Время работы и удельная стоимость различных источников света (по Ю. Симонову)

Перечисленное выше снаряжение далеко не исчерпывает всего многообразия применяемого при исследовании пещер. Подбор снаряжения, необходимого для посещения, штурма или исследования полости, определяется целями и задачами данной экспедиции, типом полости, ее сложностью и опытом участников.

Техника работы под землей

Спелеологию часто называют «альпинизмом в темноте». Действительно, в целом техника исследования пещер состоит из множества дополняющих друг друга приемов, в значительной мере заимствованных из технического арсенала альпинизма, горного туризма, а в последние годы - и подводного плавания. На этой основе разработаны качественно новые технические спелеологические приемы, их оригинальная терминология и классификация. Рассмотрим отдельные технические приемы, используемые при исследовании подземных карстовых полостей.

Техника работы с веревкой

Веревка - основное средство обеспечения безопасности спелеолога на маршруте. Ее грамотное применение требует хорошего знания различных узлов. Наиболее часто в спелеологии употребляются следующие группы узлов: для связывания двух веревок, для привязывания веревки к какому-либо предмету, для обвязывания спелеолога, вспомогательные узлы (рис. 15 и 16).

Рис. 15. Группа наиболее часто употребляемых узлов:

1 - прямой; 2 - булинь; 3 - брамшкотовый; 4 - проводника; 5 - стремя; 6 - схватывающий (два способа вязки)

Рис. 16. Группа часто употребляемых узлов:

1 - ткацкий; 2 - академический; 3 - двойной булинь; 4 - бочечный; 6 - простой штык; 6 - штык с двумя шлагами

Прямой узел - применяется для связывания концов веревок примерно одинаковой толщины, испытывающих слабое натяжение. При сильном натяжении и особенно на влажной веревке узел сильно затягивается и его трудно развязать. Рифовый узел - применяется с той же целью, что и прямой, но благодаря наличию петли легко развязывается. Брамшкотовый узел надежен при связывании веревок разной толщины. Узел не растягивается и хорошо держит. Менее употребительны узлы: ткацкий (для веревок одной толщины) и академический (для веревок разной толщины).

Для привязывания веревки к каким-либо предметам или для крепления ее за дерево, камень, выступ употребляются штык простой и штык с двумя шлагами. Эти узлы могут выдерживать большие натяжения и не затягиваться. Реже применяется удавка, так как надежность закрепления веревки в данном случае зависит от величины трения веревки о предмет, за который она завязывается. Использовать удавку при работе с влажной веревкой не рекомендуется. Более надежна удавка со шлагом. Для крепления веревки свободным концом при подъеме одиночных предметов целесообразен бочечный узел.

В качестве обвязки служит узел проводника, который можно вязать и на конце и в середине веревки. Наиболее универсальный узел - «булинь», или беседочный: его можно применять для связывания веревок (шкотовый узел), для привязывания веревки к предмету и, главным образом, для обвязывания спелеолога основной веревкой с подтяжками из свободного конца. Для этой же цели служит и «двойной булинь»[11][1].

Грудная обвязка часто вяжется двойным коротким концом (4-5 м) из вспомогательной веревки, причем один конец используется для подтяжек, а другой - в качестве петли самостраховки или вязки схватывающего узла на основной веревке.

В спелеологической практике употребляются также более удобные в обращении и такие же прочные капроновые парашютные стропы из двойной или одинарной плоской тесьмы.

Помимо грудных обвязок широко используются обвязки-сиденья - «беседки». Простейшая «беседка» вяжется из сложенного пополам короткого конца вспомогательной или основной веревки или стропы. Он завязывается на поясе любым узлом, свободные концы пропускаются между ног, обвивают бедра и выводятся вверх к поясу или обвязке (рис. 17, б). В качестве «беседки» можно использовать петлю из репшнура или стропы (рис. 17, а), а также двойной узел «проводника», обе петли которого надеваются на бедра спортсмена. В спелеологии часто применяются альпинистские (страховочные) пояса (рис. 18) в качестве как грудной обвязки, так и «беседки».

