Современные городские транспортные тоннельные развязки

С.И. Лобанов

С возрастанием величины транспортных потоков по городским улицам для их безостановочного пропуска появилась необходимость устройства так называемых тоннельных транспортных развязок большой протяженности, которые позволяют перераспределять и направлять транспортные потоки в подземном уровне. Примером таких транспортных развязок являются Кутузовская, Гагаринская, комплекс тоннелей в Лефортово, Северо- Западный тоннель.

С появлением городских транспортных тоннелей стала очевидной необходимость:

а) защиты участников дорожного движения и пассажиров в тоннелях от:

– накапливающихся в воздухе продуктов сгорания топлива;

– возможного подтопления;

– вредных факторов возгорания автотранспорта и оборудования;

– других чрезвычайных ситуаций;

б) обеспечения:

– наблюдения за обстановкой в тонелях;

– управления дорожным движением;

– пожарной безопасности;

– энергобезопасности;

– охраны оборудования и тоннелей;

– безопасных условий работы обслуживающего персонала;

– контроля и управления работой оборудования;

– бесперебойного и безопасного пропуска автотранспорта.

Выполнение этих задач требует оснащения тоннелей целым рядом инженерного оборудования и систем:

– общеобменной вентиляцией транспортной зоны, притоннельных помещений и сооружений;

– системой газового анализа воздушной среды тоннеля и притоннельных помещений;

– системами очистки выбрасываемого воздуха;

– системой видеонаблюдения;

– системой управления дорожным движением;

– системой водоотведения и водоотлива;

– системами отопления;

– системами водоснабжения;

– системами канализации;

– системами телефонной и радиосвязи;

– системами и оборудованием энергоснабжения;

– системами рабочего и аварийного освещения;

– системами управления и контроля доступом;

– системами охранной сигнализации;

– системами оповещения и управления эвакуацией;

– системами обнаружения и извещения о пожаре;

– системами пожаротушения: пожарным водопроводом, автоматическими установками водяного (пенного) пожаротушения, автоматическими установками газового и порошкового пожаротушения;

– системами подпора воздуха и дымоудаления;

– автоматизированными системами управления работой оборудования (технологическими процессами), управление которыми осуществляться из центрального диспетчерского пункта транспортной развязки.

Любая из тоннельных транспортных развязок в зависимости от конструкции требует индивидуального подхода к проектированию инженерных систем из-за ограниченных условий для их размещения, большой насыщенности оборудованием и желания заказчика максимально использовать сооружение по прямому назначению, а именно для пропуска транспорта. Кроме того, при большой плотности инженерных систем явно наблюдается влияние при работе друг на друга, как правило, ухудшающее работоспособность и эффективность использования одной из них или нескольких, что требует тщательного рассмотрения работы инженерных систем и оборудования в комплексе еще на стадии проектирования.

В связи с большим количеством сложных инженерных систем на тоннельных транспортных развязках требуется непрерывный контроль их работы, увязка работы во времени, непрерывная диагностика состояния оборудования, немедленное принятие мер к восстановлению работоспособности в целях обеспечения непрерывного и безопасного пропуска автомобильного транспорта.

Эта задача под силу только автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУ ТП), работа которых возможна по индивидуально разработанным и согласованным алгоритмам работы соответствующих инженерных систем и оборудования в целом для всей транспортной развязки как для режимов нормальной, нештатной эксплуатации, так и для работы в чрезвычайной ситуации.

Чтобы справиться со сложнейшим технологическим оборудованием, обеспечить нормальную работу и предупреждение нештатной и чрезвычайной ситуации на тоннельной транспортной развязке, требуется подготовленный, квалифицированный эксплуатирующий персонал, знающий все существующие на объекте инженерные системы и порядок работы с ними, а также сам объект.

ГУП «Гормост» разработал собственную систему подготовки персонала.

Для начальной подготовки отбирается персонал, имеющий высшее техническое образование, способный овладеть всем спектром оборудования, которым оснащена тоннельная транспортная развязка. Начальная подготовка проводится по специально разработанной программе подготовки. Персонал изучает инженерные системы, которыми оснащена транспортная развязка, их устройство, особенности и порядок работы с ними. Затем проводятся тренировки персонала в специально созданном и оборудованном классе-тренажере подготовки персонала на Гагаринской транспортной развязке. Этот класс-тренажер подобен диспетчерскому залу управления транспортной развязкой и имеет автоматизированные рабочие места, аналогичные местам диспетчерского персонала, позволяет моделировать работу оборудования любой из транспортных развязок, создание той или иной нештатной или чрезвычайной ситуации, контролировать отработку действий обучаемых. Алгоритмы работы оборудования класса и модели создаваемых ситуаций непрерывно совершенствуются.

