איך בנו את המטרו בסנט-פטרסבורג

[Buki]

אני לא בטוח במידת הרלוונטיות של הסיפור הזה לפורם…

 

השנה היא 1972, בסנט פטרסבורג (אז לנינגרד) מתחילים בהארכת קו מטרו קיים לכיוון השכונות הצפוניות של העיר. הקטע החדש אמור לכלול 5 תחנות, כאשר בנקודה אחת הקו חוצה זרם מים תת קרקעי שאת גודלו ועוצמות, כמו שהתברר בדיעבד, לא הערכיו נכון בשלב עבודת המחקר והכנת הפרוייקט.

 

הפרוייקט לקח בחשבון הקפאת הקרקע (ואת הזרם התת קרקעי יחד איתו) באיזור הבנייה באמצעות מכונות פריאון רגילות שהיו בשימוש במצבים דומים וסיפקו טמפרטורה של מינוס 12 מעלות. 

 

עדיין איזור ההקפאה היה גדול מאוד, מה שייקר משמעותית את עלות הפרוייקט ואז מהנדסי המטרו הציעו רעיון מקורי - שתי המנהרות (קו הלוך וקו חזור) שבדרך כלל עוברות זו לצד זו, באיזור הזרם יעבור זו מעל זו עם הפרש גובה 14 מטר בין המנהרה התחתונה לעליונה. 

 

הדבר איפשר להקטין משמעותית את השטח הנדרש להקפאה, להקטין את מספר הקידוחים ואת מספר המכונות. היה נראה רעיון מבריק והוא קיבל אישור לביצוע.

 

מכונת ה"חפרפרת" התחילה בחפירה של המנהרות והכל על פניו התנהל כמתוכנן. היא סיימה בזמן את החפירה של שתי המנהרות, ההקפאה החזיקה, העובדים המשיכו בעבדות גימור, בניית התחנות וסלילת הפסים. 

 

ואז באופן פתאמי זרם המים התת קרקעי שהתברר שהוא נהר של ממש ובכלל לא קפא, פרץ למנהרה התחתונה והציף אותה. צוות העובדים הצליח להיחלץ החוצה ברגעים האחרונים דרך הפיר הטכני אבל המנהרה הייתה מוצפת ויצאה מכלל שימוש. עקב הצפת המנהרה, נוצרו חללים גדולים ריקים מתחת לפני הקרקע וזה גרם לשקיעת הרחובות והמבנים מעל איזור הבנייה. בכמה מקומות התעקמו פסי הטראם, נוצרו סדקים וקריסה חלקית של כמה מבנים, הרס תשתיות מים וביוב, שקיעת כיכר שהייתה בדיוק מעל איזור ההצפה ופניקה גדולה באוכלוסיה.

 

מנהיגי הפרוייקט שרצו למנוע נזקים נוספים נתנו הנחיה להציף גם את המנהרה השניה. אחרי זה שתי המנהרות נאטמו בקצוות בחסמי בטון בעובי 3 מטר, הלחצים מחוץ ובתוך המנהרות הושוו ושקיעת הקרקע הופסקה. אבל, הפרוייקט היה תקוע מאוד חזק.

 

במטה טיפול באירוע חשבו על כמה דרכים להמשיך את הבנייה. 

 

הדרך הראשונה, להריץ את המנהרות מתחת לאותו ערוץ נחל תת קרקעי. 

 

זה היה מייקר את הפרוייקט מאד, היה צריך להעמיק בהתאם את שתי התחנות הסמוכות שכבר היו מוכנות, להאריך את המנהרות האלכסוניות לדרגנועים ונוסף על כך זה היה מקשה על חיבור המקטע הזה לכל יתר הרשת עקב הפרשי עומק. הרעיון הזה נדחה.

 

הדרך השניה, להריץ את המנהרות מעל ערוץ הנחל התת קרקעי. במקרה זה המנהרות היו עוברות קרוב מידי לפני בשטח ועקב קרקעות לא יציבות באיזור זה היה דורש יצירת שטת סטרילי מעל, זאת אומרת הריסה ופינוי מבנים, זה לא היה מעשי וגם הרעיון הזה נדחה.

