Не нужен такой тоннель и с точки зрения развития городского транспорта. В отличии от Концепции РЖД, где есть хоть какие-то расчеты пассажиропотоков, здесь вообще нет никаких расчетов. А моя, скажем так, профессиональная интуиция подсказывает мне, что существенного спроса на такой тоннель у пассажиров не будет. Хотя бы потому, что он дублирует первую линию метро.

Читайте на РБК Pro

При этом создавать городскую электричку, конечно, надо. Её современная история в Петербурге началась с предложенного моей командой проекта «Открытое метро Санкт-Петербурга». Он предполагал использование существующих соединительных железнодорожных грузовых веток Пискарёвка — Ладожский вокзал — Волковская — Броневая и глубокую интеграцию железнодорожного и другого общественного транспорта города. Маршрут «Открытого метро» Юнтолово — Ладожский вокзал — Сосновая Поляна был утверждён в апреле 2017 года на Транспортном совете при Губернаторе Санкт-Петербурга.

Собственно, и РЖД тоже не просто так предлагают использовать эти ветки — они имеют очевидный огромный потенциал. Правда, по примеру Москвы, они предлагают продлить этот маршрут далеко в пригороды, что, с моей точки зрения, — спорное решение. Но это уже дискуссионный вопрос для специалистов.

Что касается желания города сделать внеуличное пассажирское транспортное кольцо, то здесь, очевидно, необходимо использовать синергию двух систем скоростного общественного транспорта — метрополитена и железной дороги. Городская электричка будет использовать так называемое восточное полукольцо (участок Кушелевка — Ладожский вокзал — Броневая). С западной стороны его нужно замыкать полукольцевым участком метро: «Лесная-2» — «Горный институт» — «Броневая».

В любом случае, думаю, гораздо эффективнее потратить бюджетные средства на разработку мероприятий по увязке развития городских железнодорожных перевозок и городского общественного транспорта, чем на очевидно бесполезный железнодорожный тоннель».


Мнение эксперта может не совпадать с позицией редакции

Подготовил: Владимир Грязневич

Повтор публикации от 26.11.2020

Собянин дал старт проходке двухпутного тоннеля на восточном участке БКЛ

Гигантский тоннелепроходческий комплекс «Лилия» начал в среду проходку на восточном участке строительства Большой кольцевой линии метро. Двухпутный тоннель, который он проложит, соединит станции «Нагатинский Затон» и «Кленовый бульвар». Произойдет это, по планам строителей, в августе текущего года. Его пуск означает, что близится к концу сооружение всех тоннелей второго кольца московской подземки длиной 70 километров. Давая старт «Лилии», мэр Москвы Сергей Собянин сообщил, что 94% проходки БКЛ уже выполнено.

«Мы запускаем щит в Нагатинском затоне, один из последних, — рассказал он журналистам. — Всего их осталось четыре. В апреле, в мае и в июне запустим остальные, и на этом, собственно, закончится проходка всей Большой кольцевой линии Москвы, самой протяженной в мире. Оставшиеся тоннели также будут построены до конца года».

«Лилия» — самый первый в столице десятиметровый щит, использованный на строительстве подземки. Тоннели, которые он прокладывает, позволяют разместить в них сразу два пути. Прежде в Москве пользовались шестиметровыми щитами для сооружения однопутных тоннелей. Впервые испытав щит- гигант на сооружении Некрасовской линии метро, где с его помощью были построены перегоны от станции «Косино» до «Окской» общей длиной 3,7 км, московские метростроители убедились в эффективности такой технологии.

«Мэром поставлена задача ускорить строительство БКЛ, — рассказал заммэра Москвы по градостроительной политике и строительству Андрей Бочкарев. — «Лилия» позволит нам сэкономить на этом завершающем участке кольца до полугода на производстве работ».

Сама же «Лилия» к площадке будущей станции «Нагатинский Затон» сейчас транспортирована с западного участка Большого кольца, где прокладывала так же двухпутные тоннели между станциями «Мневники», «Терехово» и «Кунцевская». На восточном же участке работает еще один гигант, десятиметровый щит «Победа», и готовится к пуску такого же размера «Виктория», которой предстоит подойти к Нагатинскому затону» от станции «Печатники».

Со станций БКЛ можно будет сделать 23 пересадки на радиальные линии метро

Общая длина восточного участка, напомнили в пресс-службе стройкомплекса Москвы, — 11,4 километра. На нем разместятся четыре станции: помимо «Нагатинского Затона» и «Кленового бульвара», это «Печатники» и «Текстильщики».

Будущая станция «Нагатинский Затон» строится в одноименном районе Москвы вдоль Коломенской улицы. По проекту она мелкого заложения, с двумя береговыми платформами с общими переходными мостиками, с которых можно будет выйти к эскалаторам, ведущим в подземный вестибюль. Благодаря расположению станции на мысе Нагатинской поймы пассажирам на выходе со станции будет открываться великолепный вид на Москву-реку.

Оригинален и дизайн станции. Авторы проекты решили попытаться использовать ее в качестве музея, посвященного обитателям рек Московского региона в целом и Нагатинского затона в частности. В частности, на самой видимой стене кассового зала разместятся энциклопедически точные изображения рыб с кратким описанием. Выполненные из натурального камня в технике мозаичного панно, они призваны создать необычный и запоминающийся образ станции. Проектировщики, выигравшие право на оформление станции в ходе международного конкурса, считают, что никаких других элементов декора им не потребуется.

Напомню, пустить в строй Большую кольцевую линию метро планируется к 2023 году. Расположенная в 10 километрах от существующей Кольцевой линии метро, она позволит жителям отдаленных районов экономить до 30 минут на каждой поездке в метро за счет того, что им не нужно будет ехать в центр Москвы, чтобы пересесть с одной радиальной линии на другую. Со станций БКЛ можно будет сделать 23 пересадки на радиальные линии подземки, 4 — на МЦК, 6 — на МЦД-1 и МЦД-2, а также 11 пересадок на пригородные линии Московской железной дороги.

Живете у метро? Ваш дом может отапливаться из-под земли

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Подземные тоннели могут стать источником возобновляемой энергии

Спуститесь летом в лондонское метро, и вы окажетесь в парилке. Казалось бы, чем глубже под землей, тем прохладнее должно быть вокруг, но подземные тоннели работают по другому принципу.

В разных подземках мира с вентиляцией обстоит по-разному, кое-где на платформах бывает даже холодно, но в тоннелях всегда собирается тепло, генерируемое поездами, толпами пассажиров и электроникой. Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны нашли применение этим потокам горячего воздуха.

Они разработали геотермальную систему рекуперации тепла, которую в теории можно использовать для обогрева или охлаждения тысяч домов, расположенных вблизи метро.

Ученые и раньше понимали, что в тоннелях метро генерируется энергия, которую потенциально можно использовать, но лишь швейцарским ученым удалось точно рассчитать коэффициент конвективного теплообмена отдельных тоннелей.

Благодаря этому знанию можно разработать системы, способные собирать энергию под землей и выводить ее на поверхность для использования в бытовых целях.

Эта технология сродни принципу работы холодильника. В стенки тоннеля встраиваются пластиковые трубы, наполненные теплоносителем (например, обычной водой). Холодная жидкость прокачивается по трубам, нагревается теплом туннеля и выходит на поверхность, где попадает в систему отопления зданий.

Летом теплоноситель может выступать в роли хладагента, и после его прохождения через испаритель система будет работать на охлаждение.

Дешево, эффективно и долговечно

Подпись к фото,

В Исландии уже много лет активно используют геотермальную энергию вулканов в бытовых целях

Швейцарские исследователи говорят, что подобные системы дешево стоят, их легко установить, и служить они могут до 100 лет. Вот только тепловые насосы нужно менять чаще — каждые 25 лет.

Чтобы подсчитать все преимущества своего открытия, ученые установили экспериментальную систему на одной из новых и еще не открытых линий метро в Лозанне.

«Тесты показали, что с 60 тысяч квадратных метров тоннелей можно собрать энергии, достаточной для отопления 1500 квартир площадью 80 квадратных метров», — рассказывает руководитель исследования Марго Пелтье.

По ее словам, переход от газового отопления на предлагаемый ее группой метод сократит выбросы углекислых газов в городе на два миллиона тонн в год.

Геотермальные системы для рекуперации энергии уже используются в других странах. Шведская компания Climeon, например, создала геотермальную электростанцию.

В Исландии уже давно используют энергию многочисленных вулканов для обогрева домов. К 2015 году 85% жилья в стране отапливалось именно таким способом.

В ряде докладов ООН неоднократно предупреждала, что к 2030 году климатические изменения на планете могут сказаться на жизни сотен тысяч людей. На разных климатических саммитах политики и ученые призывают оперативно искать источники возобновляемой энергии.

Геотермальная энергия — естественная, как в вулканической Исландии, или рукотворная, как в случае с метро — может стать важным элементом в борьбе с изменением климата.

Рейтинг тоннелей по длине — Реальное время

26 лет назад, 14 ноября 1994 года, открылось движение пассажирских поездов по Евротоннелю, также известному как тоннель под Ла-Маншем. Этот тоннель — один из самых известных в мире, однако он не является самым длинным. «Реальное время» узнает, какие тоннели — самые протяженные, а также для чего они используются.

Евротоннель

Евротоннель, соединяющий Великобританию и Францию, занимает лишь 11-е место в мире по длине. Правда, в основном в топе рейтинга — тоннели, не использующиеся в качестве транспортной инфраструктуры — водные. Помимо этого, два из топ-10 тоннелей по длине — линии метро.

Фото: ru.wikipedia.org

Если же говорить непосредственно про железнодорожные и автомобильные тоннели — то у Евротоннеля третье место. Общая его длина составляет около 50,5 километра, из них 39 километров — под проливом Ла-Манш. Кстати, протяженность под водой — все же рекордная. Строительство Евротоннеля началось в 1987 году, оно велось в течение 7 лет. Официальное открытие состоялось 6 мая 1994 года, но разные типы транспорта запускались постепенно. До пассажирских поездов были запущены грузовые автомобили и поезда (19 мая и 1 июня соответственно). Легковые автомобили начали ездить по тоннелю 22 декабря 1994 года, а, например, мотоциклы — только 31 августа 1995 года.

