Тунель під водою завдовжки 40. Підводний тунель

Рельєф земної поверхні не є ідеально плоским, а майже завжди буває складним, тому при прокладанні доріг майже неможливо обійтися без тунелів. Прообразами тунелів у давнину були підкопи, за допомогою цієї військової хитрості можна було непомітно пробратися за спину ворога і обрушитися на його плечі. Сьогоднішні ж тунелі здебільшого служать зовсім іншим цілям. Тунелі бувають різні, що відрізняються довжиною, розташуванням і структурою. Який же нині найдовший тунель у світі?

10. Лердальський тунель, Норвегія (24510 м)

У цьому випадку йдеться про автомобільний тунель, який скоротив шлях від муніципалітету Лердал до іншого муніципалітету Еурланн (обидва в губернії Согн-ог-Фьюране, Західна Норвегія). Тунель є елементом європейської траси Е16, яка зв'язує Осло з Бергеном. Будувати цей тунель почали 1995 року, а закінчили 2000 року. На той період він став найдовшим у світі автомобільним тунелем, перевершивши цілих 8 км знаменитий Готардський автомобільний тунель. Над тунелем розташовані гори із середньою висотою близько 1600 метрів.
Лердальський тунель має унікальну особливість - у ньому обрано три великі за обсягом штучні гроти на однаковій відстані один від одного. Ці гроти розбивають сам тунель на 4 приблизно однакові ділянки. Це не забаганка архітекторів, а призначення гротів у тому, щоб зняти у водіїв, які довго їдуть у одноманітних умовах тунелю, втому, до того ж тут вони можуть зупинитися і відпочити.

Кожній культурі притаманний свій спосіб життя, традиції та делікатеси, зокрема. Те, що для одних людей здається звичайним, іншими сприймається до...

9. Івате-Ітінохе, Японія (25 810 м)

Японський тунель, що з'єднує столицю з містом Аоморі, на момент свого відкриття в 2002 році саме він і був найдовшим японським залізничним тунелем, поки його не випередив тунель Лечберг. Цей тунель розташовується за 545 кілометрів від Токіо, на півдорозі між Хатінохе та Моріокою, а ходять по ньому експреси «Техоку». Задумалися про його будівництво 1988 року, а розпочали його 1991 року. Споруда була готова до експлуатації у 2000 році, але лінія запрацювала лише у 2002 році. Тунель максимально сягає вниз на 200 метрів.

8. Хаккода, Японія (26455 м)

Залізничний тунель Хаккода лише трохи довше попереднього. Він був свого роду піонером – до нього у світі не було довгих тунелів, через які могли б одночасно рухатися потяги у різних напрямках.

7. Тайханшань, Китай (27 848 м)

У 2007 році в Китаї було запущено в експлуатацію новий тунель Тайханшань, який проходить у товщі однойменного гірського масиву. До будівництва Нового Гуань Дзяо саме він був найдовшим китайським тунелем. Він став елементом надшвидкісної залізниці, що зв'язала столицю східної провінції Хебей Шідзяч-Жуан зі столицею провінції Шаньсі, що примикає до неї із заходу, містом Тайюань. Якщо раніше з одного міста до іншого потрібно було добиратися 6 годин, то тепер на це вистачить години.

6. Гуадаррама, Іспанія (28377 м)

У тому ж 2007 році, але в Іспанії відбулося відкриття найдовшого в країні тунелю Гуадаррама, який поєднав столицю країни Мадрид із Вальядолідом. Він почав будуватися в 2002 році, тому очевидно, що це робилося досить швидкими темпами. Це досить складна технічна споруда, в якій також присутні два окремі тунелі. Завдяки цьому поїзди ходять ним одночасно в різних напрямках. Особливо варто зазначити, що тут використовуються швидкісні поїзди AVE. Після запуску тунелю дістатися з одного міста до іншого стало можливо буквально за кілька хвилин. Це особливо сподобалося туристам, які частіше стали навідуватись у Вальядолід зі столиці.

Не завжди великі кораблі можуть пройти через традиційні канали та шлюзи. Наприклад, у гористій місцевості може бути дуже великий перепад, де просто...

5. Новий Гуань Цзяо, Китай (32645 м)

Це найдовший китайський залізничний тунель. При цьому, як і належить тунелю під землею, він знаходиться на дуже пристойній висоті над рівнем моря (від 3324 метрів до 3381 метра). А все тому, що він є частиною другої лінії залізниці Тибету-Тибету, прокладеної в горах Гуань Цзяо китайської провінції Цінхай. Насправді тут прокладено два окремі тунелі з одностороннім рухом. Будували цей тунель 7 років, а в експлуатацію він був зданий наприкінці 2014 року. Поїзди здатні нестися цими тунелями зі швидкістю 160 км/год.

