В мире насчитывается тысячи больших и малых тоннелей самого разного назначения. Из них более сотни имеют длину свыше 10 км. Сегодня мы расскажем о российском рекордсмене, Северомуйском железнодорожном тоннеле, строительство которого стоила жизни 31 человека.
В очень специфических условиях Северомуйского хребта за 26 лет строительства их могло быть намного больше, но, к счастью, сложилась иначе. Тоннель мог и вовсе не состоятся. От помощи в его строительстве из-за предстоящих рисков отказывались все иностранные компании. Хребет, вставший на пути прокладки байкало-амурской магистрали стал самым трудным препятствием в силу своих размеров и малой изученности.
Каменная стена длиной 300 и шириной до 30 км. Вот барьер, который предстояло преодолеть, пробурившись через него. Обойти невозможно, провести трассу по перевалу тоже из-за очень сложного горного рельефа. Серьезные нештатные ситуации, аварии, которые за время строительства случались более пятидесяти раз чуть не привели к закрытию проекта. Но важность цели и воля к победе оказались сильнее.
Когда БАМ был уже построен не хватало только тоннеля. Его заменял так называемой Северомуйский обход, представлявший собой обходную 25 километровую железнодорожную ветку, имеющую сложную геометрию. Перепад высот на этой ветке доходил до 40 метров на километр расстояния. При таких сильных уклонах по ней разрешалось следовать только небольшим грузовым составам.
Поэтому в 1989-м запустили новую обходную ветку длиной 64 км, по которой уже пошли пассажирские поезда. Она состояла из множества крутых серпантинов, проходила через два петлевых тоннеля и опасный виадук, получивший название Чёртов мост.
Виадук Чёртов мост никогда не забудет никто, кто хоть раз по нему проехал на поезде. Он имеет дугообразную форму и значительный уклон на своем 360-метровом протяжении. Этот короткий, но крайне опасный участок пути поезда проходили со скоростью менее 20 км./ час, рискуя попасть под сход лавины. Высота виадука над долиной реки Итыкит 35 метров.
Под весом тяжелых составов он заметно раскачивался. Заслуженная недобрая слава машинистов была ему быстро обеспечена, также, как и добрая слава у многих самодеятельных туристов, любителей острых ощущений и горных пейзажей.
С открытием нового тоннеля в 2003 году обход, вместе с Чёртовым мостом, был закрыт для движения всех поездов, кроме специального рабочего. Машинисты напоследок еще раз перекрестились и с удовольствием водят теперь поезда по Северомуйскому тоннелю, протяженность которого 15 км 343 метра.
Есть, конечно, и более длинные тоннели, но Северомуйский уникален своим расположением. Он находится на севере Бурятии, в нескольких сотнях километров на восток от Северной оконечности Байкала, в зоне гор и вечной мерзлоты.
Сложность при строительстве добавляло непредсказуемость внутренностей хребта, которые оказались богаты неприятными сюрпризами. Проходку тоннеля вели в условиях, которые раньше нигде не встречались. Первым сюрпризом стала высокая концентрация радиоактивного газа радона. Она вызвала повышенную радиоактивность, которая превышала санитарную норму для жилых помещений в 15 раз. Пришлось обеспечивать строителей защиты от радиации.
Вторым сюрпризом стало структура хребта, которая напоминает треснувший от удара молотком кусок слюды. Хребет буквально испещрён большими и малыми трещинами. Точной картины происходящего внутри него пробуренные через каждые полкилометра скважины не давали.
Решили параллельно строительству проводить разведку всеми имеющимися способами. Аэрокосмическая съемка показала главные разломы, которые, как оказалось, занимали намного большую площадь, чем обычно бывает при строительстве тоннеля. Некоторые из них достигали почти километровой ширины и оттуда хлестали огромные водопады. Мощные напряжения внутри хребта выбрасывали через пробуренные скважины наружу с огромной скоростью камни и водные струи, вперемешку с песком и глиной. Предусмотреть все таящиеся там опасности было невозможно.
На одном из участков при прохождении горного массива проходчики наткнулись на гигантский плывун, скрывавшийся за гранитной перемычкой. Под давлением внутри горы плывун, состоящий из массы воды с песком прорвал перемычку и устремился в тоннель. Двадцатитонный грузовик, груженный породой, унесло этим потоком по тоннелю на 300 м.
Последствия аварии залечивали долго, заглушив тоннель огромным количеством бетона. Работы на этом участке были остановлены. Казалось, проблему невозможно решить, но инженеры нашли решение, отведя воду внутри горы в сторону. Через 2 года после аварии проходчики прорубили бетонную пробку и пошли дальше.