Готардский базисный тоннель

Самый длинный железнодорожный (не связанный с системами метро) тоннель в мире расположен в центре Швейцарии, примерно между городами Люцерн и Лугано. Длина Готардского базисного тоннеля составляет 57 километров. Открыли его совсем недавно — в июне 2016 года. Используется он, в частности, чтобы сократить время в пути между севером Швейцарии и Италией.

Кстати, слово «базисный» в названии означает, что въезд находится у подножия хребта, в данном случае — перевала Сен-Готард. Этот горный массив вообще является одним из важнейших для транспорта Швейцарии, да и Европы в целом — помимо Готардского базисного тоннеля, по Сен-Готарду также проходят 15-километровый железнодорожный Готардский тоннель постройки 1882 года и 17-километровый Сен-Готардский автомобильный тоннель, построенный в 1980 году. На момент окончания строительства он являлся самым длинным автомобильным тоннелем в мире.

Фото: ru.wikipedia.org

Тоннель Сэйкан

Второе место в мире по длине среди железнодорожных тоннелей занимает тоннель Сэйкан, который соединяет главный японский остров Хонсю и Хоккайдо. Его длина — чуть меньше 54 километров, включая подводный участок длиной в 23 километра. Максимальная глубина тоннеля — 240 метров, это самый глубокий подводный тоннель в мире.

О тоннеле задумались после морской катастрофы 1954 года, когда в Сангарском проливе затонули сразу пять пассажирских паромов, тогда погибли около 1,5 тысячи человек. Тоннель проектировался в течение девяти лет, с 1955 по 1964 годы. Строился он еще 24 года. Для движения поездов Сэйкан открыли в марте 1988 года.

Фото: ru.wikipedia.org

Линия 3 метро Гуанчжоу и серая ветка московского метро

Если в список железнодорожных тоннелей включать не только железнодорожные, но и линии метрополитена, то самым длинным окажется тоннель, использующийся в качестве третьей линии метро китайского города Гуанчжоу с населением в 14 миллионов человек. Длина линии — больше 65 километров.

Линия открыта в декабре 2015 года. На ней расположены 30 станций, включая две станции в терминалах аэропорта Гуанчжоу Байюнь. Средний дневной пассажиропоток в 2015 году составлял 1,77 млн человек.

Кстати, среди российских и европейских тоннелей метро рекорд — у серой (Серпуховско-Тимирязевской) линии Московского метро. Длина линии составляет 41 километр — это третий в мире показатель для полностью подземной ветки после упомянутой третьей ветки метро Гуанчжоу, 10-й линии пекинского метро (57,1 километра) и пятой линии метро Сеула (47,6 километра). На «серой» ветке метро Москвы — 25 станций, среднесуточный пассажиропоток — 868 тысяч человек.

Делавэрский акведук и водовод Пяййянне

Самым длинным тоннелем в мире, независимо от того, для чего он используется, является Делавэрский акведук, являющийся основным водопроводным тоннелем Нью-Йорка. Его длина составляет 137 километров. Диаметр тоннеля составляет около 4 метров, глубина достигает 300 метров. Строительство велось на протяжении пяти лет — с 1939 по 1944 годы. Вода по тоннелю поставляется в Нью-Йорк из водохранилища Рондаут в горах Катскилл (северная часть горной системы Аппалачи).

Фото: ru.wikipedia.org

Второе место среди водопроводных тоннелей занимает расположенный на юге Финляндии водовод Пяййянне. Его длина — 120 километров, глубина залегания достигает 100 метров, а диаметр — в четыре раза больше, чем у Делавэрского акведука — 16 метров. Строительство длилось 10 лет — с 1972 по 1982 годы, водовод используется для обеспечения водой столичной агломерации Хельсинки.

Максим Матвеев

ОбществоИнфраструктура

L.A. Metro начинает прокладывать туннель на первом участке продолжения Purple Line — Rail

.

Метро заложило основу на первом участке проекта протяженностью 3,92 мили в ноябре 2014 года, который начнется с существующей станции Уилшир / Западная станция и продолжится до новых станций, раскопок которых ведется в Уилшире / Ла-Бреа, Уилшире / Фэрфаксе и Уилшире / Ла Сьенега.

Лос-Анджелес Метро

Важной вехой в строительстве первой секции проекта продления пурпурной ветки метро, ​​Управление городского транспорта округа Лос-Анджелес (Метрополитен) начало работы по прокладке туннелей под бульваром Уилшир и авеню Ла Бреа.

Сдвоенные туннельные бурильные машины (TBM), названные Elsie и Soyeon, начнут прокладывать туннели на параллельных подземных участках между будущей станцией Wilshire / La Brea и нынешней конечной станцией Wilshire / Western Purple Line. Каждый ТБМ весит 1200 тонн, длина 450 футов, диаметр 21,8 фута, и в течение следующих двух лет они будут одновременно выкапывать примерно 60 футов в день в двойных туннелях.

ТБМ будут работать в тандеме, и ожидается, что Элси будет отставать от своей сестры примерно на 150 футов.Две машины будут разделены примерно 16 футами почвы, поскольку их гигантские режущие головки будут вращаться, измельчая почву на своем пути. Между тем, гидравлические рычаги в задней части машин вставляют бетонные сегменты в недавно заминированные туннели, что также помогает продвигать машины дальше вперед.

Метро заложило основу на первом участке проекта протяженностью 3,92 мили в ноябре 2014 года, который начнется на существующей станции Уилшир / Западная станция и продолжится до новых станций, раскопок которых ведется в Уилшире / Ла Бреа, Уилшире / Фэрфаксе и Уилшире / Ла Cienega.Раздел проекта стоимостью 2,82 миллиарда долларов финансируется из средств Measure R и федеральных фондов. Stantec возглавит строительство этого участка.

ТБМ будут работать в тандеме, при этом ожидается, что Элси будет отставать от своей сестры примерно на 150 футов.

Лос-Анджелес Метро

Первый участок проекта продления Пурпурной ветки планируется ввести в эксплуатацию в 2023 году, второй — до Сенчури-Сити — в 2025 году, а третий и последний — до больницы Вествуд / Вирджиния — в 2026 году.По завершении строительства Purple Line будет ускорять транзитных пассажиров между центром Лос-Анджелеса и Вествудом за 25 минут, с другими станциями в Уилшир / Родео в Беверли-Хиллз, Сенчури-Сити / Созвездие в Сенчури-Сити и Вествуд / Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе и больнице Вествуд / Вирджиния в Вествуде. . Предполагается, что расширение метро будет обслуживать 59 000 пассажиров в день, в том числе 17 000 новых пассажиров.

«Проект расширения Пурпурной ветки — важная часть амбициозного плана Metro по улучшению и расширению мобильности во всем округе Лос-Анджелес и будет служить второму по величине центру занятости в нашем регионе», — сказал генеральный директор Metro Филипп А. Вашингтон. «Это один из самых значительных транспортных проектов, который мы планируем реализовать до того, как Летние Олимпийские и Паралимпийские игры прибудут в Лос-Анджелес в 2028 году».

Внутри темной сети заброшенных подземных туннелей Лос-Анджелеса

В этом заброшенном метро под центром Лос-Анджелеса необходимы водонепроницаемые ботинки, надежный фонарик и спокойствие. Вода сочится с улицы наверху, бетонный пол залит грязью.Вдали стонет водоотливной насос. Воздух, наполненный влажностью, неподвижен и безжизнен.

И все же в течение трех десятилетий несколько сотен троллейбусов ежедневно грохотали по туннелю длиной 4325 футов. Когда оно открылось 1 декабря 1925 года, первое метро в Лос-Анджелесе сократило на 15 минут время в пути между центром города и другими точками, такими как Голливуд и Глендейл. Пассажиры садились в красные вагоны с одной из шести платформ, расположенных далеко под зданием терминала метро на Хилл-стрит. Затем тележки направились в двухпутный туннель, вырываясь на солнечный свет в миле к западу, недалеко от пересечения 2-й улицы и бульвара Глендейл.

Остались реликвии одной из шести пассажирских платформ метро Pacific Electric.

Фотография Хусейна Каца.

Метро стоимостью более 4 миллионов долларов было последним крупным дополнением к обширной Тихоокеанской электрической железной дороге, которая уже к 1925 г. столкнулся с жесткой конкуренцией со стороны автомобиля. Когда в 1950-х годах «красные вагоны» вступили в свой закат, пять железнодорожных линий метро были заменены наземными автобусами. Последняя тележка вышла из западного портала туннеля 19 июня 1955 года, увешанная транспарантом с надписью «В забвение.

Позже туннель на короткое время служил убежищем от стихийных бедствий, и город решил проложить по нему автоматизированное движение людей, подобное Диснейленду. Но в 1967 году в рамках проекта реконструкции города Банкер-Хилл рабочие заполнили участок между улицами Фигероа и Цветочными улицами. С тех пор фундаменты нескольких небоскребов навсегда перерезали путь метро надвое.

Ваши шансы посетить это ветхое место невелики. Западный портал полностью закрыт, и нет планов по открытию одноблочного туннеля, оставшегося между Олив-стрит и Гранд-авеню.Но на восточном конце публика может быть однажды приглашена обратно в старый терминал. Разработчик Forest City Enterprises надеется отремонтировать вестибюль и погрузочные платформы, которые находятся под квартирами Metro 417, хотя дата еще не установлена.

Заброшенные туннели Красной Линии — не единственные уцелевшие подземные ходы. Хотя мало кто их когда-либо посетит, эти три системы туннелей также остаются под улицами центра города.

Транзитный туннель Банкер-Хилл
В 1981 году под небоскребами велись работы по возведению пассажирского вагона, когда администрация Рейгана свернула проект.Отрезок вдоль 3-й улицы (между Флауэр и Хилл) сохранился.

Historic Core Speakeasies
Во время сухого закона процветали нелегальные подвальные бары. По словам историка Ричарда Шаве, под отелем «Король Эдвард» находился салон, а в пристройку к отелю «Росслин» можно было попасть в кафе.

Тоннели административного центра
Ряд коридоров соединяет административные здания Лос-Анджелеса. Вы можете увидеть его, если у вас есть правительственный бизнес. Надеюсь, это не с судьей, поскольку один туннель перемещает обвиняемых между судом и тюрьмой.

