Книга Рыцари подземных магистралей - Виталий Романов

Именно на таком эмоциональном фоне принималось решение о строительстве тоннеля для поездов метро через проблемный участок – русло подземной реки. Строители прекрасно знали, что действуют в зоне повышенной опасности – так называемого плывуна (смеси песка, глины и воды, напоминающей вязкую жидкость).

Плывун – штука опасная и непредсказуемая. Санкт-Петербург стоит на довольно твердом основании – слое сине-зеленых протерозойских глин, донных отложений древнего моря. Но слой этот неоднороден. К сожалению, в нем встречаются пустоты, подземные реки и огромные резервуары воды, которая находится там под большим давлением. Малейшее нарушение внешней оболочки подобного «сосуда» приводит к тому, что скопившиеся массы песка и воды прорываются наружу.

В районе строительства перегона «Лесная» – «Площадь Мужества» дело обстояло еще сложнее. Здесь под городом протекал целый подземный поток, состоявший из коварной смеси мягких пород глины, песка и воды. Вязкая субстанция, которая тоже может находиться в пустотах под давлением, еще опаснее, чем обычная жидкость. Такая масса, вырываясь на свободу, способна резать любой металл за счет силы своего напора и мельчайшего песка, находящегося внутри потока.

Именно такую реку требовалось пройти при строительстве Кировско-Выборгской линии. В те времена существовало три варианта строительства подземных тоннелей на проблемном участке. Первый из них предполагал прокладывание магистрали под найденным потоком. Но это был невероятно дорогой вариант, пришлось бы делать станции очень глубокого заложения. Представьте: чтобы попасть на станцию, пришлось бы спуститься вниз на эскалаторе и, сойдя с него, направиться на другой эскалатор, который перенес бы вас еще на один ярус вниз. Туда, где движутся поезда.

Это был фантастически дорогой вариант еще и потому, что, кроме двухкаскадной системы эскалаторов, требовалось построить промежуточную станцию, нефункциональную. Просто для того, чтобы люди могли с верхнего каскада перейти на нижний.

Второй вариант предусматривал строительство тоннелей над опасным плывуном, ближе к поверхности земли. Но это тоже не нашло одобрения «в верхах». Объяснение было очень простое: если б линия прошла близко к поверхности земли, пришлось бы создать огромную «зону отчуждения» в районе Политехнической улицы. То есть снести все дома и постройки. Иначе жители данного района, а также те, кто работал вблизи линии метро, «прыгали бы на стульях» каждый раз, когда под землей проносился бы очередной состав.

Итак, два проекта были отвергнуты. Что оставалось? На вооружение приняли третий вариант – чрезвычайно опасный, рискованный. Пройти прямо через «размыв»! Ничего подобного в мировой практике еще не было! Аналогов в мировом шахто– и тоннелестроении не существовало.

Проектировщики предложили выполнить замораживание грунта на опасном участке и предпринять дополнительные меры по надежной гидроизоляции тоннелей. Замораживание гидрологически неустойчивых смесей при строительстве подземных сооружений не является чем-то неординарным: оно часто применяется в мировой практике. Ошибка заключалась лишь в том, что никто не смог точно оценить масштабы происходивших под землей процессов.

Нельзя сказать, что в этом виноват кто-то один. Один ученый, один проектировщик, один руководитель, давший команду: «Поехали!» Теперь, спустя много лет, известно: в работу на «размыве» оказались вовлеченными около ста пятидесяти крупнейших в стране научно-исследовательских организаций и промышленных предприятий. Решение о проходке принималось видными учеными, крупнейшими специалистами в данной области.

В итоге плывун решено было заморозить с помощью фреоновых холодильных установок, позволявших довести температуру грунта до десяти-двенадцати градусов ниже нуля. При этом существует еще одна технологическая особенность проекта, о которой не знают миллионы граждан, в течение долгих лет пользовавшихся метро на «Гражданке». Обычно тоннели для поездов прокладываются рядом. О чудо! На перегоне «Лесная» – «Площадь Мужества» они проходят в два яруса. Друг над другом! Это было сделано для того, чтобы сократить площадь поперечного сечения области замораживания грунта. Убавить таким образом количество «морозильных станций», участвовавших в проекте. Уменьшить длину трубопроводов с хладагентом.

Через «размыв» решили провести две защищенные полукилометровые магистрали, каждая из которых имела диаметр шесть метров. Трубы были трехслойными. Наружный слой состоял из чугунных тюбингов, его покрывали специальным водонепроницаемым составом. Внутренний изготовлялся из стали. А промежуточный слой заполняла ажурная сварная конструкция из арматуры. Представить этот слой, воистину, невозможно. В нем на один метр тоннеля приходилось семьдесят метров сварных швов! Затем в эту полость под давлением загонялся специально разработанный полимербетон. Это был монолит, который связывал наружный и внутренний слои.

Огромная труба полукилометровой длины и шестиметрового диаметра «повисла» в непрерывно двигавшемся потоке воды и песка, соединив два «берега» подземной реки. Затем над ней прошла еще одна. Смелый, в чем-то изящный проект. Но если мостом в Калифорнии, например, могут любоваться все желающие, то увидеть подземное чудо Санкт-Петербурга не способен никто.

Поначалу строительство тоннелей в замороженном грунте продвигалось успешно. Однако 6 апреля 1972 года произошла страшная авария. В забой ворвались десятки тысяч кубометров воды с песком. Масштаб произошедшего был таков, что полуторакилометровый участок – от места прорыва до почти готовой станции «Лесная» – в течение нескольких часов оказался полностью затоплен. Остановить поступление воды и песка в зону проходки не удалось.

Более того, смертельной опасности подверглись проходчики верхнего тоннеля. В силу некоторых причин этот горизонт не имел сообщения с поверхностью. Все коммуникации находились в нижнем тоннеле, а он стремительно заполнялся коварной смесью. Люди едва не оказались отрезанными в верхнем забое, а ведь туда началось поступление воды! Рабочих удалось эвакуировать с большим трудом.

В итоге вопрос стоял уже не о спасении аварийного участка. Под угрозой оказалась вся линия метро на «Гражданке». Чтобы обезопасить ее, были спешно построены бетонные затворы толщиной три метра каждый. Две мощные «пробки» закупорили аварийные тоннели.

Но на этом несчастья не закончились. В результате того, что вода и песок прорвались в тоннели, образовались огромные подземные пустоты – те самые, которые ранее были заполнены плывуном, вышедшим на проходческие горизонты. Началось масштабное проседание грунта на поверхности – в самом городе. На Политехнической улице вздыбился асфальт, искореженными оказались линии трамвайных путей. Часть наземных строений впоследствии была снесена из-за угрозы обвала.

К счастью, проседания грунта быстро прекратились. Однако Политехническую улицу пришлось строить заново. Кроме того, были спешно проложены новые автобусные маршруты и один троллейбусный.

Справившись с разрушениями и повреждениями на поверхности, город вновь вернулся к проблеме метро. На практике выяснилось: традиционный хладоноситель не обеспечивал достаточного замораживания плывуна. И опять возникли вопросы, на которые ранее уже искали ответы проектировщики: