Владимир Самойлов: Нужен ли России собственный подземный щит?

 

1. Освоение  подземного пространства  крупных городов путем строительства многоцелевых подземных комплексов, подземных частей офисных и жилых зданий, подземных пешеходных переходов, транспортных тоннелей, линий метрополитенов, подземных гаражей, складов, подземных инженерных коммуникаций и гидротехнических сооружений  повышает качество жизни горожан и приезжих, а также эффективность использования дорогостоящих городских земель при сохранении сложившегося облика городов. Оно является также наиболее эффективным средством борьбы с пробками  резко возросшего автомобильного движения.
 Также в состав работ по освоению подземного пространства  до начала Первой и Второй мировых войн  всегда входили работы по заблаговременному строительству защитных подземных сооружений для гражданского населения и специальных защитных сооружений для войск.
Интенсивность работ по освоению подземного пространства за рубежом постоянно растет. В последние годы  этому повышенное внимание стало уделяться и в  России, в первую очередь в Москве и в Санкт-Петербурге.
2. Важными элементами подземного строительства  являются тоннели (тоннели метрополитена, автодорожные, коммунальные и специальные тоннели), представляющие собой протяженные подземные выработки, закрепляемые по периферии, как правило, обделкой замкнутого очертания.
Большая часть тоннелей прокладывается в так называемых мягких грунтах, в первую очередь в песчаных и глинистых, а в ряде случаев — в   полускальных и даже скальных грунтах. Песчаные слои часто  являются водонасыщенными.
3. Основным средством сооружения тоннелей в мягких грунтах после изобретения М. И. Брюнеля, являлся проходческий щит. Длительное время он представлял собой   передвижную стальную оболочку, как правило, круглого очертания, с укрепленными в ней  поперечными кольцами жесткости, а при больших размерах сечения -  вертикальными  и горизонтальнымим перегородками, Такой щит  выполнял практически единственную функцию защиты рабочих от обрушения окружающего щит грунта и от вывалов грунта и валунов из  забоя, разрабатываемого вручную. 
Во 2-й половине 19 века в основном английские и американские инженеры начали  превращать щиты-оболочки  в щиты механизированные путем оснащения их специальными рабочими органами.
Учитывая большую потребность в строительстве тоннелей в Англии,   известная фирма «Маркхэм» первой начала с 1887 г. серийное производство проходческих щитов и  к началу 2-й мировой войны она изготовила  около 400 щитов диаметром 1,65-9,0 м, в том числе 40 механизированных, в основном системы инженера Д.Прайса. Часть этих щитов широко использовалась для строительства тоннелей метро и тоннелей-убежищ в Лондоне. Следует отметить, что в 1915 г. фирма «Маркхэм» изготовила  8 механизированных щитов диаметром 1,82 м для использования в позиционной войне на европейском континенте.
4. Учитывая все более возрастающую потребность в строительстве тоннелей, практически сразу  после окончания 2-й мировой войны, усилилась работа по созданию и изготовлению механизированных щитов.
Для этого были быстро созданы следующие фирмы, обеспечившие существенное развитие техники и технологии строительства тоннелей:
1) в Америке: «Калвелд», «Джеймс Роббинс», «Зокор», «Ярва», «МЕМКО»;
2) В Канаде: «Ловат»;
3) в Англии: «Доско», «Джеймс Хауден»
4) в Германии: « Баде и Тилен», «Вестфалия Люнен», «Вирт», «Вайс и Фрейтаг», «Херренкнехт», «Ноэль»; «Эркеленц» (группа «Вирт»);
5) во Франции: «Файвс-Кейл Бэбкок», «НФМ» (группа Вирт"), «ЦСМ Бессак»;
6) в Австрии: «Фест-Альпине Бергтехник»
7) в Японии: «Мицубиси», «Комацу», «Хитачи», «Кавасаки», «Ишикавадзима-Харима».  
 Фирма «Херренкнехт» изготовила и поставила во многие страны мира около 450 щитовых тоннелепроходческих комплексов с механизированными щитами диаметром от 1,5 до 15,43 м и свыше  700 микротоннелепроходческих щитовых комплексов для прокладки трубопроводов внутренним диаметром от 100 до 2500 мм, фирма «Ловат» — около 250 комплексов со щитами  диаметром 2-13 м, а все указанные выше японские фирмы – более 6000 комплексов с машинами диаметром от 2,5 до 14,14 м.
5. В 80-х годах прошлого столетия  в Японии, Англии, Германии и Канаде были созданы герметические щиты ( щитовые машины), с  активным пригрузом забоя, оснащаемые, как правило, роторным рабочим органом. Строго дозированная  выдача разработанного грунта в щитах с грунтовым или пеногрунтовым пригрузом, обеспечивающая минимальность осадок грунта при проходке, осуществляется с помощью шнекового конвейера, а глинизованной пульпы в щитах с  суспензионным (бентонитовым) пригрузом – с помощью отсасывающих трубопроводов (схема герметического щита с роторным рабочим органом дискового типа и породоотборочным шнеком была еще в 1934 г. предложена и запатентована советским инженером Г.С.Кахановым). Для разрушения прослоек полускальных грунтов и валунов режущая головка рабочего органа щитовой машины оснащается  специальными дисковыми резцами.
Конструкция герметических щитов, являющихся наукоемкой продукцией, постоянно совершенствуется и одновременно ведется большая  работа по оснащению их все более современной аппаратурой для обеспечения точного ведения щитовой машины по трассе строящегося тоннеля, для контроля  за точностью монтажа сборной тоннельной обделки и за работой всех механизмов и обустройств щита и силового оборудования, размещающегося на тележках защитового комплекса. Ведется работа по созданию автоматизированных устройств для монтажа в хвостовой части щита сборной тоннельной обделки.
6.  В Советском Союзе до Великой Отечественной войны после опробывания немеханизированного щита, закупленного у английской фирмы «Маркхэм», группой сотрудников Метропроекта под руководством будущего доктора технических наук, профессора МИИТа  В.П.Волкова  было осуществлено проектирование, а рядом московских заводов произведено в 1936-1937 г.г. изготовление 45 немеханизированных щитов диаметром 6,23, 6,73  и  9,68 м (масса одного щита, собираемого из механически обработанных стальных отливок, достигала 150 т), с помощью которых строились в основном многие перегонные и станционные тоннели Московского метрополитена, а также около 20 немеханизированных щитов диаметром 1,5-3,6 м, использовавшихся при строительстве коммунальных тоннелей в Москве. Первый  отечественный механизированный щит диаметром 2,5 м с роторным рабочим органом был создан и испытан в 1937-1938 гг. инженером-изобретателем В.А.Варгановым.