После тренировок в классе- тренажере обучаемые проходят в течение не менее одного месяца стажировку на одной из транспортных развязок в качестве дублеров диспетчерского персонала, потом практически, «ногами и руками», изучают тоннельную транспортную развязку, на которой предстоит работать, устройство и порядок работы всех его инженерных систем, регламент эксплуатации и действий в условиях нештатной и чрезвычайной ситуации, порядок обеспечения нормальной работы транспортной развязки, сдают зачеты на допуск к само- стоятельной работе.

В дальнейшем в процессе работы проводятся ежесменные тренировки по действиям при возникновении или предупреждении ЧС. Кроме того, ежеквартально проверяются знания и умения действовать в этой обстановке всех смен транспортных тоннельных развязок специалистами административно-управленческого персонала предприятия. Ежегодно в соответствии с согласованным графиком проводятся совместные командно-штабные и практические тренировки с городскими службами по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций на тоннельных транспортных развязках. Это позволяет поддерживать знания и умения диспетчерского персонала тоннельных транспортных развязок на необходимом для эксплуатации уровне.

Наше Предприятие на основании постановления Правительства Москвы от 22 августа 2000 г. № 660 принимает и эксплуатирует городские тоннельные транспортные развязки с 1998 г., на протяжении 10 лет ведет непрерывный мониторинг их работы и накопило в этой области большой опыт, который, к сожалению, не всегда учитывается при проектировании и строительстве. Яркий пример тому – проектируемый тоннель Южной рокады на участке от Балаклавского проспекта до Каширского шоссе (проектная организация ОАО «Метрогипротранс»): технические условия у нас на эти тоннели запрошены не были, а стадия «П», которая закладывает основные технические и объемно- планировочные решения, уже находится на рассмотрении государственной экспертизы.

Вопрос к государственной экспертизе: нормативных документов на проектирование городских тоннелей не существует, через экспертизу за последние 10 лет, кроме указанных, прошла документация уже четырех городских тоннельных транспортных развязок, а у эксплуатирующей эти тоннели организации не были запрошены и не учитываются результаты мониторинга и эксплуатации, а самое главное – никто из экспертов на тоннелях не был и не изучил результатов и последствий своей работы. Соответственно это отражается на качестве проектной документации, которая не учитывает условия эксплуатации.

Некоторые примеры такой работы: Кутузовская транспортная развязка и железнодорожный тоннельный комплекс «Аэропорт Внуково» построены без гидроизоляции и имеют многочисленные активные протечки; Лефортовские тоннели и тот же ж.-д. тоннельный комплекс«Аэропорт Внуково» построены без учета нужд эксплуатации, поэтому в нарушении всех нормативных документов служба эксплуатации вынуждена располагаться в аппаратных и технологических помещениях тоннелей.

Так как нормативные документы, регламентирующие строительство и оснащение автодорожных городских транспортных тоннелей, до сих пор не разработаны, а разработанные Московские городские строительные нормы МГСН 5.03-02 «Нормы проектирования городских автодорожных тоннелей» до сих пор не утверждены, поэтому технические условия разрабатываются на проектирование конкретного тоннеля.

Технические условия на проектирование транспортных тоннелей, если они есть, как правило, состоят из следующих основных разделов:

а) общие положения;

б) объемно-планировочные решения;

в) строительные конструкции;

г) эксплуатационные устройства и оборудование;

д) системы, обеспечивающие организацию и безопасность дорожного движения;

е) пожарная безопасность;

ж) инженерно-технические мероприятия по гражданской обороне и предупреждению чрезвычайной ситуации;

з) охрана окружающей среды;

и) основные положения проекта организации строительства.

Разделы д) и е), как правило, наиболее объемные и отражают требования отвечающих за эти мероприятия в соответствие с названиями разделов надзорных органов. Раздел ж) состоит из двадцати строчек и повествует о том, что мероприятия по ГО и ЧС должны быть в составе проектной документации. И все. Более в нем ничего нет. По мнению службы эксплуатации, разделы г), д), е), ж) должны быть объединены в общий раздел – «системы, устройства и оборудование, обеспечивающие безопасную эксплуатацию тоннеля» – с соответствующими подразделами. Это позволит рассматривать работу всего оборудования в комплексе.

Система противопожарной защиты тоннелей ни на одной транспортной развязке не выполнена в увязке со средствами остановки и ограничения движения транспорта.

