Проф.Николай Жечев: Ако бяхме закъсняли с ремонта на „Витиня“, тунелът можеше да се срути!

Повече от четири години продължава ремонтът на тунел „Витиня“. Той започна през юни 2016 първо в дясната тръба, след като се прехвърли към лявата. И там като че ли ремонтните работи потънаха, за ужас на пътуващите, за които преминаването през този участък е въпрос на изпитание, нерви и загуба на време. Огромните задръствания в петък – в посока Варна и в неделя вечер – в посока София предизвикват гнева на шофьори и пътници.
От „Автомагистрали“ уверяват, че ремонтът вече е към своя край и малко след Нова година тунелът ще бъде пуснат в експлоатация.

Тунелът „Витиня“ (първият от четирите в посока Варна), е прокопан под най-високата точка на седловината, под която през 1970 година започва изгрждането на автомагистрала „Хемус“. Той се състои от две тръби със сечение 86 m2 и дължина 1195 m всяка (най-дългият в България), на надморска височина от 960 метра. Пуснат е в експлоатация през 1984 г. 
Очаква се стойността на сегашния ремонт да надхвърли 72 млн. лева.

За причините, довели до толкова продължителен по време ремонт на „Витиня“ разговаряме с проф. НИКОЛАЙ ЖЕЧЕВ, водещ проектант на ремонтните дейности.

– Защо толкова дълго време върви този ремонт, проф. Жечев?
– Става дума за ремонт на две тунелни тръби. През 2018 г. започна ремонта на дясната тунелна тръба, който приключи в рамките на малко повече от година. В тази тръба се сблъскахме с трудности, които бързо преодоляхме. Големите проблеми изникнаха при лявата тунелна тръба, в която повече от 2 години продължават основните ремонтни дейности.

 

– Какви са тези „големи проблеми“, които забавят ремонта?
– Когато навлязохме в лявата тунелна тръба, установихме множество кухини между двете основни облицовки и между първичната тунелна облицовка и скалния масив. Първичната облицовка, с дебелина 40 см., се прави със стоманени профили. Тя е предназначена да поеме товарите, докато се строи тунелът. В последствие с кофражен бетон се прави вторичната, същинската облицовка, с дебелина 60 см, която поема 60% от товарите. Когато направихме проучването, се установи наличие на кухини между тези облицовки и отделно в контакта със скалния масив. Тези кухини достигат размери колкото диаметъра на варел петрол. Това наложи да инжектираме няколко хиляди тона цимент. Защото, когато има такова разстояние между двете облицовки и липса на контакт със скалния масив, тунелът, който във времето вече е преминал в аварийно състояние, може да рухне по ефекта на доминото.

 

– При какви обстоятелства може да стане това рухване?

– Този ефект на доминото може да възникне по два начина: първо-от скален удар на корозиралата първична облицовка върху полуразрушени участъци с дебелина около 20 см от вторичната облицовка или от земетръс. Освен това при подобно разчленяване на конструкцията и разхлабването на скалния масив от липсата на контакт с крепежа не може да бъде дефиниран математическият модел на самия тунел. Запълнихме кухините и ги усилихме с един пласт бетон, за да се получи равновесието на армираното сечение на тунела и той да може да носи увеличените товари от допълнително разхлабената зона и земетръс. Това беше изненадваща, неочаквана за нас операция, която при първоначалния проект за ремонта не беше предвидена. В тези кухини изсипахме огромни количества бетон – над 3 500 куб.м за запълване на кухините между скалния масив и първичната облицовка и още над 6 000 куб.м за контакта с вторичната облицовка. Представете си за какви кухини става въпрос, за които предварително не сме знаели, че съществуват.

– От какво са се получили тези кухини?
– По време на строежа на тунела при вътрешната облицовка е използван стандартен кофраж, който има определен радиус и който се различава от радиуса на самото тунелно „черно сечение”. Този кофраж не запълва докрай кухините – преди 40 години бетонирането е ставало по ръчен способ, така че не е могло да се уплътни напълно този контакт. Настъпилите впоследствие разрушителни процеси, както и липсата на хидроизолация между двата слоя изолация са довели до тези промени.

– Липсва хидроизолация на тунела!? Защо не е направена?
– Защото тогава е трябвало да бъдат внесени материалите „по второ направление“, струвала е скъпо, и затова повечето тунели у нас нямат такава хидроизолация, която да обезпечи тяхната дълготрайност. Направихме проучване с георадар, кухините се оказаха сериозни. Навлязохме в нещо, което не сме очаквали. До какво води това? Представете си, скалите не са подпрени добре и ще продължат да се разхлабват. Тези ефекти се потвърдиха и по време на изпълнението.