После войны в СССР были проведены большие исследовательские работы, на основе которых было создано и применено при строительстве в Советском Союзе тоннелей метрополитенов, а также тоннелей коммунального и промышленного назначения порядка 215 механизированных щитов диаметром от 2,0 до 6,0 м с планетарным, ротором и экскаваторным рабочими органами (см. фиг.1).

а)	б)

в)	г)	д)

 

Фиг.1. Примеры некоторых типов механизированных щитов, созданных, изготовленных и примененных в Советском Союзе : а — московский щит с планетарным рабочим органом; б — киевский щит с роторной план-шайбой; в — щит комплекса КТ1-5,6; г- щит ММЩ-1; д — щит ЩНЭ-1 с 2-мя экскаваторами.                                                                                                                           

 

К 1980 году  в процессе  строительства метрополитенов в 12 городах страны, начиная с Москвы, а также коммунальных и  транспортных тоннелей, в СССР практически сформировалась  собственная отрасль щитового машиностроения, включающая ряд заводов, в том числе таких крупных, как Московский механический завод Главтоннельметростроя (ныне ОАО «Метромаш») и Ясиноватский машиностроительный завод, конструкторские бюро — СКТБ Тоннельметрострой,  СКТБ Мосинжстроя (позднее НТЦ Мосинжстроя), СКБ г. Ясиноватая Минтяжмаша СССР,  КБ треста «Союзшахтоспецпромстрой» (впоследствии «Союзтоннельстрой», а также лаборатории и конструкторские подразделения НИИ оснований и подземных сооружений Госстроя СССР, ЦНИИПодземшахтостроя (позднее ЦНИИПодземмаш,а), ЦНИИС,а  Минтрансстроя и белгородского института «ВИОГЕМ». 
Изготовление опытных образцов и опытных партий щитовых машин диаметром от 2,0 до 5,2 м осуществлялось Скуратовским опытно-экспериментальным заводом ЦНИИПодземшахтостроя (г. Тула), заводом «ЗОКИО» Госстроя СССР, московским заводом «Водоприбор» и КЭППРО треста «Союзшахтоспецпромстрой», а также заводом по ремонту дорожных машин (ЗРДМ) Главмосинжстроя.
Конструированием опытных и головных образцов механизированных щитов занимались также  «Метрогипротранс», «Мосинжпроект», ПКБ Главстроймеханизации, а изготовлением – также заводы «Водоприбор», «ЗОКИО» Госстроя СССР, Коровинский трубозаготовительный комбинат и ЗРДМ. 
7. Первый герметический гидромеханизированный щит диаметром 8,5 м для проходки железнодорожного тоннеля под Татарским проливом и первые герметические щитовые головки для прокладки стальных трубопроводов диаметром 1220 мм создавались в СССР еще в 1951-1954 гг. При этом гидромеханизированный щит уже начинал в 1953 г. изготовляться на Кировском заводе в г.Ленинграде (см. фиг.2а), а две герметические гидромеханизированные щитовые головки, практически являющиеся в значительной степени прототипом будущих зарубежных гидромеханизированных щитовых  головок микротоннелепроходческих установок, активно продаваемых с 1995 г. в Россию, были успешно применены в 1954-56 гг. при прокладке водозаборных трубопроводов в Ленинграде и Саратове (см.фиг.2б).

