Тоннели на железнодорожной линии Иджеван - Раздан в Армении (2000)
Статья бывшего начальника "Армтоннельстроя" Э.А.Карапетяна "Тоннели на железнодорожной линии Иджеван - Раздан в Армении" из журнала "Метро" №5-6 за 2000 год:
С начала 70-х годов на территории Армении стало бурно развиваться строительство автомобильных и железных дорог. В связи с горным рельефом местности при трассировании линий потребовалось строительство большого количества искусственных сооружений: тоннелей, мостов, труб под насыпями. Так, только на железнодорожной линии Иджеван - Раздан протяжённостью 61.3 км, построенной в 1972-1984 гг., было сооружено 16.4 км тоннелей, что составило 26.6% протяжённости трассы.
Железная дорога была запроектирована институтом Армгипротранс (директор В.К.Дандуров, ГИП дороги Р.А.Еганов, начальник отдела метрополитенов и тоннелей А.С.Курисько, ГИП по тоннелям Д.Н.Арутюнов). Строилась линия силами ТО-8 (начальник А.А.Позоев, главный инженер B.C.Айдинян), СМУ-160 (начальник Ж.Б.Аванесян, главный инженер К.Г.Адамян), ТО-17 (начальник Г.Б.Хачатрян, главный инженер В.П.Абрамчук), ТО-23 (начальник Э.А.Карапетян, главные инженеры В.Сидоров, В.Г.Карапетян) в составе Армтоннельстроя (начальники Л.A.Арутюнов и Э.А.Карапетян, главный инженер Д.В.Рзянкин).
В качестве субподрядчиков в отдельных забоях принимали участие подразделения: Арпа-Севанстрой (Меградзорский тоннель), ЗакСУ "Гидроспецстрой" (Дилижанские тоннели №1 и №2), "Киевметрострой" (Дилижанский тоннель №3), "Тбилметрострой" (Дилижанский тоннель №4).
На железнодорожной линии Иджеван - Раздан было построено 7 тоннелей: Иджеванский длиной 2960 м, Ахкихлинский - 997 м, группа Дилижанских тоннелей общей длиной 3768 м, в том числе тоннель №1 - 1440 м, тоннель №2 - 638 м, тоннель №3 - 1390 м, тоннель №4 - 300 м, Меградзорский тоннель - 8311 м (рис. 1).
Иджеванский тоннель (рис. 2-5) длиной 2960 м, как и все тоннели на линии запроектирован однопутным. Тип обделок принят по "Типовому проекту обделок однопутных железнодорожных тоннелей из монолитного бетона". Площадь поперечного сечения тоннеля составляет 48.3 м².
Исходя из того, что коэффициент крепости пород не превышал 4-6 по шкале проф. Протодьяконова в мергелистых известняках, чередовавшихся с песчаниками, сооружение тоннеля велось методом нижнего уступа, сначала на всю длину проходилась калотта и во вторую очередь подводились стены. Свод и стены сооружались из бетона М200. Для возможности применения высокопроизводительной техники (породопогрузочных машин ПНБ-ЗК, бурильных установок СБУ-2К, бетоноукладчиков ПБУ-5А, безрельсового транспорта) до начала проходки было принято решение провести ряд организационно-технических мероприятий, в том числе:
- площадь разработки калоттного профиля была увеличена с 19.84 до 25.84 м²;
- в сводовой части устраивались выносные пяты, с помощью которых на ряде участков удавалось произвести разработку нижнего уступа сплошным забоем.
Проходка осуществлялась по четырехзабойной схеме: два забоя со стороны Южного и Северного порталов и два забоя из подходной штольни, сооруженной проходческим комбайном 4ППР2.
Разработка пород в основном тоннеле велась буровзрывным способом. Попытка применения комбайна при проходке калоттного профиля не увенчалась успехом из-за большой вязкости пород и недостаточной мощности комбайна. При ведении работ взрывным способом в сотрудничестве с ЦНИИСом Минтрансстроя удалось внедрить ряд предложений, направленных на повышение коэффициента использования шпуров и уменьшение переборов. К таким мероприятиям можно отнести зарядку шпуров гранулированным ВВ с помощью специальной установки, гидрозабойку шпуров капсулами, заполненными водой, вместо пыжей из глины с песком, на ряде участков внедрено гладкое взрывание. В результате переборы были уменьшены до 4%, а коэффициент использования шпуров составил 0.98.
