Лоскутное одеяло вечной мерзлоты

БАМ проложен по вечной мерзлоте. Но железная дорога – это место активного вмешательства человека. И вечная мерзлота здесь отступает, грунт нередко проседает, создавая угрозу для людей и техники. Как решить проблему безопасности знает Виктор Цыганков, начальник Мерзлотной станции Центра по диагностике инженерных сооружений РЖД.

— Вся Байкало-Амурская магистраль проложена по вечной мерзлоте?

— Нет, мерзлота есть, но не всех дистанциях. Она, как лоскутное одеяло. Больше всего мерзлотных участков на Дальневосточной железной дороге – от станции Хани до Комсомольска-на-Амуре и станции Известковой. Но и на Транссибе, который южнее, тоже есть участки вечной мерзлоты. Функционал нашей станции в том и состоит, чтобы проводить экспертную оценку состояния земляного полотна железной дороги, выявлять проблемные участки.

— На какую глубину промерзает почва на бамовских участках?

— На пять, десять метров, местами – до 100 метров. Насколько мерзлотный БАМ – это неоднозначный вопрос. Потому что БАМ строился, как вы знаете, участками. Значит, первая часть его была от Тайшета до Лены, до Усть-Кута, построена до 60-х годов прошлого века. А дальше БАМ начали строить от Лена-Восточная до Комсомольска, это уже в период 70-х годов.

— И в чем разница?

— А разница в том, что, когда в природу вмешивается человек, мерзлота начинает деградировать.

— Тает?

— Да. Начинает таять. И получается так, что вот там, где глубина мерзлоты небольшая, допустим, это восточные регионы, район Комсомольска, Постышева, и те районы, которые от Тайшета до Лены, в этих местах земля полностью или частично протаяла. Не везде, а только там, где проложили дорогу, под земляным полотном. Или где построены дома, другие сооружения.

— Если железная дорога проложена по мерзлоте, она менее опасна для перевозок? С какими участками дороги меньше проблем – с оттаявшими?

— Проблем и там, и там хватает. Если мерзлота деградирует, земля оттаивает, то в этом месте будет усадка. А это проблема, это не безопасно.

— Что делать?

— Мы такие участки обследуем. Проводим так называемое детальное обследование. То есть, начиная от исторической, как говорится, составляющей, изучаем, что здесь было до строительства дороги, что было после постройки, какая обстановка на сегодняшний день. Прогнозируем, что будет завтра с этим участком, какие деформации могут произойти. И что необходимо делать на этом участке, чтобы участок пришел в стабильное состояние.

— Как все-таки вы определяете, что мерзлота отступает? Или наступает?

— Бурятся скважины. До 10 метров глубиной. Туда опускаются специальные датчики. Они показывают температуру с точностью до одной десятой градуса. В момент максимального промерзания, это, как правило, конец зимы – начало лета, снимаем показания. И в момент максимального оттаивания – в начале лета. Тут и выясняется, что происходит. Какая мерзлота видим: сплошная, не сплошная, прерывистая, не прерывистая, сливающаяся, не сливающаяся. И так на протяжении многих лет. Тает медленно. Деформации есть, но они протекают в таком режиме…

— Десятилетий?

— Да, десятилетиями. Но бывают и неожиданные довольно провалы грунта, когда, допустим, полость образовалась, вытаял какой-то грунт или лед.

— Рекомендуете укреплять железнодорожное полотно?

— Да, по определенной методике. Для того, чтобы сдерживать таяние, необходимо покрытие откосов скальным фракционированным грунтом. Он создает охлаждающий эффект.

— По-простому говоря, на железнодорожную насыпь необходимо навалить побольше камней, как бы прикрыть склон насыпи?

— Да, навалить камней разного диаметра. Потому что такая конструкция создает на поверхности отрицательную температуру. За счет конвекции воздуха. Зимой через груду камней холодный воздух проникает и глубоко промораживает насыпь, и основание. А летом охлаждает. Как скифы хоронили предков, знаете?

— Нет…

— Алтайские скифы хоронили сородичей в курганах, каменных. Под этими каменными курганами мерзлота образовалась. Хотя изначально там мерзлоты не было. Мумии сохранялись сотнями лет. За счет скальной наброски и охлаждения почвы.

— Но летом же камни разогреваются, и они же тепло отдают внутрь земли…

— Камни разогреваются на солнце, верно. Но за счет пор, которые они создают, за счет движения воздуха, сохраняется пониженная температура. Нужно только, чтобы камни были трех разных диаметров.

— А существуют инновационные технологии сохранения мерзлоты?

— Существуют, например, криогель. При отрицательных температурах он создает водонепроницаемые смеси с грунтом. Он закачивается под давлением в грунт. Зимой, при отрицательных температурах он приобретает вот такое резиноподобное состояние. Связывает частицы грунта, создает противофильтрационные условия. В этих условиях мерзлота перестает таять.

— А летом этот гель?..

— А летом он воду не пропускает. И вода не растепляет основание.

— Нам показывали в Северобайкальске некие термостабилизаторы грунта…Это такая труба — внутри керосин. Ничего инновационного, но дело свое делает…

— Термостабилизаторы бывают либо с керосином, либо с инертным газом. Последние эффективнее работают, чем керосин. У нас тут такие морозы, что керосин замерзает.