Технологии

С момента демонтажа памятника Максиму Горькому на площади Тверской заставы работы на радиусе «Ленинградский проспект – Ленинградское шоссе» ведутся уже четыре года. И должны были завершиться в 2009 году…

Пока проект «Большая Ленинградка» был представлен только на бумаге, сроки его реализации выглядели четко: в конце 2005-го начали – в конце 2009-го закончили. Когда строители приступили к работе, выяснилось, что вести строительство и реконструкцию придется в непростых гидрогеологических и техногенных условиях мегаполиса. Большая часть коммуникаций, пересекающих «Ленинградку» под землей, даже не была нанесена на карты и схемы! Срок окончания работ плавно перенесли на 2010 год, но потом, более здраво осмыслив общую ситуацию, власти столицы взяли дополнительное время.

По состоянию на апрель – начало мая 2010 года работы выполнены на 2/3: завершено строительство развязки с Беговой улицей (у метро «Динамо»), построен выезд на Ходынку, уже полностью открыт для движения Ленинградский тоннель, также открыт для движения Волоколамский тоннель, построена двухуровневая развязка на пересечении с Головинским шоссе.

Теперь строителям предстоит возвести новый мост через канал имени Москвы и реконструировать старый, а также проложить еще один уникальный тоннель – Балтийский, который, пройдя под Замоскворецкой линией метрополитена и под улицей Балтийская, соединит улицы Алабяна и Большую Академическую. Впереди строительство развязки с Фестивальной улицей, и нужно возвести эстакаду, идущую с Ленинградского проспекта на Волоколамское шоссе, длиной 420 м, что позволит отказаться от светофора на повороте у здания института «Гидропроект».

Самым узким местом в проекте по-прежнему остается площадь Тверской заставы. Как выяснилось, работы по строительству подземного комплекса – в его верхней части должны были разместиться тоннели, соединяющие между собой все выходящие на площадь улицы, – начались совсем недавно (идет возведение стены в грунте), хотя по всем срокам давно уже должны были завершиться. Проблемы создал не только кризис в финансовой сфере. Работы по строительству подземного города у Белорусского вокзала вела турецкая компания ENKA, у которой, как оказалось позже, нет опыта (?!) строительства подобных сооружений… Был найден новый подрядчик. Но это значит, что сроки окончания работ сдвигаются как минимум на год, а то и на два-три. Кроме того, еще нужно реконструировать путепровод, переброшенный над путями Белорусской железной дороги.

Впереди работы на, точнее, под Пушкинской площадью: здесь тоже планируется проложить автотранспортные тоннели, «пересекающие» Тверскую улицу под землей (таким образом убирается светофор на площади) и соорудить подземный комплекс. Поэтому ждать «Большую Ленинградку» водителям придется еще довольно долго.

Однако вернемся к участку на пересечении «Ленинградки» и «Волоколамки» у метро «Сокол», работы на котором можно считать наиболее масштабными и интересными. Как раз здесь расположены, пересекаясь, те самые три тоннеля: Ленинградский, Волоколамский и Балтийский, последний пока присутствует только на чертежах, хотя проходка и работы по его сооружению ведутся интенсивно. Реконструируемая транспортная развязка у метро «Сокол» является частью комплекса мероприятий по запуску в бессветофорном режиме отрезка Ленинградский проспект – Ленинградское шоссе.

Реконструкция развязки включает в себя:

* строительство транспортного тоннеля по направлению Ленинградский проспект – Волоколамское шоссе (транзитный Волоколамский тоннель) для движения автотранспорта по трем полосам как в сторону центра города, так и в сторону области;

* строительство транспортного тоннеля по направлению ул. Алабяна – ул. Балтийская – ул. Большая Академическая (Балтийский тоннель) для движения автотранспорта по трем полосам в обе стороны;

* реконструкцию давно существующего автодорожного тоннеля вдоль Ленинградского проспекта (транзитный Ленинградский тоннель);

* строительство подземного пешеходного перехода под Ленинградским проспектом на пересечении Ленинградского проспекта с улицей Алабяна;

* ряд мероприятий по перекладке существующих и сооружению новых подземных коммуникаций, включая перекладку коллектора реки Таракановки.

