LODOWE MOSTY KANADY
Lodowe mosty Kanady
Luty 1996. Do kampu nad Rzeką doleciałem samolotem z Północnego Miasta, Northwest Territories Canada. 45 minut lotu w kierunku północno-zachodnim. Zima w pełni, -30 C. W południe, jasnożółtawe słońce, nad niewysokimi skalistymi wzniesieniami oświetla zamrożoną północną krainę. Dwie godziny później znika za horyzontem. Kamp jest odległy około 300 km od koła podbiegunowego.
Dzień później, kolumna pojazdów z ciężkim sprzętem wyruszyła z odległej o 500 km bazy zlokalizowanej na południowym brzegu Great Slave Lake (Wielkie Jezioro Niewolnicze). Pickup-tracks, 20-tonowe samochody ładowarki. Na trailerze 40-tonowa koparka, jak również ciężka maszynownia do kruszenia granitu i segregacji żwiru. Mają dotrzeć za około 20 godzin.
W drodze do kompleksu energetycznego (4-elektrownie wodne) czeka nas 30 km przeprawy po moście lodowym na Północnym Jeziorze…
Zima w pełni w Północnym Kraju. Temperatury utrzymują się w granicach -20, a nawet poniżej -50 stopni Celsjusza.
Most lodowy na Północnym Jeziorze jest w dobrym stanie. Nie powinno być żadnych problemów. Most ten jest utrzymywany i kontrolowany przez brygady pracowników rządowych. Jest to sezonowe połączenie z odległymi hamletami (miejscowościami liczącymi 400-600 mieszkańców) oraz sezonowy trakt dostawy materiałów budowlanych i paliwa dieslowego do termicznych lokalnych elektrowni.
Konwój z bazy bez opóźnienia dotarł wieczorem do kampu nad Rzeką. Następnego dnia poranna odprawa-narada. Ustalenie i omówienie zasad bezpieczeństwa. Programu pracy i koordynacji czynności przybyłej ekipy z systemem bezpieczeństwa naszej firmy.
Zadanie kontraktora; -pozyskać żwir, materiał na kruszywo, zgromadzić zapas na utrzymanie/reperacje drogi pomiędzy czterema elektrowniami, odcinek 37 km. Jest to droga “do nikąd”. Od kampu ”N” (północnego) do “S“ (południowego) tj.ostatniej elektrowni. Nitka drogi łączy tylko elektrownie. Zawieszona jest w pustkowiu Północnego Kraju. Na Google Earth można to sprawdzić.
Program pierwszego dnia; -rekonensans optymalnej trasy mostu lodowego na jeziorze. Do żwirowni dojazd jest możliwy jedynie po lodowej tafli północnego jeziora.
Piękne jezioro z kryształową wodą, bogate w pstrągi jeziorowe. Jesienią, często zatrzymywałem się tu, aby podziwiać połyskujące w słońcu jezioro odbijające w swym lustrze pastelowe kolory olch i ciemnych świerków.
Po rozeznaniu w terenie wyznaczyliśmy trasę. Użyto do tej czynności skutera śnieżnego. Sprawdzono wstępnie grubość pokrywy lodowej oraz jakość lodu i struktury krystalicznej.
Kolor lodu;-niebieski, ciemny. Pozytywny wskaźnik – lód ma drobną strukturę krystaliczną. Jest zwarty, jednorodny, mocny. Odwiertami dokonano pierwszej kontroli grubości powłoki lodowej. Można wjechać lekkim spychaczem na gąsienicach, podobnym do tych, które obsługują stoki narciarskie. Usunięto śnieg na wyznaczonej linii, 3 km. Szerokość odgarniętego pasa – 50 m. Działanie celowe, ponieważ śnieg izoluje.
Oczyszczony ze śniegu pas zamienia się w belkę nośną lodowego mostu. Zimno penetruje powodując przyrastanie grubości lodu w odśnieżonym pasie. Wzmacnia siłę nośną mostu. Lód buduje się oczywiście od strony wody, pod powierzchnią tafli.
Następnego dnia, w odstępach ca 30 m (dokładnie 100 feet), w lini środkowej odgarniętego pasa wywiercono otwory kontrolne sprawdzając grubość tafli lodu. Pokrywa o grubości powyżej 1-go metra. Lód ciemny, zwarta struktura. Można obciążyć most do 50 T. Tak odczytaliśmy z tabeli. Zresztą, drogowcy Północy wiedzą; -grubość lodu ponad 3 feet ( ok. 1m) – można wjeżdżać ciężkim sprzętem. Ta formuła dotyczy lodu jeziorowego.