а)	б)

Фиг.2. Советские  герметические  гидромеханизированные щиты

Исследования, проведенные в НИИОСП,е имени Н.М. Герсеванова по изучению процесса внедрения в песчаные и глинистые грунты кольцевых ножевых элементов, явились составной частью комплекса работ по разработке и внедрению в практику новой технологии сооружения шахтных стволов в сложных гидрогеологических условиях методом погружения крепи в тиксотропной «рубашке»  (см. фиг.3а).

а)	б)

Фиг.3. Шахтный ствол: а – технология сооружения ; б – баллистическая ракета в сооруженном шахтном стволе

 

В этих стволах диаметром 6,0 м и глубиной 35 м располагались, в частности, шахтно-пусковые установки (ШПУ) (см.фиг. 3б), в которых размещались баллистические ракеты Р-36М2 с 10-ю ядерными боеголовками (только в Костромской области по публикации, напечатанной в газете «Комсомольская правда» от 23.08.2007 г., было построено 98 таких ШПУ).
Высокая квалификация специалистов отрасли нашла подтверждение в том, что 16 тоннелепроходческих комплексов со щитовыми машинами диаметром 2,1-5,6 м с роторным и экскаваторным рабочим органом были проданы  зарубежным странам, в том числе 2 шт. – Японии.
 Созданными отечественными  щитами  были достигнуты рекордные скорости проходки тоннелей диаметром 5,5 м в пределах от 338 м/мес (Москва)  до 1250 м/мес (Ленинград) , а машинами диаметром 2,1-4,0 м – от 380 до 702 м/мес.. При этом строительство было весьма экономичным. Так, например, стоимость строительства в 1963 г. одного погонного метра тоннеля с железобетонной сборной обделкой в неустойчивых песчаных грунтах естественной влажности на Ждановском радиусе Московского метрополитена при скорости проходки, равной  338 м/мес, составила всего 849,7 руб., а  при нормативной  скорости  в 120 м/ мес — 1028 руб.
Новая отрасль щитового машиностроения стала к 1980 г. поставлять ежегодно до 15 механизированных щитов, полностью обеспечивая выполнение запросов горнопроходческих организаций страны, принадлежащих к различным ведомствам. Одновременно она доказала, несмотря на ведомственные барьеры, свою способность создания  современной щитовой техники, позволяющей строить тоннели быстро и экономично.
Действительная необходимость этой отрасли для строительства тоннелей метро, а также коммунальных и транспортных тоннелей подтверждается и тем, что Минтрансстрой  СССР выделил средства и  силами своих организаций построил на территориях Московского механического завода в Москве и Ясиноватского машиностроительного завода в г.Ясиноватая специальные корпуса большой площади для изготовления и сборки тоннелепроходческих комплексов  диаметром до 8,5 м.
Необходимость и важность для народного хозяйства страны отрасли щитового  машиностроения подтверждает также присуждение ее работникам пяти Государственных премий за участие в разработке и внедрении тоннелепроходческого оборудования при строительстве тоннелей и шахт,

            8. После создания щитов для проходки в мягких грунтах, в т. ч.  смешанных, в связи с появлением конкретных запросов на строительство тоннелей в водонасыщенных грунтах без применения специальных способов их стабилизации,  в ряде  конструкторских организаций образовавшейся новой отрасли с 1989 г.  была активизирована  работа по созданию щитовых машин, способных вести проходку тоннелей в таких грунтах. При этом уже в 1990 г. СКБ г.Ясиноватая составило рабочую документацию на изготовление комплекса КТ-6А21, включающего щитовую машину с суспензионным пригрузом, а СКТБ  Мосинжстроя в 1991-1993 гг. выполнило технический проект и на 60% рабочий проект тоннелепроходческого комплекса со щитовой машиной диаметром 3,6 м с грунтовым пригрузом.

