Технологии

 Когда поднимается вопрос о европейском тоннелестроении, на ум приходят такие объекты, как высокоскоростные железнодорожные проекты Alptransit. И это не все – среди других столь же драматичных проектов, например, австрийский базовый железнодорожный тоннель Brenner, у которого из забоя хлещет ручей, и расположенный по другую сторону Альп тоннель на железной дороге Лион – Турин.

Испания продолжает сооружать свою высокоскоростную железнодорожную сеть, другие крупные железнодорожные проекты можно найти в Восточной Германии, Италии и Австрии. В крупных европейских городах осуществляется строительство метро, начиная с удлинения линий в итальянском Милане и кончая венгерским Будапештом.

На автодорогах реализуются крупные проекты, включая серию тоннелей для внешней кольцевой автодороги г. Праги в Чехии, завершается строительство основного тоннеля на новой французской автодороге А41 около швейцарской границы и несколько таких подводных тоннельных труб, как тоннель через пролив в г. Осло и новый тоннель через р. Тайн в Великобритании.

 

Но, вероятно, проектом, выходящим за все существующие рамки, является тоннель Alptransit в Швейцарии. «Самый маленький» тоннель Лочберг длиной 35,6 км на западе страны был сдан в эксплуатацию в конце 2007 г., и сегодня строительство сконцентрировано на реализации экстраординарного проекта Gottard – железнодорожного высокоскоростного сообщения Цюрих – Милан.

Реализация этого гигантского проекта была начата в конце 1990-х гг. строительством подходных тоннелей, с 2002 г. ведется проходка основного тоннеля, который будет самым длинным и глубоким в мире железнодорожным тоннелем. Его длина в 57 км немного превышает протяженность тоннеля под проливом Ла-Манш, и к ней будет добавлена длина 30 км двух других крупных тоннелей на данной магистрали. Движение поездов ожидается в 2017 г.

Проект основного базового тоннеля был очень сложным, и в октябре 2008 г. проходка была выполнена на 77% его длины, т.е. из общей длины 153,5 км обеих тоннельных труб было пройдено 118,5 км. Недавно был пройден опасный участок, где залегала «сахарная» доломитовая порода, т.к. эта кристаллическая порода может превращаться в мелкую фракцию. Ожидалось несколько сотен метров зоны такой породы, контрольные тоннели показали, что порода не дробилась на мелкие фракции спустя месяц после проходки щита, но предварительно никто не был в этом уверен.

Проходческий щит фирмы Herrenknecht прошел эту зону и был первым из двух таких щитов, который осуществил проходку с южного портала тоннеля длиной 13,5 км диаметром 8,8 м и останавливался один раз для переоборудования в подземной камере, устроенной с помощью горизонтальной галереи со стороны г. Фаидо. Переоборудование заключалось в увеличении диаметра план-шайбы щита на 200 мм для устройства более толстой обделки в зоне проходки трудных пород.

Сейчас оба щита на новом участке длиной 1,5 км должны иметь увеличенный диаметр для проходки в зоне «выдавливающего грунта». «Глубина заложения тоннелей в 2500 м настолько велика, что необходимо учитывать просадку породы из-за давления сверху», – сказал Симон Пегг, один из инженеров со стороны заказчика.

Далее по трассе имелись трудности в районе населенного пункта Седрун, где для доступа к тоннелю была сооружена вертикальная шахта глубиной 2500 м. Здесь ожидалось выдавливание породы, и был выбран горный метод проходки с помощью взрывов при использовании специальной скользящей крепи на участке длиной 4 км. С северной стороны проходка ведется умеренными темпами, но с южной стороны ее скорость не превышает 0,5 м/день.

Тем временем ведутся работы по сооружению тоннеля Ceneri длиной 15 км к югу от базового тоннеля Gottard. В марте 2008 г. было начато планируемое на 2 года сооружение со стороны населенного пункта Сигирино центральной горизонтальной штольни длиной 2,4 км. Строительство ведется консорциумом Monte Cereni в составе 7 фирм, возглавляемых компанией CSC. Проходка осуществляется восстановленным щитом фирмы Robbins, который недавно завершил проходку гидротехнического тоннеля длиной 14,5 км на строительстве ГЭС Karanjukhar в Исландии. Во время восстановительного ремонта в г. Милане на щите были смонтированы дисковые фрезы диаметром 483 мм, что позволяет увеличить эффективность его работы.

