Общая потребность в чугунных тюбингах для сооружения тоннеля определена техническим проектом в количестве 242 тыс. тонн. Обделка тоннеля на материковой стороне, на участке проходки в крепких скальных грунтах, проектируется из железобетонных блоков и на припортальном участке тоннеля — из монолитного бетона. Общий объем бетонных и железобетонных работ, необходимых для сооружения тоннеля, составляет 236 тыс. куб. м.
Это вторая статья о сухопутном пути на остров Сахалин. Первую стать читать здесь. Статья №1. Почему не надо строить мост на остров Сахалин. по ссылке https://dzen.ru/a/Za6O7RxzlxFW0Rz1
Про проект тоннеля на Сахалин 1951 года написано достаточно много и везде поэтому начнем с современного состояния вопроса.
С 2000 года по поручению РЖД проектный институт "Ленметрогипротранс" занимался проектными работами разных стадий и форматов тоннеля на остров Сахалин.
Рассматривались следующие варианты его сооружения.
- Вариант 1. Тоннель Д, = 9,5 ми сервис тоннель Д‚= 5,5 м с щитовой проходкой.
- Вариант 2. Тоннель Д‚= 11,5 м с щитовой проходкой.
- Вариант 3. Тоннель из опускных секций.
- Вариант 4. Тоннельно-мостовой переход.
- Вариант 5. Комбинированный тоннель с обделками из опускных секций на береговых участках и кругового очертания в русловой части.
Вариант 1. Тоннель Д, = 9,5 ми сервис тоннель Д‚= 5,5 м с щитовой проходкой.
Участок тоннельного перехода под проливом протяженностью 9,2 км включает два тоннеля: основной, под железнодорожный путь наружным диаметром 9,5 м и сервис-тоннель (обслуживающий) диаметром 5,5 м. Продольный профиль тоннелей – двухскатный с наибольшей глубиной от уровня ординара 40-41 м; максимальный уклон 1,3%. Толщина покрывающего тоннель слоя грунта составляет не менее 5м. Расстояние между осями тоннелей – 27,5м. Тоннели соединяются между собой сбойками через каждые 600м.
Тоннели имеют сборную чугунную обделку с бетонным заполнением ячеек и внутренней железобетонной обоймой.
Тоннели сооружаются с применением специальных механизированных щитов с пригрузом забоя. Проходка тоннелей ведется от трех шахтных стволов и восточного портала. Стволы расположены на трех намывных островах, соединенных с берегами двумя дамбами. Береговая материковая шахта предназначена не только для вывода щитов на трассу, но и для возведения участка сопряжения горного и подводного тоннелей. Средний подрусловый и береговой островной участки целесообразно сооружать с встречной проходкой щитами для уменьшения плеч проходки и снижения сроков строительства. При такой организации работ необходимо задействовать 10 проходческих щитов. При встречной проходке только на среднем подрусловом участке число забоев -до 8, а при отказе от встречной проходки – до 6 (потребуется 3 щита большого диаметра и 3 среднего). Вариант сквозной проходки одного тоннеля одним щитом на всю длину тоннеля следует признать неприемлемым вследствие высокой вероятности выхода щита из строя.
Вариант 2. Тоннель Д‚= 11,5 м с щитовой проходкой.
Подводный тоннель большого диаметра Двн-10 м включает в своем сечении железнодорожный габарит и обслуживающий отсек, Поперечное сечение позволяет разместить вентиляционный канал и насосную перекачки. Продольный профиль тоннеля соответствует основному тоннелю варианта I. Обделка тоннеля – из чугунных тюбингов с бетонным заполнением ячеек и внутренней железобетонной обоймой.
Сооружение тоннеля предусматривается с использованием специальных проходческих механизированных щитов с пригрузкой по схеме, аналогичной 1-му варианту: с предварительным намывом 3-х островков и 2-х дамб, проходкой 3-х шахтных стволов.
Вариант 3. Тоннель из опускных секций.
Подводный тоннель длиной 9,2 км сечением 13,4 х 11,3 м состоит из отдельных изготовленных на берегу секций L=100 м. Сечение тоннеля включает железнодорожный и обслуживающий отсеки, вентканал и участок размещения насосной перекачки. Продольный профиль тоннеля построен по условию минимального его заглубления в дно пролива с защитным налегающим слоем грунта и каменной наброской общей толщиной 2 м. Наибольший уклон – 1%. Опускные секции выполнены из железобетона с наружной гидроизлоизоляцией из стали в виде несъемной опалубки.