– Това може ли да доведе до срутване на планината в тунела?
– Вие сама стигнахме до този извод. Бетонът беше силно корозирал и не уплатнен, било е на границата това да се получи. Направих експертиза по въпроса, но някои от изпълнителите решиха да проверят твърденията ми и изпратиха снимките на известния в тунелостроенето на Германия проф. Витке. Когато ги видял, той попитал ужасен: „Този тунел в експлоатация ли е? Ако е в експлоатация, трябва незабавно да бъде спрян и основно ремонтиран“. При ситуация с такива кухини между облицовките, ако се случи земетръс, се получава камшичен удар и по ефекта на доминото тунелът може да бъде разрушен. А кухините бяха по продължението на цялата дължина на тунела от 1, 200 км. Питате ме за причините, довели до тези кухини. Едната от тях е местоположението на тунела – той е разположен в силно разломен масив – Гогинският разлом.

 

– Това не се ли е знаело, когато е бил проектиран? Защо точно там е построен тунелът?
– Навремето, когато се е изчислявал най-краткия път до Правец, е било доста проблематично дали изобщо може да бъде построен този тунел. Знаели са, че е разлом, но научният комунизъм го обяснява по друг начин. Много от специалистите са били на мнение, че тунелът не трябва да бъде там. Дори се обсъждаха варианти, при които да се закупят японски силови багери и да бъде изкопана цялата планина, защото никой не е давал гаранции, че няма да има последствия при строителството на тунела. Но това е бил най-краткият път до Правец и вероятно Живков се е наложил. Затова, откакто тунелът е пуснат, едната тръба винаги е затворена, постоянно се правят ремонти. Това е жив организъм и трудно може да бъде овладян, поради настъпилите деструктивни процеси.
Освен това в дясната тръба тече река, ако се заслушате ще доловите шума на водата. Сега със специални сондажи и шахти сме хванали водата, направили сме дренажи и в момента тунелът е абсолютно сух. Вложили сме над 33650 кв.м хидроизолация -PVC 2 мм мембрана едностранно каширана с геотекстил.

 

– А как предотвратихте срутването на тунела? 
– Всички инжектирани пластове на лявата тръба сме ги подсилили с радиални анкери. Това се прави за дюбелно обединяване на облицовките, за да бъдат изпълнени напречните тунелни връзки. Те са необходими от противопожарна гледна точка и подкопаванията, които се правят за инсталациите за отводняване и конструктивното обезопасяване на самия тунел. И за да си представите за какъв обем подсилване става дума, ще ви кажа, че общата дължина на вложените в основната тръба анкери е 68 442 м. А всеки анкер бива инжектиран с циментов разтвор, за което са отишли 38 000 торби цимент по 25 кг. Към всеки анкер се захваща кошница за връзване на монтажна мрежа по сводестите стени на тунела. Тяхното общо тегло е 466 000 кг само за вторичната облицовка. Всичко това не бе предвидено при започването на ремонта, тези проблеми изникнаха когато се видяха кухините и решаването им отне както време, така и влагането на много допълнителни материали.

– Няма ли днес някой от строителите на тунела преди 40 години, за да получите информация как е строен?
– Като млад специалист съм бил във фирмата “Минстрой“, която все още съществува, и съм ходил на тунела да видя как върви строителството. Сега се опитах да намеря някаква документация от онова време, но се оказа, че всичко е изхвърлено, тъй като са минали много години. Намерихме единствено зарисовки по време екзекутивни геоложки заснемания и това ни ориентира, за да може да направим напречните тунели. Освен това при новите геоложки проучвания се сблъскахме с различна собственост – една е на гората, друга е на самия тунел. За да направим сондажите, ни бяха необходими много разрешения от различни инстанции, което ги направи практически неизпълними и трябваше да проведем изследвания от пространството на тунела.

 

– Това, което е над тунела, нали е планина?
– Не, горски фонд е. От една страна, е собственикът на горския масив, от друга страна е собственикът на пътя – АПИ. Оказа се, че през 1974 година прилежащите на пътя и над тунела откоси и канали са дадени на горски фонд, на общинска собственост. И ние не можем да си свършим работата, лутайки се между различните институции.

– Както ми го разказвате всичко това, проф. Жечев, излиза, че ремонтът е по-сложен, отколкото да се построи наново самият тунел.  