В одном месте тоннель перегородила старое подземное русло реки, из которого тоже мощно хлынула вода. А в самом конце строительства произошел сильный обвал, при котором полностью засыпало 200 метров уже пробуренного туннели. Пришлось повторить проходку.
Это только крупные аварии, а мелкие неприятности случались каждый день. Тем не менее при благоприятных условиях некоторые бригады проходчиков прогрызали в месяц более 170 рекордных метров тоннеля.
Вдобавок к своей крайне неудобной для строительства тоннеля структуре, Северомуйский хребет находится в зоне повышенной сейсмической активности. Здесь возможны землетрясения до 10 баллов. Последнее крупное магнитудой 5,6 баллов зафиксировали тут в 1936 году. Такое землетрясения способно вызвать вертикальные смещение на пять и более метров, а около 100 лет назад, даже сам хребет целиком сместился на полтора метра, отчего река потекла вспять, и засох лес на большой площади.
Причина была в сдвиге тектонических плит границы, которых здесь проходят. Любое землетрясение, или подобный сдвиг по время строительства могли привести к катастрофе. Чтобы ее избежать, и чтобы в будущем обеспечить нормальное функционирование тоннеля, в этом сейсмоопасном районе был предпринят ряд неординарных мер.
Параллельно главному тоннелю на расстоянии примерно в двадцати метрах от него стали бурить разведочные тоннель, представляющий собой штольню меньшего сечение. Если главного тоннеля площадь сечения 68 квадратных метров, то у штольни всего 18. Помимо разведывательной функции, она должна была выполнять и транспортно-дренажную.
Опережение главного тоннели на дистанции около 300 метров позволяло вести разведку геологических условий в горе, параллельно отводя лишнюю воду и улучшая вентиляцию всей системы.
Помимо этого, из штольни периодически врезались в главный тоннель, создавая дополнительные участки его проходки. Основная проходка шла с двух сторон хребта, навстречу друг другу. Также для линии будущего тоннеля были пробурены четыре вертикальных шахты с вершины хребта, каждая глубиной в несколько сот метров. Из всех четырех тоже шла проходка в обе стороны.
Эти меры позволили продвигаться множественными короткими участками, что увеличивало безопасность проходки, но в тоже время требовало высочайшей точности расчетов, чтобы в итоге не промахнуться и соединить все участки в единую нитку тоннеля. Это прекрасно получилось. Отклонение от запланированной оси и итоге составила всего 5 миллиметров на 15 км, тоннеля.
Помимо предпринятых мер, в зонах разлома бурили штольни и в сделанные там камеры закачивали монолитный бетон. Стены почти на всем протяжении тоннеля сделали трехслойными, а кое-где и четырехслойными. Таким образом тоннель получился вмонтирован в своеобразную многослойную трубу. Каждый слой, который достаточно подвижен по отношению к остальным. Первый слой – армированный бетон, второй тюбинговый, напоминающий металлические соты, подобную конструкции можно наблюдать в метро. Третий слой – железобетон, и четвертый – металлоизоляция.
Эта гибкая и прочная конструкция теперь надежно защищает тоннель от всех внешних воздействий, которых здесь предостаточно. На особо опасных участках с рыхлыми породами была применена разработанная специально для этого проекта технология дополнительной заливки вокруг тоннеля раствора из жидкого стекла и бетона с особыми добавками для получения очень жесткого каркаса, предохраняющего от обвалов.
Через строительство тоннеля прошло несколько поколений людей и техники. Проходку начала в 1977 году техника, работавшая еще на строительстве московского метро в конце 30-х годов прошлого века. Ее быстро сменила более современная техника, в том числе импортная. Однако не везде суперсовременные импортные машины справлялись неординарными задачами. Не были уверены в них и сами производители.
Глава американской компании Роббинс, чей 250-тонный проходческий комбайн был подготовлен к работе, прибыв на место и взглянув на горный кряж наотрез отсоветовал бурить здесь, предложив поискать другое место, но наши мастера справились. Многое довелось делать по старинке, том числе отбойными молотками, единственным инструментом, который никогда не отказывал.
Проведен колоссальный объем работ и наперекор всем прогнозам и мнениям, итог оказался замечательным. Мы построили надежный тоннель в сложном со всех точек зрения регионе, что позволило запустить в работу Байкало-Амурскую магистраль, обеспечивающую важнейшую стратегическую связь с нашим дальневосточным регионом.