Спорудження стіни в грунті навколо Чорнобильської АЕС – Casagrande

Характеристика техніка, яка застосовувалась для ліквідацію наслідків аварії на ЧАЕС з ціллю захисту вод річки Прип’ять від радіоактивного забруднення з током грутових вод.

Необхідність створення стіни в грунті

   Необхідність створення захисного бар’єру навколо Чорнобильської АЕС, який би завадив міграції радіоактивних речовин в річку Прип’ять, була обгрунтована вченими відразу після аналізу радіаційної ситуації біля зруйнованого реактору 4-го блоку.  Вчені прогнозували, що в разі забруднення грунтових вод проммайданчика Чорнобильської АЕС, радіоактивні речовини можуть безперешкодно надходити в найближчу водну артерію – річку Прип’ять. Оскільки річка Прип’ять впадає в Київське водосховище, її екологічний стан може суттєво вплинути на якість води при водопостачанні не тільки Київського регіону, але й центральної частини України. На той час вважалось, що загроза забрудненню річки радіоактивними речовинами є вкрай гострою і життєво важливою.

   Варто зазначити, що вирішення проблеми забруднення річки Прип’ять вимагало здійснення цілого комплексу заходів не лише на проммайданчику ЧАЕС, але й у заплавні річки практично по всій території зони відчуження. Ці роботи також було реалізовано. Було побудовано спеціальні захисні дамби, перектрито стік води з меліоративних систем, які зазнали радіоактивного забруднення та інше.    Але повернімося до стіни в грунті. Стіна в грунті повинна була стати бар’єром на шляху розповсюдження радіонуклідів з потоком грунтових вод. Внаслідок цього споруда отримала назву – протифільтрувальна стіна. Згідно до проекту, загальна довжина цієї гідротехнічної споруди мала складати біля 8,5 км. Проектна глибина цього захисного екрану мала становити 30 метрів. Існують данні, що залізобетонну стіну у грутах проммайдачику ЧАЕС створили до глибини 100 (ста!) метрів.

   Фактично було виконано тільки третину запланованих робіт. В результаті було створено 2,8 км захисного екрану навколо східної частини промислового майданчика ЧАЕС (див. малюнок). Ці роботи були виконані за чотири місяці. Через 10 місяців після аварії протифільтраційна стіна у груті була створена.

Аэрофотоснимок промышленной площадки Чернобыльской АЭС с нанесенным контуром стены в грунте

Схема розташування протифільтраційної стіни в грунті в межах проммайдачика Чорнобильської АЕС

Місце будівництва «біостінки» виділеної помаранчевим кольором (фото проммайданчика ЧАЕС взято з Google Map).
   Для створення такої споруди були об’єднані зусилля інженерів колишнього СРСР та компанії Casagrande.   Перед початком робіт були проведені дослідження для визначення типів і кількості необхідного устаткування. Було визначено розташування будмайданчика та проведено обгрунтування методик роботи. Були вирішені проблеми матеріально-технічного забезпечення персоналу, який працював у вкрай несприятливих радіаційних умовах.  За данними фірми Casagrande*, проект передбачав створення пластичного фундаменту “стіна в грунті” товщиною 1000 мм і площею 360000 м2, який повинен був починатися від рівня землі і проходити через різні шари піску та піщаної глини, щоб забезпечити обсадку свердловини на глибині від 85** м до більш ніж 100 м. Загальна довжина створенної стіни фундаменту (за інформацією Casagrande) складала біля 4000** м. Принциповою вимогою проекту було спорудження непроникного бар’єру в максимально короткий термін. Екскавація грунту повинна була здійснюватись за допомогою комбінації грейферів KRC 2 та гідравлічних фрезер K3L, спарених для ефективної роботи з агрегатами для обробки бурового розчину, з потужністю біля 600 м3/год кожен.


Документальне відео про створення стіни у грунті навколо Чорнобильської АЕС

Материалі 5-го телеканалу (http://5.ua/newsline/226/)

Запрошуємо переглянути інше документальне відео про ЧАЕС та зону відчуження.

      Примітки

      * – Дані з інформаційних матеріалів, буклетів Casagrande.

      ** – За даними інших джерел (Барьяхтар та ін.) глибина стіни в грунті становить 30 метрів, а довжина стіни 2,8 км.

Опис технології стіна в грунті

   Метод створення «стіни в грунті» грейферним способом полягає в тому, що стіну у грунті будують за допомогою вузької та глибокої траншеї, яка заповнюється (при видаленні грунту) розчином бентоніту. Розчин бентоніту створює надлишковий гідростатичний тиск на вертикальні стінки траншеї, завдяки чому стінки не руйнуються та залишаються рівними. Потім траншею заповнюють сумішу глини та грунту, або грунтобетоном, монолітним бетоном або залізобетоном. Скоріш за все, при створенні протифільтрувальної стінку в грунті навколо ЧАЕС, траншеї заповнювали железобетом (!) на глибину 100 (!) метрів.

   Такий метод будівництва стіни в грунті рекомендується використовувати для захисту від забруднення грунтових вод інфільтраційних водойм з різного роду відстійників, шламосховищ, мулових майданчиків, а також для запобігання фільтрації в обхід гідротехнічних споруд та захисту від підтоплення і заболочування територій та магістральних каналів, водосховищ тощо.

