Продолжение строительства Ленинградского метрополитена
За пять месяцев до окончания Великой Отечественной войны встал вопрос о продолжении строительства Ленинградского метрополитена. 18 декабря 1944 года был произведён детальный осмотр в шахте с наибольшей протяженностью выработок.
Данная информация становится доступной и освещается в периодическом издании «Строитель». В Центральном музее железнодорожного транспорта РФ хранятся подшивки газеты, начиная с 1941 года. Пожелтевшие страницы передают из прошлого столетия подробную и очень жизненную информацию о ходе строительных и восстановительных работ, о события и людях в период военного лихолетья. В мирное время газета переименовывается и начинает носить гордое название «Ленинградское метро». Мы начинаем знакомить с наиболее интересными новостями из этих изданий. К примеру, давайте вчитаемся в подробности, которые сообщает выдержка из газеты «Строитель» от 18 мая 1946 года.
Что показала откачка воды из шахты Ленинградского метро
Когда началась Великая Отечественная война, в южной части трассы Ленинградского Метрополитена была уже начата горизонтальная проходка — в основном штолен и, частично, разработка калотт для вентиляционных и щитовых камер.
Весь коллектив строительства выехал на сооружение оборонных рубежей. Для бетонирования обнаженных выработок и перевода на мокрую консервацию всех шахт была оставлена небольшая группа рабочих с технадзором. Однако, полностью забетонировать все пройденные выработки не удалось, ввиду большого объема работ и сложившейся военной обстановки. Часть раскрытых колотт заложили деревом, все выработки с сентября 1941 г. были подготовлены для заполнения водой и на поверхности перекрыты.
Мокрая консервация выработок, как известно, наилучшим образом предохраняет последние от разрушений, но нахождение деревянного крепления и обнаженной породы под воздействием воды в течение 4-5 лет, естественно должно было в какой-то степени сказаться на состоянии последних.
Откачка воды при расконсервации, во время которой нарушается созданное ранее равновесие, должна вызвать повышение давления на крепь. Там, где во время проходки крепление выработок производились недостаточно тщательно (с оставление пустот), а также в колоттах, где бетонировка не была закончена, можно ожидать деформации крепи и даже обрушения во время откачки.
Для своевременного решения ряда технических вопросов, связанных с продолжением строительства метрополитена и для суждения о состоянии горных выработок, явилось необходимым произвести откачку воды в одной из шахт.
Шахта для откачки была выбрана по следующим соображениям:
1. Большая протяженность выработок и наличие крепления разного типа;
2. Отсутствие на поверхности, в зоне деформации, больших зданий;
3. Отгороженность площадки и удобное расположение её;
4. Наличие в непосредственной близости электроэнергии.
На шахте пройдены следующие выработки: ствол, рудничный двор протяжением 15 метров, две штольни протяжением 26 и 52 метров м, верхняя штольня протяженностью 6 м. Штольни закреплены полным дверным окладом, а в северной — забетонированы стены заподлицо со стойками и частично верхняки. Перед откачкой была составлена следующая программа наблюдений и исследований:
1. Обследования состояния горных выработок (деформации крепи, трещины в бетоне, обрушения и т.д.)
2. Наблюдение за состоянием поверхности во время откачки и перекрепления.
3. Наблюдение за притоками и химозом воды.
4. Исследование строительных свойств кембрийских глин и характеристики горного давления.
5. Извлечение кембрийской глины для продолжения опытов по изготовлению из неё тюбингов.
После соответствующего оборудования подъема и заготовки материалов 7 декабря 1944 года приступили к откачке воды.
Состояние горных выработок
После откачки воды 18 декабря 1944 г. был произведён детальный осмотр подземных выработок, который показал следующее:
Постоянная бетонная обделка ствола и руддвора деформации не имеет. В северной штольне в 4 м от руддвора обнаружено обрушение свода кембрийских глин. Обмеры первоначального купола обрушения показали, что он имеет 2,5 м в длину, 1,3 м по высоте и по ширине не выходит за пределы штольни. Верхняки трёх рам оказались сломанными, стойки же заметных деформаций не имели.
