Сооружение тоннелей на БАМе характеризуется чрезвычайной сложностью и разнообразием инженерно-геологических условий, расположением (Северо-Муйский, Байкальский и Кодарский) на удалённых и труднодоступных участках с суровым климатом. Северомуйский тоннель расположен в республике Бурятия. Сдача в эксплуатацию состоялась в 2003 году. Он является самым длинным железнодорожным путем, проложенным сквозь скалы в России. Протяженность составляет 15 343 метра. Строили тоннель целых 26 лет.
По степени трудности строительных и проходческих работ Северомуйский тоннель считается самым сложным в мире. Северомуйский тоннель стал последней точкой, соединившей Байкало-Амурскую магистраль в единое целое. Самым сложным участком пути оказался Северо-Муйский хребет. В Забайкалье это одно из красивейших, но суровых мест. Горное образование состоит из гранитно-сланцевых пород, на его склонах расположились ледники, самая высокая точка гряды достигает 2561 метра. На скалах практически нет растительности, тектонические сдвиги после землетрясений были не разведаны до конца, и сейсмическая активность была непредсказуема. Проходка тоннеля стала вызовом для инженеров и строителей. Было множество проектов, предлагавших решения по прохождению участка. От самых безумных: взорвать хребет и тем самым очистить путь, до самых упаднических – бросить и не строить, ибо невозможно. После колебаний и совещаний было принято решение идти сквозь хребет. Подготовка к прохождению началась в 1975 году, основные работы пришлись на 90-е годы и только в следующем веке был запущен в эксплуатацию Северомуйский тоннель. Дата постройки, вернее, завершения строительства - 30 марта 2001 года, а первые поезда начали движение 5 декабря 2003 года.
В начальный период при возведении жилых посёлков и освоении припортальных и стройплощадок (1975—1977 гг.) материалы и оборудование к Северо-Муйскому тоннелю доставляли от ближайшей железнодорожной станции Таловка по автодорогам и зимникам за 1000 с лишним километров.
Северомуйский тоннель длиной 15,3 км, также перевальный, пересекает одноимённый хребет в верховье реки Ангаракан — притока Верхней Ангары в зоне сейсмичности 8—9 баллов. Инженерно-геологические условия строительства тоннеля чрезвычайно разнообразны. Припортальные участки сложены неустойчивыми рыхлыми четвертичными отложениями, с большим количеством валунов. Породы сильно обводнены. Горный массив по трассе дислоцирован тектоническими процессами с образованием многочисленных разноориентированных зон разломов. Недалеко от западного портала тоннель пересекает древний размыв, заполненный водоносными аллювиальными отложениями с большими притоками высоконапорных вод. Зоны разломов заполнены разрушенными до состояния песка и щебня породами с обильными притоками воды. Коэффициент крепости пород по Протодьяконову колеблется от совершенно неустойчивых, текучих до 10 и более. Водоприток на забой достигает 500—700 м³/ч и давление 25—30 ати, в том числе поступают термальные воды с температурой до +50 °C. Температура в горном массиве до + 50 °C, а возможно и выше.
Инженерно-геологические условия строительства этого тоннеля изучены ещё меньше, чем Байкальского: 27 буровых разведочных скважин расположены на припортальных и наиболее доступных для бурения участках, а более чем на половине его длины инженерно-геологические характеристики составлены только на основе геофизических измерений. Припортальные участки сооружают щитовым способом, причём со стороны восточного портала применяют водопонижение. Взаимное расположение разведочной транспортно-дренажной штольни и тоннелей под первый и второй пути аналогично принятому на Байкальском тоннеле.
На Северомуйском тоннеле — три ствола диаметром по 7,5 м. Из транспортно-дренажной штольни также производят опережающее разведочное бурение станком «Диамек». Способы проходки штольни и тоннелей и типы конструкции как временной крепи, так и постоянной обделки, назначают в зависимости от фактических гидрогеологических условий. Набор зданий и сооружений на припортальных и шахтных стройплощадках, а также схема энергоснабжения примерно те же, что и на Байкальском тоннеле, кроме временной ЛЭП, которая построена на напряжение 35 кв.
