Строительство тоннелей в России – практическое применение новых технологий

Доклад, представленный на международной конференции "NO-DIG - 2008". Автор - М.Б. Голота (ООО «Спецстрой-Инженеринг», Россия, Москва).

Строительство подземных коммуникаций при плотной застройке столь стремительно развивающегося мегаполиса как Москва – сложнейшая инженерная задача. Стремительное развитие нашей компании обусловлено также тем, что в своей работе мы используем последние достижения и разработки в области подземного строительства. В распоряжении ООО «Спецстрой-Инженеринг» помимо парка строительной техники есть тонеллепроходческие комплексы компании «Herrenkneht AG»: AVND 2500 (проект М890 и проект М1176), ЕРВ 3600 (проект М1179) и ЕРВ 3200; оборудование компаний VMT и Jackcontrol.

С приобретением трёх щитов «Herrenkneht AG» объёмы работ по прокладке тоннелей значительно увеличились. Объекты, возведенные за последнее время:

• КЛ-110 кВ «Новобратцево – Войковская. Сооружен тоннель диаметром 3 м, протяженностью 1200 м. Грунт – обводненные пески, успешно пройден между газопроводом и тоннелем под коммуникации большого диаметра. Из-за невозможности переноса тоннеля с коммуникациями были выполнены повороты в плане и профиле трассы. Щит AVND 2500.
• КЛ от ПС «Ново-Внуково». Сооружен тоннель диаметром 3,6 м, протяженностью 240 м. Грунт – глина с илом и торфяником.
• КЛ от ПС «Марфино»Сооружен тоннель диаметром 3 м, протяженностью 1340 м. Был успешно пройден интервал длинной 852 м. Проходка велась в сложнейших горно-геологических условиях – грунт глина с камнями по контакту с сильно обводненными песками, торфяниками. Щит AVND 2500.
• КВЛ-110 кВ «Ново-Кунцево – Сетунь». Сооружен тоннель диаметром 3 м, протяженностью 1350 м. Из-за высокой плотности грунта (глина), наличия подземных коммуникаций пришлось осуществить поворот радиусом 300 м, принимая совместные решения со специалистами Херренкнехта. Щит AVND 2500.
• КЛ от ПС «Очаково» до ПС «Сити-2». Сооружен тоннель диаметром 4,1 м, протяженностью 500 м. Прокладка осуществлялась под важнейшей федеральной трассой. Щит ЕРВ 3600. Сооружено 2 тоннеля диаметром 3 м, протяженностью 400 м. Прокладка осуществлялась под р. Москва, глубина заложения 30 м. Сооружено 2 тоннеля диаметром 3 м, протяженностью 550 м.

Об областях применения оборудования

Не каждая новая техническая разработка или открытие найдет свое применение и место на рынке, многое так и остается незамеченным и невостребованным. Этого никак не скажешь о сравнительно молодой отрасли строительства как микротоннелирование.

Растущий с каждым годом уровень урбанизации ведет к стремительному увеличению населения городов. Такой огромный мегаполис как Москва – не исключение. Непрекращающееся увеличение населения столицы привело к невероятной ценности земли.

В связи с этим город разрастается вверх и «под землю».

Подземные паркинги – это решение часть решения проблемы нехватки свободной площади под застройку, но не единственная. Сравнительно большие площади можно высвободить, перенеся под землю инженерные, транспортные коммуникации, линии электропередач. Одним из способов осуществления таких грандиозных проектов – микротоннелирование.

Когда в середине 90-х годов был реализован первый проект по микротоннелированию с помощью оборудования «Herrenkneht AG», мало кто мог предположить, что эта технология так легко и быстро приживется в России. И вот уже больше десяти лет эта технология будет помогать решать сложные инженерные задачи.