Результаты работы показали, что щит можно будет использовать для проходки северных половин основных тоннелей вместо планировавшегося горного метода проходки. Более слабые породы с южной стороны можно будет разрабатывать щитом, и тоннель планируется сдать в эксплуатацию в 2019 г.

Здесь не предполагается присутствия выдавливающего грунта, который был уже встречен на второй крупной европейской магистрали север – юг стоимостью 8,9 млрд. евро между Францией и Италией. Здесь планируются базовый тоннель длиной 53 км, а также три подходных тоннеля, из которых один в районе населенного пункта уже построен, а два других, в окрестностях La Praz и St Martin La Porte, еще предстоит построить.

Тоннель St Martin длиной 2,28 км стоимостью 175 млн. евро сооружает СП фирм Razel, Pizzarotti, Bilfinger and Berger и Granulats Rhones-Alps. Проходка была начата в 2003 г. и ведется в слабых грунтах с включением слоев песчаника, глины и угля. Компании Egis и Alpine поставили специальную скользящую крепь, которая позволяет контролировать деформации породы на участке длиной 600 м. Проходка тоннеля будет завершена в 2009 г.

На другой крупнейшей европейской железнодорожной магистрали север – юг начато строительство базового тоннеля Brenner длиной 55 км через австрийские Альпы, что позволит создать ключевую дорогу от Берлина до Вероны и Палермо консорциумом фирм Bilfinger and Berger, Pizzarotti, Alpine Mayreder, Seli и др. Строительство начато в конце мая 2008 г. проходкой в северном направлении пилотного тоннеля длиной 10,5 км диаметром 6,7 м с итальянской стороны около населенного пункта Аича с использованием восстановленного для работы в твердых породах щита фирмы Wirth.

Тоннель служит для разведки горных пород, и впоследствии, после сооружения двух главных железнодорожных тоннелей диаметром 9,6 м, будет использоваться в качестве сервисного.

Поскольку основной тоннель Brenner еще только предстоит построить, то ведутся работы по ремонту и укладке второго пути на ж/д участке длиной 40 км в долине р. Инн около г. Инсбрук. Это будет высокоскоростная ветка для основного тоннеля, которая уже разгружает перегруженные существующие железные дороги. По трассе ветки будут сооружаться тоннели с неглубоким заложением в слабых породах, т.к. долина реки плотно застроена и нет места для инфраструктуры. «Около 80% трассы расположено под землей», – сказал Мартин Пеллиццери, сотрудник фирмы-заказчика Brenner Eisenbahn GmbH. Всего имеется 10 проектов, из них «два с половиной» уже реализованы, включая построенные горным методом, и один – открытым способом.

 

Но это не единственные крупные железнодорожные тоннели Европы. В Германии сооружается тоннель Ebensveld на железной дороге около г. Эрфурта, представляющий собой часть работ по реконструкции транспортного коридора Берлин – Мюнхен. На этой новой линии строится несколько тоннелей, включая Blessberg длиной 8 км, Muss – 7 км, Tragberg – 500 м и Silberberg – 7,4 км.

К северу от железнодорожного участка между Эрфуртом и Лейпцигом расположен тоннель Finne, где второй щит смешанного типа диаметром 10,8 м фирмы Herrenknecht начал проходку в октябре 2008 г. Первый же щит приступил к проходке в апреле 2008 г. в водонасыщенных, выветренных породах песчаника и глины. Так, после проходки участка длиной 1,5 км с использованием пригруза забоя бентонитовой смесью он начал проходку в красном песчанике без пригруза с водоотводом с помощью насосов. И это позволило бентонитовое оборудование перебросить на второй щит.

Компания Max Boegl and Porr, ведущий подрядчик на объекте, будет использовать новый австрийский метод тоннелепроходки (NATM) на участке длиной 2,2 км.

Железнодорожная сеть г. Лейпцига также будет улучшена с помощью важной подземной центральной городской линии, соединяющей два главных вокзала – Центральный и Баварский. Спаренные тоннельные трубы (длина каждой 1,7 км) сооружаются гидравлическим щитом Herrenknecht под исторической частью города и 50 зданиями. Проходка последнего участка должна была завершиться в ноябре 2008 г.

