Посмотрел на досуге старый советский фильм - катастрофу "Прорыв"
про геройский подвиг Ленинградских метростроевцев основанный на реальных событиях 1974 года - когда в строящийся туннель хлынула вода и в городе начались провалы. Фильм честно сказать на любителя, но осадок остался и стало интересно. Оказалось что не только в 1974 году, но и зимой 1995го метростроевцы оказались теми героями, которые спасли город от непредсказуемых разрушений.
В начале 1970-х годов советское правительство поставило перед Ленинградом ответственную задачу - к 25 съезду КПСС необходимо было сдать целых 5 новых станций метрополитена. Строители подземки и не представляли что им придется столкнуться со сложнейшей инженерно-технической проблемой, решение которой затянется на 20 лет. Затопленные тоннели, угроза образования провалов на поверхности земли, поврежденные здания. Пообщавшись со знакомым метростроевцем и основательно начитавшись - материала накопилось нормально, пост будет не малый. Рекомендую включить очень годный "дип эмбиент" приложенный к нему для атмосферности.
Речь пойдет о самой первой линии Ленинградского метрополитена - Кировско-Выборгской, в частности о трагедии при строительстве перегонных тоннелей станции Площадь Мужества.
В 1971 году местные метростроевцы взялись за выполнение очередной амбициозной задачи — возведение следующей очереди Кировско-Выборгской линии, которая должна была связать центр Ленинграда с бурно растущими жилыми массивами исторического района Гражданка на севере города. Здесь должно было появиться сразу пять станций.
Поезда по продолжению Кировско-Выборгской линии должны были пойти к многоэтажкам "Гражданки". С этим строители справлялись успешно, пока не началась проходка тоннелей между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества» в самой середине нового участка.
Трасса метрополитена здесь пересекала древнюю долину одного из притоков Невы. Тоннели должны были пройти оставшийся с незапамятных времен мощный плывун про который как раз упоминалось в фильме, толща насыщенного водой песка шириной в пол километра. О том,что проходка здесь будет сложной, было прекрасно известно. Специалисты лишь недооценили масштабы «подарка», который подготовила для них природа. Первоначально строительство шло успешно,были сооружены две станции первого участка Выборгская и Лесная, шло активное строительство оставшихся трех. Но весной 1974 года при сооружении перегонных тоннелей между будущими станциями Лесная и Площадь Мужества строители столкнулись с серьезными трудностями, вызванными необходимостью провести тоннели сквозь русло подземной реки. Существование подземного потока в районе строительства не было неожиданностью. С плывунами метростроевцы сталкиваются часто, тем более в Ленинграде. Проходка через них осуществлялась с применением хорошо освоенной тогда технологией заморозки грунта. Ее суть вкратце заключается в следующем. По контуру будущей выработки через всю толщу плывуна на расстоянии метров двух друг от друга бурятся скважины в необходимом количестве,в них опускаются трубы, а в них закачивается хладагент и в течение 40—50 суток вокруг скважин образуются цилиндры замороженного грунта, которые сливаются между формируя единый массив, в котором впоследствии и работают проходчики.
Ошибка проектировщиков и строителей заключалась в недооценке масштаба происходивших под землей процессов. Поэтому на первом этапе строительства для замораживания грунта применялись обычные фреоновые морозильные установки, дававшие температуру замороженного грунта в минус 10-12 градусов.
Ближе к теме. 8 апреля 1974 года, начиная очередную проходку, бригада рабочих пробурила в промороженном забое нижнего тоннеля разведочную скважину. Когда строители извлекли бур, из отверстия внезапно хлынула вода. Спустя еще некоторое время созданная ледяная стена лопнула, и в уже построенный тоннель из забоя начала поступать водно-песчаная смесь. Проходчиков с трудом удалось эвакуировать. Мощность выброса составляла около 200 кубометров в час, и в течение всего нескольких часов почти весь нижний тоннель был затоплен.