О компании T&TI — Tunnels & Tunneling International

Впервые опубликовано в 1969 году, Tunnels and Tunneling International по-прежнему пользуется самой высокой репутацией среди всех журналов в туннельной индустрии и сегодня является ведущим источником информации о вашем бизнесе, который приближается к 50-летнему непрерывному обслуживанию отрасли.

Благодаря личному контакту с клиентами, группами по разработке проектов, инженерами-консультантами и подрядчиками, а также с поставщиками оборудования и материалов, Tunnels and Tunneling International является бесценным изданием для сегодняшних специалистов по туннелям.Подписчики этого давно признанного ведущего журнала на рынке — профессионалы в области строительства туннелей, что делает наших читателей вашей целевой аудиторией.

Tunnels and Tunneling охватывает все аспекты сектора подземного строительства и задействованных инжиниринговых компаний. Конкретные применения туннельного / подземного строительства включают: транспорт (автомобильный / железнодорожный / метро), водный транспорт (питьевая вода, сточные воды, гидроэлектростанция), коммунальные услуги (электричество / телекоммуникации / топливо), пещеры (от научно-исследовательских учреждений до пещер для хранения сжиженного нефтяного газа, хранения тепловой энергии, производства вина, общественных зданий).

Редакционные материалы охватывают планирование инфраструктуры, проектирование, исследование земли / площадки, методологию строительства, логистику, машины и оборудование, новые технологии, механику горных пород, проектирование грунтовых вод, стабилизацию грунта, вентиляционные и эксплуатационные системы, договорные и юридические вопросы, спецификации и стандарты, пожарная безопасность и многое другое.

Tunnels and Tunneling также является официальным журналом Британского туннельного общества, которое назначает редакционно-консультативный совет, который играет активную роль в обеспечении публикации уникального и хорошо информированного обзора всей отрасли.

Исследования доказывают, что туннели и туннелирование — лучший выбор для профессионалов в области туннелирования. Результаты опросов читателей показали, что Tunnels and Tunneling — безусловно, самый уважаемый журнал в индустрии туннелей.

Высокотемпературные туннельные демпферы и распределительные коробки — горячая комбинация для системы метро Эр-Рияда

Когда дело доходит до метро и других подземных туннельных систем, последнее, что вам нужно, — это пожар. Если это произойдет, нужно быть готовым.Туннельные демпферы играют важную роль в регулировании потока воздуха в туннелях для предотвращения скопления выхлопных газов. В случае пожара они также выпускают из туннеля токсичные пары, защищая пассажиров от вдыхания опасного дыма.

Благодаря этим возможностям туннельные амортизаторы являются важной мерой безопасности для городских систем метро, ​​которые часто перевозят несколько миллионов человек в день. Метро Эр-Рияда, расположенное в столице Саудовской Аравии, является одной из таких систем. В городе проживает шесть миллионов человек, и, по прогнозам, это число вырастет до более чем восьми миллионов.Поскольку так много людей полагается на метро, ​​которое состоит из 176 километров (109 миль) железнодорожных линий, пожаров необходимо избегать любой ценой.

В то же время подземные туннели создают уникальные эксплуатационные проблемы, особенно связанные с пожаром. Не может быть никаких сомнений в том, что демпферы — и компоненты внутри — могут выдерживать тепло.

Туннельные амортизаторы спешат на помощь

Для регулирования потока воздуха в туннелях в системе метрополитена Эр-Рияда установлено 300 демпферов CFD-02T от Flamgard Calidair — британского производителя специального оборудования HVAC для проектов строительства туннелей в нефтегазовой, ядерной, энергетической и морской отраслях.В нормальных условиях эксплуатации эти заслонки регулируют объемный поток воздуха в транзитных туннелях. В случае пожара они обеспечивают надлежащую вентиляцию туннелей, не позволяя пассажирам вдыхать опасный дым и газы. Эти заслонки также удаляют токсичные пары и дым из определенных областей и служат барьером в закрытом состоянии, предотвращая распространение огня под землей.

В дополнение к конструкции из нержавеющей стали 304 и 316 или оцинкованной мягкой стали, долговечные заслонки Flamgard объединяют специальные высокотемпературные распределительные коробки от TopWorx, подразделения Emerson и мирового лидера в области дискретного управления клапанами и определения положения переключателя GO ™ для технологических приложений.Эти распределительные коробки, уникальные по своей способности выдерживать чрезвычайно высокие температуры в течение длительного времени, еще больше повышают надежность амортизаторов CFD-02T, гарантируя безопасность пассажиров независимо от условий эксплуатации.

Высокотемпературная распределительная коробка TopWorx ™. Эти устройства контролируют положение заслонок Flamgard в туннелях метро Эр-Рияда. Фото: Emerson

Распределительные коробки , выдерживающие тепло

Высокотемпературные распределительные коробки

TopWorx ™ контролируют положение заслонок Flamgard в туннелях метро Эр-Рияда, повышая надежность заслонок в этой современной транспортной системе. Эти блоки, как часть каждой демпферной системы CFD-02T, могут работать до двух часов при 400 ° C в соответствии с требованиями этого приложения. Они также могут работать при нескольких высоких температурах с различным временем воздействия для заслонок и двухпозиционных клапанов; согласно тепловым испытаниям сторонних производителей, распределительные коробки могут выдерживать четыре часа при 400 ° C, что выгодно отличает их от всех других распределительных коробок, представленных на рынке.

Помимо надежной работы при чрезвычайно высоких температурах, распределительные коробки объединяют компактную запатентованную внутреннюю конструкцию, которая улучшает их способность обеспечивать точную обратную связь по процессу в сложных условиях.Компоненты включают кулачки из нержавеющей стали, керамические клеммные колодки, высокотемпературные однополюсные двухпозиционные переключатели (SPDT) и провод с прижатыми клеммными лопатками.

«Изучив спецификации для проекта метро Эр-Рияда, мы осознали необходимость в высокотемпературных распределительных коробках TopWorx, — говорит Стив Эдвардс, MBE, управляющий директор Flamgard Engineering Ltd. партнер по этому проекту. Мы заранее согласовали спецификации, поставки и цену для 384 единиц, разбили на пять партий, и все было доставлено в точности так, как мы договаривались, что привело к успеху этого проекта.В целом процесс прошел легко и безупречно ».

Комбинация туннельных амортизаторов Flamgard CFD-02T и распределительных коробок TopWorx обещает охладить миллионы людей, даже когда становится жарко.

Чтобы узнать больше о противопожарных и туннельных амортизаторах Flamgard Calidair, посетите сайт https://flamgard.co.uk. Чтобы узнать больше о решениях TopWorx для определения местоположения, посетите www.emerson.com/topworx.


Революция в транспорте

Полностью открытая в 2021 году система метро Эр-Рияда, согласно прогнозам, сократит 250 000 поездок на автомобиле в день в городе Саудовской Аравии.Он будет стоить 23 миллиарда долларов и будет включать полностью автономные монорельсовые дороги, охватывающие шесть линий и 85 станций на протяжении ста миль пути, большая часть из которых расположена под землей. В связи с недавним и прогнозируемым ростом Эр-Рияда эта новая система метро обещает революционизировать то, как несколько миллионов человек перемещаются по городу каждый день.

Амортизатор для самых тяжелых условий

Заслонка CFD-02T — флагманское решение Flamgard для подземных туннелей — регулирует воздушный поток в транзитных туннелях.Эти приложения включают в себя одни из самых сложных условий. Чтобы гарантировать надежную работу изо дня в день, они должны пройти строгие процессы тестирования и валидации:

  • Протестировано до двух часов при 400 ° C.
  • Испытание под давлением в течение одного часа при 400 ° C и 4000 Па
  • Целостность в полевых условиях проверена в соответствии с UL 555 и BS476
  • Шланг высокого давления UL 555 протестирован
  • Испытание на долговечность до 100000 циклов
  • Рама демпфера испытана на износостойкость в течение 1 миллиона циклов
  • Испытано на воздействие окружающей среды и солевую коррозию

Восточный вход в тоннель метро завершен с опережением графика

Проект тоннеля метро завершил восточный вход в Южную Ярру более чем на пять месяцев раньше срока, и теперь новая структура будет соединена с двумя туннелями проекта.

Бригады потратили последние два года на строительство входа в туннель, что позволит пассажирам сэкономить до 50 минут в день в пути, когда до 48 поездов входят и выходят из туннеля каждый час.

Работы включали расширение существующего железнодорожного коридора, выемку более 31 000 м3 скальных пород и грунта и строительство плиты основания, внутренних стен и плиты крыши с использованием более 7 700 м3 бетона и почти 8 000 тонн армированной стали.

Исполняющий обязанности премьер-министра штата Виктория Джеймс Мерлино сказал: «Завершение первого входа в туннель с опережением графика — важная веха, поскольку мы приближаемся к завершению строительства тоннеля метро, ​​который доставит больше поездов в наши пригороды и сократит время в пути.”

Рабочие снесли старый мост на Уильям-стрит, чтобы построить новый, более длинный однопролетный мост, и переместили четыре существующих железнодорожных пути для линий Франкстон, Крэнборн, Данденонг и Пакенхэм, чтобы освободить место для новых путей у входа в туннель.

Когда проект тоннеля метро будет завершен в 2025 году, на год раньше запланированного срока, поезда линий Кранборн и Пакенхэм войдут в туннель возле Уильям-стрит и пройдут под городской линией Франкстон и обеими линиями Сандрингема, а затем отправятся на запад под землей под Турак-роуд и Сент-Килда. Дорога к новому вокзалу Анзак.

После завершения строительства железной дороги в аэропорт Мельбурна поезда будут идти из Пакенхема и Крэнборна через этот вход в туннель прямо в аэропорт.

На прошлой неделе был снесен участок находящейся поблизости шахты для проходки туннельных машин, где ТБМ Милли и Алиса были извлечены после проходки туннелей со станции Анзак в конце 2020 года, что впервые соединило туннели с входной структурой.

