Завершилась комплексная экспедиция РГО, приуроченная к 50-летию начала строительства Байкало-Амурской магистрали. Группа ученых провела исследования по маршруту БАМ. В фокусе — изучение сейсмической активности, деградации многолетней мерзлоты и влияния глубинных геологических процессов на перспективы социально-экономического развития прилегающих территорий.
— Сначала мы определили ключевые направления исследований трассы БАМ и прилегающих территорий — геолого-геофизическое и геоэкологическое, — рассказывает научный руководитель экспедиции, доктор наук, заведующий кафедры проблем экологической геофизики и вулканологии Института физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН Алексей Собисевич. — Одна из главных целей проекта — развитие систем мониторинга сейсмической активности вдоль трассы, включая совершенствование существующих и установку новых сейсмостанций вдоль магистрали, в том числе — с привлечением новых технологий распределенных геоакустических наблюдений на основе оптоволоконных датчиков для дополнительного контроля безопасности в ходе эксплуатации транспортного перехода.
Байкало-Амурская магистраль. Экспедиция РГО работала сначала от Северобайкальска до Таксимо. Далее — до Новой Чары (на северо-восток) и до Читы (на юг). Карта: wikipedia.org
К чему привели два века исследований
Первую экспедицию на территорию будущего БАМа снарядили в конце XIX века, после к вопросу стройки возвращались в 20 — 30 годы XX века. Основным фактором при выборе местоположения трассы был рельеф местности — тут практически везде многолетняя («вечная») мерзлота. В 1970-е годы было принято решение о возобновлении строительства БАМа — в целях безопасности и стабильного железнодорожного сообщения на востоке страны.
Вариантов строительства трассы было несколько. Один из не утвержденных — вдоль реки Лены, через месторождения полезных ископаемых, такой вариант значительно облегчил бы вывоз природных ресурсов. Итоговый вариант Байкало-Амурской магистрали проложен вдоль долинных рек — чтобы упростить конфигурацию БАМа и ее использование благодаря естественным условиям рельефа.
БАМ получил свое название в 1932 году, после выхода постановления Совета народных комиссаров СССР «О строительстве Байкало-Амурской железной дороги». После были развернуты проектно-изыскательские работы, началось строительство. В условиях непроходимой тайги наземная разведка местности была возможна не везде, поэтому применялась новая для того времени технология аэрофотосъемки. За первый сезон было отснято 7500 квадратных километров. Появилось специальное подразделение в составе «БАМтранспроекта» — бюро аэрофотосъемочных и фототеодолитных работ.
В 1937 году материала уже было достаточно, чтобы запроектировать участки от Тайшета до Братска и от Тынды до Советской Гавани и начать строительство. В годы Великой Отечественной войны часть путей было разобрано для возведения более стратегически значимой на тот момент железной дороги под Сталинградом. После войны продолжилось строительство трассы. Ключевым стал 1951 год, когда первый поезд прошел по всей линии Тайшет — Братск — Усть-Кут.
В настоящее время БАМ — это железнодорожная магистраль протяженностью 4 287 км, на которой расположены 280 станций и разъездов, более 2 800 инженерных сооружений, в том числе 4,2 тыс. мостов, несколько тоннелей длиной более километра. Крупнейшие из них — Северомуйский и Байкальский — их длина 6,7 км. Линия входит в состав Восточно-Сибирской и Дальневосточной железных дорог. БАМ — электрифицированная и двухпутная магистраль в Иркутской области на участках от Тайшета до станции Предленский длинной 706 км и однопутная — до станции Таксимо в Республике Бурятия длинной 723 км. БАМ пролегает по территории пяти регионов: Иркутской области, Забайкальского края, Амурской области, Республик Бурятии и Саха (Якутия), Хабаровского края.
— В сентябре несколько научных групп работало на всем протяжении маршрута от Северобайкальска до Таксимо. Далее — до Новой Чары (на северо-восток) и до Читы (на юг). Среди практических задач экспедиции — создание и апробация в реальных условиях геофизической информационно-измерительной системы в интересах обеспечения безопасности жизнедеятельности и движения по магистрали, — рассказал Алексей Собисевич. — Итог — отработанные в суровых полевых условиях новые технологии геолого-геофизического мониторинга ключевых объектов транспортной инфраструктуры в сейсмоопасном регионе нашей страны.
