Ольга Зиновьева - Москва. Наука и культура в зеркале веков. Все тайны столицы
ТПМК «Натали» предстоит проделать путь от станции «Ходынское поле» в сторону станции метро «Деловой центр». Дистанция, которую предстоит пройти, впечатляющая – более шести километров. По планам щит выйдет на поверхность лишь весной 2015 г. Подрядчики не случайно выбрали такое красивое имя для ТПМК. Стартовавший щит произведен французской фирмой NFM, поэтому и назвали его на французский манер.
Маршрут ТПМК Lovat канадского производства, получившего русское имя «Мария», более сложный. Сначала он пройдет от «Ходынского поля» до «Петровского парка» (станция Третьего пересадочного контура, пересадочная с «Динамо»), а оттуда отправится до «Нижней Масловки» (пересадочная со станцией «Савеловская»). Общая длина пути – 3,5 км, которые «Мария» преодолеет примерно за год.
Одновременно с «Натали» и «Марией» начала проходку американка «Виктория» – на Калининско-Солнцевской линии метро от станции «Деловой центр» до «Парка Победы». ТПМК должен пройти почти двухкилометровый тоннель до 1 декабря 2013 г.
Всего же проходку тоннелей метро сегодня осуществляют одновременно пятнадцать щитов, которые в день проходят по сто метров. Это тоже своеобразный рекорд – столько щитов одновременно в Москве еще не работали. В советское время в проходке участвовали максимум пять машин. Впрочем, и этот рекорд скоро падет. Власти города планируют увеличить количество щитов к концу 2013 г. до 24. В сумме, как ожидается, они смогут ежедневно строить 150 м новых тоннелей.
Для решения транспортной проблемы столицы часть грузолюдских потоков переводится под землю: в тоннели большого диаметра. Одним из таких тоннелей является Лефортовский тоннель, предназначенный для улучшения организации движения городского транспорта и разгрузки центра города.
Предпочтение было отдано так называемому щитовому варианту конструкции тоннеля. По этому варианту производилось строительство двух автодорожных тоннелей диаметром 14,2 м с водонепроницаемой обделкой из сборного железобетона. Строительство тоннелей осуществлялось щитовым комплексом с пригрузом забоя для минимизации осадок поверхности и стабилизации геологического режима в районе строительства.
Трасса тоннелей длиной 3246 м проходит по территории Центрального и Юго-Восточного административных округов Москвы от Почтовых улиц территориального управления «Басманное» через заповедную зону исторического и архитектурного памятника «Лефортово», с выходом к площади Проломной Заставы на территории муниципального округа «Лефортово». На трассе в плане применены кривые радиусом 600 и 1000 м. В продольном профиле трассы выбран ряд уклонов с таким расчетом, чтобы на большей части длины тоннель располагался в устойчивых грунтах. Строительство тоннеля выполнялось в сложных инженерно-геологических условиях и градостроительной обстановке.
Особенность первого участка – расположение выше свода тоннеля и в его сводовой части неустойчивых грунтов: водоносных песков, которые к концу участка переходят в сильнотрещиноватые известняки, перекрытые водонасыщенными песками.
Второй участок характеризуется наличием в сечении тоннеля и выше его свода (в пределах 10 м) известняков, мергелей и карбонатных глин. Над этой толщей залегают (вплоть до поверхности) глины и пески. Гидростатическое давление на обделку составляет до 3,38 МПа.
В пределах третьего участка тоннель постепенно выходит из массива скальных и полускальных грунтов и входит в толщу водоносных песков.
Строительство тоннеля осложнено наличием зон неустойчивых и ослабленных пород, поскольку на глубине 4–6 км имеются зоны геологических разломов, а на глубине 8 км – зона потухшего вулкана.
Особенности строительства тоннелей под Лефортово определили выбор роторного исполнительного рабочего органа щита с гидравлическим пригрузом забоя и сепарационной установкой для очистки бетонитовых растворов.
Обделка состоит из высокопрочных и водонепроницаемых железобетонных блоков толщиной 70 см. Число блоков в кольце 8—10. Гидроизоляция обделки обеспечивается резиновыми уплотнениями в стыках и нагнетанием цементно-песчаного раствора за обделку.