Другие строительные работы, запланированные на 2021 год, включают подземную подстанцию ​​в заповеднике Саут-Ярра-Сайдинг и помещения для оборудования железнодорожных систем на Чемберс-стрит, а также благоустройство территории заповедника и Уоллерс-Уолк для восстановления этих территорий в качестве открытых общественных пространств.

ТБМ продолжают работать в темпе на сдвоенных 9-километровых туннелях проекта, при этом три четверти туннелей уже завершены.

TBM Joan начала свой последний этап в феврале 2021 года под Swanston Street в сторону станции Town Hall, а TBM Meg вскоре перезапустится, чтобы прорыть параллельный туннель.

На востоке ТБМ Элис и Милли продолжают свой последний путь под рекой Ярра в направлении центрального делового района от станции Анзак.

Строительство туннеля метро продолжалось в течение 2020 года, в результате чего тысячи жителей штата Виктория остались работать, соблюдая строгие меры безопасности в связи с коронавирусом в соответствии с рекомендациями Министерства здравоохранения.

Проект туннеля метро создаст дополнительную пропускную способность для более чем полумиллиона пассажиров в неделю в периоды пиковой нагрузки и изменит способ передвижения викторианцев по Мельбурну.

Проект соединит линию Sunbury Line с линиями Cranbourne и Pakenham на глубине до 30 метров ниже улиц Мельбурна, с пятью новыми станциями метро и соединениями с услугами City Loop на новых станциях CBD Государственной библиотеки и ратуши.

Министр транспортной инфраструктуры штата Виктория Хасинта Аллан сказала: «По мере того, как Виктория восстанавливается после глобальной пандемии, продолжение проектов, таких как Metro Tunnel, поддерживает и создает тысячи рабочих мест в то время, когда они нам больше всего нужны.”

ЗАПИСЕЙ ИЗ ПОДЗЕМНИКА — The Washington Post

Дорогой подземный человек! Однажды я прохожу мимо строительной площадки и внезапно вижу эту штуку, которая выглядит как 50-футовая уховертка на колесах. Стоит ли мне покупать торазин в экономичном размере или как? — Сбитый с толку в Боллстоне Дорогой ублюдок: Вы, кажется, заметили одну из неуклюжих машин, используемых для рытья туннелей метро в Метро. Каждый из них немного отличается, в зависимости от того, что они готовы копать: некоторые используют что-то вроде гигантской лопаты или экскаватора, чтобы царапать землю; у некоторых есть вращающийся режущий диск диаметром 18 футов, в котором проделано цилиндрическое отверстие, которое вращается, как Veg-O-Matic богов. Некоторые имеют водонепроницаемые камеры и шлюзы; некоторые — просто платформы для взрыва камня.

Но даже те, которые использовались для резки новой зеленой линии, части которой, наконец, откроются в следующем месяце, используют базовую технологию, которой уже два столетия. Фактически, он практически не изменился с 1816 года, когда он был задуман в Англии инженером французского происхождения Марком Брунелем, вундеркиндом в области механики, плодовитым изобретателем, должником мирового уровня и первым человеком в истории, который завершил крупный туннель под землей. река.

Брунель, как гласит история, работал на Темзе в Лондоне, когда он остановился, чтобы поразмышлять о работе обыкновенного корабельного червя (на самом деле двустворчатого моллюска и двоюродного брата моллюска), который зарабатывает унылую жизнь, прокладывая себе путь через морские бревна. . Используя свой крошечный усиленный панцирь в качестве сверла, корабельный червь тащит несколько дюймов мягкого тела за выемку, выстилая проход жестким слоем содержащих кальций выделений.

Это зрелище не для разжигания среднестатистического воображения.Но Брунель, обладающий тем же галльским гением, который создал гильотину и биде, сразу увидел потенциал: что, если бы шахтеры могли быть защищены прочным ограждением, позволяющим им безопасно копать, убирать мусор и строить облицовку туннеля как они прогрессировали! А что, если бы весь роющий монстр мог устремиться вперед, как корабельный червь, толкаясь о стену, которую он только что построил? Брюнель сконструировал железный щит, который позволял 36 мужчинам работать одновременно на трех уровнях, и в 1824 году, при поддержке группы спекулянтов, предпринял попытку проложить туннель через синюю глину, лежавшую под Темзой — перспектива настолько грозная, что в 1809 году панель экспертов пришли к выводу, что это просто невозможно.Они были почти правы: в конечном итоге потребуется более 18 лет, чтобы пройти 400 ярдов от берега до берега; Газеты окрестили проект «Большим занудой».

По сей день почти все устройства для проходки туннелей используют какой-то щит, шнек или конвейерную ленту для отвода «грязи» (как это называется в дырочной ракетке) и мощные гидроцилиндры, которые толкают все это вперед на несколько стопы за один раз, прижимая к возведенной подкладке.

Дорогой подземный человек! Иногда, когда я еду из Туманного Ботта в Росслин, у меня затыкает уши, и мой Walkman звучит так, как будто он полоскает горло Cool Whip около двух остановок.Я жевал столько жевательной резинки, что у меня мышцы челюсти размером с бедра Халка Хогана, но, похоже, ничего не помогает. — Сжато в Wheaton

Уважаемый Squee: Вы стали жертвой двух аспектов дизайна Metro: синдрома крошечного туннеля и размещения вентиляционной шахты.

TTS возникает по той прекрасной причине, что в торговле лопатой размер — это деньги. В результате «наши туннели являются одними из самых маленьких в бизнесе», — говорит Джон Эгберт, бывший заместитель генерального директора Управления транзита столичной зоны Вашингтона.«Идея заключалась в том, чтобы сэкономить деньги, и мы это сделали. Это инженерное решение, в свою очередь, повлияло на многие другие решения», такие как контроль давления воздуха и размещение вентиляционных отверстий. Туннели метро прорезаны очень близко к «динамической оболочке» вагонов, то есть максимально далеко от поезда на крутом повороте. Более того, они построены с довольно строгими допусками: спецификации обычно запрещают отклонения более двух дюймов в туннеле с внутренним диаметром около 17 футов — менее 1 процента.

Итак, когда поезд врезается в туннель, он действует как поршень в гигантском велосипедном насосе: воздух накапливается перед вагонами, и давление резко возрастает.При нормальной скорости 55 миль в час (максимальная скорость для автомобилей Metro — 75; наиболее эффективная — 59) это произойдет только там, где есть большие интервалы между вентиляционными шахтами или где есть более узкий канал, то есть меньше свободного пространства вокруг автомобиля. Например, в сторону Shady Grove или от Foggy Bottom до Rosslyn. В обычных туннелях обычно есть шахта через каждые 1500-2500 футов. Но некоторые водные переходы делают невозможными вертикальные вентиляционные отверстия, поэтому с обеих сторон установлены гигантские вентиляторы для обмена воздуха и регулирования перепада давления.

Уважаемый У.М.: Я читал эту статью в Modern Carnage, в которой говорилось, что Вашингтон находится прямо на линии разлома. Я не против встретиться со своей женой на Вудли-Парк-Стейшн, но встреча с моим Создателем — совсем другое дело. Мы в глубоком палеолите? — Чары в Чеверли

Дорогой Чар: Это линия падения. (Вопреки тому, что говорил Стэн Пэррис, Вашингтон не виноват.) По диагонали через территорию — примерно от станции Такома до станций Пентагона — проходит полоса хард-рока (в основном это метаморфические сланцы и гнейсы, преобразованные в тепло и давление глубоко под землей), которая является частью огромного образования, простирающегося от Лонг-Айленда до Ричмонда.Этот хребет определяет край предгорья («подножие гор»). На западе находятся Аппалачи (горы, из которых мы живем), образовавшиеся полмиллиарда лет назад в тектоническом изгибе трещин, когда две континентальные плиты столкнулись друг с другом. Когда-то такие же высокие, как Скалистые горы, они изящно разрушились, сбрасывая глину, почву и прочую грязь, которая продолжала скользить к морю, создавая террасированные отложения, которые теперь представляют собой прибрежную равнину.

Гребень называется «линией падения», потому что здесь образуются водопады, делающие дальнейшее плавание на запад невозможным.Вот почему так много крупных городов, в том числе Филадельфия, Балтимор и Вашингтон, находятся на линии падения. В центре округа Колумбия, это прямо там, где Флорида-авеню пересекает Коннектикут-авеню. «После этого скала опускается на 100 футов на каждую милю, которую вы едете на восток», — говорит менеджер по дизайну WMATA Ларри Хефлин. (Поскольку попытка сказать «WMATA» звучит так, как будто ваша собака рвет, даже сотрудники склонны называть это «Метро».) Таким образом, та же самая каменная плоскость, которая находится у поверхности под Вашингтонским национальным собором, к тому времени будет глубиной примерно в полторы мили. он попадает на берег Мэриленда.

В результате каждый туннель требует немного другого подхода.

Йоу, Грязное дыхание: Держи его прямо здесь. Я проехал по каждой линии метро по 50 раз, и все они выглядят одинаково. — Самодовольный в Смитсоновском институте

Дорогой Смитти: Просто хочу показать, что вы не можете поверить своим глазам. Правда, все они облицованы бетоном (в редких случаях — сталью). Но каждый по-своему вырезан и отделан. Туннели в твердых породах — например, между Дюпоном и Вудли-парком — обычно прорезаются путем сверления трех концентрических колец небольших отверстий, заполненных зарядами взрывчатого вещества; электронные предохранители настроены на последовательное срабатывание от центра наружу.Затем полость укрепляется анкерными болтами — стальными стержнями длиной 10 или 12 футов, которые вбиваются в стороны полости и закрываются стальной пластиной, похожей на гигантскую шайбу, а также стальными обручами, называемыми решетчатыми балками. После этого вся яма покрывается слоем бетона толщиной до четырех дюймов в особо твердых частях.

Другой, более брунелевский метод (применяемый в туннеле на реке Анакостия) включает возведение сборных секций облицовки туннеля, которые соединяются вместе, как сегменты апельсина, образуя круговую арку.Для этого требуется цилиндрическая машина диаметром около 20 футов и длиной 40 или 50 футов с тремя основными компонентами. Спереди экскаватор-экскаватор вычерпывает глиняную поверхность туннеля и сбрасывает навоз на конвейер, который загибает его назад и сбрасывает в маленькие грузовые вагоны для вывоза. Тем временем на возвышении в центре экипажи перебирают сегменты на подъемниках, которые подталкивают их на место. Когда наверху остается лишь небольшой зазор, рабочие помещают в него гидроцилиндры и толкают его немного шире.Затем вставляют скошенный сегмент «трапецеидального камня». Когда напряжение снимается, кольцо прижимается к трапецеидальному камню, и круг замыкается.