При бетонировании применялась разработанная главным механиком ТО-17 Б.Хечикяном конструкция передвижной опалубки на рельсовом ходу длиной 6 м с механическими приспособлениями для монтажа и демонтажа опалубки. Скорость бетонирования составляла около 100 м в месяц.
Временное крепление устраивалось из металлических арок (I 22-24). Шаг крепления 1-1.5 м. Временное крепление сооружалось с подмостей, смонтированных на породопогрузочной машине. На некоторых участках временное крепление состояло из клино-щелевых анкеров с сеткой.
Несмотря на то, что вентиляция тоннеля осуществлялась с применением воздуховода из металлических труб диаметром 1000 мм вентиляторами ВНСН-16 (Болгария) производительностью 1650 м³/мин, многозабойная схема проходки и отсутствие надежных нейтрализаторов отработанных газов автомобилей привели к принятию решения о бурении скважин диаметром 600 мм по трассе тоннеля с установкой на каждой скважине пакетов вентиляторов "Проходка-500". Эта мера сняла все вопросы по получению достаточного для нормальной работы объёма свежего воздуха в тоннеле. К счастью, рельеф местности и городская застройка не помешали осуществлению этого мероприятия (тоннель расположен в нагорной части г. Иджеван).
В целом следует отметить, что тоннель был построен на достаточно высоком техническом уровне.
Ахкихлинский тоннель длиной 997 м. Потралы тоннеля расположены недалеко от русла р. Агстев. Тоннель безводный. Скальные грунты в ряде мест чередовались с пластами бурого угля. Расположение оси тоннеля определило двухзабойную схему организации работ. В каждом из забоев был применен способ опёртого свода. Все параметры тоннеля (конструкция обделки и организация работ) совпадают с Иджеванским тоннелем.
Группа Дилижанских тоннелей длиной 3768 м (1440 + 638 + 1390 + 300 м). 1-й, 2-й и 3-й тоннели расположены в непосредственной близости от поймы р. Агстев в неблагоприятных горно-геологических условиях. Глинистые сланцы с коэффициентом крепости 2-4 крайне вывалоопасны и склонны к пучению. Эти свойства характерны для пород так называемой Дилижанской свиты. Поскольку большая часть территории г. Дилижана подвержена оползням, ещё до начала проектирования железной дороги в черте города изучением этого явления занималось Геологическое управление республики. Исследования были продолжены и в ходе проектирования и строительства: велись визуальные и инструментальные наблюдения за поведением тоннельной обделки на сооружённых участках и склонов на подходах к тоннелям. Систематически измерялось горное давление, которое доходило до 150 т/м², что обусловило переход в тоннелях №1 и №3 с монолитной обделки, предусмотренной в проекте, на сборную - чугунную и железобетонную. Были применены тюбинги, используемые при сооружении станционных тоннелей Ереванского метрополитена диаметром 8.5 м.
Исключение составил тоннель № 2, построенный из монолитного бетона. Было запроектировано усиление из широкопрочных двутавров №27 в виде арок, смонтированных по внутреннему очертанию бетонной обделки, т.е. была создана замкнутая железобетонная конструкция. Арки устанавливались через 0.5 м друг от друга и раскреплялись глубинными анкерами в породу. Длина преднапряжённого анкера 6-7 м. Всего было установлено 700 анкеров диаметром 40 мм. Бурение производилось станком "Бауэр". После установки анкера скважина цементировалась. В результате установки металлического усиления обделки и глубинных анкеров на момент пуска тоннеля явления трещинообразования обделки и отклонения оси от проектного положения прекратились. Было также предотвращено сужение габарита тоннеля.
Однако в силу ряда обстоятельств в настоящее время (2000 г.) линия не эксплуатируется и нет систематического и квалифицированного наблюдения за поведением обделки. Предположения о возможном сползании Дилижанских тоннелей в пойму р. Агстев до сих пор не опровергнуты, поэтому считаю, что, учитывая общую тенденцию к оползневым явлениям в районе г. Дилижана, вопрос этот должен быть постоянно в центре внимания Армянской железной дороги.
Меградзорский тоннель длиной 8311 м (рис. 6-14) - седьмой на железнодорожной линии Иджеван - Раздан. Тоннель расположен на прямом участке, профиль - двухскатный с максимальным уклоном 26‰. Площадь поперечного сечения 45.3 м². По проекту обделка была принята из монолитного бетона М200. Геологические условия проходки тоннеля позволили соорудить большую его часть на полный профиль. Впервые в практике тоннельного строительства на территории бывшего СССР постоянная обделка из монолитного бетона на длине 700 м была заменена на торкретбетон с анкерами на пластрастворе.
