Лед и судьбы: прогрессивные методы организации ледовых переправ

Первые рацпредложения

«Весной 1966 года я прибыл на практику в «Мостопоезд-425» в город Витебск, а оттуда — в Полоцк, где шла реконструкция моста через Западную Двину. Основная специфика объекта состояла в сезонной работе паромно-ледовой переправы. Мне как монтажнику довелось монтировать надстройку — причал для судов на деревянных сваях, верх которых был ниже уровня весеннего ледохода. После завершения навигации причал демонтировали. Тогда меня осенила мысль: подобная технология неразумна.

Я осмелился предложить своему первому в производственной практике прорабу Борису Дробышевскому, как оказалось, простой и надежный вариант круглогодичного сообщения на время реконструкции моста. Мы нарастили сваи до отметки выше уровня весеннего паводка, обшили их металлом, устроили ледорез, установили тяговые лебедки для челночного перемещения паромов. При этом я посчитал: если торцы парома обустроить клиновидными приставками для их перемещения и в ледовых условиях, то не будет ни одного (!) дня перерыва в сообщении в межсезонье.

«Это же так просто, — прокомментировал тогда мою идею Борис Александрович, — я сразу понял, что ты смышленый парнишка». Он мне подарил книгу Эразма Роттердамского «Похвала глупости». Приведу высказывание классика: «Некоторые сидят на собраниях и на ослиный лад помахивают ушами, да кабы другие их не сочли не сведущими, но все равно торчащие ушки Мидаса их выдадут». Увы — если говорить о здоровой критике сложившихся проблем на стыке тысячелетий, то упомяну Михаила Задорнова, общедоступно объяснившего, что в эпоху Николая Гоголя было две проблемы: дураки и дороги, а затем появилась третья: когда дураки указывают дорогу.

Моя жизнеутверждающая позиция такова: холод и лед следует расценивать с позиции науки и инженерии, а природные явления можно успешно использовать в качестве ресурса и союзника человека.

Моя воинская служба прошла в специальном кадрированном полку гражданской обороны СССР. Считаю, что попал туда по велению свыше: военком города Нелидова Калининской (ныне Тверской) области, где я работал мастером по строительству автодорожных мостов на дороге «Москва—Рига», прочил меня, обладателя 1-го разряда по боксу, в морскую пехоту, однако же военный инженер полка Б. П. Шикин после личной беседы сказал: «Отечеству нужна твоя голова, а не кулаки». Он оценил научную новизну и практическую ценность внедренных деревянных свай с расширенной пятой при возведении деревянного моста за территорией полка, представил меня к награде «Отличник ГО СССР», предложив поступать в Военно-инженерную академию имени Куйбышева.

Вторым авторитетным наставником для меня был майор Кислов. После того, как я расставил акценты в части скоростного сооружения ледяных мостов, он вежливо сказал: «Товарищ Мазур, ваши глубокие познания по физике прошу излагать короче». После чего повел меня в библиотеку полка, подарил книгу «Основы учения о теплообмене» (Г. Гребер и СЭРК, ОНГИ НКГП СССР 1936).

Два подхода

Согласитесь, что в Республике Саха (Якутии) наземные транспортные пути сообщения, включая ледовые переправы, более экономичны и надежны по сравнению с водными и воздушными. Именно они в большей мере гарантируют развитие республики, являясь оплотом социально-экономической стабильности всех ее отраслей. А причина порой критического состояния дорог и мостов в одном — в организационно-технических упущениях в организации строительства и эксплуатации наземных путей сообщения. Обратимся к проблеме ледовых переправ.

В ноябре 1992 гoдa мы с женой на автомашине УАЗ возвращались из Алдана в Жатай. Ледовая переправа в створе «Хатассы— Павловск» была еще не открыта. Почему? Причина (специалисты меня поймут) в «очумелом» дождевании. Это когда вместо более эффективного, научно обоснованного ускоренного прирастания льда снизу в створе федеральной автодороги поливают водой сверху. А ведь куда более разумно нарезать продольные щели для более активного намораживания льда снизу и получать устойчивый и естественный лед! Тогда в районе пocелка Техтюр я насчитал 405 автомашин, уже вторую неделю (!) ждавших парома с ледокольной проводкой. В автомашинах были женщины с детьми. Заканчивались продукты, ГСМ… Жутко! Мы с женой вернулись в Нижний Бестях, автомашину отправили в Алдан, а сами перемахнули в Якутск на вертолете. Такие удручающие ситуации и предложенные мной научные технологии ускоренного получения более прочного льда снизу термомеханическим способом в конечном итоге сподвигли меня написать письмо тогдашнему первому лицу в республике Егору Борисову с целью избавления людей от мучeний и для укрепления экономики.