Третья система (используемая на раскопках Fort Totten Green Line и в других местах) предполагает только двухэтапное нанесение бетона. После того, как яма вырыта обратной лопатой или бурильной машиной, основа из проволочной сетки кладется на поверхность и быстро покрывается слоем «торкретбетона», формы высокопрочного распыляемого бетона, часто смешанного с химическими веществами для ускорения твердения, что применяется со шлангами. Это удерживает вещи во время установки гидроизоляции, после чего возводятся формы и заливается бетонная стена толщиной 12 или 14 дюймов.

Уважаемый У.М .: Я слышал, что здесь используют какую-то иностранную идею раскопок. Мы уверены, что эта штука будет работать в американской грязи? — Патриотик в Пентагоне

Дорогой Пэт: Метро убедился; фактически, она впервые применила «новый австрийский метод прокладки туннелей» в Соединенных Штатах. Он использовался на протяжении десятилетий в Европе — особенно в Австрии, где альпийские туннели были прорыты на такой ужасной глубине, что почти невозможно узнать, что там внизу, до начала бурения.

NATM включает в себя несколько нововведений. Один из них, который особенно беспокоит новичков в раскопках, называется концепцией «конвергентного ограничения», которая в основном предполагает использование естественной тенденции земли к обрушению в качестве источника силы. Сразу после того, как отверстие будет проделано, даже твердый камень начинает проседать. (Интервал между выемкой и обвалом, называемый «временем выдержки», варьируется от дней для хорошей породы до минут или меньше для рыхлого ила или песка.) Хитрость заключается в том, чтобы поймать окружающий материал до того, как он станет слишком сильным. возможность деформировать и быстро покрыть необработанный котлован слоем бетона.Затем, говорит Хефлин, «по мере того, как силы воздействуют на разрез, облицовка сходится, и силы ограничиваются из-за формы — им негде вырваться». Методы NATM впервые были применены компанией Metro в твердых горных породах в Уитоне, и только второй раз система использовалась для транзитной системы в Соединенных Штатах. (Первым был туннель на горе Ливан в Пенсильвании.) Но этот метод имел неоспоримую привлекательность: WMATA оценила эту работу в 83,9 миллиона долларов; Австрийская фирма ILBAU предложила 51 доллар.5 миллионов.

Одна из причин, по которой NATM менее затратна, заключается в том, что она позволяет инженерам изменять материалы и методы на лету. Обычные контракты обычно устанавливают негибкие стандарты. Геотехнические бригады используют образцы керна, сейсмическое зондирование и другие методы для исследования местности. Эти данные затем используются для составления единых строительных спецификаций, определяющих, насколько прочными должны быть опоры, с какими интервалами и с каким типом футеровки — независимо от того, насколько слабым или прочным может оказаться промежуточное основание.Эти характеристики, обычно основанные на консервативных расчетах наихудшего случая, обычно приводят к действительно безопасной и действительно дорогой конструкции.

Однако система NATM позволяет инженерам на месте изменять конструкцию в соответствии с найденными условиями. В отношении проекта Уитона, например, первоначальный контракт WMATA предусматривал строительство туннелей, армированных анкерными болтами, укрепленных стальными ребрами на расстоянии не более пяти футов друг от друга, разделенных «блокирующими» секциями древесины или бетона и покрытых торкретбетоном. Прекрасный, твердый план.

Но ILBAU в конечном итоге использовал самые разные методы — от всего лишь четырех дюймов торкретбетона в лучших породах (одно-дюймовое «мгновенное» покрытие, нанесенное сразу и три дюйма, нанесенное вскоре после этого), до шести дюймов торкретбетона. поверх проволочной сетки, усиленной решетчатыми балками (тонкие стальные обручи, усиленные зигзагообразными лентами полудюймовых стержней) и анкерами в менее «компетентных» породах. Скептики вздрогнули — особенно когда взрыв разрушил часть самой плохой породы над «короной» раскопок, и в нее упало около 20 футов материала по вертикали.Но система поддержки устояла.

Равно как и экономия. Хефлин написал в бюллетене Tunneling Technology Newsletter, что NATM «может привести к значительной экономии средств за счет уменьшения потребности в опорах из конструкционной стали, анкерных болтов и арматурной стали в окончательной облицовке или их устранения», а также «возможности увеличить скорость аванса за рабочий день «. Результат: конструкция, в которой «безопасность и прочность должным образом сбалансированы с учетом стоимости и потребностей проекта». Уважаемый U.M .: Хорошо, этот бизнес NATM отлично работает в роке.Но можно ли его использовать в мягком грунте? Клаустрофобия в Кларендоне. Дорогой Клаус: Да. Так получилось, что Metro снова находится на переднем крае грязи: 2,2-мильный участок зеленой линии от Форт-Тоттен до Гринбелта, который сейчас проходит, является первым использованием NATM на мягких почвах в Соединенных Штатах.

В отличие от скал на верхней Красной Линии, маршрут Гринбелт проходит через гравий, глина и песок, пронизанный карманами странной материи: «линзы» рыхлого песка и геологического мусора, водянистые отстойники, валуны и так далее.В худшем случае это то, что они называют «беговая дорожка», веселый эвфемизм для слизи, консистенция которой варьируется от теста для пиццы до холодных сливок. В лучшем случае маршрут пролегает через жесткие меловые глины, датируемые примерно 100 миллионами лет назад.

В туннелях NATM используется одна из самых сильных сторон природы: яйцо. Тот же принцип, что и знакомый трюк для вечеринок, показывающий, какой вес можно положить на яичную скорлупу, используется в продолжении на стр. 24

яйцевидной формы туннеля. Это означает преждевременную остановку любого движения грунта — обычно путем распыления на быстрый слой торкретбетона.Этот процесс требует сильной зависимости от множества устройств, которые отслеживают движение, деформацию и натяжение компонентов туннеля. Эй, Дырка: разве мы не уверены, что в ближайшие пару десятилетий получим сильное землетрясение? И вы говорите мне, что туннели с меньшей поддержкой, чем средний плейтекс, устоят, когда дойдет до упора? — Shaky in Shady Grove Dear Shake: Простой ответ: никто не знает. Тоннели метро не были рассчитаны на сейсмическую активность. Период.

Это не обязательно означает, что они опасны.Харви Паркер, председатель Национального комитета США по туннельным технологиям, говорит, что «туннели очень хорошо ведут себя при землетрясениях. Вся земля движется, и облицовка туннеля продолжает двигаться. У вас нет потенциала для большого усиления». То есть туннели не ведут себя как здания. Как заметил Айк ​​Ньютон, покоящиеся объекты обычно остаются неподвижными. (Взгляните, например, на Конгресс.) Таким образом, когда земля сдвигается в результате землетрясения, нижняя часть здания толкается, в то время как верх имеет тенденцию оставаться на месте, и в результате деформации растрескиваются в конструкции.Но поскольку туннели полностью находятся под землей, на каждую секцию одновременно действуют примерно одни и те же силы.

Если, конечно, их нет — что здесь может легко произойти.

Уэйн Клаф, декан инженерного колледжа Технологического института Вирджинии, объясняет, что существует четыре ситуации, в которых туннели подвергаются особому риску: когда они находятся на движущемся склоне; где они проходят через определенные виды мягкого грунта, вызывая «разжижение» и усиление дальнего движения; на «портальных» участках, где туннели возвышаются над землей; и где происходит радикальное изменение грунтовых условий, например, быстрый переход от камня к глине.Как отмечалось выше, эти критерии подходят для удручающе большой части территории Метро.

Но тогда, по словам Роберта Кеттера, директора Национального центра инженерных исследований землетрясений в Буффало, штат Нью-Йорк, вероятность сильного разрушительного землетрясения где-нибудь на Восточном побережье в ближайшие 10 лет составляет всего 75-95 процентов, и она выиграла. не достигнет 100 процентов до 2010 года или около того. Дорогой андеграунд: Может быть, это только я, но в последнее время кажется, что метро становится совершенно мокрым, как нечто среднее между «Призраком оперы» и рекламой Ty-D-Bol.Кто остановит сток? — Сыро в Данн Лоринг Дорогой Дэмп: На самом деле утечек тысячи, главным образом потому, что почти все туннели Метро находятся ниже уровня воды.

Округ Колумбия — ликвидная столица благодаря некогда обильным источникам и стокам с холмов. В начале 19 века Бладенсбург был действующим речным портом; парень может спустить на воду весельную лодку и убить несколько уток в провале, где L-стрит теперь пересекает 19-ю; и Тайбер-Крик хлынула из области Католического университета, чтобы слиться с Потомаком ниже Туманного дна.А за 100 миллионов лет до этого мы были тропическим болотом-о-рамой из кипарисов и динозавров, включая одного сварливого хищника длиной с два бьюика и тупого вегетарианца, чья крошечная голова достигала четырех этажей.

Так что неудивительно, что практически все протекает, включая так называемое «сухое» пересечение скал между Туманным Боттом и Росслином. Этот туннель спускается с каждой стороны к низкой точке в центре, где насос подбирает трюм и заставляет его подниматься по напорным трубопроводам, чтобы выплеснуть его около D.C. сторона. Старые ямы Metro заметно мокрые, потому что они часто вырезались с «чердаком» над головой, и потому что они были построены до фундаментального сдвига в философии раскопок в середине 80-х.

«Всего 10 лет назад», — по словам директора по строительству Metro Вальтера Мергельсберга, было принято считать, «чтобы получить сухой туннель, нужно закрыть все швы. Но бетон по определению содержит воду. Когда вода высыхает, появляются усадочные трещины, в которые может проникнуть вода.«Итак, около семи лет назад мы решили, что вместо того, чтобы бороться с водой, давайте перенаправим ее».