Молодежная стройка века
Масштабные проектно-изыскательские работы возобновились в 1967 году, после того как постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР был определен окончательный вариант железнодорожной трассы. В 1974 году страна отмечала 20-летие возрождения Целины. В марте этого года генеральный секретарь ЦК КПСС Леонид Брежнев назвал БАМ всенародной и великой стройкой девятой пятилетки. В апреле того же года на XVII съезде ВЛКСМ объявили БАМ всесоюзной ударной комсомольской стройкой. Первый отряд добровольцев был сформирован прямо на съезде. В последующие годы молодежь ехала на БАМ со всей страны, 70% работников была младше 30 лет. Железной дороге дали имя Ленинского комсомола.
Среди целей текущей экспедиции: привлечение внимания молодежи к российским проектам освоения удаленных и труднодоступных территорий страны.
— Нашей задачей стало исследование состояния пути, земляного полотна, искусственных сооружений на участке Иркутск-Жигалово-Северобайкальск, подъездных путей к терминалу отгрузки газоконденсата в поселке Окунайский, подходов к дренажно-транспортной штольне Северомуйского тоннеля, Забайкальской железной дороге в районе Читы, — рассказала профессор кафедры «Проектирование и строительство железных дорог» РУТ (МИИТ) Таисия Шепитько. — Кроме этого, мы провели ряд встреч с представителями Северо-Байкальской и Ново-Уоянской дистанций пути, Центра диагностики и мониторинга инфраструктуры Забайкальской железной дороги.
Специалистами Единой геофизической службы РАН были установлены пять широкополосных сейсмических станций в профиль внутри Северомуйского железнодорожного тоннеля.
— Мы провели исследования, включающие непрерывную регистрацию сейсмических событий природного и техногенного происхождения в тоннеле и на поверхности, — рассказывает младший сотрудник Геофизической службы РАН Михаил Пятунин. — Также были проведены специальные эксперименты по методике SASW — спектральный анализ поверхностных волн — над тоннелем. Это поможет получить данные о сейсмическом режиме Северомуйского тоннеля, реакции вмещающих пород на сотрясения и определить риски землетрясений как для подземного сооружения в целом, так и для отдельных его участков. Во время проведения работ произошли землетрясения — региональное магнитудой 4,5 и местное магнитудой 4,3. Записи этих событий помогут понять, как землетрясения влияют на эксплуатацию тоннеля.
Как рассказал участник экспедиции Михаил Костенко, специалисты российских компаний МСС-проект и Т8 Сенсор провели в Северомуйском тоннеле испытания распределенного акустического сенсора. В отличие от стандартных сейсмических датчиков, он позволяет наблюдать трассу длиной до 70 км. Эта технология уже успешно показала себя в ходе международного сейсмического эксперимента и зафиксировала землетрясения разной силы. Впереди анализ и обработка полученных сигналов, но уже сейчас можно говорить о первых результатах. Программно-аппаратный комплекс зафиксировал проезд поезда в соседнем тоннеле, показал начало и конец состава, проезд дрезины с выделением тактов работы ее двигателя, движение пешехода по тоннелю, проезд техники над тоннелем и многое другое. После дешифровки данных землетрясения выделят из общего фона. Если этот способ покажет себя успешно, то технология может быть применена для мониторинга состояния и охраны подземных сооружений и линейных объектов в сейсмически опасных районах.
— Модернизация Байкало-Амурской магистрали — масштабный государственный инфраструктурный проект, который требует комплексного научного подхода, — рассказала директор департамента экспедиционной деятельности и туризма РГО Наталия Белякова. — При создании БАМа применялись новые технологии, были разработаны и запатентованы передовые способы строительства и эксплуатации. Не говоря уже о самом процессе организации труда — в сжатые сроки, с привлечением огромного человеческого ресурса. Сегодня развитие магистрали невозможно без применения современных цифрового инструментария, основанного на непрерывном мониторинге контрольных показателей с оперативной их интерпретацией. БАМ трансформируется в том числе с учетом новой геополитической реальности. Апробация новых технологий помогает выработать оптимальные сценарии эффективного будущего БАМ в условиях задач национального промышленного суверенитета.
Экспедиция проводится совместно с ПАО РЖД, Федеральным исследовательским центром «Единая геофизическая служба» РАН, РУТ (МИИТ), Институтом физики Земли им. О. Ю. Шмидта РАН, Институтом земной коры СО РАН, российской компанией по разработке и производству оптоволоконных сенсорных систем Т8 Сенсор и интегратором МСС-проект.
Мария Булдакова