Технические решения, пригодные для противопожарной защиты зданий и сооружений, не связанных с движением транспорта, применяются на транспортных тоннельных развязках без учета условий эксплуатации, то есть движения транспорта, отрицательных температур, повышенной ветровой нагрузки, агрессивной среды транспортной зоны, повышенной влажности, поэтапного ввода в строй структурных элементов объекта и других неблагоприятных факторов.

Концепция противопожарной защиты тоннелей исходит из очага пожара в тоннеле большой мощности, при этом сам процесс остановки движения транспорта в тоннеле даже не рассматривается: считается, что его как бы нет, и системы противопожарной защиты тоннеля предписано использовать в автоматическом режиме и по полной программе даже при небольшом возгорании, способном привести в действие систему обнаружения и извещения о пожаре. Гораздо чаще в транспортной зоне тоннелей происходят возгорания небольших транс- портных средств, которые в первую очередь обнаруживаются с помощью телевизионных средств наблюдения, и дежурный персонал ставится перед дилеммой – немедленного приведения в действие противопожарных систем (но даже это не везде возможно) и уголовной ответственности за возможные последствия, которые могут возникнуть в результате применения этих систем без остановки автотранспорта (не подлежит сомнению значительное увеличение тормозного пути автотранспортного средства при попадании на асфальтовое покрытие воды).

Разработчики противопожарной защиты тоннелей не учитывают тот факт, что на тоннельной транспортной развязке круглосуточно работает диспетчерская служба, то есть пожарный пост в соответствии с НПБ 88-2001.

Системы противопожарной защиты тоннелей работают в автоматическом ре- жиме и не предусматривают вмешатель- ства оператора, а оно требуется практиче- ски каждый день – и для предотвращения несанкционированного срабатывания оборудования противопожарной защиты по ложному сигналу системы обнаружения и извещения о пожаре, и для включения тех же систем в работу при обнаружении пожара с помощью системы видеонаблю- дения, и для предотвращения возгорания разлившегося топлива из баков автомо- билей и т.п.

На рассмотрение специальных тех- нических условий на проектирование противопожарной защиты тоннелей нормативно-техническим советом Депар- тамента надзорной деятельности МЧС России служба эксплуатации не пригла- шается и не заслушивается. В самом деле, а зачем? Вопроса о том, а как же это все эксплуатировать и применять в условиях круглосуточного движения автомобиль- ного транспорта, низких температур и невозможности отключения электроэнер- гии, никто не задает, а нет вопроса, зна- чит, нет и проблемы.

Поэтому на тоннеле Южной рокады по заключению нормативно-технического совета Департамента надзорной деятельности МЧС России появляется новая, такой в НПБ 88-2001 нет, нигде не опробованная, не сертифицированная и никаким нормативным документом не предусмотренная так называемая «установка автоматического пожаротушения распыленной водой», которая одновременно обеспечивает тушение пожара в транспортной зоне с размером капель воды, больше подходящим для дренчерной системы, и в кабельных коллекторах с размером капель, больше подходящим для установок тушения тонкораспыленной водой, и это не смотря на то, что отключить электроэнергию в кабельных коллекторах перед тушением водой будет нельзя чисто технически, ведь кабельные коллекторы транспортных тоннелей давно стали аппаратными и электрощитовыми.

Еще одно новшество, планируемое по заключению нормативно-технического совета к применению на тоннеле Южной рокады, – роботизированные установки пожаротушения с расходом воды не менее 20 л/с каждым стволом, по два ствола в каждую точку. Опять же испытаний работы таких установок в условиях транспортного тоннеля до сих пор не проводилось, несанкционированное срабатывание этих роботов или срабатывание по очагу пожара без остановки движения приведет к непредсказуемым по тяжести последствиям. В условиях транспортной зоны тоннеля датчики пламени, приводящие этих роботов в действие, будут покрыты слоем грязи, особенно в осенне-зимний, весенне-летний периоды и зимой в периоды перехода через «О» и снегопады, а непрерывная их очистка просто невозможна, кроме этого неизвестно, как ведут они себя в дыму. Роботизированные стволы при таком расходе воды требуют нахождения под давлением, и никто не подумал о том, что в тоннеле зимой такая же температура, как и на улице, и их эффективного обогрева просто не обеспечить.

Возникает вопрос к нормативно- техническому совету Департамента надзорной деятельности МЧС России и государственной экспертизе: почему действующие городские транспортные тоннели стали испытательным полигоном, ведь для этого есть специализированные научно-исследовательские институты. Результаты испытаний бывают не только положительные, но и отрицательные, и никак не учитываются, а отрицательный результат не предполагает в дальнейшем вывода установленного оборудования из эксплуатации и его списания.