Параллельно тоннелю на расстоянии 20 м была пройдена транспортная штольня многоцелевого назначения:
- штольня проходилась с опережением основного забоя и давала возможность уточнять геологическую структуру массива;
- штольня использовалась для расширения фронта проходческих и бетонных работ, для чего примерно через 600-700 м делались сбойки с основным тоннелем. Всего таких сбоек было пройдено 13. Сбойки использовались как для транспортировки грузов в обоих направлениях, так и для целей вентиляции. В части из них были смонтированы вентиляторы ВОМД, а часть замурована;
- по проекту штольня использовалась для трубной вентиляции проходческих забоев. Для вентиляции тоннеля при эксплуатации с поверхности должна быть пройдена вентиляционная шахта в помощь вентустановкам, монтируемым в венткамерах у порталов.
В 1989 г. руководство МПС и Закавказской железной дороги пришли к выводу о нецелесообразности строительства шахты, а для вентиляции тоннеля при эксплуатации решено было пройти дополнительно 600 м штольни и сбить её с Северным порталом. В результате этого решения планировалось перевести тоннель на беструбную вентиляцию, где роль подающего воздуховода отводилась пройденной насквозь транспортной штольне. Это мероприятие позволяло избежать загрязнения воздуха в тоннеле при следовании поездов, возникающего от взаимодействия колодок, изготовляемых из композиционных материалов, с колёсными парами.
Внезапное прекращение финансирования тоннельных работ оставило незавершённой проходку транспортной штольни по длине Meградзорского тоннеля с устройством постоянной обделки на всем её протяжении, с установкой в рассечках вентиляторов (по расчёту), пуском и проверкой эффективности их работы. Кроме того, остались незавершёнными работы по оборудованию штольни постоянными обустройствами: водоводом, освещением, узкоколейными путями, а также автоматизация пожаротушения (по всем тоннелям).
Механизация работ. При проходке на полный профиль однопутного тоннеля использовался самоходный буровой агрегат ПБА-1, который представляет собой трёхъярусную пространственную металлоконструкцию с размещением на ней бурильных установок БУ-1. Так, на Меградзорском тоннеле на втором ярусе была установлена дополнительная буровая установка, и число БУ было доведено до семи. На среднем ярусе установлен также станок НКР-100 для бурения средней незаряжаемой скважины диаметром 105 мм.
Основные технические характеристики агрегата ПБА-1:
- наибольшая высота бурения - 9.5 м,
- ширина забоя, обуриваемого с одной установки - от 6.6 до 7.2 м,
- наибольшая глубина шпура - 4.0 м,
- тип ходовой части - колёсно-рельсовый,
- ширина колеи - 5100 мм,
- мощность привода - 21 л.с.
На заключительном этапе работ потребовалось использование бурового агрегата марки ПБА-2, который проходил испытание на Меградзорском тоннеле (изготовлен на Московском механическом заводе в единственном экземпляре).
Погрузка породы выполнялась породопогрузочной машиной ПНБ-3 (впоследствии замененной на ПНБ-ЗД). Вывоз породы осуществлялся проходческими вагонами ВПК-7 и ВПК-10. Проходческий вагон предназначен для непрерывного приёма, накопления, транспортироования и разгрузки породы при помощи вагонного транспортёра. Удобство пользования вагоном типа ВПК состоит в том, что конструкция вагона исключает необходимость обмена вагонеток в процессе уборки породы. Полная вместимость вагона ВПК-7 составляет 7 м³, длина 8300 мм, ширина 1350 мм, высота 1650 мм, масса 9750 кг. Такие вагоны хорошо обеспечивают доставку породы от забоя до отвала на припортальных участках сооружаемого тоннеля. При этом вагон вывозится электровозом по рельсовому пути на предельно возможное расстояние. Место разгрузки по мере накопления породы под отвальной эстакадой расчищается бульдозером с последующим вывозом в отвал. Поскольку схема сооружения протяженного тоннеля была многозабойной, то в некоторых забоях применялся специальный автопоезд Могилевского завода МоАЗ-64011-9585, оборудованный нейтрализатором для очистки отработанных газов.
Технические характеристики автопоезда МоАЗ-64011-9585:
- грузоподъемность - 20 т,
- объём кузова - 11 м³,
- полная масса с грузом - 38 т,
- мощность двигателя - 200 л.с,
- габаритные размеры: длина - 8350 мм, ширина - 2850 мм, высота - 2250 мм,
- скорость движения по выработкам - 12 км/ч.