 

הדרך השלישית, הטובה ביותר - לבנות מעקף מסביב למקום הבעייתי נדחתה אף היא מפאת אילוצי זמן. באותן שנים המטרה העליונה הייתה לעמוד בתוכנית החומש - לסיים את הבנייה ולמסור ללקוח בזמן שהוגדר. כל דחייה אפילו מוצדקת ביותר הייתה בעייתית מאוד.

 

עקב כך הלכו על הדרך הרביעית, הזולה והמהירה ביותר - להשתמש במנהרות המוצפות הקיימות, לעבור אותן מחדש תוך שימוש בהקפאה עמוקה על ידי חנקן נוזלי. 

לאחר מכן לעבות ולאטם הייטב את המבנה החיצוני שלהן, כך שיעמוד בעומסים ובלחצים שיפעיל הנהר התת קרקעי שלא נעלם לשום מקום.

מכל רחבי המדינה מגיעות לפיטר (קיצור של סנט-פטרסבורג) מיכליות עם חנקן נוזלי. 

 

זה עזר, הזרם קפא. טמפרטרה במנהרות היא מינוס 50 מעלות, העובדים לבושים ב 3 שכבות בגדים מנקים ומסדרים את המנהרות, מבצעים חיזוקי פלדה ובטון, דואגים לאטימה מוחלטת שנראית חזקה ועמידה ביותר. 

 

בשנת 1975, באיחור של שנתיים וחצי (אבל עדיין בתוך אותה תוכנית החומש) הקו נפתח בטקס חגיגי ונמסר ללקוח - עיריית פיטר. 

 

אף אחד לא חשב להשאיר את ההקפאה לאחר סיום העבודות, זאת אומרת להמשיך להקפיא במהלך תפעול הקו. זה היה כל כך יקר ומורכב שאפילו לא עלה לדיון. 

 

המשך בהודעה הבאה...

 

 

[Asaf-R]

ציטוט

המשך בהודעה הבאה...

מאוד מעניין, אבל איפה ההודעה הבאה?!?

עריכה אחרונה ב-12 ליוני, 2020 על ידי Asaf-R

[sperial]

חופרים את המנהרות  😄

 

סתם. תן לבוקי את הזמן לכתוב את ההודעה, הסבלנות משתלמת.

[nitch]

איזה טיזרית, כבר ביצים נהיה לי. מתי כבר יהיו עניינים?

[Buki]

כאמור, המנהרות המחוזקות עברו דוך דרך האיזור הבייעתי שהיה מורכב מתערובת של מים וחול.

 

הן נראו מאוד מבטיח ונראה היה שהצליחו להתגבר על הזרם התת קרקעי באופן מלא.

 

אבל כבר בשנים הראשונות להפעלת הקו אובחנו כמה בעיות מדאיגות.

 

המנהרות לא היו מקובעות לשום דבר, ז"א בדרך כלל אין צורך לקבע אותן אבל במקרה הנ"ל הן היו למעשה "תלויות באוויר", כי מים עם חול לא מספקים תמיכה מספקת.

כל רכבת שעוברת במהירות הייתה גורמת לויברציה של המנהרות, המבנה שנבחר בו אחת המנהרות עוברת מעל השניה החריף את הביעה כי המנהרה העליונה הייתה "לוחצת" על התחתונה.

 

שני דברים נוספים שגם התחילו להופיע די בהתחלה הם הגעת מים לתוך המנהרות דרך מערכת הניקוז ושקיעה של שתי המנהרות.

 

כמות המים ביממה הייתה כ 60 קוב, זו כמות לא מאוד גדולה.  משאבות הניקוז היו מופעלות בחלון הלילה (זמן שבין 01:00 עד 05:30 בו המטרו לא פועל ובזמן הזה מתבצעות עבודות התחזוקה) ומוציאות את המים. 

קצב השקיעה היה כמה סנטימטרים בשנה, משהו שגם הוגדר בגדר הסביר. אבל המנהרה העליונה שקעה מהר יותר מהתחתנוה. 

 

כל התופעות האלו הפכו יותר ויותר מוחשיות משנה לשנה עד שבשנת 1995 גוף המנהרות התחיל לפתח סדקים ודרך הסדקים האלו התחילו להיכנס מים עם חול, שכמו במקרה של ניקוי חול שייפו והרחיבו את הסדקים. הלחץ על המנהרות שהיו בעומק 110 מטר היה אדיר.

 

האמצעי הראשון שננקט היה הורדת מהירות הרכבות במקטע זה כדי להקטין ויברציות.