Рис. 17. «Беседки»

Рис. 18. Пояс альпинистский (по В. Абалакову)

Вспомогательные выбленочный узел и стремя применяются, когда надо иметь «неползущий» узел - при привязывании веревок (вяжется одним концом) и для устройства стремян (на конце и в середине веревки).

Для обеспечения самостраховки при передвижении вдоль закрепленной основной веревки применяется схватывающий узел. Обычно он завязывается вспомогательной веревкой на основной (см. рис. 15, 6, два варианта - концом и петлей). Применение узла требует большой осторожности: он плохо держит на жесткой, мокрой и обледенелой веревке. При проскальзывании из-за большого трения выделяется много тепла, и вспомогательная веревка может легко сплавиться. Последних недостатков лишен схватывающий узел на карабине. На рис. 19 показаны два варианта этого узла.

Рис. 19. Два варианта схватывающего узла на карабине

Страховка в пещерах организуется всегда, когда появляется опасность срыва или падения. Обязательные для пещер темнота и высотная влажность повышают и без того жесткие требования к страховке.

В спелеологической практике применяются два вида страховки: страховка спутника (переменная страховка) и самостраховка (самого спелеолога и страхующего)[12][2]. Страховка спутника применяется при спусках и подъемах в вертикальных полостях, а также на крутых, скользких участках внутри пещер. Под землей страхующий обычно не видит ни веревки, ни страхуемого. Он может контролировать действия последнего или на слух, или мышечным чувством. Это требует тщательной отработки взаимодействия и сигнализации. В частности, нельзя прекращать страховку до сигнала страхуемого о том, что он вышел на безопасное место или встал на самостраховку.

В отличие от альпинизма в спелеологии при работе на лестнице применяется «жесткая» верхняя страховка, позволяющая погасить энергию падающего тела непосредственно в момент срыва. Свободная страховка с протравливанием веревки применяется в тех случаях, когда длина выданной веревки больше расстояния страхующий - страхуемый.

Способы страховки в пещерах те же, что и в альпинизме: через плечо, через поясницу, через крюк с карабином, через выступ, комбинированная (чаще всего при работе в подземных полостях применяются три последних способа). Сущность страховки заключается в поглощении энергии падающего тела. Часть энергии может быть поглощена растяжением веревки (15-20% для искусственного волокна, 5-10% для растительных волокон), но основным поглотителем является трение веревки при протравливании - об одежду, выступ, карабин. Величина работы сил трения зависит от трения в точке страховки и длины протравленной веревки; и, наоборот, длина протравливаемой веревки определяется тем, какую часть энергии падающего тела надо поглотить трением в точке страховки.

Принятые в альпинизме оценки работы сил трения, рекомендации по протравливанию веревки и др. нельзя автоматически переносить в спелеологию из-за низких коэффициентов трения скольжения тела на мокрых плитах (или склонах) и мокрой веревки по предмету, а также из-за уменьшения прочности веревки. На сухих скальных плитах коэффициент трения μ равен 0,6 и при углах наклона менее 30º энергия падения тела будет полностью погашена силами трения в точке страховки. На влажных скальных плитах, обычных под землей, величина μ снижается в 1,5-2 раза и основная нагрузка падает на страхующего (табл. 7).

Таблица 7

Компенсация трения энергии тела трением при скольжении по склону (в %)

Крутизна склона, º	μ = 0,4 (влажные скальные плиты)	μ = 0,6 (сухие скальные плиты)
		-

Если остаточная энергия, не погашенная трением, превышает допустимую динамическую нагрузку[13][3], которую может выдержать страхующий, то пользоваться данным способом страховки нельзя.