Самостоятельного сообщения с поверхностью этот забой не имел, все коммуникации проходили через стремительно затоплявшийся нижний тоннель и люди едва не оказались заживо замурованными.
Чтобы спасти от затопления остальной участок линии, на гребнях разгонной и тормозной горок станции Лесная были спешно построены по два бетонных затвора толщиной в 3 метра каждый. Аварийные тоннели были закупорены мощными бетонными пробками.
В результате прорыва воды в тоннели, ранее заполненные этой водой подземные полости очистились и образовались обширные пустоты. Из-за осадки грунта на поверхности обрзовалась овальная впадина размерами 400 на 200 метров и глубиной 3 метра. На Политехнической улице вздыбился асфальт, полопались рельсы трамвайных путей. В результате несколько зданий опасно накренились, пошли трещины, а административный корпус завода «Красный Октябрь» был разрушен. Возникла угроза разрушения высотного здания Института советской торговли, стоявшего как раз над зоной размыва.
Чтобы предотвратить дальнейшее катастрофическое развитие событий и начинавшуюся среди населения панику, все аварийные выработки были принудительно затоплены. Тем временем перед проектировщиками встал вопрос о вариантах ликвидации последствий ЧП и продолжения строительства. После того как место аварии было локализовано, встал вопрос о дальнейших действиях по строительству этого участка. Рассматривались два пути – либо начать строительство обходных тоннелей по прежней трассе но выше или ниже подземного потока, либо полностью обойти опасный участок, изменив трассу линии (планировалось строительство станции на Светлановской площади с выводом линии к площади Мужества вдоль 2-го Муринского проспекта).
Строительство трассы ниже зоны размыва потребовало бы устройства двух эскалаторных маршей и дополнительных подземных вестибюлей для перехода с одного марша на другой. Станции Лесная и Площадь Мужества получились бы чрезвычайно глубокими. Кроме того этот вариант осложнил бы стыковку данного перегона с соседними участками линии. Строительство перегона выше зоны размыва привело бы к необходимости создания на поверхности широкой полосы отчуждения, что в условиях плотной городской застройки потребовало бы сноса большого количества строений.
Был выбран третий – самый оригинальный и самый неудачный, как выяснилось впоследствии, вариант решения проблемы. Было решено продолжать строительство по прежней трассе с использованием уже затопленных тоннелей. А чтобы избавиться от помех со стороны подземных вод, решили провести глубокую заморозку грунта жидким азотом. Стоимость проведения работ таким способом была колоссальной, а техническая надежность решения уже тогда вызывала серьезные сомнения. Ради выполнения задачи всю промышленность и сельское хозяйство страны на какое-то время фактически лишили жидкого азота. Практически весь его объем производившийся в огромном Советском Союзе отправлялся в Ленинград, где с его помощью путем колоссальных затрат злосчастный плывун все-таки удалось победить. По крайней мере, так казалось. Всего было доставлено и закачано под землю более 8 тысяч тонн сжиженного газа. После частичной заморозки поступление новых порций воды и песка к месту прорыва прекратилось, в результате чего стало возможным очистить затопленные тоннели. В дальнейшем грунт «доморозили» и в таких условиях благополучно, как тогда казалось, достроили злосчастный перегон. Необходимо особо отметить, что никакого постоянного «подмораживания» грунта в процессе эксплуатации тоннелей никогда не планировалось. Подобное постоянное замораживание сделало бы эксплуатацию перегона настолько дорогой и неэффективной, что даже в те времена о нем не могло быть и речи. В проходящих через зону размыва тоннелях обеспечили достаточно мощную гидроизоляцию, включавшую помимо тюбинговой обвязки еще и многослойную бетонную «рубашку» из специальных сортов бетона, стены нижнего тоннеля обшили окрашенными в красный цвет стальными листами, закрыв ими коммуникационные кабели и трубопроводы. Получился своеобразный монумент героизму метростроевцев.