אחרי זה משאבות הניקוז הופעלו כבר 24 שעות ביממה כדי להתגבר על כמות המים.

בשלב מסוים בקיץ 1995 בסופי שבוע כל התחנות צפונית לאיזור ההצפה היו נסגרות  ועובדי המטרו עבדו סביב השעון על סתימת הסדקים וחיזוק המנהרות על ידי מילוי בטון מחוץ למעטפת של המנהרה. 

בהמשך העבודות הורחבו גם לשעות הערב בימי חול, הקו הפסיק את פעולתו במקטע זה ב 22:00 במקום ב 01:00.

 

כל העבודות האלו לא הניבו תוצאות משמעותיות ונהגי הרכבות התחילו לדווח על גשם קל שיורד בתוך המנהרות וגם מגיע לקרונות דרך פתחי האיוורור. המים זרמו בין פסי הרכבת אבל עדיין המצב היה איכשהו תחת שליטה. 

 

עד שבדצמבר 1995 שוב כמו ב 1975 פרצו מים למנהרה התחתונה, הציפו והשביתו אותה.

 

המקטע נסגר לחלוטין לעבודות דחופות וחלקים משמעותיים מהעיר נשארו מנותקים מהמרכז. קו אוטובוס שהופעל במקום, נתן מענה חלקי בלבד. 

היה ברור שצריך לבצע  מהלכים דרסטיים אבל באותו זמן עוד הייתה תקווה לכך שניתן לעצור את המים... במקביל התחילה שקיעה מטאורית של המנהרה העליונה, למרות שתנועת הרכבות הופסקה. כבר לא 3-4 ס"מ בשנה אלה בכמה שעות. 

הפתרון היחיד שנמצא כדי לעצור את השקיעה הזו היה מילוי מים מרשת המים העירונית למנהרה התחתונה (שהייתה מוצפת חלקית) ואטימתה בשני הקצוות בחסמי בטון על מנת להשוות לחצים. אחרי שזה בוצע רק מסילה אחת במנהרה העליונה נשארה מקשרת בין 5 התחנות הצפוניות לכל שאר הרשת. 

 

אבל גם את המנהרה העליונה נאלצו להציף ולהשבית כי נצפו תזוזות קרקע קלות "בחוץ" וכולם זכור את האירועים של 1975. 

 

באחת הלילות באמצע דצמבר 1995, קטר דיזל (כי המנהרה הייתה מלאה במים ולא ניתן היה להשתמש בחשמל שמגיע דרך הפסים) העביר  דרך המנהרה העליונה שני מערכי מטרו שישרתו את חמשת התחנות המנותקות.

 

מיד לאחר מכן המנהרה העליונה הוצפה ונאטמה כמו התחתונה.

 רשת המטרו העירונית חולקה לשני חלקים כאשר החלק הקטן כולל רק 5 תחנות.

 

המשך יבואן...

 

 

 

[hans]

מרתק!

שיטת ההקפאה מצלצלת באוזניי הלא-מיומנות כפיתרון מוזר וזמני - לא משהו שמתאים לתשתית תחבורה כבדה.

במקומות הבודדים שהשתמשו באותה שיטה לתשתיות כבדות - למשל ב-big dig של בוסטון - יש אלף ואחת בעיות,

כולל מנהרות מוצפות.

 

לא משחקים עם מים, בקיצור...

[falou]

מעניין מאוד!

 

הייתי במטרו של פיטר ב-2012. מהיר, מאוורר, עולה גרושים, אבל שעה לוקח לרדת אליו...

[Night Driver]

לפני 8 שעות, hans כתב:

שיטת ההקפאה מצלצלת באוזניי הלא-מיומנות כפיתרון מוזר וזמני - לא משהו שמתאים לתשתית תחבורה כבדה.

זו שיטה ידועה לייצוב קרקע לצורך חפירת מנהרות, לא כדי לייצב מבנה לאורךזמן.

 

גל ליד בתי הזחקוק בחיפה השתמשו בשיטה הזו כדי להעביר צנרת מתחת לכביש 

 

בוקי, קום ותמשיך לכתוב. מה אתה הולך לישון ומשאיר אותנו במתח?

[farkash7]

בוקי אתה מתחיל להזכיר לי את ג׳ורג׳ ר.ר מרטין מחבר משחקי הכס.
כתב 5 ספרים מתוך 7 או 8 ושלח אותנו הקוראים לטלוויזיה לראות איך זה נגמר.