Бетонные работы были организованы по следующей схеме:
- приготовление бетона на заводах СБ-70, С-780, смонтированных у порталов;
- перевозка бетона в смесителях типа "Скрюкрит" с подачей за опалубку без перегруза.
В 1980-х годах на Московском механическом заводе были освоены миксеры на рельсовом ходу с барабаном вместимостью 3 м³, которые успешно прошли испытание в тоннеле. В начале выполнения бетонных работ на полный профиль применялась тюбинговая опалубка ИО-18, однако в дальнейшем она была заменена на более эффективную японского производства "Сага-кегё". Подача бетона за опалубку производилась из миксеров на рельсовом ходу, а виброуплотнение - при помощи вибраторов, смонтированных на поверхности опалубки.
Большое количество одновременно работающих забоев по тоннелю и по штольне требовало использования соответствующего количества механизированных комплексов. Кроме буровых агрегатов ПБА-1 и ПБА-2 в отдельных забоях применялись автоматизированные бурильные установки "Фурукава", "Тамрок", "Максиматик". Их использование диктовалось горногеологическими условиями,а также габаритами выработок и характеристиками агрегатов.
Некоторые данные по ведению буровзрывных работ в Меградзорском тоннеле приведены в табл. 1, по устройству крепления этого тоннеля - в табл. 2.
Заключение.
Строительство тоннелей на линии Иджеван - Раздан в основном совпало по времени с повышенным интересом к подземному строительству на всей территории бывшего СССР. Одновременно строилась Байкало-Амурская магистраль. Министерство транспортного строительства организовывало опытные участки на тоннелях железнодорожной линии Иджеван - Раздан с дальнейшим использованием полученного опыта на строительстве тоннелей БАМа. С другой стороны, "Бамтоннельстрой" (начальник В.А.-Б.Бессолов) оказывал всяческое содействие строительству вплоть до поставок на Меградзорский тоннель импортного оборудования и испытания его в условиях, близких к условиям БАМа.
Необыкновенно плодотворным было сотрудничество "Армтоннельстроя" с ЦНИИСом Минтрансстроя СССР (заместитель директора Г.Д.Хасхачих, директор НИЦ ТМ ЦНИИСа В.Е.Меркин) и другими научно-исследовательскими и проектными институтами. Следует отметить факт придания статуса базовых объектам Главтоннельметростроя на линии Иджеван - Раздан для отработки новых механизмов и технологий с целью дальнейшего применения их при строительстве тоннелей на БАМе.
Из совместных работ с ЦНИИСом наиболее значимыми были:
- применение сталеполимерных анкеров (СПА), которые сменили клино-щелевые и железобетонные анкеры на Меградзорском тоннеле. СПА свободны от недостатков ранее применяемых анкеров. Уже через 15 мин после установки СПА могут включаться в совместную работу с грунтом, обеспечивая несущую способность 140 кН;
- исследования по применению бетонов на природных пористых материалах совместно с АрмНИИСС и Грузинским политехническим институтом. Использовались лёгкие бетоны в основном на Ахкихлинском тоннеле (бетоны на туфах Агавнатунского месторождения), Меградзорском тоннеле (литоидная пемза Джраберского месторождения) и др.;
- в сложных условиях 2-го Дилижанского железнодорожного тоннеля несущая способность обделки была обеспечена применением анкерно-арочной системы. Были установлены анкеры длиной 6 м в горизонтальном поясе обделки на уровне стыка свода со стенами под углом друг к другу с помощью переоборудованного под габарит тоннеля (укороченная стрела) бурового оборудования анкерного крепления для стенок котлована ("Бауэр", ФРГ);
- впервые в практике строительства железнодорожных тоннелей в СССР была возведена комбинированная анкерно-набрызгбетонная крепь на длине 703 м. Были подобраны составы на местных материалах, проводились наблюдения за напряженно-деформированным состоянием обделки. В качестве основного оборудования на строительстве применялись два комплекта механизированного возведения обделки из набрызгбетона с использованием машины фирмы "Алива" (Швейцария);
- с целью выявления неожиданных ухудшений породных условий ЦНИИСом совместно с Армтоннельстроем была применена опережающая электроразведка из транспортно-дренажной штольни;
- проведены мероприятия по совершенствованию организации работ при многозабойной схеме сооружения протяжённых тоннелей буровзрывным способом (вентиляция, откатка, временное и постоянное крепления).