Маленькой, но интересной деталью большого проекта является специальное здание, оборудованное механизмом, который ускоряет процесс разворота трамваев, построенное на месте разворотного круга трамвая № 6 рядом с улицей Алабяна. Таким образом защитники старого городского вида транспорта получили некоторую моральную компенсацию за ликвидацию трамвайного движения по Ленинградскому проспекту, а столица может уверенно парировать упреки в «варварском отношении» к историческим видам городского транспорта.

Генеральной проектной организацией по проекту является ОАО «Метрогипротранс» (ГИП – Васильев М.Л.). В проведении проектных работ участвовали ООО «Спецметропроект», ОАО «Проекттрансстрой», ООО «Институт Космос Стройпроект» и еще многие специализированные проектные организации.

На стадии проектирования наряду с «тоннельным вариантом» рассматривался также «эстакадный вариант». По стоимости строительство эстакады получалось дешевле, но остановились на «тоннельном варианте», так как он имеет ряд преимуществ. Стояла задача на основе проектных решений сохранить окружающий архитектурный ландшафт, при этом нераздельные транзитные потоки транспорта теперь уходят под землю, улучшился обзор на перекрестках, а на поверхности в итоге остались только местные потоки автотранспорта. «Недостатком» же тоннельного строительства является большая сложность ведения работ.

По степени сложности инженерно-геологические условия территории строительства характеризуются как сложные – III категории сложности (СП II-105-97). Изучая старые карты (XVIII-XIX веков), инженеры обнаружили, что сотни лет назад на месте сегодняшнего Ленинградского проспекта в месте будущей развязки и прохождения тоннелей находились озера, а сама местность была заболочена. Одно это многое говорит об условиях работы на объекте…

Геологическая «колонка» образована насыпным слоем грунта, песчано-супесчаными грунтами, суглинками и глинами. Насыпные грунты представлены песками, супесями с растительными остатками, с включениями строительного мусора. Мощность слоя колеблется в пределах от 0,4 м до 9 м. Абсолютные отметки подошвы слоя от 148,65 м до160,15 м. Отсыпка была произведена еще в 30-х годах XX века, когда строилась Замоскворецкая линия московского метрополитена, первую очередь которой сдали в эксплуатацию в 1938 году. Наличие песчаных грунтов отчасти облегчило в итоге работу современных строителей.

Пески «Ленинградки» средней крупности с прослоями песков мелких маловлажных и водонасыщенных имеют мощность от 1 м до 10,5 м. Абсолютные отметки подошвы слоя от 139,61 м до 153,90 м.

Также присутствуют пески мелкие с гравием и щебнем водонасыщенные, пески средней крупности с прослоями крупными и гравелистыми водонасыщенные, супеси песчанистые текучие имеют мощность от 6,5 м до 13 м. Абсолютные отметки подошвы слоя от 131,61 м до 138,60 м.

Верхний уровень грунтовых вод распространен повсеместно и установлен на глубине 3,3-8,5 м от поверхности земли. Водоупором служат суглинки и глины. Данные физико-механических свойств грунтов по результатам изысканий свидетельствуют об отсутствии каких-либо аномалий в их строительных свойствах. По степени опасности проявления карстово-суффозионных процессов территория является неопасной.

Проектировщикам приходилось учитывать и то обстоятельство, что при сооружении тоннелей создаются искусственные плотины на пути движения грунтовых вод.

Площадь строительства характеризуется плотной городской застройкой, большим количеством подземных коммуникаций, включая коллектор реки Таракановки (когда-то в районе Ленинградского тоннеля находилась пойма, куда стекались грунтовые воды), а также наличием интенсивного городского автотранспортного и пешеходного движения, которое перекрыть полностью было просто невозможно. Вдоль Ленинградского проспекта, в непосредственной близости от реконструируемых и вновь возводимых объектов развязки, проходит Замоскворецкая линия московского метрополитена мелкого заложения.