31 мая 1975 года с опозданием на 2,5 года было открыто движение на участке Площадь Ленина – Лесная. 31 декабря того же года была открыта ветка Лесная – Академическая, включавшая в себя и размывавшийся перегон. Тогда казалось, что все проблемы позади. Открытие участка Академическая – Комсомольская (ныне Девяткино) состоялось только в 1979 году.
Но природа взяла свое 20 лет спустя.
Второй размыв
Весна 1995 года.
Весной 1995 года вновь осложнилась обстановка на перегоне Лесная- Площадь Мужества. Резко увеличилось поступление воды и песка в тоннели. Установленная двадцать лет назад гидроизоляция не справлялась. Водопесчаная смесь как наждак протачивала мельчайшие трещины в стенах и сводах тоннелей. Ситуация усугублялась огромным давлением на внешние стенки тоннелей, ведь глубина заложения перегона местами превышала 110 метров. Кроме того, начали сказываться пагубные последствия давней проектной ошибки – строительства тоннелей в два яруса. Теперь к мощным статическим нагрузкам (огромному давлению воды и песка) прибавились еще и динамические – под воздействием проходящих поездов верхний тоннель начал проседать и проваливаться в нижний.
Проседание тоннелей и поступление в них воды происходили в течении всех двадцати лет эксплуатации. Проседание тоннелей держалось в пределах 10-25 мм в год, что является нормальным и проявляется на многих участках многих метрополитенов. Поступление в тоннели грунтовых вод тоже дело обычное. Но в мае 1995 года ситуация изменилась. За один только месяц тоннели просели на 35 мм, причем верхний тоннель проседал быстрее. Поступление воды возросло настолько, что ранее включавшиеся только на ночь тоннельные насосы, работая теперь круглосуточно, уже не успевали ее откачивать. Между рельсами побежал грязный бурный ручей. Вскоре вода стала заливать и сами рельсы, поезда шли по огромной луже, возникла реальная угроза размыва полотна. Капая со свода тоннеля вода через верхние воздуховоды вагонов попадала внутрь орошая пассажиров.
Как писалось в одном источнике - в последние дни работы перегона поезда проследывали этот участок на малой скорости и смесь песка и воды била со свистом закладывая уши пассажирам.
Времени ночного технологического окна для производства работ уже на хватало, поэтому пришлось пойти на закрытие перегона на выходные дни. Сначала эти закрытия декларировались как меры временные и разовые, но к лету ситуация ухудшиась и был введен постоянно действующий особый режим работы линии на аварийном участке. Перегон теперь не действовал не только в выходные дни, но и с 22 часов по рабочим дням недели. Причем по нижнему тоннелю (от «Лесной») поезда после 22 часов ходили по вывешенному на станциях расписанию, а в верхнем тоннеле движение прекращалось вовсе. Ремонтные бригады укрепляли стены и своды тоннелей, рельсовое полотно, ликвидировали трещины, через которые поступала вода, усиливали гидроизоляцию. На тоннель надели металлическую «рубашку» и в просвет закачивали бетон. В течении всего лета и осени 1995 года ситуацию еще удавалось удерживать под контролем. Корежить тоннель начало, когда плывун стал продавливать выпуклости до 20 см в высоту и 80 см в диаметре в стенках тоннеля.
В ночь с 3 на 4 декабря мощный плывун прорвался в нижний тоннель. Вся напряженная работа последних месяцев пошла насмарку. Пути были размыты, вода прибывала с каждым часом, в тоннеле шел постоянный ливень. Пассажирское движение на перегоне было окончательно прекращено. Однако тоннель не был затоплен полностью и оставалась надежда найти инженерное решение, позволившее бы остановить приток воды, осушить и укрепить тоннели. А пока началось спешное возведение бетонных плотин-пробок в обоих концах аварийного перегона.