В соответствии с «Программой достижения высшего технического уровня в метро- и тоннелестроении в СССР», разработанной  Минтрансстроем, изготовление Ясиноватским заводом этого комплекса, а также  комплексов КТ-5,6 Е2 и КЩМ-11 для механизированной проходки  тоннелей в скальных и смешанных грунтах планировалось на 1993-1994 гг., но из-за развала СССР изготовление комплексов был вначале  приостановлено, а затем — прекращено.
В связи с этим, а также из-за недостатка в то время достаточных финансовых средств перестала решаться  прежняя  основная задача вышеупомянутой программы  Минтрансстроя: «…на основе тесной интеграции науки с машиностроительными предприятиями, в том числе с зарубежными партнерами по кооперации, добиться высокой отдачи и роста экономической эффективности производственно-технического и научного потенциала отечественного тоннелестроения, в кратчайшие сроки выйти на полное обеспечение отрасли отечественным оборудованием и материалами, прогрессивными технологическими решениями».
Из-за возникшей гиперинфляции, финансирование завершения в СКТБ Мосинжстроя проектных работ и изготовления  щитового комплекса для проходки в водонасыщенных грунтах было прекращено, хотя для него уже были изготовлены и доставлены в СКТБ такие важные элементы опытного образца нового щита, как 2 главных подшипника, впервые изготовленных в стране для герметического щита (см. фиг.4 ),  дисковые резцы и резиновые уплотнения главного подшипника и режущей головки рабочего органа и приобретены гидронасосы высокой производительности.  

Фиг.4. Главные подшипники к герметическому щиту диаметром 3,6 м
у здания бывшего СКТБ Мосинжстроя

 

9. Следствием  событий конца «перестройки»,  явилось существенное ухудшение обстановки в строительстве. Здесь, в частности, значительно снизился объем строительства тоннелей и прокладки подземных коммуникаций, а как следствие и объем финансирования. Только в Москве  в 1991 г. по сравнению с 1987г. зарегистрированные объемы строительства коммунальных тоннелей диаметром от 2,0 м до 5,5 м уменьшились с 30,65 км до 19,2 км , то есть на 37,4%, а в стране с 69,6 км до 54,0 км, то-есть на 22% . При этом существенно упала производительность труда.
В связи с полным прекращением  финансирования работ по созданию и внедрению новой техники, что в СССР  являлось одним из важнейших государственных приоритетов, особенно пострадали организации отрасли щитового машиностроения, которые остались практически  без заказов.
   Попытка создания силами ОАО «НТЦ» по заказу ОАО «СУПР» первого в России комплекса КПЩМ-4ЭКП с кессонированной щитовой машиной для проходки в Москве коммунальных тоннелей диаметром 4,0 м  была «подавлена» дефолтом 1998 г. на стадии завершения изготовления (см. фиг. 5).
В 2002 г. прекратил существование ОАО «НТЦ» (ранее СКТБ и «НТЦ Мосинжстроя»), насчитывавший в 1991 г около 300 чел, в т. ч. 40 только конструкторов-механиков щитового оборудования.

Фиг.5. Комплекс КПЩМ-4ЭКП с кессонированным щитом в цехе Скуратовского опытно-экспериментального завода.

 