Проникнуть дальше в штольню через завал, образованный обрушением, не удалось, что не дало возможность судить о состоянии этой части штольни, которая в дальнейшем также подверглась обрушению.
В южной штольне обрушений не оказалось. Имел место лишь прогиб верхняков до 7 см. в пятой, шестой и седьмой рамах от руддвора. Прогнутые верхняки имели трещины. Остальные верхняки заметных нарушений не имели. Некоторые лежаны южной штольни оказались нарушенными.
Верхняя штольня и фурнель, соединяющий её с нижней штольней, деформаций не имеют. По-видимому, в верхнюю штольню вода не попала и в ней находился воздух под давлением около 5 атмосфер. В южной штольне сражу же после откачки воды были установлены промежуточные рамы и поставлены стойки по прогнувшиеся верхняки.
В северной же штольне работы по ликвидации обрушения произвести тотчас после откачки не представилось возможным и к ним приступили лишь в мае 1945 г., т.е. через 5 месяцев после откачки. За это время произошло увеличение нарушения устойчивости массива кембрийских глин, которые постепенно отслаивались в своде, в результате чего величина обрушения сильно увеличилась.
Согласно расчёту возможной стрелы обрушения пород под штольней по излому верхняка, её величина получена порядка 3 м, т.е. первоначальное обрушение в кембрийской глине по расчётным данным не должно было распространяться на высоту, значительно превышающую 3 м.
В действительности при разработке пород вывала обрушение с кровли продолжалось и стрела обрушения достигла 10,5 м. По длине обрушения достигло 15 м.
Весь вывал произошел в толщине кембрийских глин, не дойдя 5,5 м до подошвы моренных суглинков. Ширина вывала лишь несколько превышает ширину штольни. Объем вывала составляет около 300 кубических м.
Закрепление такого обрушения представляло собой сложную техническую задачу и было выполнено под руководством инженера Еськова А.М., в виде трёхъярусной штольни с закладкой концов и верха её шлако-бетоном и деревом.
Наблюдение за состоянием поверхности
Наблюдение имело целью определить величину и характер осадки поверхности над подземными выработками и здания, находящегося в 10 метрах до штольни в плане. Для этого над осью штолен были заложены грунтовые репера и использованы сохранившиеся фундаменты под копер и эстакаду. Репера так-же были заложены в цоколе двухэтажного дома, занятого механической мастерской.
Нивелировка реперов была начата до откачки воды и закончена 5 мая 1945 г. — после перекрепления штолен и ликвидации обрушения.
Выводы по итогам работ
Несмотря на то, что выполнить полностью намеченную программу наблюдений и исследований не представилось возможным, откачка шахты дала ценные полезные материалы.
1. Штольни, пройденные на деревянном креплении и находившиеся длительное время на мокрой консервации, в кембрийских глинах сохраняются неплохо, если они были своевременно тщательно закреплены.
2. Работы по ликвидации разрушений в выработках должны производиться немедленно после откачки, так как в нарушенном своде с течением времени происходит дополнительное отслаивание глин, приводящее к значительным обрушениям.
3. Устойчивость массива кембрийских глин нарушается, как результат отслаивания их в своде, вертикальные стенки сохраняются хорошо, даже в незакрепленном виде.
4. Бетонное крепление, находящееся длительное время под уровнем грунтовых вод, подвержено агрессивному воздействию последних.
5. Во время откачек необходимо вести наблюдения за зданиями , расположенными в зоне оседания. Сами здания необходимо заблаговременно осмотреть и зафиксировать их техническое состояние (наличие трещин и т.п.) с представление домохозяйства.
Эти выводы могут быть распространены на выработки, пройденные в кембрийских глинах, обладающих физико-механическими свойствами аналогичными глинам района откаченным шахты. Что касается стволов, начатых проходкой в центральной и северной частях трассы и приостановленных в ленточных глинах и водоносных песках, то вышеперечисленные выводы на них распространить нельзя и желательно приступить к пробной откачке одного из них с постановкой ряда наблюдений и исследований.