Бесспорно, что в ближайшем будущем микротоннелирование будет актуально и востребовано все больше и больше. Невозможно оставить без внимания планы Правительства РФ по реформе ЖКХ и энергетики как столицы, так и России в целом. По различным статистическим данным, инженерные сети в городах России изношены на 70 % и более процентов; около 1000 га земли только в пределах Москвы находится под линиями электропередач.

При плотной городской застройке лозунг «No Dig» особенно актуален. Непрекращающаяся жизнь мегаполиса не дает возможности вести работы по перекладке или прокладке тоннелей с остановкой движения на перегруженных дорогах, сроки строительства также должны быть максимально сокращены. Все перечисленные факторы являются весомым аргументом при привлечении все больших инвестиций в микротоннелирование. А это немаловажно, так как безупречно точное, высокотехнологичное оборудование требует немалых капиталовложений и профессионализма обслуживающего его персонала.

Наша компания плодотворно сотрудничает с «Herrenkneht AG» уже в течение двух лет. Особенно близок и как нельзя более подходит русскому менталитету девиз наших немецких партнеров – «Teamwork Tunneling». Только командой, когда в проект вовлечены и производитель, и инженеры, и строители, можно добиться слаженной работы и высокого результата.

ООО «Спецстрой-Инженеринг» имеет в своем распоряжении различные тоннелепроходческие комплексы:

• AVND 2500 проект М890,
• AVND 2500 проект М1176,
• ЕРВ 3600 проект М1179,
• ЕРВ 3200.

Парк оборудования таких немалых диаметров в своем роде уникален. По статистике на долю подобных тоннелепроходческих комплексов в России приходится лишь 5 %.

Кадровая политика

Подземное пространство столицы из года в год все больше усложняется. Помимо метрополитена большой протяженности недра Москвы насыщены еще более протяженными коммуникационными тоннелями различного диаметра и назначения.

Если щитами диаметром до 1500 мм уже пройдено достаточно много километров под Москвой и накоплен достаточно большой опыт, то оборудование такого большого диаметра освоено немногими компаниями. Требующие еще большего контроля, профессионализма, подобные тоннелепроходческие комплексы крайне востребованы.

Специалисты нашей компании – инженеры, механики, операторы – прошли специализированное обучение работе с оборудованием у компании «Herrenkneht AG» и имеют сертификаты.

Кадровая политика нашей компании нацелена на создание сплоченного, способного принимать неординарные инженерно-технические решения и выполнять задачи любой сложности коллектива. Сплав молодости и опыта как нельзя лучше сказываются на качестве выполнения поставленных задач, и позволяет с уверенностью смотреть на будущие перспективы развития. За плечами наших специалистов работы при сооружении Московской кольцевой автодороги, в строительстве Третьего транспортного кольца, прокладке километров тоннелей.

Объекты

Сооружение кабельного коллектора 110кВ «Новобратцево - Войковская»:

Глубина ведения проходки составляла порядка 10 м.

Проходка велась в сложных гидрогеологических условиях. Так устройство шахт и микротоннелирование проводилось в обводненных песках мелких и средней крупности, которые под влиянием техногенных факторов теряют структурную прочность и переходят в текучее состояние. Уровень подземных вод, с учетом его сезонного повышения, на протяжении всего участка строительства превышал отметки заложения коллектора и днища микротоннеля.

Для локализации влияния подземных вод в период ведения строительства было предусмотрено искусственное водопонижение глубинными скважинами с насосами (устраивалось на выходе щита, в демонтажной шахте, расположенной в месте локального распространения водоносных горизонтов).

Велась проходка щитом AVND 2500. Трасса длиной 1200 м была пройдена тремя интервалами по 200 м и одним - длиной порядка 600 м.

Из-за присутствия на трассе газопровода и тоннеля под коммуникации большого диаметра и невозможности переноса существующих коммуникаций были выполнены повороты в плане и профиле трассы. Все интервалы были пройдены в срок, без задержек.

Сооружение кабельного коллектора 110кВ «Ново-Кунцево – Сетунь»:

Глубина ведения проходки составляла порядка 15 м.