Для этого необходимо построить опытный тоннель и использовать его для проведения испытаний различного оборудования, противопожарных и инженерных систем в реальных климатических условиях, ветровых нагрузках, воздействия протечек и т.п. для опреде- ления возможности и пригодности их использования в транспортных тоннелях.

Возникает вопрос и к проектировщикам о целесообразности, совместимости, необходимости и достаточности применения тех или иных инженерно-технических систем в тоннелях. Системы, призванные оградить от огня, сами зачастую значительно увеличивают пожарную нагрузку, например в кабельных коллекторах. Системы, призванные содействовать скорейшей остановке движения транспортных средств, применяются в расчете на законопослушного гражданина, но без достаточных на то законных оснований и не имеют никакой эффективности.

Следует отметить, что взаимное влияние построенных инженерных систем резко снижает производительность некоторых из них, что при определенных условиях может привести к ЧС.

Недопонимание заказчиком и генеральным проектировщиком важности единой системы управления технологическими процессами приводит к тому, что в диспетчерских пунктах тоннельных транспортных развязок появляется нагромождение различного оборудования в виде большого количества рабочих мест на базе ПЭВМ, в лучшем случае настенных пультов и т.п., в котором сложно ориентироваться, а при ЧС трудно понять, откуда идет тревожный сигнал и что нужно предпринять. Система управления (АСУ ТП) проектируется после того, как построен тоннель и смонтированы инженерно- технические системы, пытаясь объединить различное по исполнению и задачам оборудование, которое зачастую не приспособлено к интеграции. Кроме этого, применяется централизованная система управления, что само по себе ненадежно и при выходе из строя оборудования всего в одном из сотен помещений транспортной развязки способно привести к потере управления инженерно-техническими системами всей транспортной развязки.

При проектировании систем электроснабжения объектов 1 категории надежности энергоснабжения (по ПУЭ), большой установленной мощности и огромным количеством потребителей совсем не уделяется внимания диспетчеризации. Отсутствие диспетчерских пунктов электроснабжения приводит к тому, что энергоснабжение каждого объекта нельзя рассматривать как единую систему, эксплуатирующий персонал в реальном времени не знает, в каком состоянии находится энергоснабжение инженерно-технических систем. В результате теряется оперативность восстановления работоспособности той или иной системы. Кроме того, совсем не берется в расчет то, что узлы управления инженерно-технических систем требуют бесперебойного электроснабжения, крайне чувствительны даже к кратковременным, на время переключения АВР, перерывам и просадкам напряжения. Все это приводит к потере управления инженерно-техническими системами, ложным срабатываниям противопожарного оборудования и его отключению, то есть налицо предпосылка к ЧС.

В настоящее время возможны ситуации, когда системы энергоснабжения не обеспечат необходимой надежности (ситуация с аварией на Чагинской подстанции). Для обеспечения первоочередных потребностей тоннеля (хотя бы его сохранности) при ЧС (освещение, водоотвод, проветривание подземных помещений) необходимо устанавливать автономные дизельные источники питания.

Учитывая специфику подземных сооружений, размещения в них трансформаторных подстанций, электрощитовых и распределительных устройств, вероятность возникновения в них протечек грунтовых и поверхностных вод, что неоднократно имело место в процессе эксплуатации, степень защиты электрооборудования должна быть не ниже IP 54. Проектами предусматривается степень защиты IP 20 или в лучшем случае IP 21. Это приводит к тому, что эксплуатацион- ному персоналу приходится защищать электрооборудование от воды подручными средствами.

Основные недостатки электроснабжения, выявленные в Северо-Западном тоннеле:

– на вводах ТП тоннельной вентиляции отсутствует защита, что может привести при включении АВР к подаче напряжения на неисправную секцию;

– применены индивидуальные трансформаторы не серийного ряда, то есть для замены необходим индивидуальный заказ с длительными сроками изготовления и поставки;

– при использовании для основной вентиляции индивидуальных трансформаторов 10/0,69 кВ мощностью 2000 кВА на каждый вентилятор даже при отключенном вентиляторе необходимо держать трансформаторы в горячем состоянии, то есть на холостом ходу, что приводит к нерациональному расходу электроэнергии. Потери электроэнергии на холостой ход 12-ти силовых трансформаторов тоннельной вентиляции составляют 44 997 кВт/ч в месяц (по расчету проектной организации);

– существующая система учета электропотребления из-за недоучета при минимальных нагрузках на ГРЩС и при холостом ходе индивидуальных силовых трансформаторов не позволяет получать реальные данные по потреблению элек- троэнергии;

– проектами ТП-4, ТП-5… ТП-11 вы- брано реле контроля и управления вво- дами Sepam S80, не имеющее функций защиты от перетока, который при таком построении системы энергоснабжения возможен. Такие функции (№ 67 – токо- вая направленная, № 32Р – максималь- ная направленная активной мощности) есть в других модификациях, начиная с Sepam S82.