Огромный труд, вложенный в строительство железнодорожной линии, в настоящее время остался невостребованным. Важно не допустить разбазаривания оборудования, разрушения тоннельных и других сооружений. Думаю, что придет время, когда эта уникальная дорога будет использована по прямому назначению.
С начала 70-х годов на территории Армении стало бурно развиваться строительство автомобильных и железных дорог. В связи с горным рельефом местности при трассировании линий потребовалось строительство большого количества искусственных сооружений: тоннелей, мостов, труб под насыпями. Так, только на железнодорожной линии Иджеван - Раздан протяжённостью 61.3 км, построенной в 1972-1984 гг., было сооружено 16.4 км тоннелей, что составило 26.6% протяжённости трассы.
Железная дорога была запроектирована институтом Армгипротранс (директор В.К.Дандуров, ГИП дороги Р.А.Еганов, начальник отдела метрополитенов и тоннелей А.С.Курисько, ГИП по тоннелям Д.Н.Арутюнов). Строилась линия силами ТО-8 (начальник А.А.Позоев, главный инженер B.C.Айдинян), СМУ-160 (начальник Ж.Б.Аванесян, главный инженер К.Г.Адамян), ТО-17 (начальник Г.Б.Хачатрян, главный инженер В.П.Абрамчук), ТО-23 (начальник Э.А.Карапетян, главные инженеры В.Сидоров, В.Г.Карапетян) в составе Армтоннельстроя (начальники Л.A.Арутюнов и Э.А.Карапетян, главный инженер Д.В.Рзянкин).
В качестве субподрядчиков в отдельных забоях принимали участие подразделения: Арпа-Севанстрой (Меградзорский тоннель), ЗакСУ "Гидроспецстрой" (Дилижанские тоннели №1 и №2), "Киевметрострой" (Дилижанский тоннель №3), "Тбилметрострой" (Дилижанский тоннель №4).
На железнодорожной линии Иджеван - Раздан было построено 7 тоннелей: Иджеванский длиной 2960 м, Ахкихлинский - 997 м, группа Дилижанских тоннелей общей длиной 3768 м, в том числе тоннель №1 - 1440 м, тоннель №2 - 638 м, тоннель №3 - 1390 м, тоннель №4 - 300 м, Меградзорский тоннель - 8311 м (рис. 1).
Иджеванский тоннель (рис. 2-5) длиной 2960 м, как и все тоннели на линии запроектирован однопутным. Тип обделок принят по "Типовому проекту обделок однопутных железнодорожных тоннелей из монолитного бетона". Площадь поперечного сечения тоннеля составляет 48.3 м².
Исходя из того, что коэффициент крепости пород не превышал 4-6 по шкале проф. Протодьяконова в мергелистых известняках, чередовавшихся с песчаниками, сооружение тоннеля велось методом нижнего уступа, сначала на всю длину проходилась калотта и во вторую очередь подводились стены. Свод и стены сооружались из бетона М200. Для возможности применения высокопроизводительной техники (породопогрузочных машин ПНБ-ЗК, бурильных установок СБУ-2К, бетоноукладчиков ПБУ-5А, безрельсового транспорта) до начала проходки было принято решение провести ряд организационно-технических мероприятий, в том числе:
- площадь разработки калоттного профиля была увеличена с 19.84 до 25.84 м²;
- в сводовой части устраивались выносные пяты, с помощью которых на ряде участков удавалось произвести разработку нижнего уступа сплошным забоем.
Проходка осуществлялась по четырехзабойной схеме: два забоя со стороны Южного и Северного порталов и два забоя из подходной штольни, сооруженной проходческим комбайном 4ППР2.
Разработка пород в основном тоннеле велась буровзрывным способом. Попытка применения комбайна при проходке калоттного профиля не увенчалась успехом из-за большой вязкости пород и недостаточной мощности комбайна. При ведении работ взрывным способом в сотрудничестве с ЦНИИСом Минтрансстроя удалось внедрить ряд предложений, направленных на повышение коэффициента использования шпуров и уменьшение переборов. К таким мероприятиям можно отнести зарядку шпуров гранулированным ВВ с помощью специальной установки, гидрозабойку шпуров капсулами, заполненными водой, вместо пыжей из глины с песком, на ряде участков внедрено гладкое взрывание. В результате переборы были уменьшены до 4%, а коэффициент использования шпуров составил 0.98.
При бетонировании применялась разработанная главным механиком ТО-17 Б.Хечикяном конструкция передвижной опалубки на рельсовом ходу длиной 6 м с механическими приспособлениями для монтажа и демонтажа опалубки. Скорость бетонирования составляла около 100 м в месяц.