– Вие разбрахте съвсем точно това, което казвам. Аз с това трябваше да започна нашия разговор – реконструкцията на един тунел, който е в аварийно състояние, е доста по-сложна задача.
За разлика от новите строежи, реконструкцията е с много ограничителни условия, което поражда особености в техническите решения. Тези особености рефлектират в геоложките проучвания, обследването, планиране на функционалните и усилващи дейности, математическото моделиране, земетръсното изследване, строежа на нови напречни връзки, планирането на пробивно-взривни работи, хидроизолирането, вентилацията и пожароустойчивостта.

– Може ли на друго място да бъде пробит тунелът, за да бъдат избегнати всички тези трудности?
– Това не зависи от от мен. Като погледнем цялата магистрала до Варна, „Витиня“ е основната клапа. Ако искаме да преместим тунела, трябва да променим магистралното трасе, което е било правилно навремето да се промени. Аз предложих един вариант на “Автомагистрали“, може да е малко радикален – да се направи нов тунел на същото място, вече техниката позволява това нещо – с тунелопробивна машина. Като идеята е да „изядем” този тунел и на негово място да направим нов. Но констатирахме, че така или иначе скалният масив около тунела е разхлабен, пак трябва да го стабилизираме. Иначе технологично не е проблем да се прокопае нов тунел, вече има машини. Но разгледахме обстойно всички възможности и стигнахме до идеята, че по-добре е да се реконструира съществуващия тунел като укрепим планината. А това стана с инжекционните анкери, за които вече ви казах. Те са дълги от 8 до 12 метра, с дебелина 51 мм в диаметър, използваме ги с опънно и дюбелно действие, за да стабилизираме самия тунел . Нямаме право да сгрешим. Тунелът трябва да бъде направен веднъж завинаги. И аз благодаря на ръководството на „Автомагистрали“, защото те възприеха тази концепция. За да може да направим един ремонт, с който да не се срамуваме след години. Със свалянето на два слоя опасни и вече падащи облицовки, обезпечихме тунела не само конструктивно, но и габаритно. Свалените сводести облицовки от пръскан бетон с дебелина 8 см или от от неармиран бетон и с променлива дебелина от 15 см в петата до 1м в свода. Те бяха положени без основа – направо върху тротоарите под които преминаваше канал от 9б р. пластмасови тръби за електрически кабели. Ние гарантираме безопасност. Разширихме тунела отвътре, направихме трилентов път и гарантирахме с габарит безопасното движение на тежките камиони в дясната лента. По този начин ще бъдат избегнати задръствания и пътни инциденти.

– За първи път ли се прави в България такъв ремонт на тунел?
– За този тунел за първи път се прави такъв ремонт, защото той е от най-некачествените. И при други тунели има проблеми с конструкцията, но не е в такъв мащаб. Тук мащабът е тотален. Преди 40 години строителите са се мъчили да спират водата чрез инжектиране, но тя винаги намира път и тези опити са престанали. Ние успяхме да отведем водите, за да няма повече корозия.

– Сега на какъв етап сте?
– Много сме напреднали, около 3 месеца преди финала сме. Доста ускорихме строежа с използване на взривни работи за прокопаване напречните тунели в разлома между магистралните тръби. Въпросът за прокарване и усилване на тунели в разломни зони е доста сложен и дори поискаха да публикуваме нашите резултат в американско списание. Ремонтът на тунела „Витиня“ има световен принос, някои неща се правят за първи път, сега споделяме опита. Това е практиката – тя поставя задачите, ние не можем да си ги измислим. Трябва да решим проблема, дори да не сме се срещали с подобни казуси в професионалния си опит. Всичко става на принципа на тениса в постоянен контакт с проблемите, със защита на технически обосновани концепции пред специалисти и институции, с коригиране на становища по време на дискусиите и реализацията, за извеждане на най-правилното и трайно решение.

– Видях, че в момента се прави изкоп за връзки между двете тръби на тунела. Кога ще са готови?
– Да, копаем напречните тунели, укрепваме ги и ще започнем хидроизолиране. Тези връзки между двете тунелни тръби се правят за бърза реакция в случай на пожар. Целта на тези тунели е да се отворят автоматично и пътуващите пасажери да се изтеглят в два пешеходни тунела. Средният тунел е за да премине пожарната, той е с габарити почти на магистрален тунел. Както казах – едно са нормативите, друго е реалността, трето е опитът. Ако сте виждали тунелни аварии ще ви направи впечатление, че по време на пожари огромни парчета от облицовка падат и шанс някой да оцелее под тях няма. У нас нито един от магистралните тунели няма напречни тунели. Задачата е сложна, за да може изпълнението ѝ да е в синхрон с европейските и световните изисквания за безопасност.