          Практически такая же судьба в несколько иные сроки постигла  коллективы СКТБ Тоннельметрострой корпорации «Трансстрой» и КБ тульского треста «Спецтоннельстрой».
Из-за отсутствия заказов и выезда многих сотрудников в зарубежные страны численность головного  института «ЦНИИПодземмаш», являвшегося основным  разработчиком «Типажа проходческих щитов»  и  стандарта «Щиты проходческие», сократилась с 500 до 35 чел., из которых только  4 чел. являются щитовиками.
Сократился состав отделения тоннелей и метрополитенов (ныне НИЦ «Тоннели и метрополитены») института «ЦНИИС», в котором не осталось ни одного специалиста-щитовика. При этом были демонтированы все экспериментальные стенды и установки для исследования взаимодействия с различными грунтами моделей щитовых машин  и натуральных образцов щитов  диаметром 1,8- 5,6 м, а также стенды в виде шахтных стволов, сооруженные ранее Московским Метростроем. Здесь были прекращены все ранее проводившиеся работы по созданию и внедрению новых методов разрушения горных пород и валунов, а также современных средств для дистанционного контроля процесса ведения щитовых машин по трассе, в том числе криволинейной. Полностью прекратил работы по созданию средств механизации строительства тоннелей и шахт НИИОСП.
Из перечисленных выше заводов по состоянию на 2009 г. сохранили в разной степени возможность изготовления щитовых машин диаметром до 6,0 м  только Скуратовский опытно-экспериментальный завод и завод ОАО «Метромаш».  Заводские корпуса, пригодные для развертывания в них изготовления щитовых машин диаметром до 6,0 м и пустующие уже несколько лет, сохранились на территории бывшего  опытного завода «ЗОКИО» ЦНИИСК,а, работавшего до 1995 г. в 2 смены. В последние годы крупный заводской цех выстроило ООО «Трансстройтоннель-99», в котором  изготовлено 10 щитовых головок круглого и прямоугольного сечения, примененных и применяющихся в Москве при прокладке методом прямого и расширительного продавливания тоннелей диаметром 2,5 м  и сечением 2,7х3,2 м
Таким образом с большим трудом созданная и успешно функционировавшая отрасль щитового машиностроения в результате  «ускорения» и последующих реформ была практически уничтожена, а в техническом отношении — отброшена по меньшей мере  на 30-40 лет назад.
Творческая работа, в том числе изобретательская и рационализаторская, по созданию средств тоннелестроительной техники в  большинстве горнопроходческих организаций, в частности в Московском Метрострое, Трансинжстрое и Мосинжстрое, являвшихся ранее инициаторами  разработки и активными участниками испытаний и успешного внедрения этих средств, полностью прекратилась. В них были существенно ослаблены  механические базы и службы и частично поэтому все они  активно занялись закупкой зарубежной тоннелестроительной техники, пользуясь существенным и неконтролируемым повышением расценок на строительные работы.
10. В связи с некоторым улучшением финансирования работ по строительству метрополитенов в Москве, Казани, Красноярске, Санкт-Петербурге,  Челябинске и Новосибирске, а также по строительству транспортных тоннелей в Москве (Лефортовский автодорожный тоннель и 2 Серебряноборских тоннеля комбинированного назначения) и  в Сибири  в 2000-2006 г у фирм «Херренкнехт» и «Ловат» было закуплено 7 комплексов с герметическими щитовыми машинами диаметром 5,6-6,8 м и 3 комплекса диаметром 14,2 м, 6,28 м и 9,5 м. В 2006-2007 гг. для строительства кабельных тоннелей в Москве было закуплено у тех же фирм более 16 комплексов с герметическими щитовыми машинами диаметром от 3,28 м до 4,1 м. На эти закупки было затрачено порядка 300 млн  долларов (7,5 млрд. руб). При этом никаких заказов для  российских научно- конструкторских организаций и заводов  сделано не было, несмотря на неоднократные предупреждающие выступления специалистов тоннельного строительства в печати, на конференциях  и даже на коллегии Госстроя РФ. Без последствий осталось и  обращение в октябре 2000 г. в Тоннельную Ассоциацию России  руководства завода «Метромаш» о важности и необходимости воссоздания отечественного производства тоннелепроходческого оборудования. В этом обращении для возможности начать создание и изготовление современных комплексов с герметическими щитовыми машинами  на основе тщательно выполненных расчетов запрашивалось всего 62 млн. руб.
Без должного внимания и поддержки осталось и такое событие, как создание в московской строительной организации двух современных комплексов «Топаз» и «Малахит», включающих герметические щитовые машины с грунтовым и воздушным  пригрузом забоя (см. фиг.6).

а)	б)

Фиг.6. Герметические щитовые машины с активным пригрузом забоя: а – щитовая машина «Топаз-4м» с грунтопригрузом; б – щитовая машина «Малахит» с пневмопригрузом

 