Генеральным разработчиком проекта был «Ленметрогипротранс». Согласно проекту, строительство велось с двух точек: западной и восточной, две бригады проходчиков шли навстречу друг другу. Работы проводились двумя организациями. Организация по строительству тоннелей на БАМе «Бамтоннельстрой» занималась строительством подземных объектов, «Нижнеангарсктрансстрой» возводила наземные сооружения. На момент утверждения проекта никто не знал, с какими сложностями и неожиданностями придется столкнуться. В процессе работы в первоначальный план вносились изменения, два раза работы останавливались из-за обвалов и оползней. Проход тоннеля обернулся человеческими жертвами, по разным источникам от 30 до 57 человек погибло в ходе строительства и ликвидации аварий. В их честь установлен памятник возле входа в тоннель.
За все время строительства было испытано несколько десятков машин со всего мира, разработана и внедрена уникальная технология закрепления грунта в зонах тектонических разломов химическим способом. Эта совершенно новое изобретение помогло проходчикам успешно проложить тоннель в сложнейших и непредсказуемых условиях разрывов гранитной породы. Для обеспечения безостановочной работы для строителей были построены два рабочих поселка: на западном входе Тоннельный, а на восточном Северомуйский. На сегодняшний день действующим остался поселок Северомуйский, где проживают сотрудники РЖД, обеспечивающие обслуживание тоннеля. В момент начала работ геологическое состояние хребта было неизвестно, поэтому разведывательные работы проходили одновременно со строительством. Чтобы снизить риски, параллельно с основной веткой было начато строительство разведывательной штольни. Ее разработка опережала основной тоннель на несколько сотен метров, и это давало информацию о состоянии породы. Отводная ветка разрабатывалась на расстоянии 30 метров от основного строительства, по размерам она достаточна для прохождения поезда метрополитена. Из разведывательного тоннеля в основной канал прорывались ходы, что облегчало работы и вентиляцию. Строительство сооружения проходило в сейсмоактивной зоне, где землетрясения достигают 9-10 баллов по шкале Рихтера, геологические условия прохождения показали четыре тектонических разлома. Говоря проще, это места разрыва породы, заполненные камнями, песком и водой, их ширина колебалась от 5 до 900 метров.
Через разрывы постоянно поступала вода в количестве сотен кубометров в час. Часть тоннеля проходила через зоны вечной мерзлоты, для строительства этих участков задействовалась горячая вода. Сюрпризом оказалось наличие радиоактивного газа родония, который вырывался из недр при прокладке тоннеля, его концентрация в три раза превышала допустимые нормы, что приводило к облучению работников. За это платили приличную надбавку, которую проходчики окрестили «гробовыми деньгами». Северомуйский тоннель в Бурятии, согласно проекту, предполагал бурение разведывательных скважин через каждые 0,5 километра, но, решив удешевить работы, их пробурили с шагом в 1 километр. Такой способ экономии обернулся нескольким катастрофами, повлекшими человеческие жизни, остановку работ в связи с обвалами, затоплениями и прочим.
Северомуйский железнодорожный тоннель пережил две длительные остановки строительства. Первая произошла в 1979 году, когда шахтная проходка натолкнулась на плывун в гранитном монолите. С таким явлением ни до, ни после этого горноразработчики не сталкивались. Вода под высоким напором прорвала породу и, неся камни, песок, грязевые потоки, смела на своем пути все: погибло несколько рабочих, смыло двадцатитрехтонную погрузочную машину. Потребовались восстановительные работы и консервация места разлома породы. Для устранения причины обрушения, в разлом заливали бетон, просушка длилась два года. За это время была извлечено тринадцать тысяч тонн обрушившейся породы, проведены дополнительные разведывательные работы. В результате разведки обнаружилось подводное озеро в районе прохождения тоннеля. Для решения проблемы избыточных водных потоков потребовалось инновационное решение, с подобным явлением в мировой практике также еще никто не сталкивался. Укрепление мест разломов проводилось с помощью химического закрепления грунта, внутренняя облицовка тоннеля осуществлялась чугунными тюбингами, металлоконструкциями. Поверх этой облицовки заливался дополнительный слой бетона, что улучшало гидроизоляцию и давало усиленную поддержку свода тоннеля. Таким образом, критические зоны конструкции получили несколько слоев «труб» сооруженных и двигающихся независимо друг от друга. В сейсмоактивной зоне это повышает уровень безопасности и устойчивости постройки. Вновь приступили к проходке в 1981 году, для этого пришлось пробивать бетонную пробку. В процессе дальнейшего прохождения все обнаруженные разломы заполнялись бетоном через пробуренные вертикальные шахты. Для работы над проектом приглашались иностранные специалисты с мировым именем – никто не согласился. При строительстве применялась самая передовая техника того времени из Японии, США, Германии. Профессионалы зарубежных компаний, знакомясь с ситуацией, давали только один совет – бросить и начать в другом месте. Для обеспечения постоянной работы требовалась доставка техники, отвал и вывоз породы, необходим был запасной путь, поскольку стало понятно, что строительство затянется на неопределенный срок.
