Первоначальный проект Комплекса защитных сооружений создавался в 1974-1975 гг. Советские проектировщики заложили в него все самые современные на тот момент достижения в области гидротехники. Тем самым была создана база для инновационных решений, предложенных на КЗС в 2000-е гг.
Наиболее сложным объектом Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений является судопропускное сооружение С-1. Сооружение обеспечивает наряду с другими защитными сооружениями КЗС защиту города от наводнений, а также автотранспортное сообщение по тоннелю под судоходным пролетом и пропуск морских судов водоизмещением до 90 тыс. тонн с осадкой до 14,3 м при круглогодичной навигации.
Развитие давней идеи
Защита от наводнений или, по-научному, создание напорного фронта на участке С-1 обеспечивается сегментным плавучим затвором, состоящим из двух батопортов (створок), опорных рам, шаровых опор и приводов батопортов. Работа затвора обеспечивается автоматизированной системой управления (АСУ), замыкающейся на центральный пост управления КЗС. Генпроектировщиком сооружения является ОАО «ЛенМорНИИпроект». Конструкция батопорта – наиболее инновационного элемента – принадлежит ОАО «ЦКБ МТ «Рубин» в сотрудничестве с ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева.
– Идея батопорта была высказана в СССР раньше, чем на Западе, – говорит Валерий Николаевич ПОНОМАРЕВ, директор по строительству ФКП «Дирекция КЗС Минрегиона России». – Но в силу экономических обстоятельств первыми ее реализовали голландцы. Зная проблемы, с которыми им пришлось столкнуться, мы поставили вопрос о модернизации батопорта сразу после возобновления строительства КЗС – в 2004 г. Учли также сложные климатические условия, ледовые нагрузки, в которых предстоит работать сооружению. Основным критерием изменений служила устойчивость гидромеханики при эксплуатации. Пусконаладочные испытания оборудования и механизмов С-1 прошли в декабре 2009 г. вполне успешно, ледовый класс сооружения мы подтвердили.
Проектировщики ЦКБ «Рубин» подвергли критической ревизии практически все системы батопорта. Была принципиально изменена система балластировки. От береговой насосной станции отказались в пользу схемы, при которой погружные насосы располагаются двумя группами непосредственно на батопорте. Они подают балластную воду в объединяющий коллектор, откуда та поступает в специальные балластные цистерны. Эти емкости будут заполнены, даже если из всех насосов функционирует только один. Была доработана система слива.
Кроме того, было принято решение в целях безопасности расположить балластные цистерны в верхнем ярусе батопорта, что позволяет при аварийной отключении электроэнергии спустить балластную воду в ручном режиме, и с помощью дополнительных буксиров завести батопорт обратно в доковые камеры.
Избежать замерзания воды в балластных цистернах и обледенения батопорта можно только с помощью мощного и эффективного нагревательного оборудования. Задача обеспечения приемлемого уровня энергопотребления была решена за счет применения современных нагревательных панелей и кабелей, а также за счет оптимизации компоновки и алгоритмов использования систем обогрева.
После того, как были уточнены данные по ледовой обстановке в судоходном канале, были изменены и обводы носовой части батопортов. В ледовом бассейне Института Арктики и Антарктики были испытаны масштабные модели, после чего было принято решение установить в носовой части дополнительную ледоломную наделку. Эта конструкция существенно снижает нагрузки, которые могут возникать при выводе батопортов в судоходный канал в период наличия льда.
Но самой сложной проблемой оказалось обеспечение гидродинамической стабильности батопорта при подходе к порогу. Требовалось исключить интенсивную вертикальную раскачку, или автоколебания, приводящие к сильнейшим ударам сооружения о бетонный порог. Здесь пригодился опыт, полученный при проектировании объектов оборонного значения. В результате к исходной форме подводной части добавили ряд дополнительных элементов. Была придумана и запатентована система мягкой посадки батопорта на порог, которая обеспечит нормальный режим посадки в любых условиях, включая зимние наводнения.