В поперечном сечении Волоколамский и Балтийский тоннели образуют два симметричных объема, в каждом из которых предусмотрен пропуск движения в одном направлении – движение в виде трех полос по 3,5 м плюс две полосы безопасности по 500 мм и две банкетки шириной 500 мм и 1500 мм, высотой 600 мм. Минимальный габарит тоннеля в наивысшей точке проезжей части составляет 5250 мм. Общая длина Волоколамского тоннеля составляет ≈ 1730 м, из них закрытая часть тоннеля – ≈ 1170 м, южная (городская) рампа – ≈ 250 м, северная (областная) рампа – ≈ 310 м. Общая длина Балтийского тоннеля составляет ≈ 1955 м, из них закрытая часть тоннеля – ≈ 1550 м, западная (Алабянская) рампа – ≈ 230 м, восточная (Академическа) рампа – ≈ 170 м.

Конструктивные решения Волоколамского и Балтийского тоннелей приняты в соответствии с технологией сооружения тоннелей открытым способом с ограждающей конструкцией из буронабивных свай Ф750-1000 мм с забиркой из грунтоцементных свай в два ряда и укреплением массива грунта под лотком тоннеля по технологии Jet-grouting для исключения попадания грунтовой воды в котлован. На стадии эксплуатации стены из буронабивных свай являются элементами основных несущих конструкций и объединяются с перекрытием, но не имеют жесткого объединения с лотком. К ограждающим стенам изнутри тоннеля устраивается прижимная ж/б стена толщиной 400 мм, жестко объединенная с лотком и перекрытием тоннеля. При величине засыпки тоннеля, превышающей 3,0 м, над тоннелем устраиваются дополнительные этажи подземного сооружения, используемого под притоннельные сооружения и для пропуска инженерных коммуникаций.

Над обоими тоннелями (впервые в опыте отечественного тоннелестроения) сделаны специальные отверстия (открытые участки) для естественного проветривания, работающие в увязке со струйными вентиляторами, которые размещены под перекрытием. На участках естественного проветривания между стенами тоннеля устроены монолитные ж/б распорки. В зауженных из-за условий организации движения на поверхности отверстиях роль основного несущего элемента выполняют распорки – между ними сооружались участки плит перекрытия для пропуска по ним движения автотранспорта.

Волоколамский тоннель (предполагается, что и Балтийский тоже, за исключением его участков, проходящих непосредственно под действующими путями метрополитена) строится открытым способом в обоих направлениях движения. Глубина котлована рамповых частей тоннеля достигает 11 м, закрытых частей – 20 м. Проектом предусматривалось сооружение тоннеля с использованием стен из буронабивных свай, являющихся ограждающими конструкциями на стадии строительства и постоянными конструкциями на стадии эксплуатации сооружения.

В продольном профиле Волоколамский тоннель имеет две независимых пониженных точки, которые образуют между ними «горб» – проезжая часть идет волной, вначале ныряя под сети коллектора, затем проходит над будущим Балтийским тоннелем, и затем снова опускается ниже пешеходного перехода метрополитена. В самом глубоком месте тоннель залегает примерно на 18 метрах от поверхности (здесь убрана в трубу река Таракановка).

Сети коллектора представлены в виде мощной железобетонной конструкции, куда спрятано множество городских коммуникаций, поэтому их перекладка была экономически нецелесообразна. При производстве работ по сооружению Волоколамского тоннеля коллекторы вывешивались специальным образом над открытыми котлованами.

В зоне строительства тоннелей были переустроены фактически все существующие подземные коммуникации, кроме трех коллекторов, пролегающих над Волоколамским тоннелем. Работа с коммуникациями сильно отразилась на сроках реализации проекта, что незаслуженно ставят строителям в вину иные активные представители «общественности». Проектные работы по данному разделу были выполнены ОАО «Каналстройпроект».