Но через несколько дней резко возросла ежесуточная осадка верхнего тоннеля. Hесмотря на практически прекратившееся движение поездов, теперь он «проваливался» на 30-40 мм уже не за год как в течении двадцати лет перед этим, и не за месяц, как полгода назад, а за несколько часов. Единственным решением, которое позволило бы остановить проседание верхнего тоннеля и хоть частично спасти перегон стало немедленное затопление нижнего тоннеля, с тем, чтобы выровнять давление на его внешние и внутренние стенки. После завершения строительства плотин тоннель был затоплен...
Теперь у метрополитена осталась только одна рельсовая связь с пятью северными станциями Кировско-Выборгской линии и электродепо «Северное» – верхний тоннель. Но и его удержать не удалось. Через два дня после затопления нижнего тоннеля начались подвижки и просадки грунта уже на поверхности. Поднялся уровень воды в колодцах городских коммуникаций. Началась легкая паника среди населения кварталов, прилегающих к месту аварии. Вполне возможно, что все эти явления были лишь следствием затопления нижнего тоннеля и что в скором времени гидрологическая ситуация пришла бы в норму, но городские власти уже не хотели рисковать. В ночь с 15 на 16 декабря по верхнему тоннелю были проведены последние составы, которым предстояло работать на отрезанном участке линии. Контактный рельс был уже отключен, вагоны тащил мотовоз. После прохождения составов пути в районе гидрозатворов были разобраны, кабельные каналы забетонированы, затворы закрыты и загерметизированы и в тоннель началась закачка водопроводной воды.
Перегон Лесная - Площадь Мужества прекратил свое существование.
В день, когда было принято решение о затоплении тоннелей, оказалось, что почти все составы оставались на северном конце ветки, в депо, расположенном в Мурино. Руководство метрополитена срочно вызвало машинистов для перегонки составов на другую часть ветки. Счет шел на часы и минуты, поэтому обратились только к опытным машинистам, проживающим в северных районах - надо было прибыть на место очень быстро. 8 составов, выведенные из-за границы размыва, исправно возили пассажиров все эти 9 лет от «Проспекта Ветеранов» до «Лесной» и обратно. Пока шла борьба с плывуном, поезда линии ходили только до станции Площадь Ленина и от Академической до Девяткино. Я помню застал это в детстве, запомнилась схема метро с отсутсвующим перегоном вместо которого был "подрисован" автобус.
Теперь главной задачей стало восстановление движения от Площади Ленина до Лесной и от Площади Мужества до «Академической. Станция Лесная одно время была конечной и имела камеры съездов, которые затем были демонтированы. Теперь предстояло их восстановить.
Сразу же после потери перегона начались дебаты о путях его восстановления.Из-за отсутствия у отечественных производителей проходческого оборудования, рассчитанного на работу в условиях высокого горного давления и проходку в сильно обводненных слабоустойчивых грунтах, и опыта проведения подобных работ был объявлен конкурс среди иностранных фирм на строительство двух перегонных тоннелей длиной около 800 метров каждый.
Специалисты «Ленметрогипротранса» подготовили ряд проектов по восстановлению аварийного участка, главным образом включавшие в себя строительство обходных тоннелей. Из предложенных вариантов ликвидации аварии был выбран проект строительства новых тоннелей с участием итальянской фирмы Impregilo NCC (гарантия дана на 20 лет, что не много, поскольку почти столько же продержался первый тоннель). Проходческий щит «Виктория» стал сооружать новую трассу примерно в 200 метрах в сторону от старой трассировки и на 20 метров выше.
26 июня 2004 года, по новому перегону прошёл первый поезд с пассажирами. Ликвидация «размыва» отняла значительные ресурсы федерального и городского бюджета и фактически затормозила развитие Петербургского метрополитена на несколько лет. По некоторым данным общая стоимость работ составила более $145 млн, половину из которых внес федеральный бюджет, вторую половину — город.
Новые тоннели на период с 2004 года по 2016 немного просели, и продолжают протекать, но все это в минимальных пределах допустимых норм.