Успеть к мундиалю

Успеть к мундиалю

При прокладке тоннеля большого диаметра петербургские метростроители применили нестандартное решение

Сооружение подземных линий метро — сложный вид строительства, требующий применения современной техники, качественных материалов, а порой — нестандартных технических решений. Тоннель протяженностью 5,2 км с двумя станциями петербургского метро — «Беговой» и «Новокрестовской» — необходимо построить к Чемпионату мира по футболу 2018 года. Чтобы ускорить процесс, было решено строить один двухпутный тоннель большого диаметра. Петербургские метростроевцы уже отработали навыки пилотирования немецкого тоннелепроходческого комплекса (ТМПК) S-782 фирмы Herrenknecht AG, получившего название «Надежда», на Фрунзенском радиусе, где построили первый в стране двухпутный тоннель протяженностью 3,7 км. Этот же ТМПК перебросили на новый объект. Однако осенью прошлого года всерьез встал вопрос: успеют ли строители к назначенному сроку?

Одной из главных причин отставания от графика стали частые остановки проходки, связанные с перебоями отгрузки грунта. Вертикальный конвейер — технология, которая впервые применялась в отечественном метростроении, — ввиду ряда обстоятельств не обеспечивала бесперебойную работу. Однако петербургским метростроителям удалось решить эту непростую задачу, и 19 января 2017 года состоялась сбойка щита с «Новокрестовской», после чего вопрос отгрузки грунта получил полное разрешение.

Неперпендикулярная вертикаль

«Проходка тоннеля — это десятки технологий, соединенных в единый производственно-технический процесс, — рассказывает директор управления механизации филиала ОАО «Метрострой» Валерий Кузнецов. — Скорость и качество работы зависит от того, насколько четко и правильно организована вся система. На процесс может негативно повлиять даже небольшая задержка при опускании тюбингов в тоннели или слишком низкая температура их поверхности». В данном случае сильнее всего на скорость проходки влияла нестабильная работа вертикального конвейера.

Глубина стартового котлована на Туристской улице, откуда начинала свое движение «Надежда» и через который, по проекту, на поверхность выдавался грунт, составляет 22,7 м. Такая высота не позволила организовать привычную линию из тоннельного и отвального конвейеров. Из-за лишних пяти метров невозможно было соблюсти приемлемые углы между конвейерами, и в результате грунт попросту скатывался бы вниз. Поэтому проектировщики предложили применить вертикальный конвейер, который и заказали в Германии.

Однако из-за размеров площадки вертикальный конвейер не удалось установить перпендикулярно к отвальному конвейеру, из-за этого конструкция, помимо радиальных нагрузок, испытывала и нагрузки от кручения. Подшипники и барабаны не выдерживали, их приходилось менять чуть ли не каждый день, были выполнено сотни ремонтов. При этом, найти качественные комплектующие на российском рынке оказалось непростой задачей. Обычно выбор стоял между дорогими немецкими и низкокачественными китайскими. Однако после долгих поисков строители нашли компромиссное решение, которое предложили белорусские производители.

Но если проблему с подшипниками удалось решить заготовкой достаточного количества комплектующих, то вторая проблема практически не имела решения. Из-за дополнительных нагрузок начала разрушаться конвейерная лента. Специалисты управления механизации пытались ее чинить, но повышенный износ делал свое дело. По просьбе метростроевцев производители изготовили еще одну ленту, облегченную, которая проработала еще около четырех месяцев. Но было ясно, что необходимо искать принципиально иное решение, потому как количество простоев из-за остановок конвейера достигало критической величины.

Грейфер в помощь

Решением поставленной задачи занялись инженеры управления механизации. Они кардинально изменили схему отгрузки грунта. В отсеке тоннеля, подходящем к стартовому котловану, была оборудована площадка, которая стала выполнять функцию накопителя грунта. Вокруг нее достроили стенку, подвели направляющую и вывели в образовавшееся пространство отвальный конвейер. Сверху разместили установку, которую обычно применяют для строительства стены в грунте, оснащенную специальным грейфером большего объема. Этот грейфер вычерпывал отвальный грунт, поднимал его на поверхность и загружал в грузовики. Внизу было установлено несколько камер, а изображение выводилось в кабину машиниста для того чтобы можно было контролировать весь процесс.

«Производительность при такой схеме ниже на 15-20%, чем при использовании бесконечного транспорта, но это позволило без остановок продолжать строительство тоннеля, — сказал Валерий Кузнецов. — Это решение буквально спасло стройку».

В конце января «Надежда» пришла на «Новокрестовскую». Это событие можно считать переломным в реализации проекта: точка невозврата была пройдена, препятствие, которое могло помешать выполнить работу в срок, устранили. За 30 дней ТМПК отремонтировали и на специальных роликах протащили сквозь станцию, после чего щит продолжил проходку в сторону «Приморской». Но самое главное — после прохода «Новокрестовской» снова принципиально изменилась схема отгрузки грунта, что позволило отладить все производственные процессы. Сейчас грунт извлекается через вестибюль строящейся станции. Она имеет неглубокое заложение, что позволило выдержать необходимые углы при расположении тоннельного и отвального конвейеров и организовать отгрузку грунта по стандартной схеме.

На сегодняшний день проходка продолжения Невско-Василеостровской линии метро в Санкт-Петербурге идет в штатном режиме. «Нам остается пройти последние два километра до демонтажной камеры, расположенной в районе «Приморской», — говорит Валерий Кузнецов. — С той стороны уже пройдены встречные тоннели, сама камера тоже почти готова. Станционные комплексы активно строятся, «Новокрестовская» даже с опережением. Так что мы уверены: участок метро сдадим в срок». По предварительным расчетам, в июле щит большого диаметра должен прийти в демонтажную камеру в районе станции «Приморская», где его разберут и отправят на ремонт.

Проблемы с вертикальным конвейером заставили метростроителей понервничать. Однако негативный опыт — тоже опыт, и от этой технологии инженеры не собираются полностью отказываться. Например, учитывая компактные размеры конструкции, он может пригодиться при проходке на территории с плотной застройкой.


Кстати

Описанный опыт актуален не только для Петербурга. В феврале началась проходка первого двухпутного тоннеля московского метро. Столичные специалисты применили аналогичную технологию, поэтому имело бы смысл наладить диалог между коллегами, чтобы избежать возможных ошибок.