Краткая справка по предпроектным проработкам сооружения транспортного (мостового) перехода через Керченский пролив

Настоящая справка составлена на основании материалов предпроектных проработок, выполняемых в различные периоды времени разными по составу участников коллективами проектных и научно-исследовательских организаций, в которых в той или иной степени принимало участие ОАО «Институт Гипростроймост». В справке так же приведен вариант современного видения конструктивного решения мостового перехода с учетом накопленного в последние десятилетия опыта проектирования и строительства аналогичных по технической сложности объектов.

Вопросы осуществления железнодорожной связи Кавказа и Крыма через Керченский пролив рассматривались неоднократно. Так в период 1903 -1917 гг. из рассмотренных 4-х вариантов к дальнейшему проектированию был рекомендован вариант с использованием косы Тузла (южный вариант) — мост общей длинной 1300 м по схеме 5×109+52+7×109 с подмостовым габаритом 8,0 м и разводным средним пролетом подъемной системы. В 1944 году был сооружен временный однопутный низководный (9,2 м от уровня моря до головки рельса) железнодорожный мост в створе Жуковка — коса Чушка. Схема моста 63×28,6+2×55+2×29,8+48×28,6 с разводными средними пролетами поворотной системы. По незавершенному строительством мосту было открыто движение поездов, но в зиму 1944/1945 годов недостроенные опоры не выдержали напора дрейфующих ледовых полей и мост был разрушен. В 1949 году Мостранспроектом был разработан проект постоянного совмещенного (двухпутного железнодорожного и двухполосного автодорожного по верхнему ярусу) моста через Керченский пролив (в створе Еникале — коса Чушка с подмостовым габаритом над судоходным каналом 40 м), но реализован он не был. В 1954 году была открыта паромная переправа для перевозки автомобилей и железнодорожных вагонов.

По инициативе Правительства города Москвы в 2001 году были выполнены предпроектные проработки строительства совмещенного (автомобильного и железнодорожного) транспортного перехода через Керченский пролив. Не смотря на отсутствие в тот период обоснованных данных о расчетной интенсивности автомобильного транспорта и расчетных объемов перевозок железнодорожным транспортом, был принят габарит мостового перехода под четыре полосы автомобильного движения (автомобильная дорога 1 категории) и два железнодорожных пути. Наряду с вариантами мостового перехода рассматривался и тоннельный вариант пересечения Керченского пролива.

В качестве конструктивного решения тоннельного варианта, с учетом сложного инженерно-геологического строения дна пролива, обусловленного развитием мощной толщи (до 50 м) слабых грунтов, представленных илами и заиленными пылевато-глинистыми и песчаными грунтами, рассматривался только вариант сооружения тоннеля методом погружных секций в предварительно отрытую траншею с последующим их закреплением (пригрузом) для предотвращения всплытия. Тоннельный вариант сооружения транспортного перехода был рассмотрен в двух возможных створах: в районе существующей паромной переправы с выходом на косу Чушка протяженностью более 5 км и стоимостью более 2 млрд. долл. США; южный вариант — в районе косы Тузла с тоннелем протяженностью 4,5 км в сочетании с 10 — км дамбой по косе и 1 — километровым низководным мостом между оконечностью косы и Таманским полуостровом, стоимостью так же более 2 млрд. долл. США. Строительство по тоннельному варианту предусматривалось осуществлять в две очереди, по мере роста интенсивности движения: под один железнодорожный путь и две полосы автомобильного движения на первом этапе и аналогично, в зеркальном отображении сооружение второго тоннеля на втором этапе строительства.

Более детально в тот период был рассмотрен вариант мостового пересечения пролива, так как по всем возможным створам его сооружения, он показывал более низкую стоимость по отношению к тоннельному. Следует отметить, что вариант мостового перехода не только ниже по стоимости первоначальных инвестиций в его сооружение, но имеет и более низкие показатели себестоимости его эксплуатации, что весьма важно при расчете сроков окупаемости инвестиций в строительство объекта.

