Сергей (22sobaki) wrote in engineering_ru,
Сергей
22sobaki
engineering_ru

Бактерии против метро

Пишет tov_tob


В связи с тем, что новый пост серии "Метро, которого нет" немного задерживается, расскажу вам о метро что-нибудь другое. В публикации, посвященной "Берестейской" и ее соседкам по пусковому участку, я лишь вскользь упомянул об истории борьбы метростроя с бактериями, ставшей одной из легенд Киевского метро. Пора рассказать об этом случае более подробно.

5 ноября 1971 г. вступил в строй пятый пусковой участок Киевского метро: открылись сразу три станции - "Октябрьская" (ныне "Берестейская"), "Нивки" и "Святошино" (ныне "Святошин"). Это был переходной участок с глубокого на мелкое заложение и перегонные тоннели между "Шулявской" и "Берестейской" сооружались в условиях, которые можно охарактеризовать, как исключительно сложные. Дело в том, что "Шулявская" находится на глубине около 80 м, а "Берестейская" до 20-ти. Кроме всего прочего, поверхность земли над "Берестейской" на 15 м выше поверхности над "Шулявской". В конечном счете перепад высот между станциями составляет порядка 75 м и перегон был построен с очень крутым уклоном 42‰ (42 м вверх/вниз на 1 км пути).

Но не это было самой большой бедой при строительстве. Следствием перехода с глубокого заложения на мелкое практически всегда является необходимость пересечь водоносный горизонт. Здесь их было сразу два: сначала тоннели пересекали мелко- и среднезернистые водонасыщенные пески харьковского и полтавского ярусов, а затем водонасыщенные пески и супеси четвертичных отложений, разделенные слоями бурых и пестрых глин с древними размывами. Мощность (толщина слоя) грунтовых вод полтавского горизонта составляла 45 м, четвертичного - до 25 м. Т.е. практически весь перегон проходит через водонасыщенные грунты (это ответ на извечный вопрос "почему "Шулявская" такая глубокая?").

Проектом предусматривалось вести проходку тоннелей щитовым способом под сжатым воздухом (кессоном) в сочетании с глубинным понижением уровня подземных вод. Протяженность трассы с предварительным водопонижением составляла 800 м. За период с 1966 по 1970 гг. было пробурено 168 водопонижающих скважин и 117 наблюдательных. Однако в силу непонятных на первых порах причин уровень воды полтавского горизонта удалось понизить всего на 10-15 м (вместо 25 м, предусмотренных проектом), причем на достижение этого значения вместо 30 запланированных суток ушло 90. Это потребовало повышения давления в кессонах с 2 атм. до 3 атм., что значительно осложнило проходку тоннелей. Из-за увеличения давления число суточных рабочих смен в забоях было увеличено до 11.

Сантиметр за сантиметром проходчики четырьмя кессонными забоями преодолевали плывуны, отвоевывая у стихии будущую трассу. За четыре года, в течение которых шла проходка, было откачано 5,5 млн. куб. м воды. В конце концов тоннели были пройдены и до долгожданного пуска оставалось всего ничего. И тут внезапно выяснилось, что уже установленные стальные болты, которыми скрепляются чугунные тюбинги, оказались изъедены коррозией глубиной более чем на половину своего диаметра. При таких повреждениях о пуске не могло быть и речи, причем болты продолжали корродировать.

1. Так выглядели злополучные болты. А у них, на минуточку, диаметр до 3 см!


Быстро выяснилось, что болты были разъедены серной кислотой. Но откуда она взялась в тоннелях? Сразу же принялись искать источник на близлежащих предприятиях, но напрасно. К выяснению причин коррозии привлекли множество научно-исследовательских и проектных институтов Москвы и Киева: ЦНИИС Минтрансстроя, Киевский государственный университет, Киевпроект, Киевметропроект и даже Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного. Наконец выяснилось, что причиной коррозии стало воздействие на металл продуктов жизнедеятельности тионовых бактерий. Находясь глубоко под землей в состоянии анабиоза, бактерии, внезапно получив большую дозу кислорода, поступающего в грунт из кессона, стали бурно размножаться и разлагать пириты (минерал, который является сырьем для получения серной кислоты), которые содержались в харьковских песках. Следствием этого процесса явилось появление серной кислоты, которая разрушила не только болты чугунной обделки, но и водопонижающие скважины (это одна из причин, почему водопонижение было неэффективным).