Когда принимается решение о закрытии судоходного пролета С-1, открываются колесные затворы галереи водозабора, происходит затопление доковых камер. Батопорты всплывают с кильблоков. После выравнивания уровней воды в камерах и в акватории ворота доковых камер открываются, и батопорты при помощи тягачей выводятся в судоходный пролет. Затем приводятся в действие насосы заполнения балластных систем, и начинается посадка на порог. При этом кинетическую энергию батопорта воспринимают 2 группы из 3 демпферов системы мягкой посадки. При поглощении энергии батопорт плавно опускается на порог на носовую и кормовую опоры. Вся процедура занимает не более часа.
Продуманная безопасность
Существенной корректировке подвергся также проект автомобильного тоннеля С-1 в части его конструкции, гидроизоляции и систем инженерного обеспечения. Автомобильный тоннель находится под плитой порога судопропускного сооружения С-1. Полная длина тоннеля 1961 м. Конструкция подземного участка выполнена из монолитного железобетона класса Б30, морозостойкостью F200 и водопроницаемостью W12. По длине подземный участок тоннеля разбит на секции длиной по 60 м, между которыми устроены деформационные швы.
Конструкция деформационного шва разработана с применением двух резиновых уплотнителей, так называемых «ОМЕГА-профилей». Два контура уплотнения воспринимают остаточные перемещения секций от нагрузок обратной засыпки и давления воды. Снаружи деформационных швов дополнительно устраивается глиноцементный замок.
Проектом предусмотрена наружная гидроизоляция тоннеля. В советское время ее начали выполнять в металле. В 2000-е гг. было решено выполнить гидроизоляцию из двух слоев ПВХ-мембран толщиной по 2 мм каждый с соединением их через узел сопряжения с металлоизоляцией стен на высоте 0,5 м.
Главным достоинством полимерной гидроизоляции считается ее ремонтопригодность. Гидроизоляционное поле делится на замкнутые секции. В случае протечки через инъекционную трубку в поврежденную секцию закачивается гидроизоляционный состав, который быстро полимеризуется и герметизирует место протечки, образуя эластичный водонепроницаемый экран.
В связи с тем, что в 2008 г. вступил в действие Федеральный закон РФ № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», ряд новаций коснулся систем инженерного обеспечения автодорожного тоннеля.
Наряду с ранее разработанной продольной системой вентиляции с устройством струйных вентиляторов, в 2009 г. была предложена продольно-поперечная система, которая начинает работать в случае чрезвычайной ситуации или транспортной пробки. Появились дополнительные клапаны дымоудаления и вентиляции, дополнительные шахты дымоудаления.
К пожарным постам и гидрантам добавлена дренчерная система пожаротушения с разделением зон тушения на отдельные отсеки. В кабельных отсеках спроектирована система газового пожаротушения с использованием озононеразрушающих веществ.
В тоннеле применена также автоматизированная система дорожного движения (АСУ ДД), отвечающая за регулирование скоростей автотранспорта, контроль высоты для крупногабаритного транспорта, подсчет количества автомобилей, автоматическую регистрацию дорожных происшествий для блокирования въезда в тоннель или изменения режима движения.
Глубокая очистка
– Комплекс масштабных мероприятий по сбору, отведению и очистке всего объема сточных вод был разработан с учетом перспективной интенсивности движения автотранспорта по КАД, – говорит Леонид Евгеньевич КУРАТОВ, начальник отдела экологического мониторинга ФКП «Дирекция КЗС Минрегиона России».
Для организации самотечного сбора рассредоточенного стока проектировщики предусмотрели по обеим сторонам дороги железобетонные водоотводные лотки переменной глубины общей протяженностью до 30 км. В теле защитных дамб заложены наклонные полимерные трубы, которые обеспечивают передачу загрязненных вод к 36 комплексам локальных очистных сооружений. Для очистки диффузного стока с проезжей части мостов над водопропускными сооружениями предусмотрено устройство водоотводных трубок и системы лотков, размещаемых под пролетом.
Для глубокой очистки использованы комбинированные песко- нефтеотделители с сорбционном блоком доочистки и колодцем для отбора проб. Самотечный режим работы всех типов ЛОС не требует подводки электроэнергии, что делает ЛОС экономичными в эксплуатации.
На этапе своего завершения КЗС стал одним из самых высокотехнологичных гидросооружений не только по отечественным, но и по мировым меркам.