Из-за отсутствия в настоящее время нормативных документов или требований на проектирование электроснабжения и электроустановок транспортных тоннелей каждый новый тоннель становится экспериментальным в плане структурной схемы и типа оборудования, не учитывается опыт действующих объектов, требования и опыт эксплуатирующих организаций. Таким нормативным документом может стать ГОСТ-Р на электротехнические установки транспортных тоннелей большой, средней и малой протяженности, соответствующий международным стандартам МЭК.

Пример, как системы безопасности становятся не совсем безопасными.

Дымоогнезащитные шторы – негорючее полотно, с двух сторон ограждающее часть тоннеля (90 м), в которой имеется очаг возгорания, по всей ширине тоннеля, опускаясь до 2,5 м от уровня проезжей части, автоматически по срабатыванию системы пожарной сигнализации или приводится в действие диспетчером немедленно при обнаружении очага пожара в соответствии с регламентом. Изначально предназначены для локализации очагов пожара на складах и т.п., там, где нет интенсивного движения транспорта и людей, по неизвестной причине применены на путях эвакуации людей и автотранспорта от очага пожара, для применения в транспортных тоннелях не предназначены.

В соответствии с инструкцией по техническому обслуживанию шторы ежемесячно должны разворачиваться, осматриваться, обслуживаться и сворачиваться, для чего требуется полное закрытие движения в тоннеле. При существующем количестве штор тоннель (читай – 3-е транспортное кольцо) должен быть закрыт 15 ночей в месяц, что практически невозможно.

Возможно самопроизвольное опускание шторы при ложном срабатывании пожарной сигнализации либо при неисправности системы управления и привода, что однозначно приведет к созданию чрезвычайной ситуации в тоннеле: самопроизвольно опустившаяся штора на Кутузовской транспортной развязке разбила стекло двухъярусного автобуса «Мерседес», который по счастливой случайности двигался с невысокой скоростью. Штора, опускаясь по всей ширине тоннеля на высоту 2,5 м от уровня проезжей части, будет сорвана большегрузным транспортом либо автобусами, упадет и приведет к массовому ДТП в лучшем и самом легком случае, так как скорость движения в тоннеле достигает 100 км/ч.

Опускание шторы при пожаре без остановки движения приведет к той же самой ситуации, что и при самопроизвольном опускании. При возгорании грузовой «газели» в Гагаринском тоннеле под запрещающий красный сигнал светофора в дым въезжал автотранспорт на скорости до 100 км/ч, движение удалось остановить, только поставив поперек тоннеля тяжелые тягачи через 15 минут после начала пожара, и то только потому, что в соседнем тоннеле не было пробки.

Шлагбаумы. Крайне необходимы, но не могут быть применены в дистанционном и автоматическом (при ЧС) режимах работы. Причина – не узаконены, не оснащены соответствующими системами предупреждения и сигнализации, понятными водителям. Закрываются только после того, как к ним прибудет сотрудник ДПС, остановит движение и после этого перекроет проезжую часть, а это никак не 2 минуты, после которых сработают противопожарные системы в автоматическом режиме. Для их применения требуется внести соответствующие изменения в правила дорожного движения, как минимум, приравняв проезд городских транспортных тоннелей к проезду железнодорожного переезда.

Автоматические установки пожаротушения в транспортной зоне (дренчерные завесы, установки пенного пожаротушения). Работа системы пожаротушения по любой причине без остановки движения транспорта приведет к усугублению ЧС, так как большое количество воды (пены), падающее сверху на проезжую часть, может привести к испугу водителей и экстренным действиям, резкому увеличению тормозного пути и, как следствие, к ДТП в лучшем случае, а зимой – к образованию льда на проезжей части и соответствующим последствиям. В 2003 г. в Гагаринском тоннеле зимой по ложному сигналу от системы пожарной сигнализации произошло несанкционированное срабатывание системы дренчерных завес во втором тоннеле и образование слоя льда 5–10 см, движение было закрыто. В Лефортовском тоннеле глубокого заложения несанкционированное срабатывание системы пенного пожаротушения привело к остановке транспорта на 4 ч.