Most lodowy przez rzekę, dla tych samych obciążeń, powinien mieć grubość lodu dwukrotnie wiekszą. Więcej szczegołów, potem.
Kolejnego dnia, na porannej naradzie ustaliliśmy: “przemaszerujemy” 40-to tonową koparkę na drugi brzeg, do żwirowni.
Klekoczącą koparką wyruszyliśmy na lodowy szlak. Operator koparki, ubrany w kamizelkę ratunkową, stał w otwartych drzwiach kabiny. Do operatora doczepiliśmy linę ratowniczą, na przypadek załamania mostu. Lina 30 m długa, pomocna do wyciągnięcia operatora. Za koparką, w odległości ok 30 m, dwa pickup-tracks, jako zabezpieczenie operatora. W jednym z pojazdów – “project supervisor”. Odcinek do pokonania na lodzie – 3 km.
Pod pojazdem zauważalnie uginała się tafla lodu. Po chwili wracała do poprzedniego poziomu. To naturalne; -lód jest sprężysty. Siła wyporu wody przywracała poziom tafli lodu.
To była “Cena strachu” ;- tak bym opisał swoje, i myślę że nie tylko moje, doznanie.
Z otwartej szyby pojazdu nasłuchiwałem klekotu gąsienic, który brzmiał tak nienaturalnie w zamrożonym, pięknym, białym kraju. Pomyślałem;-niezwykły pojazd, współczesny dinosaur, zaoliwiony, pełne zbiorniki paliwa, to nie jest jego świat tutaj.
Godzina napięcia nerwowego. Koparkę “przespacerowaliśmy” bez incydentu.
Kolejny dzień: rozpoczęto systematyczne kursy 20-to tonowych ładowarek. Byłem spokojniejszy, bo próba 40-tonowa była udana. Na razie nie martwiłem się jak wrócimy z koparką po trzech tygodniach, po zakończeniu projektu.
Trochę technicznych szczegółów o lodowych mostach uzyskałem poprzez bezpośrednie kontakty z “konstruktorami” mostów, obsługą utrzymania i “remontu” lodowych przepraw. Zainteresowany tematem, zapoznałem się z dość obszerną fachową literaturą.
Mieszkałem i pracowałem powyżej północnego 60-tego równoleżnika przez dwadzieścia lat. Nieraz korzystałem z lodowych przepraw. Północna Kanada nie jest pusta. Rzadko rozmieszczone osady (hamlety – jak je tu nazywają) zaopatruje się w ciężkie dostawy, ponadgabarytowe elementy, jedynie zimą. Lodowe mosty umożliwiają transport.
Już od lat 1930-tych budowano mosty, które umożliwiały dostarczanie urządzeń do Północnych kopalń złota, do placów budowy elektrowni wodnych.
Obecnie, w wieku 21-szym, po odkryciu diamentów w Północnym Kraju, mosty umożliwiają również dostawę koniecznych materiałów, urządzeń oraz paliwa do napędu elektrowni przy kopalni. Ze względu na ogromne odległości nieopłacalne jest podłączenie do sieci przesyłowej na Południu. Jednym słowem; -mosty umożliwiają pulsowanie życia oraz wydobywanie kruszców, również minerałów.
Przed wejściem na lód, wjazdem na powierzchnię lodową, na co należy zwrócić uwagę i co sprawdzić?
– czy to jest lód na rzece, czy jeziorze (lód rzeczny jest słabszy od jeziorowego nawet do 50%)
– ocenić kolor lodu; -ciemnoniebieski, szary, biały
- lód ciemnoniebieski jest zwarty i najmocniejszy, szary słabszy. Biały ma wytrzymałość do 50% lodu ciemnego. Jest to zamrożona śnieżna “papka”. Ten rodzaj lodu tworzy się na istniejącej cienkiej tafli, po zamarznięciu nasączonego wodą śniegu po obfitych opadach.
