БИБЛИОТЕКА / Тематическая литература

Вечная мерзлота и перспективы развития
транспортной инфраструктуры ДФО

Дмитрий Шестернёв, заведующий лабораторией инженерной геокриологии ИМЗ СО РАН

В последние годы в связи с бурным развитием экономик стран Тихоокеанского региона — Китая, Японии, Южной Кореи и Северной Кореи — значение Дальневосточного федерального округа для российской экономики существенно выросло. Весьма важную роль в этом плане играют и ресурсы региона.

Причём помимо традиционных земельных, лесных, сельскохозяйственных, биологических и других видов ресурсов, перечислять которые нет необходимости, в последние десятилетия особое значение приобретает начало освоения юго–западного нефтегазоносного региона Якутии, запасы сырья в котором превышают запасы Западной Сибири. Кроме того, экономический рост региона связан с добычей нефти и газа на шельфе Охотского моря и Сахалине, прогнозные ресурсы которых составляют около 40 % всех разведанных запасов России. Но при этом удельный вес промышленного производства ДФО составляет всего около 5% в промышленном производстве России.

Во внешнеэкономическом отношении в ДФО экспорт существенно превышает импорт. Ведущее место в импорте продукции на рынок ДФО занимают Китай, Австралия, США, Япония, Корея и Монголия. Причём мы, как и в «застойные» времена, но с интенсивностью на порядок выше, снабжаем мировые рынки высококачественным сырьём, получая взамен готовую продукцию — от продуктов питания до машиностроения.

Несколько столетий тому назад Михаил Ломоносов сказал, что Россия будет прирастать Сибирью. Великий учёный не ошибся. Прирастает, но что–то очень долго и очень медленно. И вероятнее всего это связано не столько с удалённостью от центральных областей России и суровыми климатическими условиями, сколько с оценкой труда, наличия современной сети автомобильных и железных дорог и перспектив промышленного развития. Несомненно, что сложность экономического развития ДФО зависит, при прочих равных условиях, от наличия современных технологий строительства и эксплуатации инженерных сооружений на вечной мерзлоте и в условиях глубокого промерзания грунтов.

Уязвимые элементы

Если взглянуть на карту России, нетрудно заметить, что наиболее развитыми районами ДФО являются районы, расположенные вблизи Восточно–Сибирской железной дороги и соседствующих с ней автомобильных дорог, построенных на территориях развития криолитозоны южного типа. Субарктические и арктические области ДФО, несмотря на то, что там исторически сложились основные горнодобывающие районы России, до настоящего времени функционируют преимущественно за счёт так называемого Северного завоза в летнее время и за счёт автозимников в холодные месяцы года. Выручает также весьма дорогостоящий авиатранспорт. В результате ДФО, а соответственно, и страна, несёт многомиллиардные убытки. При этом территория теряет инвестиционную привлекательность для освоения природных ресурсов, модернизации и строительства промышленных предприятий.

Чтобы минимизировать эти потери, в последние десятилетия развитию автодорог, как наиболее гибкому виду транспорта, государством уделяется большое внимание. Свидетельство тому — эксплуатируемая с 2010 года автомобильная дорога с твёрдым покрытием «Амур», реконструкция и строительство автомобильных дорог «Лена», «Вилюй», «Колыма» и других автомобильных трасс, которые обеспечат постоянную связь между промышленными и горнодобывающими центрами, расположенными на территории ДФО в арктических и субарктических зонах. Наряду с увеличением протяжённости автомобильных дорог развивается сеть железных дорог местного и федерального значения. Следует обратить внимание и на ещё один вид транспорта, развитие которого обеспечит экономический рост ДФО — трубопроводный. Его интенсивное развитие возможно на Сахалине, в Хабаровском крае и в Республике Саха (Якутия). Это даст возможность обеспечить дешёвым, экологически чистым топливом города ДФО, выйти на Тихоокеанский рынок — Китай, Северную и Южную Кореи и другие страны.