До того как начал строиться Северомуйский тоннель, уже существовала дорога, идущая в обход хребта. Практика показала, что она мало пригодна для эксплуатации в жестких условиях начавшихся работ, поэтому в 1984 году было принято решение построить новый обходной путь. На сегодняшний день это не менее уникальное сооружение, чем сам тоннель. Множество туристов стекаются к хребту в поисках возможности проехать по дороге. Их манят живописные виды и захватывающие дух высоты, мосты по которым приходится ехать. Магистраль петляет серпантинами, проходит по рукотворным виадукам и мостам. Один из них, носящий название «Чертов мост», проложенный через реку Итыкит, имеет крутой поворот и, по словам очевидцев, немного раскачивается в момент прохождения загруженного состава. Длина дороги составляет 64 километра, на ее пути пассажир попадает в два петлевидных тоннеля, проложенных внутри скал. Магистраль используется параллельно с эксплуатацией тоннеля, допуская движение некоторых товарных составов. Планируется более активное прохождение поездов в случае увеличения железнодорожного движения по Байкало-Амурской магистрали. Максимальная скорость движения не превышает 20 км/час, уклон в некоторых местах составляет 40%, для продвижения на крутых участках задействуется дополнительный локомотив. В данный момент обходная дорога используется для рабочих поездов обслуживания и ремонта. Закончено строительство в 1989 году, дорога использовалась для пассажирских и строительных перевозок, пока не был построен Северомуйский тоннель. Фото моста и пейзажей, снятых из окон вагонов, следующих по обходной дороге, завораживают красотой и дают понимание экстремальности постройки.
Золотая пряжка Запуска железнодорожного сообщения в полном объеме ожидал весь БАМ. Северомуйский тоннель к 1999 году почти был проложен. Между бригадами, шедшими в проходке навстречу друг другу, оставалось всего 160 метров. Неожиданно произошел обвал породы, и строительные работы на участке пришлось практически начинать заново, что заняло еще несколько месяцев. Встреча бригад проходчиков, так называемая золотая сбойка, произошла 30 марта 2001 года. Проходку вели две бригады тоннельных строителей под руководством В. Гаценко и В. Казеева, символические ключи от тоннеля были вручены министру путей сообщения. Соединения двух частей тоннеля произошло на глубине 300 метров, отклонения осей двух рукавов составило всего 69 мм в плоскости горизонтали, а по вертикали погрешность стыка составила 36 мм. Это был лучший день для всех, кто строил БАМ. Северомуйский тоннель был запущен в эксплуатацию только в 2003 году, его назвали «золотой пряжкой» БАМа, завершившей грандиозное строительство.
Запуск безостановочного движения по Байкало-Амурской магистрали обеспечил Северомуйский тоннель. История строительства насчитывает двадцать шесть лет и две эпохи в жизни государства. Открытие тоннеля сократило время прохождения поездов в шесть раз. Теперь оно занимает всего 25 минут, а по обходному пути поезда ехали 2,5 часа. Эксплуатация прямой и безопасной трассы позволила отказаться от двойной локомотивной тяги, которую приходилось применять на высокогорном маршруте. Уровень безопасности существенно повысился: обходная дорога петляла между сопками, где постоянно присутствовала опасность схода лавин.
Строительство Северомуйского тоннеля помогло сделать несколько научных открытий, разработать и внедрить уникальные технологии, аналогов которым в мире нет. Опыт, полученный при проходке, неоценим. Сооружение рассчитано на одностороннее движение, строительство еще одного подобного тоннеля рассматривается в очень отдаленном будущем.
Константин Смагин
