АВАРИЙНЫЕ СИТУАЦИИ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ТОННЕЛЕЙ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Аварии[1] в строящихся тоннелях представляют собой серьезную опасность. В процессе строительства возможны внезапные обрушения породы в забое, разрушения и деформации крепи, прорывы подземных вод и плывунов, выбросы газов, пожары и взрывы и пр. Каждая авария представляет собой неконтролируемую ситуацию и может привести к тяжелым последствиям.

Крупные аварии с катастрофическими последствиями имели место, например, в тоннеле Лёчберг (Швейцария), где из-за обрушения породы погибли 25 чел., и в подходном тоннеле в Великобритании, где из-за взрыва метана 16 чел. погибли и 30 были ранены.

В бывш. СССР ряд аварий имел место при строительстве тоннелей БАМа. Так, в 1979 г. 5 чел. погибли в Северо-Муйском тоннеле из-за внезапного выброса водогрунтовой массы. В том же году 3 чел. погибли из-за обрушения кровли в Рикотском тоннеле на Кавказе.

Поперечное сечение котлована для сервисного тоннеля вблизи шоссе Ист Кост Парквей в Сингапуре до (а) и после (б) аварии

Рис. 10.1. Поперечное сечение котлована для сервисного тоннеля вблизи шоссе Ист Кост Парквей в Сингапуре до (а) и после (б) аварии:

1 — ограждающая конструкция; 2 — расстрелы; 3 — промежуточные сваи; 4 — лотковая грунтоцементная плита

Крупные аварии строительных котлованов происходили в разные годы при строительстве тоннелей в Сингапуре. Так, в 2002 г. при устройстве котлована под сооружение центрального сервисного тоннеля вблизи шоссе Ист Кост Парквей произошел выпор лотковой грунтоцементной плиты, повлекший за собой выдергивание промежуточных стоек, выгиб распорок и катастрофическое смещение ограждающих шпунтовых стен внутрь котлована (рис. 10.1).

Еще одна крупная авария участка тоннеля, строящегося открытым способом, произошла в 2004 г. рядом с шоссе Никол Хайвей. Авария случилась на этапе установки последнего, десятого яруса стального распорного крепления при глубине котлована 30 м. Разрушение распорной системы на длине более 100 м носило быстрый и катастрофический характер, повлекший за собой «схлопывание» и обрушение ограждающей «стены в грунте». Аварию усугубил взрыв близлежащего поверхностного газопровода. В результате аварии погибли 4 человека, а разрушениям, помимо строительного котлована, подверглась прилегающая территория в радиусе 50 м, включая шоссе (рис. 10.2).

План строительного котлована рядом с шоссе Никол Хайвей в Сингапуре до (а) и после (б) аварии

Рис. 10.2. План строительного котлована рядом с шоссе Никол Хайвей в Сингапуре до (а) и после (б) аварии:

  • 1 — шоссе Никол Хайвей; 2 — Рипаблик авеню; 3 — строительный котлован; 4 — опускной колодец для щитовой проходки тоннеля под рекой Калланг;
  • 5 — зона деформации поверхности земли, вызванной разрушением крепи котлована

Тяжелые аварии, значительно удлинившие сроки строительства, имели место при сооружении крупных подводных тоннелей Сейкан в Японии и под проливом Большой Бельт в Дании.

Частота аварий в тоннелестроении и тяжесть несчастных случаев выше, чем в других отраслях строительства, что обусловлено спецификой подземных работ. Ежегодно из 10 тысяч работающих на строительстве тоннелей пострадавшими в аварийных ситуациях становятся около 200 чел., т.е. 2% от общего числа строителей. В США число несчастных случаев в результате аварий в тоннелестроении в 1,5 раза выше, а в Японии в 2 раза выше, чем в наземном строительстве.

Так, при строительстве тоннелей в Японии за период с 1973 по 1982 гг. зарегистрирован 531 несчастный случай с человеческими жертвами. Проведенные исследования причин аварий в процессе строительства 75 тоннелей общей протяженностью 158 км по трассе линии Нью-Саньё показали, что число несчастных случаев возрастает с увеличением объемов тоннелестроительных работ, а частота их (число случаев на 1 км тоннеля) определяется, главным образом, инженерно-геологическими условиями. Например, при проходке 120 км транспортных тоннелей в Германии на каждые 10 км приходилась одна авария, связанная с обрушением породы, на ликвидацию последствий каждой из которых расходовалось около 1% стоимости тоннеля.

В последние десятилетия наблюдается некоторое снижение числа несчастных случаев в тоннелестроении, что объясняется усовершенствованием нормативной базы, техники и технологии проектирования и строительства, ужесточением требований охраны труда и техники безопасности, более тщательным проведением геотехнических изысканий и исследований.

Однако несмотря на значительный прогресс тоннелестроения, современная техника еще не располагает абсолютно безопасными способами строительства тоннелей, методами и средствами прогнозирования возможных аварий, обусловленных многочисленными и разнообразными факторами, в том числе стихийными, которые могут проявляться неожиданно. Такие аварии развиваются столь стремительно, что не всегда возможно принятие быстрых и адекватных мер по спасению людей и ликвидации последствий.

Кроме того, с резким увеличением объемов и темпов тоннельного строительства потенциальная вероятность аварий возрастает.

С целью снижения степени риска возникновения аварийных ситуаций и во избежание повторения имевших место в практике строительства и эксплуатации тоннелей роковых ошибок, стоивших жизни людям, огромных непроизводительных капиталовложений, приводивших к значительному удлинению, а иногда — и к срыву срока окончания строительства, необходимо изучение мирового тоннельного опыта.

  • [1] Авария — внезапное общее или частичное повреждение оборудования,горных выработок, сооружений, различных устройств, сопровождающеесядлительным (как правило, более смены) нарушением производственного процесса, работы участка или предприятия, сооружения в целом. Аварии всегдасвязаны с экономическими убытками; в некоторых случаях сопровождаютсятравмами людей. — Горная энциклопедия. Т. 1. 1984.
 
Посмотреть оригинал