Норильск - ледяная планета

60–65% территории России занимает вечная мерзлота. Она бывает разная: где-то это много относительно сухой земли, а где-то прямо линза льда (до 95% воды), причём глубиной до нескольких километров. В районе Норильска можно грубо сравнить её с замёрзшим океаном.

31 фото Via

И вот посреди этой красоты мы вдруг нашли очень ценные полезные ископаемые. Медь, никель, золото, палладий и ещё кучу других слов, без которых не бывает современного ИТ и космоса. И, наверное, мы бы их так и оставили валяться, если бы не ещё одно обстоятельство: прямо рядом с ними нашёлся практически бесконечный источник энергии — гора угля. Причём некоторые из углей в этой горе были коксующимися, то есть позволяли получать металлы из оксидов прямо на месте.

Земляне высадились в эти места строить город. Практически как на снежную планету. И это оказалась очень суровая планета: холод до -56 градусов Цельсия, разрушающий конструкции, ураганный ветер и снег, который всё заметает. Ну и ко всему этому тут есть длинная полярная ночь, если вам не хватает сложностей.

Строить на линзе льда ничего нельзя. Тепло от здания означает, что его фундамент просто разорвёт при подвижках льда. Но тогда, конечно, про сюрпризы с мерзлотой мы не знали, и потому первое поселение — позже его назовут Аварийным посёлком — разрушилось через полгода.

Современный город стоит на скальных выходах как на островах: есть центральный жилой остров, есть Оганер — остров с больницей, есть Талнах — добывающий район, отдельно есть аэропорт, есть Надежда — ещё один комбинат, есть остров Дудинка — порт в 90 километрах от центра. Есть кусок скалы — можно строить. Нет скалы — нельзя строить.

В общем, я хочу рассказать вам про удивительно прекрасный и, как это ни странно, уютный Норильск.

В этой стороне видно кустарник, так что тут не совсем ледяная пустыня, как многим представляется. Но в основном лес вокруг Норильска быстро свели для хозяйственных нужд.

Дороги

Коротко — началось с того, что местный купец торговал металлическими товарами вроде ружей и чайников в обмен на меха. И вдруг нашёл пирит. Вместо крика «Золото, ура, золото!» он подумал: «Чёрт. Пирит. Хотя, если задуматься — это же медь!»

Пропущу первые несколько десятков лет истории поселения и сразу перейду к началу города. Коротко — первой и на тот момент главной проблемой стали дороги. Тогда было даже не до особенностей грунта. Всё было куда проще и банальнее: любую тропинку заносило снегом практически мгновенно. Причём «заносило снегом» — это не то, что вы там в тёплой Москве или тёплом Архангельске представляете. Это вот примерно так

1946 год. Из собрания Елены Кривец

Снег мог быстренько накидать слой от 6 до 30 метров. Причём это был особо мерзкий слой, точнее, слои. Потому что верхний снег давил на нижний, всё это слёживалось и уплотнялось, и вы получали нечто похожее на пенобетон по консистенции. Расчищать это руками было не то что сложно, а практически нереально. На практике, бывало, использовали взрывчатку для снятия завалов, проходили караваном и забывали про дорогу до следующего раза.

Это значило, что 8 километров можно идти час, а можно неделю. Причём добавьте к этому морозы, дефицит любых ресурсов (с деревьями тут тоже некоторые сложности) и ласкающий внутренние органы ветерок, и вы примерно поймёте суть проблемы.

Короче — всё, что больше 500 метров, — это недостижимо далеко. Поэтому первые поселения размещали прямо там же, где добывали руду. И первые скальные площадки использовали полностью под оборудование: либо для добычи, либо для обогащения. Всё нужное завозилось один раз в год летом, когда реки стояли без льда и по болотам и ручьям можно было дотащить материалы и довести людей до города.

Основой рабочей силы были заключённые Норильлага. Комбинат был основан в 1935 году, а дальше началась Великая отечественная война. Нам позарез был нужен никель для машиностроения. Это же причина, почему заключённые: по сути, большого выбора у страны-то и не было.


Цветные здания критичны, иначе будет совсем грустно

Строительство

Строительство на мерзлоте работает так: вы ставите что-то на фактически лёд. Зимой всё хорошо, даже если вы топите печку — охлаждается это быстро. Весной температурный градиент уже не такой, и тепло постепенно начинает передаваться вниз под ваш дом. Сам дом работает и как теплоизолятор, и как обогреватель. Почти как тепловентилятор под шерстяным одеялком.

К началу лета под домом уже достаточно тепло, чтобы слои мерзлоты стали расходиться. Что они, собственно, и делают. «Хрясь» — говорит фундамент. Тут говорят, что у неё «отрицательная устойчивость» — она не просто неустойчива, а конкретно оказывает разрушающее действие, «всасывает» конструкции.