В связи с перекладкой трамвайных путей на участке строительства Волоколамского тоннеля, а также в связи с ограниченной шириной существующей проезжей части (с одной стороны жилой дом, с другой – рампа существующего Ленинградского тоннеля) на данном участке возведение закрытой части тоннеля велось в следующем порядке. Вначале сооружались ограждающие стены из буросекущихся свай и к ним вплотную устраивались прижимные ж/б стены, а далее производилась разработка грунта на глубину нижнего перекрытия будущего тоннеля. Затем бетонировалось перекрытие, которое сажалось частично на свайную стену, частично на прижимную ж/б стену, укладывалась гидроизоляция перекрытия с устройством защитного слоя, восстанавливалась проезжая часть по поверхности. После восстановления проезжей части под сооруженным перекрытием велась проходка тоннеля. При этом ввиду достаточно большей глубины заложения тоннеля на отдельных его участках было принято решение об устройстве промежуточных этажей над проезжей частью тоннеля. Возможно, со временем в них разместят эксплуатационные службы. Также данное решение позволило уменьшить объемную засыпку тоннеля. Подготовка основания под гидроизоляцию тоннеля включала укладку щебеночного основания и цементно-песчаной стяжки. Затем под лотком укладывалась гидроизоляция и устраивался защитный слой. Следом шло сооружение лотка тоннеля и банкетки, производилась укладка внутренних инженерных коммуникаций и устройство внутренней облицовки стен тоннеля.

Поскольку Балтийский тоннель располагается под Волоколамским тоннелем, для уменьшения глубины заложения первого в месте пересечения тоннелей совмещен лоток Волоколамского тоннеля с перекрытием Балтийского тоннеля.

В связи со строительством тоннелей под действующими автомобильными дорогами, а также в связи со сжатым директивным сроком строительства работы велись и ведутся в несколько этапов с выделением проезжей части под временные строительные площадки и перекладкой проезжей части по временной схеме без уменьшения количества полос движения в каждую сторону. В рамках решения данной задачи для пропуска движения на Волоколамском направлении была сооружена временная автодорожная эстакада из стальных конструкций, на месте которой сегодня началось сооружение постоянной монолитной эстакады.

 

Реконструкция Ленинградского тоннеля фактически стала строительством нового – с сохранением конструкций существующей правой старой стены в зоне примыкания к действующему тоннелю метрополитена и сборных распорных плит в основании проезжей части тоннеля. Старый тоннель был построен в 60-х гг. XX века, и согласно строительной концепции того периода был сборным – состоял из сборных ж/б элементов. Его состояние на момент проведения проектных работ оказалось неудовлетворительным, и тоннель решили подвергнуть полной реконструкции.

В поперечном сечении тоннель имеет два отверстия – для пропуска в каждом из них одного направления движения. В каждом направлении предусматривается одностороннее движение в виде трех полос по 3,5 м, двух полос безопасности по 250 мм и двух банкеток, шириной 750 мм и 277 мм, высотой 600 мм. Минимальный габарит тоннеля в наивысшей точке проезжей части составляет 5000 мм. Общая длина тоннеля составляет ≈ 665 м, из них закрытая часть тоннеля – ≈ 329 м, южная (городская) рампа – ≈ 148 м, северная (областная) рампа – ≈ 188 м.

Тоннель имеет лоток толщиной 800 мм, стены толщиной 600 мм и перекрытие толщиной 800 мм.

Над тоннелем устроено два отверстия с целью его естественного проветривания, в них сделаны распорки из металлических труб. Как отмечалось выше, это новое решение для сооружений данного типа.