 Первым комплексом был успешно сооружен в 2001 г. под  улицей Б.Дмитровка тоннель протяженностью 600 м с обделкой из монолитно-прессованного бетона, а вторым  -  пройден в 2003 г. под Карамышевской набережной коллекторный тоннель длиной 297 м. Этим самым была доказана  необходимость и реальная возможность создания даже при имеющихся неблагоприятных условиях работоспособных современных щитовых машин (по этим разработкам было сделано несколько публикаций и о них представителями компании «Крот» делалось сообщение на Международной научно-практической конференции в 2002 г.).
11. На настоящий момент  горнопроходческие организации Российской Федерации для выполнения заданных объемов строительства тоннелей метрополитенов и коммунальных тоннелей  нуждаются, по нашим расчетам, как минимум, в 20-25  новых щитовых машинах с активным пригрузом забоя. На их закупку, в связи с постоянным ростом стоимости изготовления потребуется затратить порядка 200 млн. долларов.
Потребность в щитовых машинах для проходки транспортных тоннелей также возрастет, но она, возможно, станет известной инженерной общественности лишь после составления проектной документации на строительство тоннелей в районе Сочи, тоннелей под проливом Невельского, тоннелей под Беринговым проливом и тоннелей по трассе Трансконтинентальной магистрали Евразия-Америка, а также тоннелей в составе других амбициозных проектов, которые могут появиться у руководителей субъектов Федерации в ближайшие годы. На закупку машин для реализации всех этих проектов потребуется затратить еще около миллиарда долларов, если учитывать, что только на закупку одного щита диаметром 18,7 м, который предполагается применить при проходке автодорожных и комбинированных тоннелей чуть не одновременно в Москве и в районе Сочи, компанией г. Абрамовича уже заключен контракт на сумму порядка 150 млн. долл. . Дополнительно к указанным  затратам на закупку следует иметь в виду весьма ощутимые расходы на оплату зарубежных фирм за техническое руководство строительством с применением закупаемых щитовых машин.
12. Реализация курса на приобретение и использование при проходке тоннелей иностранного щитового тоннелепроходческого оборудования, обладающего достаточно высоким качеством и надежностью, дает возможность повысить средние темпы  строительства тоннелей и сократить расходы на техническое обслуживание этого оборудования.
Одновременно она связана с большими финансовыми затратами на приобретение по высоким и постоянно растущим ценам щитовых комплексов,  технологических материалов, форм для изготовления тоннельной обделки и запчастей к комплексу, что  в конечном счете ведет к существенному повышению стоимости  строительных работ.
Следствием реализации этого курса является  финансирование зарубежной промышленности при одновременном  уничтожении рабочих мест для российских исследователей, конструкторов, а также рабочих и технического персонала отечественных заводов и превращение России,  входящей в «восьмерку» наиболее индустриальных стран, в страну-неумеху (к сожалению руководство страны, призывающее к необходимости инновационного развития  страны, на деле фактически поощряет зарубежные закупки оборудования, которое вполне может изготовить отечественная промышленность, если к восстановлению ее будут приложены небольшие усилия).
13. Учитывая непредсказуемость будущей обстановки в мире и особенно в приграничных районах России, назрел вопрос необходимости  постепенного создания в составе инженерных войск Российской Армии специальных производственно-технических подразделений подземных работ, успешная деятельность которых обеспечит существенное повышение устойчивости, активности и живучести войск как в условиях обороны, так и во время наступательных действий, например при форсировании водных преград.
Эти подразделения должны будут уметь  быстро и незаметно  для противника строить, в том числе в крупных городах, на различных глубинах и в различных грунтах  надежные подземные выработки (тоннели или галереи) для возможности скрытного и безопасного нахождения и перемещения в них личного состава воинских подразделений, а также защитные подземные сооружения для размещения в них наблюдательных и командных пунктов различного уровня, продуктовых и оружейных складов, а также средств огневого поражения, ракет и т. п. 
Ввиду того, что в настоящее время средства огневого поражения, в том числе воздушные, стали более мощными и появилось высокоточное ракетное оружие, значительно  возросла необходимость своевременного «ухода под землю» людского состава и боевой техники обороняющихся и наступающих войск. Это, безусловно, касается и гражданского населения и в первую очередь жителей крупных городов.
Такие выработки (галереи) и защитные подземные сооружения  в больших объемах пришлось войсковым подразделениям строить вручную в условиях мощных воздушных бомбардировок, например, во время корейской войны  1951-1952 г.г.  Именно благодаря этому сравнительно небольшие подразделения северокорейской армии и китайских добровольцев успешно сопротивлялись значительным силам противника и наносили им значительный урон.
Для возможности ускорения тоннельного строительства, что особенно важно во фронтовых условиях, снижения трудовых и финансовых затрат, а также  исключения привлечения  личного состава действующих войсковых подразделений к тяжелым подземным работам это строительство  должно быть в максимальной степени  механизированным, для чего вышеуказанные подразделения должны быть оснащены современным тоннелестроительным оборудованием и в первую очередь щитовыми и бесщитовыми проходческими комплексами, шахтными комплексами, бетононасосами, механизированными опалубками, наземными и подземными экскаваторами и т. д., причем это оборудование должно быть быстромонтируемым и демонтируемым. Обязательными условиями здесь, безусловно, являются также высокая степень обученности производственного персонала и наличие у него заранее приобретенного на учениях опыта практического применения вышеуказанного оборудования в экстремальных условиях.