Ещё один неприятный сюрприз — заземление. С производства оно втыкается в землю и бросается в ближайший пруд. Летом всё хорошо, а зимой пруд промерзает насквозь и заземление перестаёт работать. Это наблюдение тоже стоило кому-то жизни.


Первый аэродром был на озере. Зимой садились как обычно на лёд, в короткое лето, пока льда нет, — меняли шасси и приземлялись на воду.

Первые опыты строительства, не очень удачные

Для строительства города даже на скальном основании пришлось заново изобретать очень многое. Первое и главное — фундаменты. Изначальная версия была такая: расчищаем котлован от мерзлоты до твёрдого каменного основания и строим на нём. Это работало примерно до появления конца проспекта Ленина, где котлованы пришлось делать глубиной до 16 метров. Кстати, как раз там он поворачивает, хотя не должен был.

Вторая версия — бурение свай. Здесь было два базовых подхода: сваи до скалы и сваи в грунт достаточно глубоко. Первое было дорого, но надёжно, второе — дешевле и проще, но, как выяснилось позже, дома почему-то разваливались. Это «почему» связано с тем, что сваи вообще-то должны быть развязаны с теплом дома. Под домом должно оставаться продуваемое пространство примерно с этаж размером, чтобы воздух охлаждал сваи. Всё хорошо работало, пока в доме, например, не прорывало горячее водоснабжение. Сваи до скалы оказались более надёжными на случай таких ЧП. А за время эксплуатации проблемы случались чуть чаще чем раз в 20 лет.

Вот улица, где дома справа построены по принципу свай до основания, а слева — на шляме в мерзлоту:


Как видите, слева (ближе к нам) дома не сохранились.

Кстати, на этой же фотографии видно, как построен город. Основа генерального плана — максимальное использование скального основания. Застройка достаточно компактная, местами прямо стены из домов.

Скальный выход на Талнахе

Это сделано для того, чтобы защитить город от ветра и снега. Дома стоят так, чтобы ломать поток ветра и практически сталкивать вторичные потоки в такой сложной интерференциональной картине, чтобы они взаимогасились. Не везде получилось идеально, конечно, но снегом дворы заносит постепенно и сверху, а не сразу за час из окружающей ледяной пустыни.

Кстати, город от снега надо чистить два раза в день. Если пропустить смену, то он начнёт слёживаться и дальше будет сложно. Снег собирают с улиц погрузчиками и другой техникой и вывозят камазами за город. Ситуаций, когда нужно откопать дом, засыпанный по второй-третий этаж, из-за такой частоты уже меньше. Но всё равно где-то пару раз в год бывает нужно, особенно на Талнахе (это район на горе, там дома не так защищают от ветра).

Обратите внимание на форму зданий, здесь минимум выступающих частей. Сразу в проекте предусматриваются двойные стёкла и укреплённые кровли.

Выступающим частям не везёт

Столб для знака? Зачем? Стена уже есть!

Или мост на Талнах. Через него лежит автомобильная дорога, железная дорога и пульпопровод для руды. Кстати, транспортировка руды — это одна из главных задач тут, и магистральный пульпопровод оказался оптимальным вариантом.

Чтобы мост не сдвинулся с места, один из берегов дополнительно укреплён штырями. В штырях жидкость-хладагент. Она конденсируется в радиаторе сверху, стекает вниз. Там отбирает теплоту грунта, испаряется, попадает наверх в радиатор. Теплоприток от грунта выносится наверх в атмосферу, но из-за испарения хладагента температура внизу держится ниже атмосферной. Если правильно подобрать двухфазный хладагент, то всем будет счастье. Естественно, полсезона такая штука не работает, поэтому ещё можно использовать требующие внешнего питания морозильные установки для грунта. Примеры термостабилизаторов есть вот тут. Примерно так же можно стабилизировать дороги.

Первые теплотрассы и вообще все коммуникации прокладывали поверху, вот примерно так, как в Дудинке:

Сейчас их уже иначе изолируют, и потому они прячутся внизу. Это, кстати, позволило высадить деревья в центре Норильска — ивы растут над теплотрассами. Ну и да, холодная вода должна быть чуть тёплая, если вы хотите, чтобы она дотекла холодной. Например, идти вплотную с трубой ГВС под общей изоляцией.


Охладительное озеро ТЭЦ, оно же было первым аэродромом: до строительства полосы в Алыкеле садились прямо на лёд.

Снег и ветер

Снег представляет огромную проблему и для дорог и железной дороги. Как я уже говорил, до появления тяжёлой техники чистить его вообще было чуть ли не бесполезным делом, а вот после появления — хотелось всё же как-то уменьшить нагрузку.