До этого случая подобное явление не было известно в практике отечественного и мирового тоннелестроения. В результате научных исследований были выработаны рекомендации по восстановлению подвергшейся коррозии обделке тоннелей и даны прогнозы по восстановлению нейтральной среды за обделкой. Из-за коррозии металлических конструкций потребовалось сооружение усиливающей железобетонной рубашки в тоннелях на длине 1 760 м.

На этом история с бактериями не закончилась и уже после пуска участка было проведено множество дополнительных работ по усилению обделки и ликвидации последствий коррозии: с 1976 по 1978 гг. после 22 часов вечера на злополучном участке неоднократно ограничивалось движение поездов с пассажирами и проводились ремонтные работы.

Кроме захватывающей истории про борьбу с тионовыми бактериями, перегон между "Шулявской" и "Берестейской" имеет ряд своих отличительных черт и странностей. Как уже было сказано, уклон тоннеля на этом участке составляет 42‰. Это самый крутой уклон на главных путях в Киевском метро. На этом участке обязательно испытывается принципиально новый подвижной состав (в частности, так было с крюковскими вагонами).

Протяженность перегона - 2 230 м, что делает его самым длинным на Святошинско-Броварской линии.

2. Чтобы лучше представить себе профиль трассы, взгляните на тематическую картинку. Масштаб по вертикали и горизонтали разный, поэтому картинка выглядит немного странной (но обычно профиль тоннелей так и рисуют) и эскалаторы на "Шулявской" кажутся практически отвесными.


В плане трасса имеет странный изгиб, происхождение которого достоверно неизвестно. Распространенное мнение, будто это сделано для того, чтобы уменьшить величину уклона, немного неубедительно, т.к., если бы трасса была прямой, уклон изменился бы слишком незначительно (либо "Берестейскую" пришлось бы сдвинуть всего несколько метров дальше).

Давайте посмотрим несколько фотографий с того участка. Полноценный фотоотчет, к сожалению, возможности сделать не было, т.к. основная цель визита в те края была иной.

3. В 300-х метрах от "Шулявской" тоннели начинают круто уходить вверх:


4. Табличка на изломе профиля рядом с "Берестейской". Уклон 42‰ протянулся аж на 1772 м. По современным нормам трассу с таким уклоном и протяженностью строить нельзя (максимум 1500 м).


5. Тоннель практически полностью построен из чугунной обделки:


6. В районе одного из гермозатворов. Из-за того, что на этом участке идет переход с глубокого на мелкое заложение, гермозатворов в каждом тоннеле по две штуки. За зеленым светофором просматривается "Шулявская":


7. Дрезина:


8. Хозяйственный поезд собирается укатить к себе в депо на Оболонь. Кстати, по краям путевого бетона здесь видно загнутые прутья арматуры. Обычно в путевом бетоне арматуры нет.


9. Та самая железобетонная рубашка, которой были обшиты изнутри тоннели для усиления обделки, пораженной бактериями:


10. В одной из кривых можно встретить очень необычное место. Сверху и по бокам обделка очень так хорошо обшита металлоизолом, а внутрь, вероятно, закачан бетон. Скорее всего именно здесь проводились ремонтные работы в 1976-1978 гг.


11. Бонус: двухярусный тоннель. Но это уже совсем другой перегон и совсем другая история :)

Tags: аварии и происшествия, тоннели, транспорт
Subscribe
promo engineering_ru april 14, 2014 13:47 105
Buy for 200 tokens
В 50-х годах Советский Союз вел грандиозные стройки, одной из которых был невиданный по тем временам проект — подземный тоннель на остров Сахалин, получивший рабочее название «Строительство № 506″. В конце 40-х, начале 50-х годов XX века остров Сахалин переживал бурный…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 33 comments