Рассматривались четыре возможных створа сооружения мостового перехода: Северный; Жуковский; Еникальский; Тузлинский (см. Приложение 1-3). Во всех вариантах подмостовой габарит в судоходном канале принимался равным 64 м по высоте, при величине пролета судоходного хода 264 м.

Северный вариант мостового перехода принят в створе мыс Фонарь — мыс Малый Кут и характеризуется следующими показателями: длина непосредственно моста через акваторию пролива -10,3 км; железнодорожные подходы — 24 км; автодорожные подходы — 49 км; ориентировочная стоимость 1513 млн. долл. США. Характерным для данного варианта является возможность реализации пологого уклона за счет высокого крымского берега и наименьшим (по отношению к другим вариантам) объемом затрат по приобретению земельных участков под строительство в связи с невысокой плотностью застройки берегов.

Жуковский вариант предполагал строительство моста в районе поселка Жуковка на Крымском берегу в направлении косы Чушка на Таманском полуострове (в районе действующей паромной переправы). Данный вариант характерен наличием значительных продольных уклонов и кривых в плане малых радиусов, требующих применять кратную тягу локомотивов, и имеет следующие показатели: длина моста — 5,7 км; длина подходов — 46 км (автодорожный) и 13 км [железнодорожный); стоимость по экспертным оценкам -1422 млн. долл. США.

Еникальский вариант — южнее паромной переправы от мыса Синягино до косы Чушка. Длина моста по данному варианту 6,3 км, железнодорожные подходы — 5 км, автомобильные подходы — 46 км. Стоимость строительства по экспертным оценкам того времени -1316 млн. долл. США.

Тузлинский вариант — самый южный — в створе мыса Ак-Бурун — коса Тузла. В данном створе длина моста 11,7 км, железнодорожные подходы к нему — 36 км, автодорожных 38 км, экспертная оценка стоимости была определена на тот период в размере 1,6 млрд. долл. США.

Во всех створах рассматривались идентичные по конструктивному решению схемы моста — n*132м с центральным пролетом над судоходным каналом 264 м в двух вариантах — вантовой системы и в виде сквозной фермы (схема вариантов конструктивных решений прилагается Приложение 5). Пролетные строения n*132 м — металлические фермы с двухярусным расположением автомобильного и железнодорожного движения, объединенные в неразрезные 4-6 пролетные плети. Железнодорожный путь — в уровне нижних поясов ферм на безбалластном мостовом полотне и на балласте — для участков продольных уклонов более 4 тысячных, автопроезд — по ортотропной плите, включенной в работу верхних поясов ферм. Пролетное строение с пролетом 132 м регулярной части моста запроектировано с четырьмя плоскостями ферм с расстоянием между осями железнодорожных путей (совпадает с осями пролетов, сооружаемых поочередно) 15,0 м и возможностью сооружения в два этапа — на первом этапе под один ж.д. путь и две полосы автопроезда и объединение в единую конструкцию после сооружения аналогичной фермы под второй ж.д. путь и еще две полосы автопроезда на втором этапе. Конструкция ферм рассмотрена в двух вариантах по высоте 10,5 м и 15,0 м между осями верхнего и нижнего пояса в зависимости от конструктивного решения судоходного пролета. Центральный пролет величиной 264 м над судоходным каналом перекрывался неразрезной металлической фермой 132+264+132 с подкосной системой в надопорных сечениях для варианта ферм высотой 15,0 м и с вантовой системой для ферм высотой 10,5 м. Опоры моста, включая пилоны для варианта с вантовым пролетом над судоходным каналом, предусматривалось выполнить из железобетона. Фундаменты опор — буронабивные железобетонные сваи диаметром 2,5 м в стальной неизвлекаемой оболочке с заглублением в слой коренных глин сарматского яруса.

