Знание- сила, 2003 № 07 (913)

Прежние линейки туннелей сплелись в бесконечную сеть метро — в подземный город, который в жаркий день кажется райским садом. В этом Эдеме, прохладном летом и теплом зимой, в этом лабиринте туннелей можно подолгу жить, забыв о пространстве и перетекая лишь во времени — от одной его станции к другой. Недаром герой рассказа X. Кортасара говорил: «Ехать в метро — все равно как сидеть в самих часах. Станции — это минуты, это наше время, обыкновенное время». Но метро... оно заслуживает отдельного рассказа. А я лишь дивлюсь, какими другими стали туннели всего за одно столетие. Их, разумеется, продолжают строить не только под стопами жителей мегаполисов, не только под полянами и площадями, по которым они ходят. Горы — по-прежнему извечный соперник человека.

В наше время при бурении туннелей, как и встарь, строители взрезают гору с двух сторон, спеша навстречу друг другу. Вот только теперь они выверяют работу до сантиметров. Так, при прокладке нового Готардского туннеля максимально допустимое отклонение равняется всего десяти сантиметрам.

Конечно, лучше всего было бы выравнивать штольни с помощью системы спутниковой навигации, однако в подземных траншеях сигналы спутника не принимаются. Поэтому инженеры ориентируются иначе. Перед началом работ выверяют положение «главного оружия» — буровой туннелепроходческой машины. Внутри шахты намечают контрольные точки и измеряют их координаты. Если наблюдается отклонение, то техник, сидящий за пультом буровой машины, начинает тут же выправлять случайный уклон.

Подобную машину применяют всюду, где позволяют дно штольни и объем работ. Если длина туннеля меньше двух километров, машина нерентабельна. Кроме того, желательно, чтобы породы, слагающие скалу, были почти однородны: ведь монтаж новых режущих лезвий займет много времени.

Буровая машина напоминает огромного крота или даже дождевого червя. Множеством резиов она вгрызается в камень. Высота крупнейшей в мире буровой машины «Herrenknecht AG» достигает 14,2 метра. Под ударами ее долот рассыпаются самые крепкие породы. Сто одиннадцать фрезерных зубьев соскребают рыхлую землю, а камнедробилка, напоминающая длинный язык, раскалывает крупные глыбы. Земля и щебенка склеиваются с водой и глиной, образуя кашицу, которую откачивают из туннеля. Особое пневмоустройство создает над машиной «воздушную подушку»: благодаря ее давлению свод туннеля не обрушивается.

С помощью системы «Seismic Softground Probing» буровая машина может заглянуть на сорок метров в глубь скалы. Этот прибор излучает акустические сигналы, а по их отражению на экране возникает картинка. Так, можно вовремя заметить валун, прежде чем лезвия ударятся о него. Это — не машина, а... ангел. Она снимает со строителей проклятие труда.

Когда-то Б. Келлерман писал о подобной машине: «Она кричала, как тысяча младенцев, объятых смертельным страхом, она хохотала, как толпа сумасшедших, она бредила, как целая больница одержимых горячкой, и грохотала, как огромный водопад». В наше время она перестала буйствовать и выполняет за строителей самую тяжелую часть работы.

Вот и здесь, в Полянах, на подземном участке метро, скреблась под ногами громадная машина — канадский проходческий комплекс «Ловетт». Однако самые совершенные в мире буровые машины строят сейчас в Японии. Они могут пробивать толщу породы под любым углом, преодолевать любую преграду — от гранита до мягкой, илистой земли.

Интерес японцев к подобной технике объясним. Страна плотно населена, а в наши дни народ без «жизненного пространства» может найти его лишь под землей.

Фирма «Исикавадзима-Харима» разработала установку, способную бурить под углом 90 градусов. Сперва головка бура (ее диаметр — около шести метров) вгрызается в грунт на заданную глубину. Затем из нее выдвигается боковая фреза и прорезает горизонтальный коридор шириной три метра. Подобной машине незачем пробивать самые твердые глыбы. Она лучше обогнет их. Кстати, по словам конструкторов, проектируя эту машину, они взяли за образец... нашу русскую матрешку. Не зря, значит, умельцы годами торгуют ей на Арбате, зазывая иностранных туристов!

Подобно матрешке, головка этого бура начинена маленькими бурами, которые могут выдвигаться в любом направлении. Такой метод проходки туннелей очень экономичен. Под землей не нужны большие рабочие площадки. Одна-единственная машина ползет под городом, словно крот, поворачивая «лапу» как угодно.

Именно так в Осаке был прорыт недавно новый канализаиионный туннель. Он пролег на глубине 26 метров. Через определенные расстояния буровая машина останавливалась. Из «большой матрешки» выбиралась «маленькая» и пробивала шахту наверх, на поверхность земли.

Фирма «Комацу» разработала головку бура на шарнирах. Они могут менять свое положение так, что машина прорежет круговой туннель. Ее используют при возведении «подземных домов». В крупных японских городах, где нет места для строительства новых зданий, небоскребы устремятся не только ввысь, но и... вглубь. Для постройки подобных зданий потребуется рыть туннели на глубину до полусотни метров. Близ подземных домов пролягут настоящие проспекты. Так, туннель Кавасаки, строящийся в Токио, представляет собой двухъярусную шести полосную автостраду.

Современные японские «кроты» работают почти в автоматическом режиме. За ними следит персонал, находящийся на поверхности земли. Скоро эти машины можно будет встретить во многих странах мира.

Отмечу, что и у нас, в Москве, усилиями нескольких предприятий и НИИ создан уникальный горнопроходческий комплекс «Топаз». Прокладывая туннель, он сразу бетонирует грунт, оставляя позади себя полированные бетонные стены. «Топаз» способен работать на невиданных прежде глубинах, ему не страшен даже плывун. По оценке зарубежных специалистов, разработать подобную машину так же сложно, как и космический аппарат.

Туннели строят открытым и горным способами, а также путем погружения готовых секций. При проходке открытым способом роют траншею и встраивают туда туннель. Именно такова технология прокладки нового Готардского туннеля. При строительстве туннеля на дне реки или пролива роют траншею, укладывают туда секции и соединяют их. При проходке горным способом действуют, как и сто лет назад: горную толщу бурят или взрывают. Впрочем, в последнем случае без бурения тоже не обойтись: надо пробить небольшие скважины, а затем заложить туда взрывчатку и поджечь шнур. Стены возникшего проема облицовывают стальным каркасом и покрывают пневмобетоном. Так, при возведении самого длинного дорожного туннеля в мире — Лзрдаль в Норвегии (его длина — 24,5 километра) потребовалось пять тысяч направленных взрывов. Зато туннель сократил время поездки из Осло в Берген до семи часов.

Читать дальше