Временное крепление устраивалось из металлических арок (I 22-24). Шаг крепления 1-1.5 м. Временное крепление сооружалось с подмостей, смонтированных на породопогрузочной машине. На некоторых участках временное крепление состояло из клино-щелевых анкеров с сеткой.
Несмотря на то, что вентиляция тоннеля осуществлялась с применением воздуховода из металлических труб диаметром 1000 мм вентиляторами ВНСН-16 (Болгария) производительностью 1650 м³/мин, многозабойная схема проходки и отсутствие надежных нейтрализаторов отработанных газов автомобилей привели к принятию решения о бурении скважин диаметром 600 мм по трассе тоннеля с установкой на каждой скважине пакетов вентиляторов "Проходка-500". Эта мера сняла все вопросы по получению достаточного для нормальной работы объёма свежего воздуха в тоннеле. К счастью, рельеф местности и городская застройка не помешали осуществлению этого мероприятия (тоннель расположен в нагорной части г. Иджеван).
В целом следует отметить, что тоннель был построен на достаточно высоком техническом уровне.
Ахкихлинский тоннель длиной 997 м. Потралы тоннеля расположены недалеко от русла р. Агстев. Тоннель безводный. Скальные грунты в ряде мест чередовались с пластами бурого угля. Расположение оси тоннеля определило двухзабойную схему организации работ. В каждом из забоев был применен способ опёртого свода. Все параметры тоннеля (конструкция обделки и организация работ) совпадают с Иджеванским тоннелем.
Группа Дилижанских тоннелей длиной 3768 м (1440 + 638 + 1390 + 300 м). 1-й, 2-й и 3-й тоннели расположены в непосредственной близости от поймы р. Агстев в неблагоприятных горно-геологических условиях. Глинистые сланцы с коэффициентом крепости 2-4 крайне вывалоопасны и склонны к пучению. Эти свойства характерны для пород так называемой Дилижанской свиты. Поскольку большая часть территории г. Дилижана подвержена оползням, ещё до начала проектирования железной дороги в черте города изучением этого явления занималось Геологическое управление республики. Исследования были продолжены и в ходе проектирования и строительства: велись визуальные и инструментальные наблюдения за поведением тоннельной обделки на сооружённых участках и склонов на подходах к тоннелям. Систематически измерялось горное давление, которое доходило до 150 т/м², что обусловило переход в тоннелях №1 и №3 с монолитной обделки, предусмотренной в проекте, на сборную - чугунную и железобетонную. Были применены тюбинги, используемые при сооружении станционных тоннелей Ереванского метрополитена диаметром 8.5 м.
Исключение составил тоннель № 2, построенный из монолитного бетона. Было запроектировано усиление из широкопрочных двутавров №27 в виде арок, смонтированных по внутреннему очертанию бетонной обделки, т.е. была создана замкнутая железобетонная конструкция. Арки устанавливались через 0.5 м друг от друга и раскреплялись глубинными анкерами в породу. Длина преднапряжённого анкера 6-7 м. Всего было установлено 700 анкеров диаметром 40 мм. Бурение производилось станком "Бауэр". После установки анкера скважина цементировалась. В результате установки металлического усиления обделки и глубинных анкеров на момент пуска тоннеля явления трещинообразования обделки и отклонения оси от проектного положения прекратились. Было также предотвращено сужение габарита тоннеля.
Однако в силу ряда обстоятельств в настоящее время (2000 г.) линия не эксплуатируется и нет систематического и квалифицированного наблюдения за поведением обделки. Предположения о возможном сползании Дилижанских тоннелей в пойму р. Агстев до сих пор не опровергнуты, поэтому считаю, что, учитывая общую тенденцию к оползневым явлениям в районе г. Дилижана, вопрос этот должен быть постоянно в центре внимания Армянской железной дороги.
Меградзорский тоннель длиной 8311 м (рис. 6-14) - седьмой на железнодорожной линии Иджеван - Раздан. Тоннель расположен на прямом участке, профиль - двухскатный с максимальным уклоном 26‰. Площадь поперечного сечения 45.3 м². По проекту обделка была принята из монолитного бетона М200. Геологические условия проходки тоннеля позволили соорудить большую его часть на полный профиль. Впервые в практике тоннельного строительства на территории бывшего СССР постоянная обделка из монолитного бетона на длине 700 м была заменена на торкретбетон с анкерами на пластрастворе.