По  результатам  работы  были  получены  следующие  ориентировочные технико-экономические показатели вариантов мостового перехода:

* — через дробь приведены данные о протяженности нового строительства подходов и протяженности реконструкции существующих железнодорожных линий и автомобильных дорог.

Приведенные технико-экономические показатели относятся только к области первоначальных инвестиций, что не позволило выполнить полноценное сравнение вариантов по совокупности строительных и эксплуатационных затрат на период жизненного цикла проекта, в связи с чем в выполненной работе был сделан вывод о необходимости дальнейшей проработки на стадии ТЭО (обоснование инвестиций в сегодняшней терминологии). Следует так же учитывать, что полученные результаты оценки размера инвестиций в строительства по всем четырем вариантам имеют довольно близкую сходимость, что так же требует более глубокой проработки для выбора варианта(ов), которые следует принять к дальнейшей проработке на стадии разработки проектной документации как конкурентоспособные.

Безусловно, и на сегодняшний день данный вывод остается правомерным, однако следует учитывать и накопленный за последнее десятилетие опыт проектирования и строительства мостовых переходов в сложных инженерно-геологических, климатических и гидрологических условиях морских проливов и в условиях их трансграничного расположения.

В 1999 — 2001 годах по заданию МПС России было выполнено обоснование инвестиций в строительство железнодорожной линии между материком и о. Сахалин с тоннельным (мостовым) переходом пролива Невельского, в 2006 — 2007 годах, по заданию ОАО «РЖД», данная работа была актуализирована с учетом современных тенденций по реализации подобных проектов на принципах государственно-частного партнерства. В период с 2000 по 2004 год был запроектирован и построен мост через залив Чайво на о. Сахалин. В 2005 году был разработан проект строительства совмещенного (автомобильного и железнодорожного) мостового перехода через реку Амур у г. Благовещенска (Российская Федерация) и г. Хэйхе (Китайская Народная Республика). В 2009 году было успешно завершено строительство второй очереди совмещенного мостового перехода через реку Амур у г. Хабаровска и разработан проект строительства третьей очереди. В 2009 году завершено многолетнее строительство совмещенного мостового перехода через Волгу у г. Ульяновска. В 2008 году был разработан вариант совмещенного мостового перехода через реку Лена у г. Якутска, в настоящее время в порядке оптимизации затрат на строительство данного объекта рассматриваются альтернативные технические решения, включая и тоннельный вариант. Начиная с 2008 года реализуются проект строительства автодорожных мостов через пролив Босфор Восточный, соединяющий г. Владивосток с островом Русский и через бухту Золотой Рог в г. Владивостоке. В 2010 году начато строительство низководного автодорожного моста через Амурский Залив между мысом Де-Фриз и п. Седанка. В 2010 году завершена разработка железнодорожного мостового перехода через р. Амур (Хэйлунцзян) в районе н.п. Нижнеленинское Еврейской автономной области [Российская Федерация) и г. Тунцзян провинции Хэйлунцзян (Китайская Народная Республика).

ОАО «Институт Гипростроймост», являясь разработчиком или выполняя одну из ведущих ролей в проектировании выше приведенных проектов, накопил значительный опыт и полагает возможным внести некоторые дополнения в ранее выполненные предпроектные проработки вариантов мостового перехода через Керченский пролив. Предлагается, в частности, при выборе створа мостового перехода через Керченский пролив рассматривать вариант мостового перехода, предусматривающий полное разделение тела опор и пролетных строений в регулярной части моста на очереди (см. Приложения 6,7). Внесение в конструкцию мостового перехода возможности поэтапной реализации позволяют отдалить инвестиционные затраты по мере наращивания потребностей в пропускной способности и тем самым не только повысить окупаемость инвестиций, но и существенно приблизить сроки начала регулярного сухопутного сообщения по мостовому переходу (возможно так же и разделение сроков ввода по видам транспорта).