   Сьогодні така технологія є максимально затребуваною для умов реконструкції історичних центрів міст, при щільній забудові поблизу існуючих будівель. Оскільки для її застосування не потрібно застосовувати відкриті котловани, то економиться площа будмайданчика. Крім того, будівництво є безпечним для розташованих поряд будівель і споруд. Це пояснює причину застосування саме цієї технології на проммайданчику Чорнобильської АЕС у 1986 – 1987 роках. Захисна стінка в грунті навколо ЧАЕС проходить біля доріг, що інтенсивно використовуються, та, головне, в безпосередній близькості біля підвідного та відвідного каналів ЧАЕС.

Схема устройства и работы гидравлических фрез при создании стены в грунте

Схема будови і роботи гідрофрези

  1.     Бурова головка
  2.     Циркуляційний насос
  3.     Корпус гідрофрези
  4.     Кран
  5.     Гідросилова установка (300 кВт)
  6.     Шланг відводу бурового розчину з уламками породи на установку регенерації бурового розчину з сепарацією для видалення з нього піску
  7.     Домкрат, що регулює навантаження на бурову головку
  8.     Секція траншеї, яка постійно заповнена розчином на основі бентоніту
  9.     Гідравлічні шланги

   Використання способу “стіна в грунті” замість традиційних методів виконання робіт при будівництві підземних споруд знижує кошторисну вартість до 25%, підпірних стін та огороджень до 50%, протифільтраційних завіс – до 65%. Спосіб дає змогу відмовитись від дорогих робіт з водовідведення, водопониження, заморожування і цементування грунтів. Метод дає можливість економити дефіцитні матеріали, металевий шпунт, знижує енергоємність будівництва, а в окремих випадках, є єдино можливим способом зведення підземного споруди. Найбільш трудомісткою і дорогою операцією цього методу є створення вузької глибокої траншеї в грунтах на глибину до 50 – 60 м шириною 0,5 – 1,2 м. Для цих цілей використовують обладнання для облаштування траншей, в основі роботи якого застосовують ударний, вібраційний, ріжучий та водовоздушний принципи розробки грунту у вузькій траншеї.

Гідравлічні фрези і грейфери Casagrande

   Матеріали про техніку (гідравлічних фрез та грейфер) представлені за даними виробника – фірми Casagrande. Протоягом 6 місяців після катастрофи компанія Casagrande доставила на будмайндачик ЧАЕС та запустила в експлуатацію: 14 бурових установок KRC 2 / 45 та 10 гідравлічних фрез K3L. Цього обладнання було достатнього для будівництва 4500 м3 пластичного фундаменту в день.

Схема гідравлічнох фрези Casagrande що створювала стіну в грунті навколо Чорнобильської АЕС
Схема роботи гідравлічної фрези фірми Casagrande, що застосовувалась під час ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС

Підготовлено за офіційними матеріалами фірми Casagrande.  Матеріали про техніку (гідравлічних фрез та грейфер) представлені за даними виробника – фірми Casagrande.  Протоягом 6 місяців після катастрофи компанія Casagrande доставила на будмайндачик ЧАЕС та запустила в експлуатацію: 14 бурових установок KRC 2 / 45 та 10 гідравлічних фрез K3L. Цього обладнання було достатнього для будівництва 4500 м3 пластичного фундаменту в день.
Фото гідравлічної фрези Casagrande
Малюнок машин (гідравлічних фрез) фірми Casagrande що застосовувалась для створення “стіни в грунті” на проммайданчику ЧАЕС

Підготовлено за офіційними матеріалами фірми Casagrande.

Вигляд обладнання Casagrande

Обладнання фірми Casagrande. Гідравлічний грейфер.

Використано інформаційні матеріали фірми Casagrande.

Ефективність спорудження стіни в грунті

   Наприкінці відзначимо, що сьогодні доцільність споруди стіни у грунті є суперечливою. Певна группа вчених вважає, що значна частина робіт по запобіганню забруднення середовища були засновані на неефективних та необгрунтовано дорогих технологіях і частіше всього мали «нульовий» або навіть негативний ефект захисту підземних вод від радіаоктивних речовин. Поняття «низька ефективність реалізованих заходів» базується на сучасних уявленнях радіаційного захисту, щодо радіаційного захисту населення. Так, переважна кількість заходів з ліквідації аварії на ЧАЕС, які були реалізовано в гострий період аварії для захисту грунтових вод повинні були грунтуватися на обмеженні дози опромінення людей за рахунок водоспоживання. Додамо, що ці дісскусії мають суто наукове значення. Отриманий досвід проведення такої роботи є безцінним, а люди, що брали участь у цих роботах, заслуговують глибокої людьської поваги.

   Літературні джерела:

   Чернобыльская катастрофа Под редакцией В. Г. Барьяхтара Київ: Наукова думка, 1995. — 559 с.

   В.С.Колесников. В.В. Стрельникова Возведение подземных сооружений методом “стена в грунте”. Технология и средства механизации: Учебное пособие. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 1999. – 144 с.

  •