Сам h3O не является главным врагом, объясняет Мергельсберг. «Это минералы. Пока вода движется и не контактирует с воздухом, минералы не затвердевают. Когда они это сделают, это может означать проблемы: изношенные кабельные зажимы, осветительные приборы, сталь и все сопутствующие проблемы с обслуживанием и поставкой. Они также создают скользкую поверхность, по которой опасно ходить, и со временем образуют твердые, похожие на сосульки, сталагмиты и сталактиты.В некоторых из старых туннелей вы задаетесь вопросом, не находитесь ли вы в пещерах Вирджинии ».

Новые туннели NATM, однако, должны быть необычно сухими, поскольку они заключены в своего рода геологический мешок. и нанесен слой торкретбетона, вся поверхность покрыта «флисовым» вкладышем, предназначенным для отвода воды, просачивающейся вокруг отверстия; 1/4-дюймовый флис покрыт толстой пластиковой водонепроницаемой «геомембраной», то есть приварены к стенкам туннеля и испытаны на герметичность.(Мембрана открыта в самом низу туннеля, позволяя воде стекать из-под тяжелой литой плиты, называемой «перевернутой», на которой закреплены рельсы поезда.) Затем в нее заливается последний фут бетона. огромные формы, благодаря которым стены вы видите. Уважаемый У. М.: Если эти туннельные парни находятся на глубине пары сотен футов, как они узнают, куда они идут? Как они вообще достали эти скучные машины? И как их вытащить? Или они оставляют их там и позволяют вандалам снимать их до заклепок? — Любопытно на Кинг-стрит Дорогая Кюри! Многие водители метро, ​​сбитые с толку наличием остановок в таких необъяснимо заброшенных местах, как Форт Тоттен, приходят к выводу, что это происходит случайно.Фактически, геодезисты определяют точное направление, а затем направляют тонкий луч лазерного света вниз по туннелю. Цветной луч проходит через несколько прозрачных решеток-мишеней, прикрепленных к оборудованию через определенные промежутки, как прицел винтовки, и рабочие отмечают квадраты. Затем, когда оборудование будет продвинуто, его можно будет точно настроить на лазер.

Что касается проходческих машин, то их нужно разобрать на части, опустить вниз по вертикальному валу и затем снова собрать внизу.Как правило, если намеченная трасса имеет уклон, бурение ведется в гору — потому что вода течет вниз. В этих 200-тонных машинах стоимостью 1,5 миллиона долларов нет задней передачи, и никто не хочет, чтобы она зарылась носом в трюм. Таким образом, когда Metro перерезало красную ветку под Рок-Крик, бригады сначала затопили огромную подъездную шахту под мостом Тафт на глубину около 100 футов. Там собирали машины, и бурение шло круто в гору в обоих направлениях. (Японцы, конечно же, изобрели новый сверлильный станок, который может поворачивать углы на 90 градусов, исключая стоимость доступного вала.) Дорогой Метро: Девяносто миль туннелей Метро — это миллионы кубических футов оставшейся земли. Мы не совсем говорим о кольце вокруг воротника. Куда все это девается? — Расчет в Южном Капитолии Уважаемый Кал: некоторые подземные сооружения сокращают накладные расходы. «Хороший гравий стоит денег, — говорит менеджер по дизайну Хефлин, — и если мы не можем использовать его где-либо еще на работе, подрядчики часто в конечном итоге продают его. Нет ничего необычного в том, чтобы перенаправить работу, чтобы подобрать хороший материал».

Ценна даже неприметная гадость.Большая часть округа Колумбия расположена на «искусственной» земле, подобной той, что вы видите вокруг Национального аэропорта, и всегда есть интерес к насыпной земле. Более того, Metro может использовать его для других проектов. Большая часть беспорядка от раскопок реки Анакостия превратилась в прибрежную зону отдыха. Некоторая грязь зеленой линии вокруг Колледж-парка была превращена в холм для снижения шума высотой 40 футов.

Между тем, вокруг Гринбелта потребуется 1,5 миллиона кубических футов засыпки, чтобы поднять рельсы над поймой.Яма, из которой он был удален, превратится в «озеро Метро», занимающее около 40 акров на глубине от 12 до 15 футов. В конце концов, он будет укомплектован рыбой и эксплуатироваться Комиссией по паркам и планированию Мэриленда. Уважаемый UM: Я читал, где еще в 1890-х годах каждый четвертый шахтер, копавший газовые туннели в Нью-Йорке, погиб в поворотах, а около 300 человек погибли в 1870-х годах, пробивая туннель Сен-Готард в Швейцарских Альпах. . Почему мы никогда не слышим о подобных катастрофах на раскопках метро? — Мрачный в Ландовере Дорогой Лу: Строительство все еще опасно, но не так, как раньше.Раньше в этом веке инженеры могли рассчитывать на одну смерть на каждые полмили строительства туннеля. Даже в конце 1960-х годов, говорит Хефлин, «существовало эмпирическое правило, согласно которому каждый миллион долларов на работу в туннеле стоит одной жизни». Согласно этому болезненному расчету, несколько сотен человек погибли бы при строительстве метро с момента начала раскопок в 1969 году. Фактически, 17 человек погибли — 16 из них — до 1980 года. подземные работы, хотя один 19-летний подросток был сбит камнем, падающим за проходческой машиной.Из остальных двое были убиты электрическим током, двое упали, а остальные были поражены оборудованием или транспортными средствами, ударами строительных материалов или раздавлены тяжелой техникой.

Единственный смертельный случай за последние 10 лет, по словам представителей Metro, произошел в результате автомобильной аварии на участке зеленой линии Форт-Тоттен в начале прошлого года. В 80-е годы руководитель Metro по связям с общественностью Беверли Сильверберг говорит: «Мы отработали около 25 миллионов человеко-часов. Если в среднем человек работает 2000 часов в год в течение 40 лет, то это означает, что мы проработали 300 жизней без летальный исход.«

Опасность все еще была достаточно велика. Возьмем переход через реку в Туманном дне:« Самая большая проблема была в том, чтобы начать », — говорит инженер-диспетчер Метро Дик Хортон.« Мы построили перемычку у эллинга Томпсона. Чего мы не знали, так это того, что часть нижней стены сидела на каких-то старых гнилых пнях. Дно вырвалось из него примерно три раза, и нам пришлось выкарабкаться из этого сосунка ».

« Большая драма, — говорит Хефлин, — возникает, когда мы переходим от сверления породы, более твердой, чем самое твердое надгробие, к очень мягкой. материал »- карманы, поврежденные архаичными землетрясениями, размягченные или наполненные водой.На глубине 150 футов такой карман находится под достаточным давлением, чтобы «сбить человека с ног или вытолкнуть дрель из стены. Внезапно эта сухая и безопасная среда становится очень захватывающим местом». Если карман заполнен водой, «десятки тысяч галлонов могут вытечь в отверстие».

Иногда что-то просто падает. На стороне Вирджинии, вспоминает Хортон, рабочие выполняли окончательные пропилы на участке, где туннель соединялся с 70-футовой вертикальной шахтой вентилятора. Неожиданный шов в земле, по-видимому, привел к ослаблению части грунта у стены шахты.Кусочки начали оседать, и довольно скоро вся шахта рухнула в яму, а наверху — подъемный кран. К счастью, весь мегакатаклизм произошел именно при смене смены, и никто не погиб.

Или подумайте о Дне, когда Земля не стояла на месте, когда Метро строило Красную ветку на Коннектикут-авеню: на таких раскопках в центре города — как жители вокзалов Шоу и У-стрит знают, к своему автомобильному ужасу, — раскопки увенчаны временным «настилом» (мощные бревна, поддерживающие движение на уровне дороги).Во время проекта на площади Фаррагут «наши деревянные настилы стояли на стальных сваях, которые сами стояли на крутых скалах», — говорит Хефлин. Без особой причины все сооружение издало один ужасный стон и соскользнуло со своих причалов, образовав очаровательный кратер перед отелем Mayflower. Неудивительно, говорит Хефлин, «теперь мы делаем это по-другому».

К счастью, удалось предотвратить многие почти катастрофы. Например, маршрут Red Line был спроектирован так, чтобы проходить под 100-летним водным туннелем Lydecker, который простирается от Джорджтаунского водохранилища до города.Никто не знал, как выглядел Лайдекер. Итак, Хефлин говорит: «Мы прошли через все это, чтобы изучить условия. Это был кирпич, и некоторые из кирпичей стерлись, пока не стали тонкими, как мой палец». Метро выложило старый туннель из стали и бетона. Уважаемый Mud-Mouth! У меня есть приятель, который работал на раскопках реки Анакостия в 1985 году. Он говорит, что предпочел бы провести две недели корневых каналов в комнате, полной пчел-убийц, чем вернуться в эту нору. И мы должны заплатить ДЕНЬГИ, чтобы пойти туда? — В ужасе от Такомы. Дорогой Терри! Для настоящего ползучего подземного ужаса этот проект трудно превзойти.Инженер Хортон прокладывал туннели под регионом в течение 20 лет, сначала с Bechtel, а теперь с Metro. Он говорит, что туннель через реку Анакостия, открытие которого запланировано на конец этого года, «был, вероятно, самой сложной работой, на которой я когда-либо был — из-за неожиданности».

Как и в типичном триллере-катастрофах Артура Хейли, все началось с обманчивого спокойствия. В конце концов, Метро уже проложило четыре речных перехода с использованием туннелей из взорванных горных пород, мостов низкого уровня и «погруженных» железобетонных труб. Однако для «Анакостии» мост не подойдет, потому что он должен быть достаточно высоким, чтобы позволить крупным кораблям проходить под ним.Это, в свою очередь, потребует уклона круче, чем максимальный уклон Metro в 4,5 процента.

Итак, говорит Хефлин, «мы начали с проектирования переезда через перемычку». Это решение повлекло бы за собой строительство водонепроницаемых стен прямоугольной формы, откачивание содержимого, чтобы создать огромную открытую траншею, проложить туннель на месте и затем засыпать его землей. Чтобы не блокировать весь поток воды (и, таким образом, превратить стадион RFK в аквапарк New Atlantis Aquatic Gardens), за один раз можно было пройти только половину реки.Но даже если выкопать половину, будут вытеснены огромные объемы ила, забившего водные пути вниз по течению. Nix.

