Если станции строятся на небольшой глубине, то тоннели прокладывают открытым способом: копают огромный ров, куда и укладывают кольца будущего тоннеля, а потом засыпают землей. Именно так создавалась большая часть парижского метро, которое проходит почти под самой поверхностью земли. А вот когда необходим тоннель на большой глубине, уже не обойтись без проходческих щитов или туннелепроходческих комплексов.
Ротор с вращающимися фрезами — рабочий орган щита. Именно он роет тоннель, соскребая породу перед собой. В первых щитах ротор заменяли рабочие с кирками и лопатами. Собственно, и щит был нужен лишь для того, чтобы отрываемая порода не обрушилась на людей, — отсюда и пошло название.
У современного щита резцы ротора делают из специальных сплавов. И все равно детали приходится часто заменять — твердые породы со временем ломают самые прочные материалы. Кольцо вращается и сдирает слои породы миллиметр за миллиметром. Во время работы в тоннеле очень шумно, и метростроители носят специальные беруши.
На поверхность постоянно вывозят размолотую породу, от нее отделяют бентонит, который используют вторично.
Чтобы порода перед щитом не осыпалась, в камеру за ротором под большим давлением подают бентонит — вещество, сильно разбухающее при попадании влаги. Он удаляется из камеры только тогда, когда давление в ней сравняется с давлением в тоннеле.
Пробурив очередной участок, щит перемещается вперед, упираясь в блоки обшивки готового тоннеля специальными мощными домкратами. При этом бетонные кольца с резиновыми прокладками максимально плотно придвигаются друг к другу, исключая возможность протечек между соседними блочными кольцами.
После того как из прохода убрали раздробленный грунт, манипулятор устанавливает блоки бетонной обшивки тоннеля, собирая ее как пазл. Чаще всего блоки кладутся так: несколько стандартных частей, а затем деталь другой формы, которая расклинивает блоки и делает образованное ими кольцо непроницаемым для воды.
Иногда построить полноценный тоннель с двумя путями удается за один проход большого щита. Но часто бывает удобнее проложить несколько маленьких тоннелей, каждый для одного поезда.
1250 метров в месяц — мировой рекорд скорости проходки. Установлен в 1981 году щитом КТ-1-5,6 на строительстве перегонного тоннеля в Ленинграде от «Пионерской» до «Удельной».
Чаще всего проходческим щитам дают женские имена. Например, сегодня под Москвой трудятся «Клавдия», «Катюша», «Полина», «Ольга», «Александра» и «Светлана».
1,7 мм в минуту. Это начальная скорость щита. Затем он разгоняется до крейсерских 5–20 метров в сутки.
Самый большой в мире щит прямо сейчас прокладывает новые линии метро в Гонконге. Его диаметр составляет 17,6 м.
Изначально щит движется из стартовой камеры, выкопанной обычными экскаваторами. Кран опускает туда части щита, и их собирают воедино. Сегодня глубина камер для прокладки линий метро в Москве составляет около 30 метров, в Санкт-Петербурге — более 60 метров.
На земле постоянно функционирует специальный заводик, производящий бентонит. Бентонит остается на стенках тоннеля и делает их непроницаемыми для грунтовых вод, закупоривая мельчайшие отверстия. Точно так же работает и червь-древоточец: он выделяет специальную клейкую жидкость, которая укрепляет поверхность прорываемого им тоннеля.
Все оборудование современных щитов работает автоматически, однако операторы, сидящие в кабине управления, следят, чтобы не было сбоев.
Новые блоки для строительства следующих колец подвозят к щиту на специальном поезде, который ходит по уже созданному участку тоннеля
Фото: © HERRENKNECHT AG (X2)
Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 8, август 2018