Допустимые нагрузки при способах страховки стоя через плечо и сидя через поясницу - 130 и 160 кг соответственно при условии, что веревка огибает край площадки. Расчеты показывают, что при падении спелеолога с высоты 5 м страхующий (он должен протравить 8 м веревки в 1 сек., что невозможно) испытает удар больше допустимого для этих двух способов. Поэтому в спелеологии используются более надежные страховка через выступ или крюк-карабин или комбинированная. Сила трения на выступе (карабине) зависит от материала веревки и выступа (карабина), угла охвата выступа (карабина) веревкой и от состояния поверхности выступа. Необходима тщательная обработка поверхности выступа, так как вся поглощаемая энергия переходит в тепловую, и при очень сильном трении может произойти оплавление капрона (температура плавления 240ºС). Поэтому следует избегать резких торможений на малой площади трения. При страховке через выступ или крюк-карабин веревка должна скользить по ним, в противном случае погашение энергии происходит только за счет растяжения (упругой деформации веревки). Мокрая капроновая веревка или веревка с узлом могут не выдержать динамического удара, если высота падения равна длине страховочной веревки.

Если верхняя страховка или страховка спутника становится неэффективной, спелеолог обязан перейти на самостраховку. Наиболее часто встречающийся случай самостраховки - при подъеме из шахт и при спуске в них или при передвижении по пещере вдоль закрепленной веревки. В этом случае спелеолог пользуется одним из вышеописанных схватывающих узлов, в зависимости от конкретной обстановки. Самостраховка страхующего обязательна. Точка закрепления веревки для самостраховки должна быть независимой, а направление репшнура - противоположным предполагаемому направлению рывка. Пока не организована самостраховка, нельзя начинать страховку товарища.

Кроме целей страховки, основная веревка используется и как перила, но главным образом - для передвижения по ней. Многочисленные способы подъема по веревке описаны в «Спутнике альпиниста» (ФиС, 1957) и в «Основах альпинизма» В. Абалакова (ФиС, 1958).

Отметим лишь несколько способов спуска по веревке в пещерах. На склонах крутизной до 60º (на сухих плитах) и до 30º (на мокрых) применяется «гимнастический» способ спуска или подъема (с опорой ногами в склон) с обязательной самостраховкой или верхней страховкой. Способы «сидя на веревке» (Дюльфера) и на карабине («три щелчка») также часто употребляются в спелеопрактике. При работе на мокрой веревке обязательна верхняя страховка. В последнее время на Западе и у нас для спуска по веревке применяются различного рода рогатки, использующие разные способы затормаживания с помощью трения веревки о материал рогатки (рис. 20).

Рис. 20. Различные способы продергивания веревки при спуске на рогатке (по материалам Комиссии пещерного дела Болгарского туристического союза)

Для спуска и подъема снаряжения применяются и основные и вспомогательные веревки. Быструю транспортировку упакованного в мешки снаряжения можно осуществлять на карабинах по наклонной, закрепленной на обоих концах «троллейной» веревке. Транспортировка может осуществляться в сопровождении репшнуром и без него. Спуск и подъем снаряжения в вертикальных колодцах и шахтах лучше осуществить через блок с приложением усилий как из полости, так и с поверхности. Для транспортных целей желательны сизальские и уже бывшие в употреблении капроновые веревки. При подъеме и спуске грузов необходимо следить, чтобы все расположенные ниже блока спелеологи были надежно укрыты в боковых нишах.

При спуске снаряжения и страховке используется система сигналов свистком: один - стоп, два - вверх, три - вниз (выдавать веревку).

Техника работы на лестницах

Лестница - основное техническое средство при исследовании шахт. При лазаний по свободно висящей лестнице можно рекомендовать два приема:

1) полотно лестницы параллельно плоскости тела; ноги носками ставятся на ступени; руки - обратным хватом (навстречу) с другой стороны лестницы;

2) полотно лестницы сверху до пояса удерживается руками перпендикулярно, от пояса и ниже - параллельно плоскости тела; движения ног - встречные: с одной стороны лестницы на ступень нога ставится носком, с другой стороны - пяткой; руки держат ступени с обеих сторон прямым хватом.