Другая проблема – это применение оборудования и технических решений, при которых дренчерные завесы не могут работать при низких температурах или после однократного применения и проверки выходят из строя.

Система управления вентиляцией (дымоудалением). При срабатывании пожарной сигнализации транспортной зоны тоннеля вентиляция автоматически переключается в режим дымоудаления, переключение в режим общеобменной вентиляции невозможно без снятия сигнала от пожарной сигнализации. Отмечено два случая ложного срабатывания системы пожарной сигнализации, которые невозможно было сбросить более 30 минут. Движение транспорта через тоннель из- за резкого роста загазованности было существенно ограничено и в конечном итоге закрыто (отсос воздуха осуществлялся только из того пожарного отсека, где произошло ложное срабатывание), то есть была предпосылка к ЧС, вызванная несанкционированным срабатыванием пожарной сигнализации.

Пример влияния работы двух систем друг на друга. Приточная вентиляция транспортной зоны (система подпора воздуха) Лефортовского тоннеля глубокого заложения была не развязана с системой водоудаления из транспортной зоны и создавала подпор воздуха в приемных колодцах, что существенно снижало производительность системы водоудаления (ошибка проекта), и при пожаре в транспортной зоне или обильных осадках возможно было подтопление проезжей части тоннеля, сейчас этот недостаток устранен. В Северо-Западном тоннеле ОАО «Метрогипротранс» запроектировало сброс дренажной воды из кабельных коллекторов и технологических помещений в транспортную зону, а также приточный вентканал, в который воздух в огромном объеме поступает непосредственно с улицы без всякого подогрева; нетрудно представить, что происходит с этой водой зимой.

Система управления дорожным движением и система газового анализа. При превышении ПДК по загазованности, установленной Регламентом, решение об ограничении движения в тоннеле или его закрытии принимает диспетчер ГУП «Гормост», а выполняет дежурный сотрудник ГИБДД. До сих пор ни на одной тоннельной транспортной развязке не реализовано автоматическое включение запрещающих или ограничивающих въезд в тоннель светофоров при превышении установленных норм загазованности.

Система пожарной сигнализации транспортной зоны тоннелей. Два типа пожарной сигнализации – на базе сенсорной трубки и на базе термокабеля – дублируют друг друга. Автоматические системы пожарной защиты срабатывают только по данным пожарной сигнализации на базе термокабеля, который имеет следующие недостатки:

– срабатывает значительно позже, чем сенсорная трубка;

– требует значительного времени для восстановления после пожара;

– имеет большое количество ложных срабатываний из-за особенности монтажа, газовоздушной среды тоннелей и протечек.

Пожарная сигнализация на базе сенсорной трубки тоже имеет один существенный недостаток – срабатывание при сезонных (резких) колебаниях температуры воздуха и к автоматике не подключается.

Целесообразно было бы объединить преимущества обоих линейных извещателей, что позволит существенно снизить влияние их недостатков на статистику ложных срабатываний.

Огнезащита строительных конструкций транспортной зоны тоннелей и облицовка. Выполненная огнезащита в транспортной зоне Лефортовского тоннеля глубокого заложения (применяется в закрытых помещениях) имеет срок службы более 10 лет и в то же время не подлежит никаким способам очистки от отложений, боится сырости и протечек и требует в условиях тоннеля непрерывного ремонта. Стены тоннеля вопреки техническим условиям на проектирование тоннеля окрашены в темные тона, а за счет отложения на них сажи и других веществ, которые плохо смываются, становятся почти черными. В результате тоннель имеет мрачный, гнетущий вид. Напротив, облицованный светлым материалом Северо-Западный тоннель выглядит светлым и просторным, подвергается механизированной мойке в соответствии с регламентом, проезд по нему оставляет благоприятное впечатление.

Поверхность транспортной зоны тоннелей должна облицовываться светлыми материалами, стойкими к механической мойке.

Система общеобменной вентиляции транспортной зоны тоннелей. Производительность вентиляции транспортных развязок позволяет удержать подъем загазованности от резкого роста при замедлении движения в тоннелях только в том случае, если будет заблаговременно выведена на полную производительность.

