Проектирование и строительство метрополитена в Санкт-Петербурге

8 апреля 1974 года при бурении передовых разведочных скважин в нижнем тоннеле была обнаружена незамерзшая порода, из которой поступала вода. Затем в забое появились трещины, через которые начал прорываться плывун. Вскоре и верхние тоннель стал заполнятся. Аварийные затворы из-за быстрого поступления плывуна полностью закрыть не удалось. Плывун затопил оба тоннеля на целый километр, разморозил значительную часть льдогрунтового массива. Для того чтобы остановить плывун, у станции “Лесная” в тоннелях была сооружена перемычка и произведена закачка воды в аварийные участки.

В решении комплекса проблем, возникших при ликвидации аварии, приняли участие многие научно-исследовательские институты Ленинграда. Впервые в мировой практики был применен жидкий азот, имеющий температуру минус 196°, это значительно ускорило все работы по замораживанию, в том числе и по созданию льдогрунтовой перемычки. Помимо жидкого азота был применен ряд новых материалов и приборов. Например: полимербетон с добавлением пластифицирующей смолы, схватывающихся при температурах, близких к 0°; полимербетонные растворы для инъекций в железобетонную рубашку, чтобы понизить ее водонепроницаемость: система межскважинного акустического просвечивания, сигнализирующая о наличии непромороженных зон.

В ноябре 1975 года была произведена сбойка верхнего и нижнего тоннелей, а через месяц весь участок от “Площади Ленина” до “Академической” сдан в эксплуатацию с оценкой отлично. Ни одна станция метро не сооружается без тщательного изучения геологических и иных условий ее нахождения, без тщательного анализа расчета конструкций станций и тоннелей.

Расчет конструкций Ленинградского М. делался с учетом многолетнего опыта московских метросроителей. Но в Москве М. прокладывалось в основном в известняках, так же как железнодорожные тоннели строятся обычно в скальных грунтах. А вот тоннелей, которые надо рассчитывать одновременно и на скальною породу и на глину, еще не строили. Пришлось тщательно изучать свойства кембрийских глин и делать новые расчеты. Так, в Москве чугунные тюбинги перегонных тоннелей делались одинаковыми по прочности. Исследования показали, что кембрийские глины будут давить на тюбинговое кольцо тоннеля гораздо сильнее с верху. Значит кольцо должно быть более сильней на верху и может быть облегченны с баков — то есть можно применить так называемою конструкцию переменой жидкости. На рубеже 1959 — 1960 годов при кафедре тоннелей и метрополитенов Ленинградского ордена Ленина института инженеров железнодорожного транспорта имени В. Н, Образцова была создана лаборатория моделирования тоннелей. В ней на небольших моделях создаются условия, в которых будут действовать подземные сооружения. Первой была построена конструкция станции “Парк Победы”, а затем и все строившееся позднее. В ликвидации последствий аварии у станции “Площадь Мужества” кафедра тоннелей и метрополитенов Института инженеров железнодорожного транспорта принимала самое активное участие. Испытание модели этого участка позволило выбрать лучшею конструкцию укрепления тоннеля.

Когда-то работы в тоннелях велись с помощью отбойных молотков, а погрузка породы в вагонетки осуществлялось в ручную — лопатами. Сооружение тоннелей в Ленинграде уже на первой поре стало механизированным. В Ленинграде был спроектирован механизированный проходческий щит ленинградского типа. За проходческим щитом двигается второй механизм тюбингоукладчик, или эректор. Своими стальными “руками”, которые могут двигаться по окружности, радиусу и вдоль тоннеля, он доставляет и размещает тюбинги в любое место монтируемое обделки тоннеля. Для ускорения строительства тоннели между станциями ведут с двух сторон — навстречу друг другу. Прокладку трассы и точность стыковки обеспечивают маркшейдеры — подземные геодезисты.

Донецкие маркшейдеры, участвовавшие в прокладке первой очереди московского М. , работали очень осторожно. Они обязательно сперва проходили штольней малого диаметра. В случае ошибки ее легко было поправить при расширении тоннеля до полного профиля. Теперь, при проходке тоннелей механизированными щитами, дающими готовый тоннель с уже установленными тюбингами, расчеты маркшейдеров должны быть особенно точными. И действительно, встречные тоннели соединяются с точностью до двух сантиметров. Этому помогают и созданные в Ленинграде щитовые приборы, коренным образом улучшившие определений положений щита. Маркшейдеры первыми приходят на строительство М. :они переносят проект в натуру. Разбивка всей трассы сначала производится на поверхности земли. По этой разбивке задаются все центры вертикальных шахт, наклонных, эскалаторных ходов. Затем крайние точки разбивки через вертикальные шахты с помощью отвесов переносят под землю. От этих точек, под землей, задаются направление горизонтальных штолен со всеми их поворотами и уклонами.