Возможны некоторые видоизменения этих способов (в первом способе движение ног, как во втором, и т. д.), но важно соблюдение главного принципа - центр тяжести человека должен лежать как можно ближе к плоскости полотна лестницы. При значительном отклонении от плоскости лестницы положение спелеолога становится неустойчивым, и на подъеме расходуется гораздо больше сил.

Если вертикально висящая лестница плотно прилегает к стене колодца, спелеолог сначала должен развернуть ее перпендикулярно стене и лишь затем начать спуск или подъем. Если лестница лежит на наклонной плите, то движение по ней затруднено, так как ступени, расположенные выше спелеолога, плотно прижаты к стене и можно получить травму пальцев. При малых углах наклона плит удобно подниматься обычным «гимнастическим» способом с опорой ногами о плиту, пропустив лестницу между ногами и перебирая руками за ступени. При углах наклона более 20-30º лестница ставится перпендикулярно склону, ноги работают как во втором способе, а руки - прямым хватом с одной стороны лестницы. Спелеолог должен помнить, что лестница является просто искусственной опорой, но не средством страховки. Поэтому движение по ней возможно лишь при обеспечении надежной верхней страховки или самостраховки любым схватывающим узлом на независимо закрепленной основной веревке, идущей параллельно лестничному полотну.

Закрепление лестницы - особенно ответственная операция. Оно должно быть надежным, исключать даже малейшую возможность аварии, а главное - быть независимым от закрепления страхующей веревки и петли самостраховки.

Выбор точек закрепления зависит от состояния горной породы. Наиболее благоприятен случай, когда шахта или пещера заложена в массивных известняках. Для них характерно отсутствие опасных осыпей и вывалов. В массивных известняках всегда можно найти прочные выступы, большие сталагмиты, находящиеся на твердом известняковом основании, которые после тщательной проверки можно использовать в качестве естественных точек закрепления (рис. 21, 1-3).

Рис. 21. Схема крепления лестницы в горле шахты, заложенной в массивных известняках:

1, 2, 3 - крепление за выступ (глыбу); 4 - независимое крепление за две точки (выступ и крюк); 5 - крепление на сдвоенных крюках; 6 - крепление при отсутствии скальных выходов на поверхность

Более надежно крепление каждого троса лестницы на самостоятельной опоре - или на двух естественных, или на двух искусственных, или на смешанных (рис. 21, 4 и 5). В качестве искусственной опоры в спелеопрактике применяются скальные или ледовые крючья. В массивных известняках всегда имеются трещины, в которых будет хорошо держать скальный крюк, но в последнее время все чаще находят применение ледовые крючья, как более надежные в эксплуатации (рис. 21, 5). В случае, если скальные породы не выходят на поверхность, а покрыты слоем почвы, применяется метод, хорошо известный у водников, - так называемая «учалка мертвеца» (рис. 21, 6).

Чтобы избежать истирания троса о горную породу и трения страховочной веревки о выступы, спелеологи широко используют блоковую навеску лестниц и веревок. Лестница перебрасывается через раздвижной шест, укрепленный в горле шахты. Страховочная веревка идет через блок, расположенный выше на бревне, шесте или веревочных растяжках (рис. 22). Подобная схема применяется также при обходе различных препятствий внутри пещеры: камнепадных участков, водопадов и т. п[14][1].

