- Авариите на железопътен тунел „Лозарево” – анализи и изводи
инж. Петко Янков - КРАМП ИНЖЕНЕРИНГ ООД
(Доклад, изнесен от инж. Петко Янков на Международната конференция за железопътна инфраструктура и съоръжения RAILWAY PROJECTS 10`2012 - Организатор: Българска асоциация за геотехническо и тунелно строителство - БАГТС)
Основните инженерно-геоложки проучвания са извършени през 1985-86 година от геоложкия отдел на ИПП Транспроект, под ръководството на инженер-геолог Живко Павлов и продължени по-късно от геол. Александър Гурин.
Техническият проект е разработен в отдел „Съоръжения” на ИПП Транспроект в периода 1986-87 година под ръководството на инж. Петко Янков - главен проектант на тунела.
Изпълнител са „Войски на министерство на транспорта” (ВМТ), преобразувани по-късно в Държавно предприятие „Транспортно строителство и възстановяване” (ДП ТСВ).
Изграждането на тунела започва през месец Юли на далечната 1987 година от Портал 1 (страна Лозарево). Няколко месеца по-късно започват строителните работи и в глините от Портал 2.
С последното работно място е свързана и първата авария на тунела.
Авария 1:
Скоро след старта на строителството се извършва рационализаторско изменение на проекта. Същността му е удължаване на частта от тунела, изпълнявана по открит способ с около 100 м. С това ново предложение обаче се пресича голямо водоносно дере с изявен подруслов поток, дълбочината на траншеята нараства прекомерно, а опасността от наводняване на изкопа при валежи силно се увеличава, поради увеличената водосборна площ и невъзможност за гравитачно отводняване.
Главният проектант изразява остро несъгласие с това решение и официално се оттегля от авторския надзор на Портал 2.
Работите по изменения проект започват през сухото лято на 1988 година. Изпълнението на изкопа не е качествено – челният откос и част от страничните откоси са по-стръмни от проектните.
За "прегледност", срутената земна маса се отстранява от изкопа, който остава открит през цялата зима - също грешно решение. В резултат се провокират мощни свлачищни процеси по всички откоси.
Впоследствие рационализаторското предложение е анулирано.
Изготвен е нов проект от главния проектант, който предвижда: корекция на дерето; блокиране на свлачищните явления по откосите, чрез скално-насипен контрафорс; врязване на тунела с високи пиедритни галерии и изграждане на част от тунела по открит способ.
Като основни причини за тази авария и последвалите я усложнения могат да се посочат:
- Прибързано и грешно проектно решение с подценяване на морфологичните особености на терена;
- Лошо изпълнение на изкопните работи;
- Неадекватни действия след аварията.
Това е единствената съществена авария на тунела в „ранния” му период.
Същевременно на Портал 1 - в скалния комплекс - нещата вървят добре. Тунелът се разработва по технология с изпреварваща калота. В изветрителната зона на скалите, за пръв път у нас се приложи Новия австрийски метод (NATM) в автентичния му вид – доказване ефективността на крепежа (анкери, стоманени рамки и торкретбетон) и нагаждането му към конкретните инженерно-геоложки условия, чрез системно измерване на деформациите. Усвояването на тази съвършено нова за онова време практика у нас, беше несъмнен успех.
До края на 1989 година е построена почти половината от дължината на тунела (~1200 м) при среден месечен напредък 30-40 м.
След 1990 година финансирането спада драстично. Изграждането продължава в годините с оскъдни средства и минимални темпове, с редуване на различни по продължителност строителни паузи. По този начин до днес са построени още 550 м и към настоящия момент са завършени 1750 м (~62 %).
Споменатите строителни паузи се оказаха силен дестабилизиращ фактор, който е в основата на следващите две аварии.
Авария 2:
В течение на един продължителен период, поради финансови спорове и неуредици между БДЖ и Транспроект, тунелът остава без проектантски надзор и контрол. В този момент, в един участък, Строителят извършва по своя инициатива едно нерегламентирано изменение на проекта и променя проектната технология. Видът на облицовка се заменя с т.нар. система „Бернолд” – временно укрепване със стоманени двойно-Т образни рамки с монолитен бетон между тях и носеща вторична облицовка от бетон с двойно увеличена дебелина (60 см). Причината е конюнктурна – наличие на залежали рамки на склад, за които е настъпил удобен момент за влагането им в употреба. При това, промяната е направена в зона със засилени структурни нарушения на терена. По свидетелства на работници, в свода на тунела често са ставали локални обрушвания, които са запълвани със закъснение и повечето от тях - само частично. Това е създало условия за постепенно разхлабване на скалния масив над тунела и непрекъснато увеличаване на планинския натиск върху крепежа. По този начин е изградена около 100 м първична облицовка.
След възстановяването на авторския надзор, нещата се връщат към основния проект.
Към края на 1991 година финансирането на обекта практически е спряно, което е последвано от една двегодишна строителна пауза. Тя заварва тунела в максимално разгъната технологична схема. Разстоянието между забоя на калотата и вторичната облицовка е повече от 250 м.