В 2011 году практически завершено строительство железной дороги, расположенной в пределах Республики Саха (Якутия) — Амуро–Якутской магистрали (АЯМ). В перспективе предполагается строительство железных дорог в направлении Магадана и Аляски. Однако, даже учитывая более чем столетний опыт строительства и эксплуатации железных дорог на вечной мерзлоте, реальное положение дел показывает, что полностью предсказать и, главное, предотвратить отрицательное влияние криогенных процессов до сих пор не удаётся. Установлено, что наиболее уязвимыми элементами конструкций железной дороги являются земляное полотно, борта глубоких выемок, участки земполотна с встроенными искусственными сооружениями, главным образом гофрированными водопропускными трубами. Сюда же следует включить и комплекс станционных зданий и сооружений в случаях неравномерной тепловой нагрузки на грунтовые основания независимо от выбранного принципа строительства — с сохранением или без сохранения вечной мерзлоты. Во всех перечисленных случаях основаниями для конструкций являются песчано–глинистые высокольдистые грунты III–IV категории просадочности или чрезмерной пучинистости, залегающие в активной зоне взаимодействия с элементами сооружений, заболоченные территории, а также участки древнего карста, находящиеся в стадии криогенной консервации до строительства сооружения.

Сохранить вечную мерзлоту

ОАО «Проекттрансстрой» (Москва) на основании выполненных фундаментальных исследований ИМЗ СО РАН запроектировал и совместно с ОАО «Железные дороги Якутии» внедрил инновационные технологии индивидуального строительства на высокольдистых грунтах, позволяющие эксплуатировать объект с сохранением вечной мерзлоты. Столь объёмное использование инновационных технологий для строительства железной дороги выполнено у нас в стране впервые. Здесь же благодаря поддержке правительства РС (Я) впервые был реализован крупномасштабный проект проведения геокриологического мониторинга. Это позволило выполнить инвентаризацию участков трасы АЯМа по потенциальной аварийной опасности. В настоящее время идёт разработка мероприятий по их ликвидации. Всего таких «горячих» участков двенадцать с общей протяжённостью более 35 километров.

Термостабилизатор грунта ТСГ-6Ранее, а в отдельных случаях и в настоящее время, ликвидация отрицательного воздействия криогенных процессов на земполотно обеспечивается за счёт проведения косметического ремонта и балластировки, то есть ликвидации следствия без ликвидации причины. В ближайшее время это может привести к появлению новых участков с фронтом восстановительных работ, что значительно увеличит затраты на поддержание эксплуатационной надёжности АЯМа.

Обращает на себя внимание влияние искусственных сооружений, главным образом водопропускных сооружений и фильтрационных насыпей, на развитие деформаций земполотна железной дороги. Как правило, максимально эти процессы развиваются в непосредственной близости от осевой линии расположения гофрированных труб и по мере удаления от неё на расстояние 40–50 метров практически прекращаются (затухают). Кроме того, в подгорной части, в местах выхода труб, практически повсеместно произошло формирование небольших термокарстовых блюдцеобразных заболоченных участков, из года в год увеличивающих свои размеры.

На территории Дальневосточного федерального округа в пределах вечной мерзлоты построить любые инженерные сооружения — непростая задача. Но ещё более сложная задача — обеспечить эффективную эксплуатацию этих сооружений. В этом случае при наличии нормативной базы для проведения технического мониторинга, выполняемого службами эксплуатации линейных сооружений, удивляет полное отсутствие аналогичной базы для организации проведения инженерно–геокриологического мониторинга. В то же время инженерно–геокриологический мониторинг в комплексе с техническим мониторингом — это именно та структура, которая способна максимально обеспечить эффективность управленческих решений при проектировании, строительстве и эксплуатации любого типа инженерных сооружений. Особенно это относится к линейным сооружениям, протяжённость которых в ДФО вскоре превысит 10–15 тысяч километров, и от качества эксплуатации которых зависят и комфортные условия проживания людей на этих территориях, и рост экономики ДФО, и безопасность страны в целом.

Опубликовано: в журнале «Направление — Дальний Восток» №10 (38) ноябрь 2012