Вариант мостового перехода, предлагаемый Гипростроймостом, предусматривает сооружение пролетных строений 2*132 под каждый из ж.д. путей и две полосы автомобильного движения в регулярной части моста, и перекрытие судоходного канала пролива пролетом 154+264+154 в двух вариантах: сооружаемого на полное развитие сразу — под два ж.д. пути и четыре полосы автопроезда; сооружаемого по очередям под один ж.д. путь и две полосы движения в каждой очереди. Высота пролетных строений в виде сквозной фермы принята равной 18,0 м на всем протяжении регулярной части моста. Для судоходного пролета в двух вариантах: при сооружении сразу на полное развитие — арка переменной высоты с балкой жесткости в виде фермы высотой так же 18,0 м, аналогичной принятой для пролетов 132 м; при сооружении по очередям строительства — в виде сквозной фермы высотой 18,0 м. Опоры сооружаются из монолитного железобетона на фундаментах из буровых столбов в оболочке из стальных труб диаметром 2,0 м. Данное конструктивное предложение позволяет несколько снизить расход металла. При этом, исключается вариант вантовой системы, как наименее изученный и практически не применяемый для мостов с железнодорожной нагрузкой и, так же, исключается применение конструкции фермы с подкосной системой в надопорных сечениях, сужающее габарит судоходного хода и требующее принятие дополнительных мер по ограничению судоходства для исключения навала судов на конструкции моста.

Изучение весьма сложных условий судоходства в Керченском проливе (длина по фарватеру 48 км), организованного в районе рассматриваемых створов в основном по каналу длиной 24,8 км с глубинами до 7,1 ми шириной 106 м, позволяют сделать вывод о возможности пересмотра габаритов судоходного пролета, принятых ранее равными 250 м по ширине и 64 м по высоте. На
предварительной стадии проектирования в 2000 году параметры судоходного габарита были приняты по результатам запросов в управления портов Азово-Черноморского бассейна о перспективных параметрах судов и представляются несколько  завышенными, в связи с отсутствием реальных перспектив углубления судоходного канала. Снижение судоходного габарита, и в первую очередь по высоте, безусловно позволит значительно уположить профиль проектируемого мостового перехода, что в свою очередь приведет к снижению высоты опор. С учетом значительной сейсмической нагрузки при наличии слабых грунтов в
основании, снижение высоты опор даст весьма значимое снижение в объемах фундаментов и тела опор.

Приведенные выше материалы предпроектных проработок убедительно показывают техническую осуществимость проекта строительства моста через Керченский пролив. В настоящее время, представляется необходимым выполнить оценку перспективной интенсивности движения автомобилей и планируемых размеров грузовых и пассажирских перевозок железнодорожным транспортом для уточнения категории проектируемого объекта на полную перспективу и целесообразности выделения очередей строительства. Весьма важным так же представляется необходимость более детальной проработки технических решений по строительству автомобильных и железнодорожных подходов, от которых весьма существенно будет зависеть окончательное решение по выбору створа строительства моста. После уточнения параметров подходов и сужения количества рассматриваемых вариантов выбора направления трассы и створов моста до двух следует еще раз вернуться к рассмотрению конструктивных решений моста и уточнить объемы и экспертную оценку стоимости строительства. На основании полученных данных возможно рассмотрение организационно — финансовой схемы реализации проекта и последующую разработку документации в объеме Обоснования инвестиций в строительство.

Следует так же подчеркнуть, что трансграничное положение объекта обязывает оформление межправительственного соглашения между Россией и Украиной о намерении участия двух стран в реализации проекта строительства моста и открытии пограничного (автомобильного и железнодорожного) пунктов пропусков. Межправительственное соглашение, кроме деклараций о намерениях реализации проекта, закрепит ответственные (от каждой стороны) за реализацию проекта органы государственного управления, которые, в свою очередь, будут обязаны инициировать издание нормативно-правовых актов по вопросам реализации проекта строительства пограничного мостового перехода.

Источник: http://www.giprostroymost.ru/images/pdf/kerch/kerchp.pdf