Проходка осуществлялась не только под существующими проездами, зелеными насаждениями, но и под линиями высоковольтных электропередач, а также под путями Московской железной дороги Белорусского направления.

Использовался щит AVND 2500. Трасса длиной 1350 м была пройдена двумя интервалами порядка 600м.

Первый интервал протяженностью 630 м имел сложные геологические условия. В толще разрабатываемого грунта из высокой плотности суглинков и глины встречались фрагменты фундамента, железобетонные конструкции от снесенных зданий и сооружений.

Из-за плотности подземных коммуникаций с помощью специалистов «Herrenkneht AG» был произведен поворот радиусом 300 м. Система управления продавливанием труб позволила точно устанавливать местоположение проходческой машины в любое время. Положение машины постоянно отражается на экране пульта управления, благодаря чему оператор безупречно управляет процессом проходки.

Для локализации влияния подземных вод в период ведения строительства было предусмотрено искусственное водопонижение легкими иглофильтрами внутри шахты.

Сооружение кабельного коллектора 110кВ от ПС «Марфино»:

Глубина ведения проходки составляла 12 м.

Использовался щит AVND 2500. Трасса длиной 1340 м пройдена двумя интервалами. Один из интервалов был длиной 850 м. Прохождения интервала такой длины и диаметром 2500 мм – уникален для Москвы. Слаженная работа коллектива ООО «Спецстрой-Инженеринг», безупречная работа техники и помощь со стороны производителя позволили пройти интервал без задержек, аварий и поломок.

Сложнейшие геологические условия – проходка велась в грунте, состоящем из глины с камнями по контакту с сильно обводненными песками, торфяниками.

Для локализации влияния подземных вод в период ведения строительства было предусмотрено искусственное водопонижение глубинными скважинами с насосами (устраивалось на вводе щита, в шахтах), а также легкими иглофильтрами (приемный котлован).

Сооружение кабельного коллектора 110кВ от ПС «Яшино»:

Глубина ведения проходки составляла 10 м.

Использовался щит AVND 2500. Трасса длиной 650 м проходила в сложных гидрогеологических условиях, под существующими проездами и в непосредственной близости к тоннелям Московского метрополитена.

Проходка осуществлялась в обводненных песках различного гранулометрического состава, местами с прослойками суглинка, торфа и водонасыщенного песка. Значительное превышение подземных вод, неоднородность литологического состава в районе ведения проходки создали ряд трудностей с проведением водопонижения.

Сооружение кабельного коллектора 110кВ от ПС «Очаково – Сити-2»:

Проходка осуществлялась под важнейшей трассой – Кутузовским проспектом – в связи с этим особое внимание было уделено обеспечению максимальной точности и отсутствию даже минимальной просадки.

Использовался щит ЕРВ 3600 с грунтопригрузом. Трасса составляла 500 м.

Глубина ведения проходки составляла 9 м.

Проходка второго интервала в настоящий момент осуществляется под р. Москва на глубине 30 метров.

При сооружении всех объектов особое внимание уделялось обеспечению герметичности обделки тоннелей. Качество сборки обделки – чрезвычайно важный фактор, определяющий эффективность работы уплотнений, но на используемом оборудовании Использование двойных уплотнений из эластомеров ни на одном из объектов не позволило усомниться в универсальности и высоком качестве подобной технологии.

Перспективы

Проведение ежегодных международных выставок, конференций и семинаров не оставляет сомнения в широчайшем распространении по всему миру технологии бестраншейного строительства и в частности микротоннелирования.

Строительство современного надежного и герметичного тоннеля с высокой скоростью проходки и качеством возможно лишь при увязке следующих компонентов:

1. комплексы, соответствующие грунтовым условиям строительства;
2. высокого качества и точно установленная обделка тоннелей;
3. правильное распределение трудовых ресурсов;
4. точное планирование предварительных работ.