Рис. 22. Схема крепления лестницы в горле шахты, заложенной в массивных известняках (по Ф. Тромбу):

1 - раздвижной шест; 2 - шест либо бревно с блоком

Слоистые известняки доставляют спелеологу массу неприятностей. Ярко выраженная отдельность пластов и трещин напластования служит причиной возникновения обильных камнепадов и образования сыпучих осыпей. При исследовании шахт, колодцев или пещер, заложенных в слоистых известняках, спелеолог обязан на надежной страховке тщательно осмотреть края шахты, очистить карнизы или площадки от лежащих камней и на опасных местах (на наклонных полках, у основания осыпей и т. д.) поставить защитные сетки или деревянные барьеры. Выбор естественных опор для закрепления лестниц или выбор мест под искусственные опоры производится с учетом геологических характеристик: угла и азимута падения пластов. При углах падения до 10º выбор места крепления лестниц по отношению к азимуту падения пластов практически безразличен. При больших углах падения и больших статических нагрузках может произойти соскальзывание отдельного слоя или пласта. Поэтому (если обратиться к схеме на рис. 23) при азимуте падения пластов, равном 180º, основные опоры надо выбирать на южном секторе горла шахты, оставляя для противоположного сектора только «право» на вспомогательные оттяжки.

Рис. 23. Схема крепления лестницы и организации независимой страховки в горле шахты, заложенной в слоистых известняках:

1 - крепление лестницы; 2 - растяжка с блоком для страховочной веревки 2¹; 3 - защитные сетки или деревянные барьеры у основания осыпей; 4 - вспомогательное крепление (оттяжки); 5, 6 - положения лестницы; 7 - репшнур; 8 - карабин

Особенно опасно использование в качестве искусственных опор на северном склоне скальных крючьев, так как при забивке их в большинстве случаев происходят раскалывание и срыв пластов. Навешенная лестница не должна касаться стенок шахты, поскольку трение троса или ступенек может вызвать либо соскальзывание пластов (северная стена на рис. 23), либо выкрашивание их (южная стена). В обоих случаях падающие камни могут перебить трос или ступеньку лестницы и вызвать тяжелые травмы. Поэтому при работе в шахтах или пещерах, заложенных в слоистых известняках, безопасность обеспечивает довольно сложная схема крепления лестниц и организации страховки (см. рис. 23). Основные точки закрепления лестницы выбираются в секторе, совпадающем с азимутом падения пластов. Лестницу укрепляют на петле 1 в положении 5 и растягивают с помощью нижних боковых растяжек 4 (тонкая линия) так, чтобы часть лестницы ниже точки А всегда висела вертикально, а верхняя часть имела свободу перемещения. После прохождения спелеологом (сверху) точки А лестницу с помощью оттяжки 4¹ переводят в положение 6 и закрепляют (растяжки 4 отпускают).

Страховка осуществляется сверху основной веревкой 2¹ через блок, свободно перемещающийся по независимой растяжке 2 с помощью репшнура 7, посредине которого на петле «проводника» находится карабин 8 с блоком.

При подъеме лестница в положении 6 остается до подхода спелеолога к точке А. Спелеолог останавливается, лестница переводится в положение 5, и подъем продолжается. В момент перевода лестницы спелеолог прикрепляется к ней карабином и удерживается через страховочную веревку силой натяжения веревки 2. Не следует стремиться к сильному натяжению веревки 2¹ и участка 1-4¹, так как сила натяжения веревки уменьшается с увеличением стрелы прогиба. Нужно стараться избегать устройства симметричных растяжек при малых стрелах прогиба.

Наиболее удобны в транспортировке лестницы длиной до 25-30 м. Поэтому при пролетах колодцев, больших, чем длина имеющихся лестниц, последние наращивают, скрепляя карабинами. Соединение в одну сплетку более трех секций лестниц нежелательно. Предельная длина сплошного пролета тросовых лестниц не должна превышать 100 м.

Выполняя исследовательские работы, при подъеме и спуске на лестнице приходится часто останавливаться для производства различных замеров. В этом случае спелеолог при жесткой верхней страховке (или самостраховке) прицепляется карабином «беседки» к ступеньке или к обоим тросам лестницы и садится, высвобождая руки.