Причины ошибок при расчете производительности систем общеобменной вентиляции:

– алгоритмы управления вентиляцией опираются на так называемые пороги загазованности, но не учитывают скорость ее роста;

– из расчетов производительности исключена составляющая величины загазованности в тоннеле при скорости движения транспорта менее 10 км/ч и прерывистое движение в тоннеле со скоростью 1–5 км/ч, такие расчеты были проведены и учтены по настоянию службы эксплуатации только для Северо- Западного тоннеля;

– полностью игнорируется максмальное количество автотранспорта, которое может пропустить тоннель, к которому стремится практическая величина интенсивности движения.

Одним из существенных недостатков, имеющих место при проектировании систем вентиляции тоннелей, является то, что проектировщиками не уделяется должного внимания аэродинамике конструкций воздуховодов. При проектировании не проводится моделирование аэродинамических характеристик конструкций тоннелей, прогнозирование воздушных потоков, проработка конструктивных решений приточных и вытяжных воздуховодов с целью минимизации аэродинамических потерь и оптимизации воздухообмена. С этой целью необходимо привлекать специалистов ведущих научных институтов, таких, например, как ЦАГИ. Примером серьезных негативных последствий, к которым может приводить невнимание к аэродинамическим характеристикам воздуховодов, может служить Гагаринский автодорожный тоннель, в котором из-за непродуманной системы вытяжных воздуховодов резко снижена эффективность работы огромных по производительности (500 тыс. м3/час) и по мощности (1050 кВатт) вентиляторов. Более того, далекая от оптимальной форма воздуховодов приводит к возникновению помпажа и других отрицательных аэродинамических явлений, которые в частности привели к досрочному выходу из строя вентиляторов и большим затратам на ремонт.

Общие проблемы по всем техническим системам:

1. Не предусмотрен ЗИП ни на одну систему, даже в минимальной комплектации. Хотя общепринятой считается норма комплектования ЗИП – 10% установленных комплектующих, но не менее 1 шт. по каждой позиции, при сдаче оборудования в запас не заложено ни одной позиции даже по самым важным комплектующим. А для систем пожарной защиты содержание 10% ЗИПа установлено нормативными документами. В результате даже при выходе из строя теплового реле приходится останавливать на длительное время агрегаты и целые системы. Как правило, комплектующие иностранного произ- водства, и срок поставки их исчисляется в лучшем случае неделями.

2. Невозможно добиться от создателей сложных инженерно-технических систем четких и понятных инструкций по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту, при приеме в эксплуатацию, они, как правило, отсутствуют.

Необходимо отметить, что при проектировании зачастую не учитывается состояние внутренней среды тоннеля и в особенности транспортной зоны, а это сказывается, прежде всего, на установленных дверях, шкафах для размещения оборудования и на самом оборудовании, на применяемом крепеже к конструкциям тоннеля.

Никто не изучал среду в транспортной зоне, и до сих пор не имеет объективных данных. Через 5 лет эксплуатации Куту- зовской транспортной развязки в транспортной зоне не осталось ни одной целой двери, петли которой можно было еще к чему-то приварить, сквозная коррозия металла пожарных шкафов и шкафов для оборудования в транспортной зоне полностью вывела их из строя, и это при ежегодном восстановлении лакокрасочного покрытия. Такая же ситуация и на Гагаринской транспортной развязке, и на комплексе тоннелей в Лефортово. В Лефортовском тоннеле глубокого заложения уже через полгода эксплуатации вышло из строя оборудование управления вен- тиляцией (коррозия дорожек электронных плат), установленное в транспортной зоне. Сейчас оборудование заменено и сделана дополнительная защита от внешней среды. Поэтому в транспортной зоне тоннелей на инженерных системах требуется применять оборудование со степенью защиты не ниже IP65, иначе оно не проживет и гарантийного срока. Не смотря на наши настоятельные требования к заказчикам строительства применять в транспортной зоне тоннелей двери и шкафы из стойкого к коррозии металла, эксплуатация слышит каждый раз отказ и мотивацию, что в стадию «П» были заложены и утверждены государственной экспертизой обычные двери для внутренних помещений. А менять через каждые 5 лет шкафы и двери в транспортной зоне тоннелей – это, конечно, по «государственному».

3. Существенное влияние на безопасность и безаварийную эксплуатацию транспортного тоннеля оказывает высота банкетки. Анализ эксплуатации тоннелей показал, что в тех тоннелях, где высота банкетки не превышает 25 см, аварийность автомобильного транспорта выше за счет ДТП, связанных с наездом на стену тоннеля, по сравнению с теми, где высота банкетки от 40 до 60 см. При низкой банкетке тоннеля водитель плохо чувствует габариты и чаще наезжает на стены тоннеля. Напротив, высокая банкетка четко очерчивает габарит движения.