В Швеции, на другом крупном железнодорожном тоннельном объекте, уже завершилась предварительная проходка. Компания Bilfinger & Berger вместе с фирмами Per Aarsleff и E Pihl & Son сооружают высокоскоростную железную дорогу длиной 10 км от г. Мальме до мостового перехода Оресунд между Данией и Швецией, которая включает спаренный тоннель длиной 4,6 км, проходка которого осуществляется двумя щитами Herrenknecht диаметром 8,9 м.

Тем временем в порту г. Осло успешно ведется строительство подводного тоннеля. Тоннель длиной 1 км неглубокого заложения в районе старой застройки Bjorvika позволит увеличить пропускную способность главной автомагистрали север – юг, которая сегодня проходит по побережью, блокируя доступ к живописному фиорду. Крайние участки тоннеля по обе стороны гавани сооружаются открытым способом, а центральный подводный участок длиной 675 м монтируется из 6 сборных железобетонных элементов коробчатого сечения длиной 112 м, которые доставлялись на плаву на место и погружались в вырытую траншею. Последний элемент был опущен в октябре 2008 г. Поперечное сечение каждого элемента предусматривает размещение шести полос движения, разделенных центральной вертикальной стеной.

Фирма Skanska изготовляла два элемента за один прием в сухом доке на западном берегу г. Бергена и затем переправляла их на плаву за несколько сотен километров в порт для погружения в летний период. Подрядчик на объекте сотрудничал с фирмами Volker Stevin и BAM Civiel.

Компания Volker Stevin также сотрудничает с французским подрядчиком Bouygues Travaux Publiques на объекте спаренного автодорожного тоннеля для двухрядного движения длиной 1,5 км под р. Тайн около британского г. Ньюкасл. Здесь каждый из четырех коробчатых погружаемых элементов тоннельной трубы будет иметь длину 360 м. Остальные участки тоннеля будут сооружаться открытым способом с устройством «стена в грунте».

 

Средиземноморские страны также реализовывали крупные тоннельные объекты высокоскоростных железнодорожных проектов. В Испании существующая сеть расширяется за счет международной магистрали с помощью тоннеля Perthus через Пиренеи длиной 7,8 км, проходка которого была завершена в конце 2007 г. Это позволит соединить испанскую дорогу от Барселоны до французского г. Перпиньян.

На новой железной дороге Мадрид – Валенсия недавно была завершена проходка тоннеля La Cabrera с установлением мирового рекорда по скорости проходки.

При щитовой проходке тоннеля диаметром 8,3 м в известняковых и доломитовых породах была достигнута скорость 92,8 м/день с монтажом 58 колец железобетонных тюбингов. Спаренный щит Herrenknecht осуществлял проходку начиная с июля 2007 г. В качестве подрядчика выступало СП фирм FCC Construction и Construcciones Sanchez Dominguez-Sando. Проект был разработан национальной компанией в области инфраструктуры ADIF.

Между тем щит для проходки в прочной скале, поставленный фирмой MHI-Duro-Felguera и разработанный совместно компаниями Mitsubishi и Robbins, предназначен для сооружения тоннеля по контракту на участке № 4 длиной 2,5 км. Этот участок расположен на самом длинном в Испании железнодорожном спаренном тоннеле Pajares протяженностью 24,5 км. Тоннель имеет и боковые тоннели на подходных участках.

В начале работ тоннельщики встретились с трещиноватой породой, и, поскольку тоннель имеет глубокое заложение в 1000 м, ожидалось вдавливание породы. Для борьбы с этим явлением головная часть щита была укреплена шарнирно, что позволяет увеличить сечение на 400 мм для продолжения проходки в сильно сжатой породе.

В Италии также ведутся тоннельные работы. Сейчас щит Herrenknecht уже осуществил проходку участка длиной 2850 м тоннеля Gorleri длиной 3075 м. Это третий из четырех крупных тоннельных объектов в гористой местности на северном побережье для проекта высокоскоростной железной дороги Генуя – Вентимилья. Были уже сооружены два тоннеля длиной 2609 и 3179 м, и предстоит построить тоннель Bardelini длиной 2925 м.

Ведутся работы на строительстве метро в г. Милане, где щит канадской фирмы Lovat начал проходку в августе 2008 г. на линии № 5. Ранее щит использовался для тоннельных работ на высокоскоростной железной дороге в районе г. Болонья.

Компания Herrenknecht осенью 2008 г. поставит не менее 6 щитов для сооружения метро в г. Риме.