В Китае осуществили смычку тоннелей под Янцзы с рекордной точностью 2 мм
Китайские строители осуществили смычку тоннелей под Янцзы с рекордной точностью 2 мм, что помогло спасти дорогостоящее проходческое оборудование — и весь мегапроект в целом.
Об инженерном прорыве, установившем новые стандарты точности в глубоком подземном строительстве, рассказала South China Morning Post. В феврале 2023 года непредвиденная поломка поставила под угрозу срыва прокладку 6,4-километрового тоннеля Цзянъинь-Цзинцзян под Янцзы — ключевого инфраструктурного объекта в восточной провинции Цзянсу, который должен соединить шестиполосной автомагистралью две промышленные зоны.
На полпути, на глубине 54 метров, гигантский щитовой проходческий комплекс диаметром 16 метров внезапно встал. Не имея возможности отремонтировать или развернуть машину стоимостью 50 миллионов долларов под колоссальным давлением воды, инженеры оказались в тупике: комплекс оказался погребенным под землей, а весь проект замер.
Поломка случилась прямо под главным судоходным фарватером Янцзы. Давление воды в этом месте достигает 0,76 мегапаскалей — чудовищная нагрузка, которая создает силу около 77 тонн на каждый квадратный метр защиты оборудования.
После продолжительных консультаций с участием специалистов Китайской инженерной академии был разработан беспрецедентный план спасения. Решили прокопать тоннель навстречу с противоположного берега для стыковки посередине реки. Для укрепления грунта в зоне работ была применена передовая технология искусственного замораживания.
Встреча на глубине 54 метра
«Самой большой проблемой было обеспечить точное наведение нового щитового комплекса в условиях высокого давления, обилия воды и подвижных песчаных пластов», — пояснил Яо Чжаньху из China First Highway Engineering Co газете Science and Technology Daily.
Спустя шесть месяцев после аварии второй комплекс начал медленное движение с противоположного берега к обездвиженной машине. Для достижения необходимой точности была разработана система визуального наведения в реальном времени. Камеры и датчики на тонелепроходческой машине собирали данные о ходе проходки и состоянии среды, обеспечивая полный мониторинг; на помощь пришли передовые геодезические технологии, включая электронные тахеометры.
Судьбоносная встреча под Янцзы с беспрецедентной точностью произошла 21 июля 2024 года. Горизонтальное отклонение в точке смычки составило 0 мм, вертикальное — всего 2 мм, что значительно превзошло расчетный допуск в 10 см.
Успешная стыковка была лишь первым шагом. Вторая фаза включала заморозку зоны соединения. Поскольку обе машины находились в водонасыщенном грунте под всей толщей реки, стабилизация стыка была критически важна для предотвращения обрушения. Пласт в точке аварии состоит из мелкого песка — высокопроницаемой формации под большим давлением. Нарушение целостности привело бы к затоплению тоннеля и оборудования.
Искусственная вечная мерзлота
«Один из лучших способов контролировать воду — это заморозить ее», — считает Чэнь Сяншэн из Китайской инженерной академии.
Он предложил метод «сначала цементация, потом заморозка». Рабочие пробурили изнутри шламохранилищ 363 скважины для закачки в грунт тампонажного раствора. Затем установили замораживающие трубы, сформировавшие ледогрунтовую стену толщиной 3,9 метра со средней температурой −13 °C.
Финальным этапом стала разборка гигантских машин. Упершись «лбами», они не могли быть извлечены целиком. Каждую 16-метровую конструкцию разрезали примерно на 2000 частей весом около тонны каждая. Работы выполнялись вручную, чтобы не разморозить ледяные укрепления. Во время разборки в наружное кольцевое пространство тоннеля нагнетался бетон для постоянного усиления.
Спустя два года после инцидента, 26 марта, основная обделка стыковочных участков была полностью соединена, и строительные бригады с двух сторон наконец встретились. А в конце ноября строительство подводной стыковочной секции тоннеля Цзянъинь-Цзинцзян под Янцзы было официально завершено, ознаменовав окончание пятилетней прокладки основной ветки тоннеля.
Движение по нему планируют открыть к середине этого года. Сооружение станет тоннелем самого большого диаметра в Китае и — благодаря остроумным способам решения инженерных трудностей — самым устойчивым к водному давлению.