Подготовила Наталья Цветкова
Наиболее сложным объектом Комплекса защитных сооружений Санкт-Петербурга от наводнений является судопропускное сооружение С-1. Сооружение обеспечивает наряду с другими защитными сооружениями КЗС защиту города от наводнений, а также автотранспортное сообщение по тоннелю под судоходным пролетом и пропуск морских судов водоизмещением до 90 тыс. тонн с осадкой до 14,3 м при круглогодичной навигации.
Развитие давней идеи
Защита от наводнений или, по-научному, создание напорного фронта на участке С-1 обеспечивается сегментным плавучим затвором, состоящим из двух батопортов (створок), опорных рам, шаровых опор и приводов батопортов. Работа затвора обеспечивается автоматизированной системой управления (АСУ), замыкающейся на центральный пост управления КЗС. Генпроектировщиком сооружения является ОАО «ЛенМорНИИпроект». Конструкция батопорта – наиболее инновационного элемента – принадлежит ОАО «ЦКБ МТ «Рубин» в сотрудничестве с ВНИИГ им. Б.Е.Веденеева.
– Идея батопорта была высказана в СССР раньше, чем на Западе, – говорит Валерий Николаевич ПОНОМАРЕВ, директор по строительству ФКП «Дирекция КЗС Минрегиона России». – Но в силу экономических обстоятельств первыми ее реализовали голландцы. Зная проблемы, с которыми им пришлось столкнуться, мы поставили вопрос о модернизации батопорта сразу после возобновления строительства КЗС – в 2004 г. Учли также сложные климатические условия, ледовые нагрузки, в которых предстоит работать сооружению. Основным критерием изменений служила устойчивость гидромеханики при эксплуатации. Пусконаладочные испытания оборудования и механизмов С-1 прошли в декабре 2009 г. вполне успешно, ледовый класс сооружения мы подтвердили.
Проектировщики ЦКБ «Рубин» подвергли критической ревизии практически все системы батопорта. Была принципиально изменена система балластировки. От береговой насосной станции отказались в пользу схемы, при которой погружные насосы располагаются двумя группами непосредственно на батопорте. Они подают балластную воду в объединяющий коллектор, откуда та поступает в специальные балластные цистерны. Эти емкости будут заполнены, даже если из всех насосов функционирует только один. Была доработана система слива.
Кроме того, было принято решение в целях безопасности расположить балластные цистерны в верхнем ярусе батопорта, что позволяет при аварийной отключении электроэнергии спустить балластную воду в ручном режиме, и с помощью дополнительных буксиров завести батопорт обратно в доковые камеры.
Избежать замерзания воды в балластных цистернах и обледенения батопорта можно только с помощью мощного и эффективного нагревательного оборудования. Задача обеспечения приемлемого уровня энергопотребления была решена за счет применения современных нагревательных панелей и кабелей, а также за счет оптимизации компоновки и алгоритмов использования систем обогрева.
После того, как были уточнены данные по ледовой обстановке в судоходном канале, были изменены и обводы носовой части батопортов. В ледовом бассейне Института Арктики и Антарктики были испытаны масштабные модели, после чего было принято решение установить в носовой части дополнительную ледоломную наделку. Эта конструкция существенно снижает нагрузки, которые могут возникать при выводе батопортов в судоходный канал в период наличия льда.
Но самой сложной проблемой оказалось обеспечение гидродинамической стабильности батопорта при подходе к порогу. Требовалось исключить интенсивную вертикальную раскачку, или автоколебания, приводящие к сильнейшим ударам сооружения о бетонный порог. Здесь пригодился опыт, полученный при проектировании объектов оборонного значения. В результате к исходной форме подводной части добавили ряд дополнительных элементов. Была придумана и запатентована система мягкой посадки батопорта на порог, которая обеспечит нормальный режим посадки в любых условиях, включая зимние наводнения.