И тук мястото на тунела отново се явява като проблем. Напречните тунели в разломна зона са наистина голямо изпитание – не само при математическото моделиране, но и за строеж и експлоатация. Затова сме много внимателни – търси се оптималната стойност. Например, напречният тунел за пожарна кола, за разлика от основния тунел е дебел само 25 см., което вече е постижение в технологията, но трябва да бъде внимателно изследван, както и стадиите, през които минава самото строителство.

– Означава ли това, че и на другите тунели трябва да се направят напречни изходи?
– Налага се. Според новите разпоредби в Европа, трябва да има един среден тунел, който е авариен. Ние това не можем да го направим навсякъде, има доста ограничителни условия. Правим, каквото можем. По-добре да го ремонтираме малко повече, но да няма проблем, когато хората минават и да не се страхуват. Опасно е при взривните работи в разломни зони. Едно е да се прави ново строителство, където всичко е ясно, може да го режисирате, както искате, друго е, когато режисурата е поставена в пълна преса.

– Казахте, че вече сте на финала, наистина ли сме пред пускането на „Витиня“?  Почти не мога да повярвам!
– Да, и сме спокойни, защото нещата, които трябва да се направят, се правят. И нищо не се прави с компромиси. Нашата задача е да си гледаме работата и хората да са напълно спокойни, когато преминават през тунела. Ремонтът се прави по всички европейски изисквания. Ще сложим и нови технологии за ранно предупреждение по време на пожар, за включване на регресивна вентилация, ще има връзка със ситуационен център на МВР, на пожарната, с нашия ситуационен център.

След ремонта „Витиня“ ще е първият тунел в България с изградена Тетра система за нуждите на МВР, SOS за връзка тел.112 в нишите на тунела. Много хора ще наблюдават в реално време какво се случва в тунела и времето за реакция се намалява значително. В момента, за да се обадят на Пожарната и на Бърза помощ, отнема по 1-2 минути, за това време тунелът се напълва, започват тапите и спешните коли не могат да минат. При система за ранно предупреждение, която влагаме, само да спре автомобил и лампите ще светват. Нека хората имат малко търпение. На финала сме.

Визитка: Проф. Николай Рафаилов Жечев е професор в Минно-геоложкия университет „Св.Иван Рилски“ – катедра подземно строителство. Магистър инженер по конструкции, минно инженерство и транспортно строителство. Специалист в областта на подземните съоръжения по метрото, транспортната инфраструктура и минното дело, свлачища, срутища, отводняване на изкопи, корекции на реки, пристанища.

Освен тунел „Витиня“ има проектирани и реализирани над 1000 обекта. Някои от тях са :
– тунелна връзка между първи и втори метродиаметър при метростанция „Сердика“
– аварийното възстановяване на жп линията София-Пловдив след най-мащабните наводнения в историята на страната през 2005г
– първи и втори етап от разширение на пристанище Бургас
– укрепване на изкоп, отводняване и фундиране на „Милиниум център“ на бул.“България
– обезопасяване на свлачищно-срутищен откос на км.9+750 по АМ „Струма“
Индивидуален член е на ISSMGE /Межд. дружество по Геотехника/, Межд. Асоциация на Инженерите в Железопътния Транспорт, Българска Асоциация по Геотехническо и Тунелно Строителство / BAGTC/, Форум по Транспортна Инфраструктура

 

 

Фиг.1: Детайл от стъпването на неармираната бетонна облицовка върху пояс от неармиран бетон посредством кородирал и разкривен стоманен „U“ профил

 

жечев2

 

Фиг.2: Каверна между първична и вторична облицовки със силно кородирал бетон и стомана на първичната облицовка. Армировъчните пръти отдолу са случайни и нямат конструктивна функция.

 

жечев3

Фиг.3: Каверната с кородирали и раздробени части на бетона и „забравена“ по време на строежа навита лента с размери на варел.

 

жечев4

Фиг.4: Оводнена и напукана зона от вторичната облицовка.

 

жечев5

Фиг.5: Аварийно укрепена кампада в началния етап на строежа.

 

жечев6

Фиг.6: Схема на усилването с армиран пръскан бетон и инжекционни анкери след инжектиране на кухините между слоевете облицовки и скалния масив.

 

жечев7

жечев8

Фиг.7: Обезопасяване на навлизането в напречния автомобилен тунел с временен портал и предпазен чадър в съчетание с предпазна стоманена конструкция.

 


Източник: epicenter.bg

Твоят коментар