Термомеханический метод

В письме я обрисовал архиужасную ситуацию с транспортной доступностью, дав при этом научное обоснование разрешения проблемы путем термомеханического метода наращивания льда снизу. Далее была резолюция в республиканское МВД и в адрес Якутавтодора. От МВД — молчание, а рулевой в управлении автодорогами высказал свое «фе». Они ответствовали: «Работа по прокладке подо льдом устройств, использующих в качестве хладагентов жидкий азот или керосин, является исключительно опасной в экологическом отношении».

Что я мог ответить? Если не жаль тысяч погонных метров дефицитнейших труб, которые впоследствии невозможно будет изъять, и они будут накапливаться на дне реки, то нужно пожалеть хотя бы рыбу.

Начну с азов. Самым прочным является нижний слой прозрачного льда. Интенсивность нарастания толщины льда, расчищенного от снежного покрова, больше на 20-40%, чем с естественным снежным покровом, так как средняя теплопроводность льда и снега различаются почти десятикратно. Благодаря малой теплопроводности снега при его более ранней очистке со льда можно значительно быстрее получить большую изначальную толщину льда. Довольно простым объяснением является и тонкий лед после ледостава у берегов, где нет торосов: в границах зашугованных берегов резко замедляется прирастание льда снизу, так как там малая кондуктивная теплопроводность — вода подо льдом не отдает тепло в атмосферу.

Крайне важным и оперативным мероприятием для увеличения кондуктивной теплопроводности и прирастания льда снизу для «борьбы» с турбулентностью, получения ламинарного слоя воды и создания благоприятных условий для задержания готового ледяного материала — шуги — является установление горизонтальных воздуховодов, установка термосифонов, нарезание продольных прорезей. В дальнейшем через просверленные лунки вода поднимается в прорези и замерзает, так как известно, что при замерзании воды развивается давление свыше 2 тыс. атмосфер, и таким образом получается самоупрочненный лед. Наращивание льда снизу позволяет получить более прочный и изотропный лед, так как снизу уменьшается разрушающее воздействие рассолов (при замерзании воды происходит миграция солей от холодного участка к более теплому). Примером этому служит получение бытового льда.

Известно: в северных регионах ежегодно техника проламывает лед и проваливается в воду в большинстве случаев в начале зимы и весной и, как правило, у берегов. Это объясняется тем, что у берегов ледяной покров не может рассматриваться как упругая плита неограниченных размеров на упругом основании. Несущую способность льда у берегов определить трудно, поскольку при жестком опирании льда на берег и свободно плавающей кромке льда возможно увеличение изгибающего момента. Весной у берегов кристаллы льда быстрее нарушаются талыми водами. Перечисленные причины диктуют необходимость установки на переходных участках переходных пролетов, притом переходный участок должен выдвигаться на такое расстояние, чтобы глубина воды подо льдом, несущим нагрузку от техники, была не менее одного метра при расчетном уровне низовой воды и самом толстом льде. Осознавая физико-технические свойства льда и металла, мы проработали несколько вариантов переходных участков, в том числе термомосты, надледные термомосты. Особенно рациональными для осуществления «большого скачка» в ликвидации транспортной дискриминации на территории Якутии являются разработки модульных и наплавных мостов по принципу «Мост строит мост». Здесь считаю уместным привести пример подобных подходов в других регионах страны.

Не могу не отметить и немаловажный факт поддержки моих разработок рядом ученых Якутии и России. Среди них особенно важным как для меня, так и для дорожной отрасли является заключение научно-технического совета головного научно-исследовательского института транспортного строительства России ЦНИИС от 26.12.2006 при рассмотрении «Проекта технологического комплекса работ по устройству и эксплуатации ледовых переправ через реку Лену и через протоку на автозимнике в створе «Зеленый Луг—Нижний Бестях».

Что делать?

Что же касается конкретики по ледовым переправам и мостам, то смею утверждать, что издержки организации порождены непрофессионализмом управленцев. Такое мнение объясняется просто: наши разработки, а вернее, новации при разумном подходе уже давно должны были быть региональными стандартами. Существующие законы это позволяют. Убежден: только непрофессиональная составляющая препятствует тому, чтобы в полной мере организовать республиканское мостостроение. При анализе расточительных расходов на ледовые переправы, мосты, свайные фундаменты — в то время, когда за все годы существования Якутска так и не построено ни одного нормального причала для безопасной работы паромов, — напрашивается логичный вопрос: неужели власти не понимают, что такое непризнание очевидного нельзя больше терпеть? На мой взгляд, пока еще не совсем поздно, требуются радикальные перемены с учетом многочисленных критических замечаний и предложений от граждан республики.