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.

Фото №1 - Техника: первопроходцы
  1. 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.

  2. 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.

  3. На поверхность постоянно вывозят размолотую породу, от нее отделяют бентонит, который используют вторично.

  4. 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.

  5. 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.

  6. 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.

  7. 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.

Фото №2 - Техника: первопроходцы
Новые блоки для строительства следующих колец подвозят к щиту на специальном поезде, который ходит по уже созданному участку тоннеля

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