Следующий выбор: система утопленных труб, техника, использованная для участка Желтой Линии от L’Enfant Plaza до Пентагона — огромные стальные цилиндры поплыли на место, а затем упали на дно реки. Этот план также провалился по двум причинам: «Во-первых, — говорит Хефлин, — мы взяли образцы со дна реки. В нем был опасный токсичный материал. На самом деле, если бы нам пришлось его удалить, у нас, вероятно, было бы пришлось вывезти его на герметичных автобетоносмесителях.Более того, поблизости больше не было верфей для производства погружных труб.

Остался один вариант: копать прямо под рекой. Потребовалось бы два туннеля, каждый длиной 2500 футов, около 19 футов в наружном диаметре и почти 100 футов ниже уровня берега в самой низкой точке. Победившее предложение (25,55 миллиона долларов) было подано совместным предприятием Harrison Western и FDI, дочерней компанией бельгийской компании. Работа началась в начале 1985 года.

Есть несколько способов сделать это туннель через насыщенный песок и мягкую глину на дне Анакостии — ни один из них не является легким, и все это требует некоторого способа оттолкнуться от отложений.Щитки для защиты от сжатого воздуха и давления являются наиболее известными, но подрядчики решили купить новомодное 250-тонное бурильное устройство, которое выглядело примерно как патрон для дробовика, вдвое превышающий размер жилого прицепа, и использовать новую технологию, щит баланса давления земли, который, по словам Metro, никогда не использовался в этой стране.

EPBS требует экрана на передней кромке, который является водонепроницаемым и способен отталкиваться достаточно сильно, чтобы соответствовать силе натяжения бурового раствора на него — таким образом, уравновешивая давление земли.План предусматривал, что режущая головка мощностью 1200 лошадиных сил должна вращаться четыре раза в минуту, продвигаясь вперед с 24 отдельными домкратами. Вы не можете просто взять один из них у Хечингера. Подрядчики заказали его у Hitachi, которая никогда не производила ничего подобного. Фактически, ни одна японская машина EPBS никогда не использовалась в Америке — это может объяснить, почему она прибыла с маркировкой «Slime Machine», неудобный неправильный перевод, который оказался бы предзнаменованием.

EPBS не столько копает, сколько открывает свою вращающуюся пасть, чтобы вычерпать падающую слизь, которая затем сжимается внутри щита и уносится винтовым конвейером, который перемещает навоз через герметичную переборку сзади.По словам Хефлина, в отличие от ядовитой массы, представленной выше, «это не было опасно. Илу было пять или шесть тысяч лет, и о каких-либо загрязняющих веществах говорить не приходилось». По ходу резки рабочие возводили стену. Было решено, что стальная футеровка была слишком дорогой, и подрядчик выбрал конструкцию с использованием шести бетонных сегментов толщиной 10 дюймов, разделенных специальной прокладкой, а затем скрепленных болтами. Хотя прокладки должны были быть водонепроницаемыми, бригады также «засыпали» щели за сегментами, вводя в них цементный раствор под давлением.Уважаемый U.M .: Погодите! Вы хотите сказать мне, что группа бельгийцев использовала японскую технику, чтобы подорвать самый фундамент столицы Соединенных Штатов — чтобы они могли заполнить его итальянскими вагонами метро? — Смущен Фаррагутом. Дорогой Барри: Гм, да. Если это утешит, проблемы начались практически сразу.

Наружное давление было настолько высоким, что внешняя поверхность не могла быть залит в соответствии со спецификациями контракта, и «при снятии герметичного пакера», сообщает журнал Tunnels & Tunneling, «горняки подвергались воздействию воды под высоким давлением и вдувания песка.Перевод: Взрывные струи гидросмеси под давлением около 40 фунтов на квадратный дюйм пронеслись в машину. Решение: Журнал сообщил, что требования к затирке были «смягчены».

Это было больше, чем вы могли бы сказать для экипаж, которого мучили повторяющиеся сбои в электроснабжении, ужасающие утечки и раздражающая привычка EPBS тонуть в иле. Едва они покинули берег, как Slime Machine заткнула рот на мерзком участке липкой глины, что привело к шестинедельной задержке .Как будто этого было недостаточно, форма туннеля была неправильной. У него был «прогиб», то есть он прогибался посередине из-за давления сверху, как если бы кто-то наступил на садовый шланг. Согласно спецификациям, максимальное отклонение составляло один дюйм; По словам Хефлина, Metro устранила проблему, установив стальную арматуру, чтобы «вернуть сбившуюся облицовку в правильное положение». Другой участник, присутствовавший на месте происшествия, вспоминает, что Metro также изменила характеристики отклонения на два дюйма.

К тому времени, как они были на полпути через реку, боевой дух экипажа упал глубже, чем сам раскоп.Подрядчику пришлось вытащить из Калифорнии опытного специалиста по туннельным работам — оттенки «аэропорта» — чтобы вновь обрести уверенность.

Девять месяцев спустя EPBS находился в пределах досягаемости от северного берега, за Военно-морской верфью, где рабочие ранее построили мощный вал в сырой почве с валом 100 футов глубиной и толщиной три фута » жидкая «стена». (Если вы хотите построить действительно глубокую стену во влажном грунте, вы не можете просто выкопать траншею и закрепить ее по бокам: давление внизу настолько велико, что она просто поднимает распорки.Вместо этого, когда вы копаете, вы заполняете яму густой слякотью, называемой жидким навозом, которая тяжелее почвы, которую она заменяет. Затем на дно ямы закачивают бетон, выталкивая жидкий раствор, который снова улавливается и используется снова.)

Однако вскоре стало ясно, что при пробивании стены из цементного раствора выделяется ужасный объем воды, песка и прочего. от мокрого северного берега, где уровень грунтовых вод был всего в трех футах от поверхности. Обычно для этого требуется «обезвоживание» почвы, то есть удаление грунтовых вод путем бурения скважин и откачки.Но в 200 ярдах от строительной площадки находилась огромная электростанция с 120-футовой дымовой трубой. Если обезвоженная земля уступит место, растение и его гигантский штабель рухнут и рухнут в реку, как что-то из фильма Чарлтона Хестона из Библии. Неудивительно, что в Metro запретили обезвоживание.

Харви Паркер, председатель Национального комитета США по туннельным технологиям, объясняет: «Когда вы осушаете землю, вы имеете дело с почвой, которая была плавучей. Но когда вы опускаете уровень грунтовых вод, чем ниже он опускается, тем тяжелее нагрузка попадает.Обезвоживание может почти удвоить вес ». Сильные почвы справятся с этим. Слабые — нет. На этой части берега реки, говорит Хефлин, почва« имеет тенденцию, когда ей позволяют двигаться, она продолжает двигаться. Он неумолимо сочится, как зубная паста ».

Разработчикам пришлось воспользоваться ужасным средством: заморозить всю область вокруг« сквозного отверстия »с помощью больших трубок с жидким азотом (замораживание очень дорого, — говорит Паркер», и используется только в крайне экстремальных обстоятельствах »). Это помогло, но недостаточно.Наконец, Metro была вынуждена на несколько часов отменить запрет на обезвоживание; колодцы были затоплены, а уровень грунтовых вод опустился примерно на 20 футов. К огромному облегчению инженеров, силовая установка осталась стоять, и осажденная машина слизи пробила ее. Дорогой подземный человек! Я думал, что все станции Metrorail должны быть одинаковыми — и все же у некоторых есть боковые платформы, а у некоторых — центральные. Дядя Фриц говорит, что это значит, что типажам из Кливлендского парка не придется стоять с людьми с Род-Айленд-авеню.В чем дело? — Недовольные в Гросвеноре Уважаемый Grunt: Верно, все станции должны быть одинаковой длины — 600 футов — чтобы вместить максимум восемь 75-футовых вагонов. Но конструкция станции определяется требованиями к прокладке туннелей. «Мы предпочли бы центральную платформу в любом случае, — говорит Мелвин Сигел, старший архитектор WMATA. «Это проще для нас и удобнее для пользователя. Но метод копания определяет, что мы в итоге получим». В центре города вокруг G Street никому не нужна была огромная траншея в земле, а сделать раскопки как можно меньше означало держать пути близко друг к другу, требуя боковой платформы.Принимая во внимание, что на Коннектикут-авеню, в глубоких скалах, стандартная практика требует приблизительно одного диаметра туннеля между каждой из двух скважин, что делает его идеальным для центральной платформы. Дорогой сурок! Мне кажется, что дырявый бизнес — это золотое дно работы 90-х: круглогодичная температура 45-50 градусов, большие грязные деньги и отсутствие дресс-кода. Как мне принять участие в акции? — Скупой на Аддисон-роуд. Дорогой Ав: В Соединенных Штатах туннелирование — это отрасль с оборотом 1 миллиард долларов в год, и это действительно только начало.По сравнению с такими скупыми на газон местами, как Европа, в Америке всегда было достаточно земли, чтобы тратить ее на шоссе, торговые точки и бургеры. Однако по мере того, как северо-восточный коридор забивается, а потребности в транспорте растут, мы увидим намного больше туннелей.

Но не все могут их выкопать. Фактически, в мире всего около дюжины ведущих компаний, которые претендуют на действительно большие вакансии. И неудивительно: туннелирование — одно из наименее предсказуемых человеческих предприятий, есть много способов пойти не так, как надо, и многие проекты заканчиваются многолетними судебными тяжбами по контрактам, из-за которых Bleak House выглядит как «Народный суд».«

Даже когда все идет хорошо, многое идет не так. Классический пример — Ларри Хефлин. По мере развития туннелей в метро, ​​по его словам,« мы заполняем любые пустоты, которые мы создаем », и подрядчики обычно закрывают эти отверстия бетоном. Итак, однажды после завершения участка зеленой линии между станциями Шоу и У-стрит рабочие начали откачку. Было некоторое удивление по поводу ненормального количества необходимого раствора, но бригады послушно продолжали его. Это заняло довольно много времени, и неудивительно: На следующее утро они обнаружили, что заполнили проходы близлежащей аптеки Peoples на глубину нескольких дюймов.Курт Сапли, человек из подполья, докладывает о науке национальному персоналу Почты. В его последней статье для журнала описывалась экзотическая работа проходческой машины Potomac Electric Power Co.