Параллельно тоннелю на расстоянии 20 м была пройдена транспортная штольня многоцелевого назначения:
- штольня проходилась с опережением основного забоя и давала возможность уточнять геологическую структуру массива;
- штольня использовалась для расширения фронта проходческих и бетонных работ, для чего примерно через 600-700 м делались сбойки с основным тоннелем. Всего таких сбоек было пройдено 13. Сбойки использовались как для транспортировки грузов в обоих направлениях, так и для целей вентиляции. В части из них были смонтированы вентиляторы ВОМД, а часть замурована;
- по проекту штольня использовалась для трубной вентиляции проходческих забоев. Для вентиляции тоннеля при эксплуатации с поверхности должна быть пройдена вентиляционная шахта в помощь вентустановкам, монтируемым в венткамерах у порталов.
В 1989 г. руководство МПС и Закавказской железной дороги пришли к выводу о нецелесообразности строительства шахты, а для вентиляции тоннеля при эксплуатации решено было пройти дополнительно 600 м штольни и сбить её с Северным порталом. В результате этого решения планировалось перевести тоннель на беструбную вентиляцию, где роль подающего воздуховода отводилась пройденной насквозь транспортной штольне. Это мероприятие позволяло избежать загрязнения воздуха в тоннеле при следовании поездов, возникающего от взаимодействия колодок, изготовляемых из композиционных материалов, с колёсными парами.
Внезапное прекращение финансирования тоннельных работ оставило незавершённой проходку транспортной штольни по длине Meградзорского тоннеля с устройством постоянной обделки на всем её протяжении, с установкой в рассечках вентиляторов (по расчёту), пуском и проверкой эффективности их работы. Кроме того, остались незавершёнными работы по оборудованию штольни постоянными обустройствами: водоводом, освещением, узкоколейными путями, а также автоматизация пожаротушения (по всем тоннелям).
Механизация работ. При проходке на полный профиль однопутного тоннеля использовался самоходный буровой агрегат ПБА-1, который представляет собой трёхъярусную пространственную металлоконструкцию с размещением на ней бурильных установок БУ-1. Так, на Меградзорском тоннеле на втором ярусе была установлена дополнительная буровая установка, и число БУ было доведено до семи. На среднем ярусе установлен также станок НКР-100 для бурения средней незаряжаемой скважины диаметром 105 мм.
Основные технические характеристики агрегата ПБА-1:
- наибольшая высота бурения - 9.5 м,
- ширина забоя, обуриваемого с одной установки - от 6.6 до 7.2 м,
- наибольшая глубина шпура - 4.0 м,
- тип ходовой части - колёсно-рельсовый,
- ширина колеи - 5100 мм,
- мощность привода - 21 л.с.
На заключительном этапе работ потребовалось использование бурового агрегата марки ПБА-2, который проходил испытание на Меградзорском тоннеле (изготовлен на Московском механическом заводе в единственном экземпляре).
Погрузка породы выполнялась породопогрузочной машиной ПНБ-3 (впоследствии замененной на ПНБ-ЗД). Вывоз породы осуществлялся проходческими вагонами ВПК-7 и ВПК-10. Проходческий вагон предназначен для непрерывного приёма, накопления, транспортироования и разгрузки породы при помощи вагонного транспортёра. Удобство пользования вагоном типа ВПК состоит в том, что конструкция вагона исключает необходимость обмена вагонеток в процессе уборки породы. Полная вместимость вагона ВПК-7 составляет 7 м³, длина 8300 мм, ширина 1350 мм, высота 1650 мм, масса 9750 кг. Такие вагоны хорошо обеспечивают доставку породы от забоя до отвала на припортальных участках сооружаемого тоннеля. При этом вагон вывозится электровозом по рельсовому пути на предельно возможное расстояние. Место разгрузки по мере накопления породы под отвальной эстакадой расчищается бульдозером с последующим вывозом в отвал. Поскольку схема сооружения протяженного тоннеля была многозабойной, то в некоторых забоях применялся специальный автопоезд Могилевского завода МоАЗ-64011-9585, оборудованный нейтрализатором для очистки отработанных газов.
Технические характеристики автопоезда МоАЗ-64011-9585:
- грузоподъемность - 20 т,
- объём кузова - 11 м³,
- полная масса с грузом - 38 т,
- мощность двигателя - 200 л.с,
- габаритные размеры: длина - 8350 мм, ширина - 2850 мм, высота - 2250 мм,
- скорость движения по выработкам - 12 км/ч.
Бетонные работы были организованы по следующей схеме:
- приготовление бетона на заводах СБ-70, С-780, смонтированных у порталов;
- перевозка бетона в смесителях типа "Скрюкрит" с подачей за опалубку без перегруза.
