Использование подземного пространства

Краткий исторический обзор подземного строительства в мире. Часть 3

Говоря об истории подземного строительства, нельзя обойти вниманием такой немаловажный аспект, как строительство подземных гидротехнических сооружений, отличающихся наибольшей сложностью и трудоёмкостью по сравнению с промышленными и гражданским объектами. Так, можно привести следующее сопоставление: площади поперечного сечения камерных выработок для машинных залов, уравнительных резервуаров и распределительных устройств подземных ГЭС нередко превышают 1 000 м 2 , гидротехнических тоннелей — 200 м2, в то время как площадь поперечного сечения перегонных, тоннелей метрополитена составляет 20—25 м2 [Мостков, Орлов, Степанов, 1986]. В качестве примера приведём проект подземного машинного зала Рогунской ГЭС (рис. 1.6). Подземный машинный зал Рогунской ГЭС длиной 320 м, шириной 27 м и высотой 64 м запроектирован на глубине 500 м от поверхности земли. В непосредственной близости от него — помещение силовых трансформаторов шириной

20 м, высотой 38 м и длиной 180 м, отделённое от машинного зала скальным целиком шириной 38 м. Общий объём подземных выработок на Рогунском гидроузле — около 5,3 млн. м3, а их протяжённость — около 60 км.

Широко распространено строительство подземных ГЭС в Италии. Подземные машинные залы станций Ампецо , Глоренца , Акри и др. имеют поперечное сечение коробового типа, аналогичное Рогунской ГЭС. Экономические расчёты, выполненные итальянскими проектировщиками, показывают, что расположение трансформаторов в подземной выработке, в непосредственной близости от машинного зала (закрытое распределительное устройство — ЗРУ), даёт около 50 % общей экономии по сравнению с наземным расположением (открытое распределительное устройство — ОРУ) [Барбакадзе , Давыдов, 1983].

На Тихоокеанском побережье Канады расположена крупная подземная ГЭС Нечако-Кемано .

Во Франции подземная ГЭС Монпеза на р. Фонтельер заг-дублена на 60 м от поверхности земли. Длина машинного зала ГЭС составляет 60 м, ширина 13,5 м, высота 27 м. Вода подаётся по деривационному тоннелю протяжённостью 17 км.

В Финляндии с 1956 по 1975 годы построены 4 подземных ГЭС. Крупнейшая подземная ГЭС в стране — Пирттикоски , находится в верхней части устья р. Кемийоки . Машинный зал станции, построенной в 1956—1959 годах, пройден на глубине 100 м от уровня моря. Вода на гидротурбины подаётся по двум напорным тоннельным водоводам длиной 60 м каждый, с площадью поперечного сечения 130 м 2 , а отводится по напорному тоннелю площадью сечения около 400 м2. По данным на 1989 год этот тоннель был второй в мире по площади поперечного сечения [Саари , Рейнисто , Лайне , 1993].

В 1979 году в Финляндии был построен гидротехнический тоннель протяжённостью 120 км (площадь поперечного сечения 15,5 м 2 ). Он используется для водоснабжения Хельсинки путём подачи воды из озера Пяйаянне в водохранилище Силвола .

Примерно в тоже время в СССР, в чрезвычайно сложных инженерно-геологических условиях, был построен тоннель для переброски стока р. Арпав оз. Севан (рис. 1.7). Общая протяжённость тоннеля 48 км [Мостков, 2001].

Не меньшую сложность представляет собой строительство подводных тоннелей. В 1983 году в Санкт-Петербурге был возведён автодорожный тоннель протяжённостью около 1 км, обеспечивающий постоянную транспортную связь между Канонерским и Гутуевским островами. Подводный участок, протяжённостью 375 м, сооружён из опускных секций длиной 75 м, шириной 13,3 м и высотой 8,05 м, выполненных из монолитного железобетона с наружной металлоизоляцией .

В 1988 году в Японии был введён в эксплуатацию тоннель Сейкан , проходящий под дном Салгарского пролива на глубине 240 м и связывающий между собой острова Хонсю и Хоккайдо. Его протяжённость — 53 850 м. Строительство тоннеля продолжалось более 40 лет.

Сооружение представляет собой три параллельно идущих тоннеля: диаметром 11,1 м — основной, по которому идут поезда, и диаметрами 5м — два служебных. Основной и вспомогательные тоннели связаны между собой системой коридоров и переходов. С поверхностью Сейкан соединён двумя порталами — в начале и в конце тоннеля, и несколькими вертикальными и наклонными шахтами, оснащёнными мощными грузовыми лифтами. Каждый из таких лифтов способен спустить вниз и поднять на поверхность несколько грузовых автомобилей одновременно. Под проливом, на случай чрезвычайных ситуаций, имеются две просторные станции.

В июне 1991 года закончилась проходка 50-ти километрового комплекса тоннелей под проливом Ла-Манш. Также как и Сейкан , транспортный подземный комплекс под Ла-Маншем представляет собой систему из трёх тоннелей: два перегонных однопутных железнодорожных тоннеля наружным диаметром 8,36 — 8,72 м, а между ними служебный тоннель диаметром 5,38 — 5,77 м (рис. 1.8).

Большие объёмы подземного строительства в последние годы ведутся в Москве. Это, в первую очередь, Торгово-рекреационный комплекс Охотный ряд на Манежной площади, подземный гараж на Театральной площади, комплекс Москва-Сити, подземный комплекс на Поклонной горе, значительное число автостоянок, подземных переходов и транспортных тоннелей.

ТРК Охотный ряд (рис. 1.9) относится к многоцелевым подземным сооружениям и включает: торговый цен тр с гр узовым двором, офисы, археологический музей, предприятия общественного питания и искусственное русло р. Неглинки. Комплекс расположен в древнейшей части Москвы на стеснённом участке (между тремя линиями метрополитена, с сохранением движения наземного транспорта) в чрезвычайно сложных гидрогеологических условиях. Параллельно с его строительством выполнялся полный перенос подземных коммуникаций на площади более 5 га. Технические решения помещения ТРК проектировались с учетом снижения шума и вибрации от метрополитена и автотранспорта.

В настоящее время в Москве начинается строительство двух Параллельно расположенных автотранспортных тоннелей диаметром около 14 м и площадью поперечного сечения более 150 м 2 . Трасса тоннелей проходит в сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях через заповедную зону

(Рис.1.9. Дизайн внутренних помещений торгово-рекреационного комплекса Охотный ряд. Москва)

исторического и архитектурного памятника Лефортово. Одна из важнейших проблем, сопровождающих строительство — это условие полного сохранения заповедной зоны, исторических зданий, сооружений и садово-паркового массива, что требует применения практически безосадочной проходки тоннелей. Для этого применяется специализированный тоннелепроходческий щитовой комплекс с пригрузом забоя. Специальная технология безосадочной скоростной проходки и использование водонепроницаемой железобетонной обделки позволяют исключить любые воздействия на поверхность заповедной зоны и на гидрогеологические условия района как во время строительства, так и на период эксплуатации тоннеля.

Многие отечественные и зарубежные специалисты в области подземного строительства считают, что интенсивное освоение подземного пространства будет основной тенденцией в XXI столетии из-за перенаселённости больших городов и необходимости создания новой среды обитания людей [Лернер , Петренко, 1999].