Организация работ предусматривает строительство тоннеля одновременно с материкового и островного берегов. На островном берегу разрабатывается котлован, вдающийся вглубь острова на 1,4 км, для установки на этом участке опускных секций.
Секции изготавливаются в полигонных условиях в двух доках-шлюзах и доставляются на плаву буксирами к месту установки на проектной оси тоннеля. Опускание и подводное стыкование секций осуществляется с помощью морских плавсредств. Раскрытие подводной траншеи и обратная засыпка (намыв) выполняются трюмными землесосными снарядами морского технического флота.
Вариант 4. Тоннельно-мостовой переход.
Тоннельный переход через пролив включает подрусловой глубоководный участок протяженностью 5,1 км в виде двух подводных тоннелей – основного наружным диаметром 9,5 м и обслуживающего 5,5 м с чугунной тюбинговой обделкой и бермовых участков в виде балочных мостов-эстакад длиной с западного берега 1,0 км, с восточного – 0,5 км. Рамповые участки тоннелей расположены на искусственных намывных островках протяженностью каждый 1 км. Продольный профиль тоннельного участка – двускатный с наибольшим уклоном 1.8%. Западный мост примыкает к тоннелю, сооружаемому горным способом, а восточный мост примыкает к участку открытого железнодорожного пути. Общая длина тоннельно-мостового перехода (без горного тоннеля) – 8,0 км. Конструкция тоннелей аналогична 1-му варианту. Конструкция мостов-эстакад представляет собой балочные пролетные строения из железобетона L-33 м на опорах в виде свай-оболочек и бетонных фундаментов, облицованных камнем. Тоннели сооружаются с применением специальных щитов со встречной проходкой (4 забоя) со стороны островков. Мосты строятся с помощью морских плавсредств.
Вариант 5. Комбинированный тоннель с обделками из опускных секций
Тоннель на береговых участках и кругового очертания в русловой части.ный переход общей протяженностью 9,2 км состоит из подруслового глубоководного участка длиной 3,5 км из двух тоннелей – основного и обслуживающего наружными диаметрами 9,5 м и 5,5 м и береговых мелководных участков (западный длиной 2,0 км и восточный – 3,7 км) из опускных тоннельных секций. На восточной стороне опускные секции вводятся вглубь острова на 1,4 км. Продольный двускатный профиль имеет наибольший уклон 1,25%. Конструкция тоннелей щитовой проходки и конструкция опускных секций не отличаются от вариантов 1 и 3. Тоннели с чугунной обделкой сооружаются по схеме встречной проходки при раскрытии 4-х забоев. Западный и восточный участки тоннелей из опускных секций строятся одновременно по технологии варианта 3.
По результатам рассмотрения вариантов проекта, наиболее эффективным вариантом, был признан вариант 2 тоннеля большого поперечного сечения с щитовой проходкой Д=11,5 м. Грунтовый массив на этом участке сложен водонасыщенными осадочными породами (илистыми песками и супесями плывунного типа, илистыми суглинками), поэтому предполагается использование механизированных проходческих комплексов с пригрузом на забой, предназначенных для проходки тоннелей в подобных условиях. Протяженность участка – 8900 м. Обделка тоннеля Дн=11,4 м – чугунные тюбинги или Дн=11,бм – железобетонные блоки с гидроизоляционными прокладками. Проходка тоннеля предусматривается двумя встречными забоями: от шахты в конце дамбы у материкового (западного) берега и от восточного портала. Срок строительства тоннеля ориентировочно составляет при задействовании двух проходческих комплексов 10 лет и при трех комплексах 9 лет.
И теперь переходим к вопросу почему сейчас мы не сможем построить тоннель на Сахалин щитовым способом. Сравним фотографии наших проходческих комплексов и немецкого, в заголовке статьи, являющийся венцом развития и совершенствования таких машин на протяжении 50 лет.
И вот собственно ответ на вопрос. В настоящее время щитовых проходческих комплексов с пригрузкой забоя, необходимых для сооружения тоннеля под проливом Невельского, в России нет и купить его негде, в текущих военно-политической ситуации, такие технологии и оборудование нам не продадут. А построить, испытать и наладить производство таких машин, равносильно еще одной космической программе по материальным затратам и времени.
В следующей статье рассмотрим проблемы сооружения в проливе Невельского тоннеля погружным способом.