Ленинградский тоннель был реконструирован в рекордные сроки – всего за пять месяцев: в июле 2007-го его закрыли, а уже в ноябре 2007-го тоннель был открыт для движения транспорта. При производстве работ движение по тоннелю полностью перекрывалось, что создало временные неудобства для автовладельцев и водителей общественного транспорта, но зато это позволило полностью заменить все старые несущие конструкции на новую монолитную обделку. Для пропуска транспорта по поверхности земли были сооружены временные объездные дороги.

Одновременно с процессом реконструкции Ленинградского тоннеля выполнялись буровые работы по ограждению котлована Балтийского тоннеля. В момент реконструкции Ленинградского тоннеля в зоне будущей проходки Балтийского тоннеля под тоннелем метрополитена (т.е. ярусом ниже) тоже велись буровые работы по устройству стартовых котлованов под проходку. После завершения работ по реконструкции Ленинградского тоннеля выполнить их было бы по факту технически невозможно.

Работы по устройству Балтийского тоннеля, очевидно, станут самыми сложными. Кроме задачи не затронуть пролегающие над тоннелем пути Замоскворецкой линии метрополитена неудобства создают местные грунты, залегающие на глубине ниже 6-7 м и представленные преимущественно обводненными песками и текучими супесями. Еще ниже находятся плотные глины, но до них строители не опускаются, попадая в зоне проходки в самое «пекло», где проходят основные потоки грунтовых вод. В данных условиях для закрепления грунтового массива применяется технология струйной цементации. Закрытая проходка (под метро) ведется путем устройства небольших проходческих штолен, в которых проводится опережающее крепление экранами из металлических труб (несущее перекрытие) конструкции тоннеля.

Устройство ограждающих стен стартового котлована из буронабивных свай на этапе реконструкции Ленинградского тоннеля позволило теперь вести работы под действующим Ленинградским тоннелем. Первый стартовый котлован располагается под существующим Ленинградским тоннелем, другой стартовый котлован располагается на улице Балтийская вблизи перегонного тоннеля метро (он был построен в 1961 году). С целью дополнительной стабилизации водонасыщенных грунтов вокруг котлованов производится закрепление грунтового массива при помощи трех рядов пересекающихся грунтоцементных свай. Ниже отметки дна котлована устраивается днище из грунтоцементного массива.

В качестве основного конструктивного материала при сооружении тоннелей был и будет использован монолитный железобетон (бетон класса В30, W8, F300 в слоях, арматура классов А-III, A-I).

Закрытая часть тоннелей представлена следующими типами конструкций:

– закрытая составная двухпролетная прямоугольная рама с одноэтажным перекрытием в виде плоской плиты;

– двухпролетная составная рама с отверстием, имеющим поперечные ребра в центре и обратным ребристым перекрытием по краям;

– закрытая составная двухпролетная прямоугольная рама с двухэтажным перекрытием в виде плоских плит с системой перегородок между ними;

– закрытая составная двухпролетная прямоугольная рама с трехэтажным перекрытием в виде плоских плит с системой перегородок между ними;

– закрытая замкнутая двухпролетная прямоугольная рама в зоне закрытой проходки под экраном из труб.

Перекрытия – в виде плоских плит толщиной 500-1200 мм. Конструкция рамповых частей тоннелей выполняется в виде не замкнутой сверху рамы, состоящей из стен высотой до 9,0 м и лотка. Лотковая плита тоннелей опирается на грунт через бетонную подготовку толщиной 100 мм, щебеночную подготовку толщиной 200 мм и песчаную подготовку толщиной 300 мм. На всем протяжении закрытых и рамповых частей тоннеля вблизи одной стены каждого направления расположена водоотводная труба с системой смотровых колодцев.

Конструкции тоннелей защищаются от воды гидроизоляцией Flexigum. На рамповых участках изоляционное покрытие наносят под лотковую плиту и на ограждающие стены изнутри тоннеля, защищая ее прижимной железобетонной стеной. На закрытых участках тоннеля изоляция устраивается под лотком, по внутренней поверхности ограждающих стен и по верху перекрытия. После гидроизоляции по стенам тоннеля устраивается железобетонная прижимная стена. Для защиты гидроизоляции от механических повреждений в лотковой части тоннеля устраивают цементную стяжку, по перекрытию – бетонную стяжку, армированную дорожной сеткой.