Когда принимается решение о закрытии судоходного пролета С-1, открываются колесные затворы галереи водозабора, происходит затопление доковых камер. Батопорты всплывают с кильблоков. После выравнивания уровней воды в камерах и в акватории ворота доковых камер открываются, и батопорты при помощи тягачей выводятся в судоходный пролет. Затем приводятся в действие насосы заполнения балластных систем, и начинается посадка на порог. При этом кинетическую энергию батопорта воспринимают 2 группы из 3 демпферов системы мягкой посадки. При поглощении энергии батопорт плавно опускается на порог на носовую и кормовую опоры. Вся процедура занимает не более часа.
Продуманная безопасность
Существенной корректировке подвергся также проект автомобильного тоннеля С-1 в части его конструкции, гидроизоляции и систем инженерного обеспечения. Автомобильный тоннель находится под плитой порога судопропускного сооружения С-1. Полная длина тоннеля 1961 м. Конструкция подземного участка выполнена из монолитного железобетона класса Б30, морозостойкостью F200 и водопроницаемостью W12. По длине подземный участок тоннеля разбит на секции длиной по 60 м, между которыми устроены деформационные швы.
Конструкция деформационного шва разработана с применением двух резиновых уплотнителей, так называемых «ОМЕГА-профилей». Два контура уплотнения воспринимают остаточные перемещения секций от нагрузок обратной засыпки и давления воды. Снаружи деформационных швов дополнительно устраивается глиноцементный замок.
Проектом предусмотрена наружная гидроизоляция тоннеля. В советское время ее начали выполнять в металле. В 2000-е гг. было решено выполнить гидроизоляцию из двух слоев ПВХ-мембран толщиной по 2 мм каждый с соединением их через узел сопряжения с металлоизоляцией стен на высоте 0,5 м.
Главным достоинством полимерной гидроизоляции считается ее ремонтопригодность. Гидроизоляционное поле делится на замкнутые секции. В случае протечки через инъекционную трубку в поврежденную секцию закачивается гидроизоляционный состав, который быстро полимеризуется и герметизирует место протечки, образуя эластичный водонепроницаемый экран.
В связи с тем, что в 2008 г. вступил в действие Федеральный закон РФ № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности», ряд новаций коснулся систем инженерного обеспечения автодорожного тоннеля.
Наряду с ранее разработанной продольной системой вентиляции с устройством струйных вентиляторов, в 2009 г. была предложена продольно-поперечная система, которая начинает работать в случае чрезвычайной ситуации или транспортной пробки. Появились дополнительные клапаны дымоудаления и вентиляции, дополнительные шахты дымоудаления.
К пожарным постам и гидрантам добавлена дренчерная система пожаротушения с разделением зон тушения на отдельные отсеки. В кабельных отсеках спроектирована система газового пожаротушения с использованием озононеразрушающих веществ.
В тоннеле применена также автоматизированная система дорожного движения (АСУ ДД), отвечающая за регулирование скоростей автотранспорта, контроль высоты для крупногабаритного транспорта, подсчет количества автомобилей, автоматическую регистрацию дорожных происшествий для блокирования въезда в тоннель или изменения режима движения.
Глубокая очистка
– Комплекс масштабных мероприятий по сбору, отведению и очистке всего объема сточных вод был разработан с учетом перспективной интенсивности движения автотранспорта по КАД, – говорит Леонид Евгеньевич КУРАТОВ, начальник отдела экологического мониторинга ФКП «Дирекция КЗС Минрегиона России».
Для организации самотечного сбора рассредоточенного стока проектировщики предусмотрели по обеим сторонам дороги железобетонные водоотводные лотки переменной глубины общей протяженностью до 30 км. В теле защитных дамб заложены наклонные полимерные трубы, которые обеспечивают передачу загрязненных вод к 36 комплексам локальных очистных сооружений. Для очистки диффузного стока с проезжей части мостов над водопропускными сооружениями предусмотрено устройство водоотводных трубок и системы лотков, размещаемых под пролетом.
Для глубокой очистки использованы комбинированные песко- нефтеотделители с сорбционном блоком доочистки и колодцем для отбора проб. Самотечный режим работы всех типов ЛОС не требует подводки электроэнергии, что делает ЛОС экономичными в эксплуатации.
На этапе своего завершения КЗС стал одним из самых высокотехнологичных гидросооружений не только по отечественным, но и по мировым меркам.
Подготовила Наталья Цветкова