Необходимо понимать, что банкетка в тоннелях в основном служит для защиты стен и конструкций тоннеля от повреждения автомобильным транспортом и в крайнем случае для доступа эксплуатирующего персонала к оборудованию, расположенному в транспортной зоне тоннелей. Банкетка не может служить путем эвакуации, и опыт эвакуации людей из транспортной зоны тоннелей говорит о том, что люди идут по проезжей части тоннелей, тем более что над широкой банкеткой тоннеля, как правило, размещается оборудование (Лефортовский тоннель глубокого заложения и Северо-Западный тоннель), а по менее широкой ходить про- сто невозможно.

Существует мнение, что при высокой банкетке при ДТП люди не смогут выбраться из автомобиля. На самом деле низкая банкетка не является препятствием от наезда автомобиля на стену, а в этом случае выбраться из машины со стороны прижатой к стене невозможно даже через стекло. В тоннелях с высокой банкеткой, за все время эксплуатации, случаев невозможности выбраться из автомобиля из-за банкетки не отмечено, и высота банкетки позволяет выбраться через окно автомобиля.

4. Бич транспортных тоннелей – это протечки.

Конструкции некоторых тоннелей по непонятной причине выполнены без достаточной гидроизоляции, в результате – многочисленные протечки, наледи и сосульки зимой, разрушение конструкций и обделки, массовый выход из строя оборудования и другие неприятности. Кроме того, образование сосулек и наледей существенно осложняют дорожно- транспортную обстановку.

Выделим некоторые основные факторы, оказывающие существенное влияние на техническое состояние строительных конструкций тоннелей:

– внешние природные условия (геологические, гидрологические, климатические) имеют первостепенное значение для всего состояния тоннельного сооружения. Сегодня нам известно уже немало случаев, когда слабо проведенные изыскания и соответственно основанные на их результатах недостаточно эффективные проектные решения по защите сооружений приводили к прорывам воды в тоннелях, а также появлению значительных местных нагрузок на обделку;

– фильтрация подземных и поверхностных вод через тело обделки, растворение карбоната и гидрата окисей кальция и выщелачивание их из бетона – все это в значительной мере снижает его прочность. Кроме того, проникновение подземных и поверхностных вод через обделку в тоннель в зимнее время еще в большей степени ухудшает условия работы обделки. Вода, попадая в поры, швы и трещины, замерзает и, увеличиваясь в объеме, разрушает обделку;

– качество строительства отражает фактическое состояние и очертание тоннельного сооружения по сравнению с проектным. Наличие пустот за тоннельной обделкой зависит прежде всего от качества нагнетания раствора в заобделочное пространство. Заполнение раствором всех пустот создает плотный контакт между породой и обделкой, обеспечивая более равномерную передачу давления и тем самым существенно улучшая условия работы конструкции. Наличие пустот, а также оставленная за обделкой крепь или забутовка переборов и вывалов существенно ухудшают условия работы обделки и приводят к образованию трещин. К образованию трещин приводят также излишки профиля обделки, распределенные неравномерно по ее периметру, особенно в пределах сводовой части, в результате чего увеличивается сосредоточенная нагрузка от собственного веса, что обусловливает местные перенапряжения.

Естественно, все это приводит к необходимости проведения срочных, весьма затратных работ по ремонту сооружений.

В процессе эксплуатации глубоких и длинных тоннелей, таких как Лефортовский тоннель, нами выработано предложение по обогреву транспортной зоны с помощью воздушно-тепловых завес на въезде и выезде и подачи теплого воздуха от приточных систем в целях круглогодичного поддержания температуры в тоннеле не ниже +5° С. Это позволит исключить явления зимних деформаций конструкций тоннеля, приводящих к протечкам и образованию сосулек и наледей, исключить необходимость обогрева трубопроводов, снизит затраты на ремонт поврежденного наледями оборудования и кабелей, повысит надежность функционирования систем безопасности и обеспечения жизнедеятельности.

Необходимо отметить, что проектирование таких сложных сооружений, как транспортные тоннели большой протяженности, невозможно без совершенствования имеющейся нормативной базы. И отрадно, что опыт, накопленный службой эксплуатации, все же находит свое отражение в положениях разработанных, но не утвержденных Московских городских строительных норм проектирования городских автотранспортных тоннелей.

Учет и использование проектными организациями и надзорными органами опыта эксплуатации тоннелей, несомненно, поможет в будущем избежать ошибок, с последствиями которых приходится сегодня ежедневно сталкиваться службе эксплуатации тоннелей.

Источник: http://www.securpress.ru/issue.php?m=54&art=933