– określić grubość lodu
- grubość lodu określa się poprzez wykonanie standardowej ilości odwiertów. Obecnie do tego badania używany jest sonar. Wskazania sonaru należy zweryfikować pomiarami sprawdzającymi wyskalowanie. Wykonuje się w tym celu kilka odwiertów weryfikacyjnych. Grubość pokrywy lodowej na jeziorze nie jest jednakowa; -są obszary cieplejszej wody, jak n.p. miejsce podwodnego źródła.
– wziąć pod uwagę czy w danym czasie nastąpiła gwałtowna, zauważalna zmiana temperatury, np: z -10C temperatura spadła do -30C, lub odwrotnie. Na skutek gwałtownych zmian temperatury powstają termiczne napięcia w tafli. Należy odczekać co najmniej 24 godziny w przypadku nagłego obniżenia temperatury. W przypadku wzrostu temperatury, efekt osłabienia następuje po paru dniach.
-nie obciążać lodu stacjonarnie;- n.p. ciężar o wadze 20 ton pozostawiony na dwie godziny, wymaga 55% grubszej tafli. Lód ulega “zmęczeniu”, pojawiają się centryczne pęknięcia w konsekwencji powolnego “siadania” tafli. A jeśli pojawią się pęknięcia promieniste od centrum obciążenia, jest już za późno. Tafla ulega załamaniu.
– podłużne (wzdłuż lini mostu) pęknięcia tafli nie są groźne jeśli rozwartość jest w granicach 1-go cm. Pęknięcia powyżej 3-ch cm zmniejszają nośność mostu do 50%. Zalewa się je wodą, która zamarza (lodowe spawanie). Pęknięcia podłużne powstają na skutek działania wyporu wody pod lodową belką mostu, i są nie do uniknięcia.
Pojazdy obciążone, tzw. tankers, wagi do 60T, poruszają się z max. prędkością 25 km/godz.
Wymagana szerokość mostu nie mniej niż 50 m. Ciężki pojazd ugina taflę, ruch pojazdu ”pcha falę wody” przed sobą pod powierzchnią lodu. Ściślej określając – lokalnie podwyższa ciśnienie wody. Przy dojeździe do brzegu pojazd musi zmniejszyć szybkość do 15 km/godz, aby nie doszło do załamania tafli. Gdy na moście lodowym znajdują się dwa pojazdy jadące z przeciwnych stron, maksymalna szybkość każdego z nich musi być ograniczona do 15 km/godz.
Sezon mostów lodowych w Północno-Zachodnim Terytorium Kanady trwa od stycznia do końca marca. Bywa, że nawet do pierwszej dekady kwietnia. Ale bywają i lata, że dopiero w lutym można “konstruować” lodowe mosty.
Generalna zasada;-tafla cieńsza niż 10 cm – nie wchodzić na lód. Skuterem śnieżnym można wjechać na lód o grubości 18 cm, pojazdem do 5 T wagi na 38 cm taflę, pojazd do 50 T wymaga ponad 1 m grubości lodu.
Most lodowy funkcjonuje podobnie jak most pontonowy.
Dla cierpliwego Czytelnika mam jeszcze do przekazania następującą matematyczną formułę: P=AxH^ (kg)
P – dopuszczalne obciążenie kg
A – współczynnik jakości lodu, ryzyka (3.5, 4.0 lub 5.0)
H – grubość lodu w cm
^ -symbol do potegi drugiej (grubość lodu do kwadratu)
Np: grubość lodu 10 cm, małe ryzyko;-wspóŁczynnik 3.5. Rezultat: P=3.5×10^=3.5×100=350 kg. Możemy obciążyć most ciężarem 350 kg.
Mosty lodowe łączą zimą osady Północnej Kanady z resztą świata, z kopalniami złota, diamentów.
Drogi zimowe Północy Kanady w 80% procentach prowadzone są po zamarzniętych jeziorach, a nad bezpieczeństwem, „stanem technicznym” przepraw oraz przestrzeganiem przepisów czuwają ekipy, ktore „most” budowały i są za nie odpowiedzialne.
Kontrolują prędkość pojazdów, tak jak na normalnych drogach. Również kierowcy pilnują między sobą prawidłowości korzystania z „mostów”.
Koparkę “przespacerowaliśmy” bezpiecznie ze żwirowni na drugi brzeg.
Co roku mosty lodowe znikają, co roku są budowane nowe. I tak trwa to od lat 1930-tych minionego stulecia.
Leon Urban P.Eng.
Calgary, Czerwiec 2018
