Подземные города

17 сентября 2013, 19:13 2519

подземные городаФантастические сюжеты, в которых человечество полностью покоряет мировой океан, небо и недра Земли, во многом пока остаются делом далекого будущего. Однако некоторые сюжеты очень скоро могут стать реальными, к примеру, подземные города. История создания профессиональной проходческой техники достаточно коротка. Первый проходческий щит для создания длинных туннелей разработан только в 1825 англичанином Марком Брюнелем.

В конце прошлого века возникла идея создания аппарата, который бы позволил нырять в почву и осуществлять скоростную проходку, что позволило бы с легкостью строить настоящие подземные города. И, наконец, российские разработчики из Томского университета и Института угля создали рабочий прототип принципиально нового проходческого устройства «геоход». Неужели фантастика превратится в реальность?

Насколько сложны глубинные работы?

Марк БрунельПока о подземных городах речь не идет, хотя идея эта очень давнишняя. Десятилетиями для горизонтальных шахт используется классический метод взламывания породы с последующим креплением свода. Для скальных массивов это неплохое решение, однако в сыпучих грунтах такая технология грозит обрушением свода. Идея Брунеля как раз и позволила решить эту проблему.

В туннеле монтируется специальный защитный стакан для рабочих, с переднего конца которого вынимается грунт, а сзади формируется кирпичная кладка, скрепляющая своды. Гидравлические домкраты обеспечивают продвижение стакана вперед по мере выборки породы. Именно так был построен туннель под Темзой. Однако таким образом подземные города не построить – только появляется обводненная песчаная почва, как подобный туннель заливается. Применяемая герметичная перегородка (кессон) стоила многих жизней проходчиков.

Позднее появляются механические щиты, которые справляются с проблемами. Прошлый век становится настоящим бумом возведения тоннелей. Строятся линии метрополитена, спрямляются автострады, возводятся подземные коммуникации в мегаполисах. Но, несмотря на довольно высокую относительную скорость для подобных работ (до 80 метров в сутки), она для возведения подземных городов недостаточна.

Главные проблемы строительства решены

геоход - разработка российских учёныхПри работе в слабых грунтах выявляется невозможность обеспечения крутых поворотов – щит слишком громоздок для этого. В скалах легко создавать достаточно причудливые лабиринты, но слишком долго и дорого. Российские инженеры, разрабатывая свой геоход, нашли изящное решение. Их проходческое устройство работает по принципу действий крота.

Лобовая часть корпуса геохода имеет винтовую резьбу, благодаря которой ввинчивается в грунт. Корпус впрессовывает разрыхленную породу в стенки и движется, отталкиваясь от анкера (сегмент в задней части геохода). Как минимум вчетверо увеличивается скорость работ, что делает реальным планирование подземных городов уже в недалеком будущем.

Главная особенность разработки – возможность свободного поворота в горизонтальной плоскости. Это позволит применить геоход вблизи ранее проложенных коммуникаций, легко обходя их при необходимости, выполнять не только прямые, но и сложные туннели. Конечно, скальные грунты геоходу не одолеть, но такая задача и не ставится. На той же Русской равнине, к примеру, подобных грунтов просто нет. От Каспийского и Черного морей вплоть до окрестностей Санкт-Петербурга наблюдаются сплошные рыхлые породы в любом месте можно планировать подземные города.

А посередине этой огромной территории находится так называемая Московская синеклиза, вмятина протяженностью около 1000 километров, которая заполнена осадочными породами: известняком, песком, глиной и т.п. Мощность залежей кое-где измеряется сотнями метров. Здесь проходческие работы по традиционной технологии затруднены, грунт обводнен, для преодоления его часто используется заморозка, что удорожает работы. Но все изменит новая техника. А ведь ученые подсчитали, что подземные города – очень перспективные проекты, именно в них в будущем будет выгодно людям жить и работать.

Чистая экономика

Температура земных недр, начиная от точки промерзания и ниже, примерно соответствует среднегодовой (для Москвы это 5,8 градуса по Цельсию). До 20 метров в глубину эта температура сохраняется, а затем постепенно повышается. Для той же столицы на каждые 38 метров идет повышение на 1 градус.

Теперь подумаем, насколько экономичнее содержать подземные города. Охладить или нагреть воздух здесь намного легче, здесь полностью отсутствуют атмосферные осадки, бури, шквальный ветер и смерчи. На фоне угрозы климатических изменений на планете это настоящая находка. Осталось только минимизировать затраты на строительство, в чем могут помочь современные разработки проходческого оборудования.



Мнения и комментарии по теме
Комментарии
{**}