Применяемые во фронтовых условиях щитовые и бесщитовые тоннелепроходческие комплексы должны быть возможно малошумными, если не бесшумными. Щитовая машина  должна уметь прокладывать тоннели с небольшим радиусом кривизны (10-15 м), как в плане, так и в профиле.
Необходимость создания  средств скоростного строительства тоннельных выработок в военных целях ранее признавалась и этим, в частности занимался военный институт им. Д.М.Карбышева, проводивший в 60-х годах большие опытные работы  на полигоне в Нахабино. После этого никакой информации о создании  таких средств  не было, из чего может быть сделан вывод о том, что, по-видимому, этот вопрос выпал из поля зрения   Министерства обороны страны.
Здесь следует отметить, что созданием способов и оборудования для скоростной проходки  в скальных и даже мягких грунтах тоннельных выработок, в том числе в военных целях, более предусмотрительные Соединенные Штаты Америки активно начали заниматься еще в 70-80-х годах прошлого столетия, привлекая к этому такие известные и хорошо финансируемые организации, как фирма «Физикс Интернэшнл» и  Лос-Аламосская ядерная лаборатория. Первая предложила и успешно опробовала оборудование для проходки тоннелей, в состав которого входила четырехствольная пушка, стреляющая бетонными снарядами диаметром 210 мм. Скорость проходки выработка диаметром 6,1 м  составила около 930 м/сутки. Вторая организация разработала принципиальные схемы машин диаметром 4 и 12 м, обеспечивающих эффективное и экономичное устройство выработок методом расплавления.
Особо остро сейчас встает вопрос скрытного  строительства  пусковых ракетных шахт. Как следует из многочисленных публикаций, в последние годы в основном зарубежные индустриальные страны (США, Германия, Япония, Италия ), а также Китай, Корея и Израиль создали системы космической радиолокационной разведки, позволяющие обнаруживать и контролировать круглосуточно и при любой облачности  наземные цели, движущиеся со скоростями до 100 км/час. В связи с этим приоритетные сейчас в России ракеты «Тополь- М» грунтового подвижного базирования, по мнению специалистов, превратятся в беззащитные цели и не смогут выжить при нанесении первого удара. Положительно решить задачу скрытного строительства шахт  смогут только горнопроходческие средства, в том числе щиты специальной конструкции, и над созданием таких средств давно пора было бы подумать и начать, наконец, работать, не надеясь на зарубежного дядю..
 14. Из сказанного выше следует, что уже сегодня  России совершенно необходимо иметь собственное производство тоннелестроительной техники, то есть иметь в первую очередь свои более экономичные подземные щиты для гражданского и военного строительства, не тратя  сотни миллионов и миллиарды долларов на развитие и усиление зарубежной промышленности. Ясно, кроме того, что в случае военных или политических конфликтов поставки нового тоннелестроительного оборудования и запасных частей к ранее закупленным зарубежным машинам будут прекращены. Ясно также, что создавать военную тоннелестроительную технику для российской армии западные фирмы не будут, а если и будут, то одновременно изобретут средства обнаружения и борьбы с ней.
Согласно достоверным сведениям Китай, закупивший недавно у фирмы «Херренкнехт» несколько щитовых машин, уже организовал у себя производство подобных машин. Думается, что в ближайшем будущем китайские специалисты уже сами смогут проектировать новые потребные стране щитовые машины. Думается, что они догадаются и о создании и изготовлении тоннелестроительного оборудования для своей армии.
15. Попытки поставить перед руководителями Москвы, где больше всего строится подземных сооружений и в том числе тоннелей и где особо остро стоит задача защиты населения,  а также перед  высшим руководством  страны вопрос о необходимости скорейшего восстановления в России отрасли щитового машиностроения для собственного изготовления средств механизации строительства гражданских тоннелей и защитных подземных сооружений тоннельного типа для войск и гражданского населения в случае возможной войны или крупных террористических действий  результата не дали.
Так на  2 обращения, отправленные еще в мае и декабре 2004 г.,  руководство Департамента градостроительной политики, развития и реконструкции города Москвы до сих пор  не ответило (о характере реакции московских властей на эти обращения достаточно подробно было сказано в 2-х интервью автора, размещенных в 2006 г. на сайте RusTunnel.ru  информационного агентства REGNUM).
На обращение группы специалистов подземного строительства в адрес Президента РФ, отправленное в декабре 2007 г., получены практически 2 отписки от Федерального дорожного агентства Минтранса РФ и от Федерального агентства по промышленности.
Создается впечатление, что нашим властям собственный подземный щит и собственная работа над дальнейшим  совершенствованием конструкции тоннелестроительного оборудования совершенно не нужны. Получается так, что только один член «восьмерки» развитых индустриальных стран собственного тоннелестроительного оборудования не только не изготовляет, а наоборот успешно завершает уничтожение  ранее существовавшей  отрасли ( здесь напрашивается аналогия с уничтожением после событий 1991-1993 годов  шахтных пусковых установок для ракет, получивших на западе название «Сатана»). О действительных причинах этого властям, объявившим программу борьбы с коррупцией, пора бы уже догадаться, тем более, что для этого далеко ходить не надо. Неужели руководству страны неясно, что за нежелание решать вопросы восстановления отрасли щитового машиностроения  государству, а значит народу, придется расплачиваться значительными экономическими потерями, а также  огромными  жертвами гражданского населения и военнослужащих во время  возможной войны или крупных террористических действий. И они будут несоизмеримы с потерями и жертвами, имевшими место, например, во время грузинского нападения на  Абхазию и Южную Осетию. 