Деформационные швы запроектированы с применением полимерных гидрошпонок. Расположение деформационных швов предусмотрено не реже чем через 20-30 м на рампах и 40-60 м на закрытых частях тоннелей.

Несущие конструкции тоннелей рассчитываются как рамные системы на упругом основании на постоянные и временные нагрузки в соответствии с действующими нормативными документами по двум группам предельных состояний. Конструкции тоннелей проектируются с учетом возможных неблагоприятных сочетаний нагрузок и воздействий, которые могут действовать как при эксплуатации, так и в процессе строительства.

Постоянные нагрузки определены от собственного веса конструкции тоннеля, грунта обратной засыпки, дорожного покрытия, а также от технического оборудования, размещенного в притоннельных сооружениях. Временные нагрузки и воздействия класса    А-14 (НК-80) приняты на основании СНиП 2.05.03-84* «Мосты и трубы» и МГСН 5.02-99 «Проектирование городских мостовых сооружений». Конструкции тоннеля также рассчитывались на всплытие от действия гидростатического давления воды.

До начала производства строительных работ конструкции всех подземных и наземных сооружений, попадающих в зону влияния строительства, фиксировались посредством специальных инженерных решений. Проектные решения по данному разделу выполнялись специалистами Научно-исследовательского проектно-изыскательского и конструкторско-технологического института оснований и подземных сооружений им. Герсеванова Н.М. (НИОСП). В качестве примера одного из таких решений можно привести сооружение промежуточной стенки из грунтоцементных свай, расположенной между фундаментом здания и строительным котлованом тоннеля (в частности, такая конструкция сооружена у дома № 75/1 по улице Алабяна). Грунтоцементные стенки обеспечивают сохранность зданий и защиту их фундаментов от недопустимых деформаций.

На протяжении всего периода строительства ведется комплексный инженерно-геотехнический мониторинг всех сооружений. После окончания строительства в начальный период эксплуатации сооруженной развязки мониторинг будет продолжен.

Для исключения негативного влияния транспортной развязки на окружающую застройку было проведено моделирование вибросейсмической ситуации на площадке строительства проектируемых и примыкающих сооружений.

С целью прогнозирования изменения гидрогеологической ситуации после завершения строительства транспортной развязки ведутся исследования гидрогеологических моделей до и после строительства.

При строительстве развязки с самого начала на постоянной основе осуществляется научно-техническое сопровождение проектных и строительно-монтажных работ, которое ведут НИЦ «Тоннели» ОАО «ЦНИИС» и ФГУП НИОСП им. Герсеванова Н.М.

О масштабе работ на проекте «Большая Ленинградка» специалистам многое скажет количество задействованной техники, в числе которой оборудование для сооружения «стены в грунте» (грейфер), представленное в данном случае машинами фирмы Casagrande (15 единиц); буровые станки типа Bauer BG-35, на объекте работала техника Bauer и Soilmec (всего 22 единицы), а также буро-инъекционный комплекс по технологии Jet-grouting (на «Ленинградке» данный вид техники носил марку Casagrande).

Номенклатура строительных машин и оборудования была в основном ориентирована на арсенал строительно-монтажных управлений подрядных организаций, имеющих опыт строительства подобных сооружений в г. Москве. Генеральной подрядной организацией на «Большой Ленинградке» выступает ООО «НПО "КОСМОС"» (в его составе работы ведут ООО «Космос-УралСпецстрой» и ООО «Космос-Тоннель»), в качестве субподрядчиков в разное время на объекте работали ООО «ЭЛГАД Спецстрой», ОАО «Трансмонолит» и ОАО «Мостоотряд 19» (московский филиал).