В 1980-х годах на Московском механическом заводе были освоены миксеры на рельсовом ходу с барабаном вместимостью 3 м³, которые успешно прошли испытание в тоннеле. В начале выполнения бетонных работ на полный профиль применялась тюбинговая опалубка ИО-18, однако в дальнейшем она была заменена на более эффективную японского производства "Сага-кегё". Подача бетона за опалубку производилась из миксеров на рельсовом ходу, а виброуплотнение - при помощи вибраторов, смонтированных на поверхности опалубки.
Большое количество одновременно работающих забоев по тоннелю и по штольне требовало использования соответствующего количества механизированных комплексов. Кроме буровых агрегатов ПБА-1 и ПБА-2 в отдельных забоях применялись автоматизированные бурильные установки "Фурукава", "Тамрок", "Максиматик". Их использование диктовалось горногеологическими условиями,а также габаритами выработок и характеристиками агрегатов.
Некоторые данные по ведению буровзрывных работ в Меградзорском тоннеле приведены в табл. 1, по устройству крепления этого тоннеля - в табл. 2.
Заключение.
Строительство тоннелей на линии Иджеван - Раздан в основном совпало по времени с повышенным интересом к подземному строительству на всей территории бывшего СССР. Одновременно строилась Байкало-Амурская магистраль. Министерство транспортного строительства организовывало опытные участки на тоннелях железнодорожной линии Иджеван - Раздан с дальнейшим использованием полученного опыта на строительстве тоннелей БАМа. С другой стороны, "Бамтоннельстрой" (начальник В.А.-Б.Бессолов) оказывал всяческое содействие строительству вплоть до поставок на Меградзорский тоннель импортного оборудования и испытания его в условиях, близких к условиям БАМа.
Необыкновенно плодотворным было сотрудничество "Армтоннельстроя" с ЦНИИСом Минтрансстроя СССР (заместитель директора Г.Д.Хасхачих, директор НИЦ ТМ ЦНИИСа В.Е.Меркин) и другими научно-исследовательскими и проектными институтами. Следует отметить факт придания статуса базовых объектам Главтоннельметростроя на линии Иджеван - Раздан для отработки новых механизмов и технологий с целью дальнейшего применения их при строительстве тоннелей на БАМе.
Из совместных работ с ЦНИИСом наиболее значимыми были:
- применение сталеполимерных анкеров (СПА), которые сменили клино-щелевые и железобетонные анкеры на Меградзорском тоннеле. СПА свободны от недостатков ранее применяемых анкеров. Уже через 15 мин после установки СПА могут включаться в совместную работу с грунтом, обеспечивая несущую способность 140 кН;
- исследования по применению бетонов на природных пористых материалах совместно с АрмНИИСС и Грузинским политехническим институтом. Использовались лёгкие бетоны в основном на Ахкихлинском тоннеле (бетоны на туфах Агавнатунского месторождения), Меградзорском тоннеле (литоидная пемза Джраберского месторождения) и др.;
- в сложных условиях 2-го Дилижанского железнодорожного тоннеля несущая способность обделки была обеспечена применением анкерно-арочной системы. Были установлены анкеры длиной 6 м в горизонтальном поясе обделки на уровне стыка свода со стенами под углом друг к другу с помощью переоборудованного под габарит тоннеля (укороченная стрела) бурового оборудования анкерного крепления для стенок котлована ("Бауэр", ФРГ);
- впервые в практике строительства железнодорожных тоннелей в СССР была возведена комбинированная анкерно-набрызгбетонная крепь на длине 703 м. Были подобраны составы на местных материалах, проводились наблюдения за напряженно-деформированным состоянием обделки. В качестве основного оборудования на строительстве применялись два комплекта механизированного возведения обделки из набрызгбетона с использованием машины фирмы "Алива" (Швейцария);
- с целью выявления неожиданных ухудшений породных условий ЦНИИСом совместно с Армтоннельстроем была применена опережающая электроразведка из транспортно-дренажной штольни;
- проведены мероприятия по совершенствованию организации работ при многозабойной схеме сооружения протяжённых тоннелей буровзрывным способом (вентиляция, откатка, временное и постоянное крепления).
Огромный труд, вложенный в строительство железнодорожной линии, в настоящее время остался невостребованным. Важно не допустить разбазаривания оборудования, разрушения тоннельных и других сооружений. Думаю, что придет время, когда эта уникальная дорога будет использована по прямому назначению.