16. Создаваемое, точнее восстанавливаемое, производство тоннелестроительных и в первую очередь щитовых машин ввиду его важности для экономики и безопасности российского государства должно с самого начала быть государственным предприятием, так как только государство может не допустить произвола всесильных сейчас чиновников  в первую очередь в вопросах выделения объектов для экспериментального строительства с помощью головных образцов, разрабатываемых и изготовляемых этим предприятием. Государственным это предприятие должно быть и учитывая разработку и изготовление в нем тоннелестроительной техники для инженерных войск страны.
Статус государственного предприятия и действенная помощь государства позволят на основе данных, получаемых от субъектов Федерации и  результатов проводимых собственных конструкторских и исследовательских работ, четко и правильно планировать  развитие предприятия как по тематике, так и по объемам.
Только  статус государственного предприятия  может обеспечить, чтобы создаваемые им тоннелепроходческое оборудование и технологии его работы вносили свой  вклад в развитие ряда «Критических технологий Российской Федерации».
17. Программа начального этапа восстановления в России отрасли щитового машиностроения продолжительностью от 2-х до 2, 5 лет представляется в следующем виде:
1) Подбор завода, способного после оснащения дополнительным обрабатывающим оборудованием изготавливать щитовые комплексы для проходки перегонных тоннелей метро и коммунальных тоннелей, и оформление его в качестве государственного предприятия (при подборе такого завода следует в первую очередь обратить внимание на возможности ОАО «Метромаш» и Скуратовского опытно-экспериментального завода);
2) Оснащение завода специальным обрабатывающим и  дополнительным технологическим и контрольно-измерительным оборудованием;
3) Создание на заводе конструкторско-технологического бюро в составе не менее 20 чел. и научно-исследовательской лаборатории в составе не менее 10 чел. с оснащением их необходимой компьютерной  техникой;
4) Обучение конструкторско-технологического и заводского персонала;
5) Проектирование и изготовление испытательных и исследовательских стендов и установок;
6) Проектирование на основе производственно- технологических и тактико-технических требований 3-х щитовых комплексов для проходки перегонных тоннелей метрополитена, коммунальных тоннелей и галлерей для укрытия и передвижения воинского подразделения во время боевых действий или крупной антитеррористической операции, а при необходимости также высокоточных форм для изготовления элементов тоннельной обделки;
7) Приобретение комплектующего оборудования для запроектированных щитовых машин ( гидро-  и электроаппаратура, подшипники, уплотнения и т.д.);
8) Изготовление и заводские испытания головных образцов щитовых комплексов по п.6 и высокоточных форм;
9) Участие в промышленных (производственных) испытаниях на объектах экспериментального строительства головных образцов  изготовленных тоннелепроходческих комплексов и передача этих комплексов потенциальным заказчикам.
С самого начала функционирования нового предприятия целесообразно направить некоторые научно-конструкторские силы на подготовку к созданию отечественного оборудования, обеспечивающего для российских условий решение следующих технических задач, не решаемых поставляемым зарубежным оборудованием:
а) щитовая проходка одной щитовой машиной тоннелей других форм сечения, например прямоугольного, овального и т. д.;
б) проходка шахты и тоннеля одной щитовой машиной;
в) изменение диаметра проходимого тоннеля в подземных условиях;
г) разветвление тоннелей в подземных условиях;
д) подземная стыковка щитовых машин при проходке длинных тоннелей, особенно под водоемами и широкими реками, а также под плотно застроенной территорией;
е) одновременная проходка на все сечение «трехочковых» станций метрополитенов и «двухочковых» тоннелей;
ж) проходка нового тоннеля по трассе ранее построенного без вскрытия поверхности и перекладки подземных коммуникаций.
Работа по п. «а» вышеуказанного перечня практически уже начинала производиться еще в 2003 г., когда была создана и опробована действующая модель трансформируемой щитовой машины, позволяющей при минимальных демонтажно-монтажных операциях проходить тоннели круглого, прямоугольного и овального сечений. Продолжение этой работы не было поддержано финансово, несмотря на обращение к московским властям.
Для организации и функционирования создаваемого предприятия в течение начального периода необходимо выделение на условиях государственного беспроцентного кредита сроком на 5 лет всего порядка 4-5 млрд. руб. , что представляет собой микроскопическую часть  расходов , выделенных правительством, например, на поддержку  банков в связи с последним кризисом.
Итак для читателей настоящего материала повторяется вопрос: нужен ли России собственный подземный щит? 

 

                                                                        Канд. техн. наук
                                                                             В.П.Самойлов
                                                              Почетный член
                                                              Тоннельной ассоциации
                                                              России

                                       04.05.2009 г.