, из которой будут возводиться сегменты стен туннеля. На фото вверху рабочий управляет гидравлической стрелой и гигантским копающим когтем проходческой машины в Колледж-Парке.

Методы гидроизоляции пробуренных туннелей

Пробуренные туннели — одни из самых сложных и сложных проектов, над которыми когда-либо будет работать гидроизоляция.

В отличие от туннелей, расположенных близко к поверхности, которые обычно строятся с использованием методов вскрытия и перекрытия, пробуренные или заминированные туннели строятся глубоко ниже уровня земли, где иногда просто добраться до места работ является серьезным испытанием. Кроме того, давление, глубина и отсутствие возможностей ремонта, присущие этому типу работ, делают правильное выполнение работы даже более важным, чем обычно.

Из-за этих проблем пробуренные туннели обычно экономичны только тогда, когда нельзя использовать другие методы строительства, такие как закрытие и закрытие, обычно из-за слишком большой глубины строительной площадки.Для пробуренных туннелей нет ничего необычного в том, что они опускаются на 160 футов ниже поверхности. На таких глубинах туннель почти всегда прорубается в твердой скальной породе. В других случаях предпочтительны просверленные туннели, потому что поверхность не может быть нарушена.

Базовые методы туннелирования довольно стандартны. Во-первых, туннель вырывается с использованием тяжелого оборудования, методов буровзрывной разработки, гигантских бурильных машин (TBM) или некоторой комбинации вышеперечисленного. При необходимости затем устанавливаются грунтовые гвозди и анкерные болты для укрепления и стабилизации вновь обнаженной поверхности.Кроме того, почти в каждый пробуренный туннель наносится слой торкретбетона, который служит той же цели.

Большинство популярных методов гидроизоляции используют этот слой торкретбетона для упрощения процесса гидроизоляции. После этого рабочие могут установить любые дренажные и / или гидроизоляционные мембраны. Наконец, устанавливается сетка из арматурной стали и отливается окончательная футеровка туннеля. Эта футеровка обычно представляет собой еще один слой торкретбетона или традиционную бетонную смесь, залитую на месте с помощью скользящих форм.

Хотя каждая рабочая площадка уникальна и каждый проект требует индивидуальной системы гидроизоляции, эти системы можно разделить на несколько основных типов.

Кристаллические системы

Возможно, наименее сложным методом является введение кристаллической добавки в торкретбетон, чтобы сам бетон стал водонепроницаемым и самоуплотняющимся. В прошлые десятилетия продукт обычно применялся в виде порошка или жидкости постфактум. Однако недавно был разработан более эффективный метод.(Подробнее о кристаллических добавках см. В разделе «Общие сведения о комплексной гидроизоляции» в выпуске весны 2010 г.)

Энн Мартуччи, директор по маркетингу ICS Penetron, отмечает: «Раньше мы рекомендовали распылять пенетрон на торкретбетонную поверхность, но в последние годы мы обнаружили, что это намного эффективнее — как с точки зрения производительности, так и с точки зрения стоимости — для добавления продукта непосредственно в торкретбетон во время нанесения ».

Например, ICS Penetron был выбран для гидроизоляции туннелей на новой 250-километровой железнодорожной линии в Швеции.В стране действуют одни из самых строгих стандартов загрязнения и загрязнения грунтовых вод в Европе, и, имея около 25 км пробуренных туннелей, которые необходимо закрыть, проект будет чрезвычайно сложным. К счастью, Penetron уже имеет десятилетний опыт работы в этой стране, а их «Penetron Admix Enhanced Shotcrete» (PAES), разработанный в 2003 году, уже прошел строгие экологические испытания. Так что в 2009 году компания получила добро. К 2011 году они поставили проекту более 5000 кубических ярдов ПАЭС.Это было элегантное решение для работы, которая в противном случае была бы гораздо более сложной.

Торкрет-бетон с кристаллическим усилением особенно полезен для восстановления гидроизоляции в пробуренных туннелях, так как его можно наносить на отрицательную (внутреннюю) поверхность. Система метро Вашингтона, округ Колумбия, использовала кристаллические продукты из Xypex для устранения серьезных проблем с утечками в туннелях на несколько миль, а также в проходах, механических помещениях, хранилищах оборудования, лифтовых шахтах и ​​пассажирских станциях. В этом случае гидроизоляция была нанесена в виде жидкого раствора на дефектный бетон.

Мембранные системы

Во втором методе используются традиционные защитные мембраны, разработанные для глубоких фундаментов.

Однако, в отличие от фундаментов, в которых между стеной и гидроизоляционным слоем используется дренажный лист, при работе в туннелях гидроизоляционная мембрана наносится непосредственно на торкретбетон. В этом случае торкретбетон в первую очередь предназначен для стабилизации и герметизации острых краев только что сломанной породы, а также для защиты мембраны от проколов.

Это метод, который использовался для гидроизоляции недавно построенного Devil’s Slide Tunnel на Hwy 1 недалеко от Pacifica, Калифорния.Проект стоимостью более 300 миллионов долларов включал выкопку двух расположенных рядом туннелей, каждый длиной ¾ мили, шириной 30 футов и высотой 24 фута.

После того, как участок был выкопан, рабочие использовали анкерные болты для укрепления стен и потолка, а самосвал с дистанционным управлением уложил слой торкретбетона, армированного волокном. Толщина варьируется от 4 до 14 дюймов. Затем последовала гидроизоляционная мембрана, в данном случае открытая (дренированная) ПВХ-мембрана от Sika Sarnafil.

ПВХ-мембраны

— популярный выбор для туннелей и входов в туннели из-за их долговечности, цены и простоты использования.

Термопластические мембраны, такие как ПВХ, ТПО или полиэтилен (HDPE), являются наиболее распространенным выбором для прокладки туннелей. Они гибкие, простые в установке и не растягиваются; Барьер Sika простирается более чем на 300%. Кроме того, эти типы мембран устойчивы к низким температурам, старению, их легко сваривать и ремонтировать даже во влажных или влажных помещениях.

После того, как гидроизоляция была установлена ​​в туннеле Devil’s Slide, строительство было выполнено по типичной схеме.Рабочие установили двойной мат из арматуры, чтобы соответствовать требованиям сейсмостойкости района. Для окончательной заливки футеровки туннеля использовалась скользящая опалубка, установленная на рельсах.

CETCO недавно разработала серию мембран из ПВХ специально для пробуренных туннелей. CoreFlex 60 объединяет термопластическую мембрану толщиной 60 мил с Elvaloy-KEE (эфир этилена Keytone) от DuPont для герметизации любых возникающих утечек. Сообщается, что это единственный термопластичный мембранный композит с такими реактивными, самоуплотняющимися характеристиками.

Компания также производит мембраны толщиной 80-100 и 120 мил без самоуплотняющихся вкладышей.

«Туннельная промышленность действительно предпочитает эти прочные ПВХ-мембраны из-за более длительного срока службы», — сообщает Стейси Берд, национальный менеджер по продукции CETCO.

Дренаж и гидрошпонки

Многие конструкции туннелей, особенно конструкции глубоких туннелей, допускают определенную утечку.

Дизайнеры обычно уклоняются от определения дренажных листов, так как давление глубоко под землей чрезвычайно велико, и они не хотят, чтобы в конструкции было что-либо сжимаемое.Тем не менее, какой-то дренаж необходим для снижения гидростатического давления на гидроизоляционную систему. Инженеры обычно обращаются к системе гидрошпонок, дренажных труб и водоотливных насосов.

Цель состоит в том, чтобы как можно быстрее направить поток воды в дренажные линии для слива.

Если используется ПВХ-мембрана, стандартные гидрошпонки из термопласта, так как их можно приварить к мембране. Гидрошпонки из ПВХ — гибкие непроницаемые барьеры — устанавливаются вертикально через равные промежутки времени, чтобы ограничить расстояние, на которое вода может проникнуть за мембрану.Берд сообщает, что их обычно устанавливают каждые 30 футов или около того, разделяя туннель на дренажные участки площадью не более тысячи квадратных футов. Эти гидрошпонки отличаются от обычных гидрошпонок для холодных швов, используемых при обычных бетонных работах. У них другой профиль, и они настолько жесткие, что их сложно свернуть. Обычно они прибывают на рабочую площадку длинными прямыми участками с отдельными соединениями, изготовленными на заводе.

В туннеле под Ла-Маншем протяженностью 25 миль, соединяющем Англию и Францию, было использовано более 500 тонн гидроизоляции стыков.

Предпочтительное решение для дренажных линий на удивление обыденно: стандартная перфорированная труба в гравии, с которой знаком каждый подрядчик по гидроизоляции. На 25-мильном туннеле под Ла-Маншем, соединяющем Англию и Францию, перфорированная труба была уложена в гравийном балласте под рельсами.

Если возможно, трубы должны быть выведены на дневной свет и осушены самотеком. В туннеле под Ла-Маншем и других глубоких туннелях используется стандартная установка отстойного насоса.

Системы затирки полиуретана

Как и любой проект, у пробуренных туннелей есть ахиллесова пята.Холодные стыки, компенсаторы и соединения с другими туннелями, такими как вентиляционные шахты или поперечные переходы, подвержены утечкам и требуют особого ухода.

Одним из популярных методов вторичной гидроизоляции или ремонтного ремонта является полиуретановая затирка. Они особенно полезны, когда шахты доступа или другие отверстия создают геометрические формы, которые слишком неудобны для герметизации листовых материалов. Этот раствор обычно вводится в виде жидкой смолы, которая вступает в реакцию с водой, образуя водонепроницаемое постоянное уплотнение.

Grace Construction Products продает листовую мембрану с предварительно установленной сеткой отверстий для впрыска полиуретанового раствора. После установки окончательной облицовки туннеля раствор можно заливать в любое место, чтобы обеспечить водонепроницаемое соединение.

Линия термопластичных мембран

CETCO также может быть установлена ​​со встроенными трубками для раствора.

Дополнительные соображения

Гидроизоляция критически важна в глубоких туннелях, потому что ставки очень высоки.Работы по техническому обслуживанию или ремонту обычно приводят к серьезным перебоям в обслуживании, поэтому работа должна выполняться правильно. Однако неудачная гидроизоляция не только неудобна, но и опасна.