След подновяване на строителството всички усилия се насочват към „настигане” на забоите от вторичната облицовка. Към края на Юни`1994 отстоянието между фронта на изкопа и окончателната облицовка е сведено до 140 м. Участъкът изграден по "Бернолд" системата обаче все още не е достигнат, а в изминалия 3-годишен период натоварването там е продължило да нараства и е достигнало критични стойности.
В ранните часове на 8 Юли`94, във въпросния участък започва срутване, което за три дни достига 80 м дължина и височина на обрушване до 15 м над свода. Обемът на срутената скална маса е около 8000 куб.м. (видео)
Възстановяването на срутения участък се извършва по специален проект – в продължение на почти две години.
Анализът и разследването на тази мащабна авария показаха следните причини за възникването й:
- Дълъг и недопустим престой на тунела на временна първична облицовка, съпроводено с липса на контрол и мониторинг на деформациите ;
- Необосновано изменение на проекта – замяна на адекватната за конкретните условия технология на Новия австрийски метод (NATM) с по-несигурната система „Бернолд”;
- Некачествено изпълнение на първичното укрепване, съпроводено с оставане на незапълнени кухини в свода, причинени от локални обрушвания.
Авария 3:
Третата авария, в плиоценските глини (Портал 2), става в относително по-ново време.
На Портал 2 тунелът се изпълняваше по една модификация на ядровия метод.
Според инженерно-геоложкия доклад глините в целия участък са плътни, без подземни води.
Това се потвърждава и от почти 200-метровата проходка.
Към пролетта на 2005 година фронтът на тунела постепенно приближава скалния комплекс (100-150 м). Тогава се появяват първите индикации за влошаване на геоложката обстановка, които обаче се смятат за локални и временни.
На 1 Юни`2005, при изпълнение на изкопните работи за поредния цикличен напредък, внезапно става мощен воден пробив, който се развива устремно и бързо дестабилизира целия забой.
Забоят се блокира с насипен контрафорс с дължина 8 м, запечатан допълнително с кора от торкретбетон с дебелина 40 см.
Незабавно се извършват допълнителни геоложки проучвания, които изясняват причините за аварията.
Установява се, че в прехода между глините и скалния комплекс се акумулира голям воден обем в аморфни варовици, разположени в своеобразен „джоб” на глинения водоупор (т.нар. "висящи" води). Водите се подхранват основно от атмосферните валежи и частично от скатни подземни потоци. По чакълести прослойки и структурни напластявания в глините, тези води са достигнали до тунела, провокирани от големия хидростатичен натиск и бавните темпове на работа.
Схематичен геоложки разрез – допълнително проучване
Две години по-късно, след един продължителен период на обилни валежи, насипното опорно ядро заедно с бетоновото му покритие се разрушава и придвижва навътре в тунела с около 5 м.
Дестабилизацията достига повърхността на терена, въпреки значителното покритие (~45 м).
Изражда се нов насипен контрафорс с дължина 25 м и тапа от монолитен бетон с дебелина 100 см.
И до днес деструктивните явления в този участък не са приключили. Свидетелство за това са цикличните слягания на „кратера” над аварията, циркулацията на обилни води, както и периодично появяващите се пукнатини и деформации на тунелната облицовка и бетоновата тапа.
Анализът на тази авария показва, че основните причини за възникването й са две:
- Недостатъчно детайлно инженерно-геоложко проучване, при което е пропуснато наличието на воден хоризонт над тунела в преходния участък между плиоценските глини и скалния комплекс;
- Бавният темп на работа, придружен с чести и продължителни паузи, поради неосигурено финансиране.
Разгледаните примери показват, че авариите не се дължат само на една причина, а на комбинация от няколко неблагоприятни обстоятелства.
Основните причини за възникване на авариите на тунел „Лозарево” могат да се групират в следните категории:
- Пропуски в инженерно-геоложкото проучване;
- Необосновани изменения на проекта;
- Пропуски в изпълнението на някои строителни работи;
- Липса на контрол на строителството в отделни периоди;
- Липса на непрекъснат геотехнически мониторинг, включително (и най-вече!) в "мъртвия" период на строителни паузи;
- Финансова неосигуреност на обекта, водеща до нарушаване на проектната технология и строителни паузи;
- Липса на адекватна програма за управление на тунела в условията на финансова криза.
Най-сериозен дестабилизиращ фактор се оказаха последните две причини, които разстроиха тежко строителния процес и както се вижда от изложеното по-горе – доведоха и до катастрофални ситуации.
За съжаление и към настоящия момент положението на тунел „Лозарево” остава неясно.
Строителните работи са преустановени стихийно през Октомври`2009 година.
И двете работни маста (Портал 1 и Портал 2) са в рисково състояние. Петдесет метров участък на Портал 1 е оставен на първичен крепеж, чийто престой превишава три години. На Портал 2 непрекъснато се развиват разнообразни деструктивни процеси.
Всичко това неминуемо ще доведе до бъдещи усложнения с непредвидими последици.
Кога, и дали изобщо, ще се предприемат мерки за спасяване на това "ключово" за целия проект Карнобат - Синдел съоръжение, остава въпрос на неясното бъдеще.