Более поздний опыт строительства железных дорог на вечной мерзлоте показывает, что нужно либо снимать грунты и замещать их, либо придумывать что-то ещё, чтобы держать грунт в замёрзшем основании: например, солнцезащитные козырьки и так далее. А вот главная особенность железной дороги в Норильске — ветровые щиты. Оказалось, чтобы снег не заваливал полотно, можно строить очень высокую стену (что нерентабельно), а можно строить ускорители для ветра. Фактически из диагональных щитов формируется такая воронка, которая усиливает ветер на нижнем уровне дороги. Вот как выглядел первый такой забор:

Один из первых прототипов «Деда Снегодуя» Михаила Потапова.

Сейчас используются другие формы, но принцип тот же: ветер на полотне должен быть быстрее, чем окружающий ветер, чтобы с него сметало снег.

Щиты стоят не везде, а преимущественно там, где образуются такие длинные конусы из снега, которые замечательно подбрасывают машины. Остальная дорога чистится машинами, потом посыпается реагентом. Если вдруг ветер становится слишком сильным, дорогу могут перекрыть.

Самое интересное с аэропортом: если у вас сегодня вылет, а дорога перекрыта, ДПС организует караван вахтовок с трактором впереди. Ну то есть в отапливаемые машины на больших колёсах садятся люди, впереди пускается трактор — и всё это ползёт в аэропорт. Самолёт ждёт всех этих людей, соответственно. Кстати, в Игарке вот, например, самолёт ждал слишком долго и немного примёрз. Пришлось пассажирам его толкать. Этот случай до сих пор вспоминают с некоторой гордостью, потому что не каждому доводится заводить самолёт «с толкача».


Дорога перекрыта

Из-за сильных ветров время от времени объявляют актировки — освобождение от учёбы по погоде. Дальше зависит от класса актировки и медианной массы школьника. Иногда уносит только лёгких учеников по 3-й класс, иногда целых 11-классников, а пару раз за 10 лет город закрывают вообще на всех. Мой коллега Никита, например, как-то не учился из-за ветра 2 месяца подряд. Правда, они всё равно пробирались в школу вопреки всему и углублённо занимались в кабинете информатики. Подозреваю, что Думом.

А так, чтобы вы понимали, что такое сильный ветер — почти у каждого есть история, как его перекинуло на середину дороги во время актировки или выкинуло из арки дома. А самая крутая задокументированная — про летающую собаку. Там пёс просто улетел. Через неделю нашли его на остановке в 5 километрах, голодного, но живого. Повезло, что в городе, за стеной из домов.

Кстати, тут надо сказать про остановки. Транспорт в Норильске останавливается очень часто, чуть ли не каждые 100 метров. Это уже не вопрос выживания, а комфорта. Остановки же нужны тёплые. Сейчас строят новые закрытые с отоплением, а в прошлой итерации городской среды решили интереснее. Предложили остановочные павильоны строить предпринимателям с правом открыть там магазин, аптеку или ещё что-то такое. Если внутри можно стоять в тепле — вот вам место. Люди вложились, такие остановки работают до сих пор.

Вот эта штука за остановкой — отапливаемая аптека, а сейчас перед ней строится отдельная отапливаемая остановка.

По той же причине тут много проходных магазинов: если можно срезать 50 метров через магазин и двор, жители это сделают.

А ещё местные жители быстро и очень коротко говорят. Шутят, что лишний раз открывать рот на морозе — застудить зубы. Вообще, дышать тоже лучше через ткань.

Для домиков вдали от города без снегозащиты понадобились специальные туннели до дороги, чтобы в них можно было попасть. Если вы не хотите махать лопатой пару дней, когда приезжаете домой, — нужен туннель от дороги до него. Вот так это выглядит, пока снега мало:

Ночь

Следующая проблема — полярная ночь. Полгода темно, холодно и страшно. Потом лето.

Летом проблема с полярным днём решается просто: шторы! Да, обычные круглые часы будут вас подводить, и вы в какой-то момент потеряетесь, 7 утра или 7 вечера. Но это мелочи по сравнению с зимой. Зимой сначала будет просто мрачно. Потом будет не хватать витамина D. Потом, примерно на третий-четвёртый год, придёт полярная депрессия. Дети, которые рождаются и растут в таких условиях, отличаются своим набором заболеваний.


Это надо есть, чтобы оставаться здоровым

Соответственно, нужно менять диету (к счастью, тут всегда было много рыбы, богатой как раз нужными кислотами), добавлять много ламп в квартиры, строить зелёные уголки, в детсадах закалять детей, строить комнаты инсоляции и зелёные уголки чуть ли не с пальмами, отправлять людей «на континент» в отпуск, назначать специальные медкомиссии для регулярного осмотра детей и взрослых, состыковывать систему обучения в школе с системой летних лагерей на морских курортах и так далее.

Ну и без света ночью очень грустно, а в серую пургу — ещё и очень мрачно. Поэтому дома тут цветные и с подсветкой. Так что ночной Норильск на фотографиях местами выглядит покруче центра Москвы по свету.