Одно из важных условий строительства тоннелей – полное сохранение природной зоны Лефортово и сохранность исторических зданий, сооружений и садово-паркового массива, расположенных на ее территории. Это требовало особого подхода к оценке, прогнозу и контролю геомеханических процессов, происходящих в толще горных пород и на земной поверхности при сооружении тоннелей, а также применения эффективных методов управления этими процессами. Для решения указанных задач был организован геомеханический мониторинг, включающий комплекс высокоточных инструментальных наблюдений, позволяющих своевременно обнаружить признаки, предшествующие появлению недопустимых деформаций, и принять оперативные меры по их предотвращению. Для повышения надежности и снижения стоимости наблюдений составлению проекта мониторинга предшествовал прогноз ожидаемых сдвижений и деформаций, на основании которого были выбраны наиболее рациональные для рассматриваемых условий методы наблюдений, оптимальное расположение реперов, необходимую частоту наблюдений и другие параметры, при которых обеспечивается оперативное получение информации о развитии геомеханических процессов. Эта информация использовалась при корректировке запроектированных профилактических и защитных мер.
В процессе мониторинга были выполнены сравнения измеренных величин деформаций с их расчетными и допустимыми значениями, выявлены причины возникновения непрогнозируемых деформаций и оценено их влияние на объекты поверхности, установлена эффективность принимаемых профилактических и защитных мер.
Поскольку развитие деформационных процессов происходит в основном как за счет смещения горных пород в сторону технологического зазора, образующегося между крепью тоннеля и окружающими его породами, так и за счет выдавливания пород в лоб тоннеля, управление геомеханическими процессами осуществлялось путем эффективного нагнетания цементного раствора в технологический зазор и применения специальных методов проходки, позволяющих осуществлять противодавление на забой тоннеля.
С этой целью строительство двух автодорожных тоннелей проводилось закрытым способом с использованием специализированного тоннелепроходческого щитового комплекса (ТПК) с активным пригрузом забоя. Размещение в тоннеле трех полос движения потребовало внутреннего диаметра тоннеля 12,35 м и внешнего диаметра щита 14,2 м.
Общая длина тоннелей (в двухпутном исчислении) – 3246 м, из них подземным способом сооружено 2056 м, открытым – 860 м, рамные участки составляют 330 м.
Разработка грунта в забое тоннеля осуществлялась роторным органом щитового комплекса фирмы «Херренкнехт» под защитой раствора бентонита глины, находящегося в призабойной камере под регулируемым посредством воздушного мешка давлением. Роторный орган оснащен шарошками для твердых пород и резцами для мягких грунтов. Комплекс оснащен также камнедробилкой для измельчения валунов размером до 1,2 м. Грунт от забоя тоннеля на поверхность выдавался гидротранспортом по пульпопроводам. Управление передвижениями тоннелепроходческого комплекса осуществлялось в автоматическом режиме с применением лазерного ведения.
Тоннели проходились последовательно: вначале монтировался ТПК в монтажной камере. Затем проходился левый тоннель, после этого ТПК демонтировался и транспортировался обратно к исходной точке. В монтажной камере вновь монтировался щитовой проходческий комплекс и с его помощью проходился правый тоннель.
Аналогичные тоннели были пройдены под заповедной зоной «Серебряный Бор».
Одновременно с транспортными в Москве строится большое количество коммуникационных тоннелей. В их числе и такой объект, как кабельный коллектор под высоковольтные линии электропередачи между подстанциями «Гражданская» и «Войковская» протяженностью 3,5 км, запроектированный и построенный по специальным техническим условиям на основе передового зарубежного опыта. Тоннель прошел под Ленинградским шоссе и Замоскворецкой линией метрополитена. Проходческие комплексы вели проходку в сложных грунтах в так называемом «культурном слое», где на пути трассы, под землей, встречается огромное количество металлических и железобетонных препятствий.
Водоснабжение
Н.А. Озерова
Водоснабжение Москвы
Система водоснабжения Древней Москвы.
Столица России основана на малой реке Москве. В древности жители города пользовались колодцами, рекой Москвой и ее притоками: ручьями, речками и созданными на них сотнями прудов. Из них брали питьевую и техническую воду для производства, в них стирали, купались, купали и поили домашних животных. Такого водопровода, который в наши дни есть в каждом доме, в те далекие времена и в помине не было.