[arik100]

לפני כשעה, farkash7 כתב:

בוקי אתה מתחיל להזכיר לי את ג׳ורג׳ ר.ר מרטין מחבר משחקי הכס.
כתב 5 ספרים מתוך 7 או 8 ושלח אותנו הקוראים לטלוויזיה לראות איך זה נגמר.

just google it..

 

[Buki]

באיור פקק הבטון איתו חסמו את המנהרות המוצפות.

 

 

 

לאחר מכן הפכו את שתי התחנות הסמוכות לאיזור ההצפה לתחנות מסוף כי הן הפכו להיות תחנות סופיות. בתחנה שמדרום לאיזור ההצפה התשתית כבר הייתה קיימת כיוון שהיא הייתה תחנת מסוף לפני שהקו הוארך בשנות ה 70, בתחנה שמצפון לאיזר ההצפה נבנה מזלג שמאפשר סבב רכבות. התמונה להמחשה.

 

 

 

 

זו הייתה תקופה קשה לכלכלה וכל העסק הזה נתקע במצב הנ"ל למספר שנים,  זאת אומרת חור באמצע הקו עם קישור אוטובוסים בין התחנה שלפני ה"חור" לתחנה שאחרי. אוטובטס כמובן לא יכול להחליף מערך מטרו והסידור הזה האריך את זמן ההגעה לעבודה להרבה מאוד תושבים. 

 

בנתיים חיפשו דרכי פתרון, עלו רעיונות להשמיש בשלישית את המנהרות המוצפות אבל הפעם  כבר אף אחד לא רצה ללכת בכיוון הזה. 

 

בסופו של דבר הטבע ניצח. הוחלט לסטות מהמסלול המקורי למסלול עוקף, אותו רעיון שהוצע עוד בשנות ה 70 אבל נדחה אז בשל העלות הגבוהה.

 

עד שנת 2001 חיפשו תקציבים וערכו מכרזים , עד שקבלן איטלקי חברת Imregilo לקח את הפרוייקט ובסוף 2001 החל בכריית מנהרות במסלול העוקף.

 

במפה - X - פקקי בטון במנהרות המקוריות המושבתות ותוואי המסלול העוקף.

 

 

מכיוון שגם במסלול העוקף  לא הכל יבש לחלוטין, המנהרות החדשות, בניגוד לישנות שהיו קשיחות מאוד, נבנו בצורת צינור שירשורי עם מחברים גמישים. כמו כן פסי הרכבת הונחו בתוך המנהרות על מצע חצץ כדי להפחית ויברציות. מה שלא עושים בדרך כלל במטרו.

 

עם מספר קשיים ותקלות עד 2004 המנהרות העוקפות נבנה והקו נפתח מחדש לכל אורכו, לאחר שלא הייתה רציפות תנועה בו כמעט עשור.  

 

הקבלן האיטלקי נתן אחריות  20 שנה למנהרות, שזה לא הרבה כי זה הזמן שהחזיקו המנהרות המקוריות. 

 

שרשרת אירועים זו האטה משמעותית את פיתוח המטרו בפיטר בכיוונים אחרים וזה המקרה היחיד בכל המרחב הסובייטי לשעבר, בו מנהרות מטרו הושבתו ונסגרו בגלל תופעות טבע. 

 

[David32]

לפני 14 דקות, Buki כתב:

לאחר שלא הייתה רציפות תנועה בו כמעט עשור.  

זכור לי מביקור בעיר באותה התקופה (2001/2002) שהיה צריך לצאת בתחנה ה"סופית" , לעלות על מארשרוטקה (מונית שירות) לתחנה הבאה, ואז להמשיך במטרו.

יכול להיות או שזכרוני מטעה אותי? בסופו של דבר במקום לעשות את ההחלפות האלה היה עדיף לקחת מונית שירות לתחנה שצריך וזהו.

אבל הזיכרון שלי חלש.

[Buki]

דווקא אתה זוכר טוב, זה היה בדיוק כך. יוצא מהמטרו, עולה לאוטובוס, נוסע תחנה אחת וחוזר למטרו.

 

 סביר מאוד להניח שמוניות שרות תיגברו את קו האוטובוס החינמי הזה, כי האוטובוס לא הספיק.