4. Льотчберг, Швейцарія (34 577 м)

Залізничний тунель Лечберг розташований на однойменній лінії, що проходить через Альпи, причому він розташований на 400 метрів глибше за автомобільний тунель Лечберг. Цим одним із найдовших у світі сухопутних тунелів курсують пасажирські та вантажні потяги. Він проходить під такими містами, як Берн, Фрутіген, Валі та Рарон. Це досить новий тунель, адже його перестали пробивати тільки в 2006 році, а вже в червні наступного року його було офіційно відкрито. При його проходці застосовувалися найсучасніші технології буріння, тому його вдалося пробити менш як за два роки. Зараз щотижня ним користуються понад 20 тисяч швейцарців, які прагнуть якнайшвидше потрапити на термальні курорти у Валі.
Поява Летчберга значно зменшила кількість дорожніх пробок у цій місцевості, оскільки колись вантажівки та фури мали їхати в обхід Швейцарії, роблячи велике коло, щоб проїхати лише з Валі до Берна. Цікаво, що в тунелі є джерело гарячої підземної води, яку швейцарці також задарма не втрачають, а обігрівають за допомогою оранжерею, де завдяки цьому ростуть тропічні фрукти.

Усі ми давно звикли до таких видів спорту, як футбол, хокей чи бокс. А багато хто сам бере участь у змаганнях з подібних видів спорту. Але є і т...

3. Євротунель, Франція/Великобританія (50 450 м)

Цей тунель, прокладений під протокою Ла-Манш, є двоколійним залізничним тунелем, причому 39 кілометрів він проходить під водами Англійського каналу. Завдяки йому острів Великобританія виявився пов'язаним із континентом залізничним сполученням. З того часу стало можливим сісти в поїзд у Парижі, і за дві з чвертю години опинитися в Лондоні. У самому тунелі поїзд знаходиться при цьому 20-35 хвилин.
Урочисте відкриття тунелю відбулося 6 травня 1994 року. На ньому були присутні керівники двох країн – президент Франції Франсуа Міттеран та королева Великобританії Єлизавета II. Євротунель є рекордсменом серед тунелів, що проходять під водою, крім того, він став найдовшим міжнародним тунелем. Керує його роботою компанія «Євростар». Американське товариство інженерів-будівельників розсипалося в компліментах і навіть порівняло Євротунель з одним із семи сучасних чудес світу.

2. Сейкан, Японія (53 850 м)

Цей неймовірно довгий японський залізничний тунель має також підводну частину протяжністю 23,3 кілометра. Він заглиблюється під землю на 240 метрів, внаслідок чого на 100 метрів виявляється нижче за морське дно. Тунель проходить під Сангарською протокою і з'єднує між собою префектуру Аоморі (острів Хонсю) та острів Хоккайдо. Він є частиною Кайке та Хоккайдо-сінкансен місцевої залізничної компанії.
По довжині він поступається тільки Готардському тунелю, а за заляганням під морським дном і є лідером у світі. У назві тунелю присутні перші ієрогліфи назв міст, які він з'єднує - Аморі та Хакодате, просто ті японською мовою вимовляються інакше. Тунель «Сейкан» став другим після тунелю Каммон у Японії підводним залізничним тунелем, а той з'єднує під протокою Каммон острови Кюсю та Хонсю.

1. Готардський тунель, Швейцарія (57091 м)

Цей залізничний тунель, пробитий у швейцарських Альпах, під час підсумовування його власної довжини з довжиною пішохідних та службових ходів протягнеться на 153,4 кілометра. З північного кінця він виходить біля села Ерстфельд, а південний вихід розташований біля села Бодіо. Прокладку східної його частини завершили у жовтні 2010 року, а західній у березні 2011 року, після чого він став найдовшим залізничним тунелем у світі.
Завдяки його будівництву стало можливе трансальпійське залізничне сполучення, а північний захід Італії зміг перейти з більш екологічно брудних автомобільних на чисті та дешевші залізничні перевезення. Час поїздки із Цюріха до Мілана скоротився майже на годину. Відкрито тунель було у червні 2016 року. Компанія «Alp Transit Gotthard», яка контролює його будівництво, у грудні того ж року передала його швейцарським федеральним залізницям у повністю робочому стані, а вже 11 грудня почалася його комерційна експлуатація.

Зі збільшенням глибини та ширини водних перешкод різко зростає вартість будівництва підводних тунелів і виникають проблеми, пов'язані з опусканням та підводною стиковкою тунельних секцій. У зв'язку з цим у низці країн проробляють різні концептуальні та технологічні рішення будівництва «плаваючих» тунелів.

Ці тунелі утримуються системою вертикальних або похилих тросів, закріплених у дно водної перешкоди, або закріплених на понтонах (див. рис. 1.1, г, д). .

При цьому значно скорочується довжина тунельного переходу, не потрібно відкриття підводних котлованів та зворотного засипання секцій, спрощується сполучення підводної частини з береговими ділянками та знижується вартість будівництва. Такі тунелі можна споруджувати завдовжки до 30 км за глибини води до 500 м і більше.

На конструкції «плаваючих» тунелів крім звичайних постійних і тимчасових навантажень діють навантаження, викликані коливаннями температури води, течії, припливами і відливами, змінами щільності води, хвилями стиснення від суден, що проходять, ймовірністю зіткнення суден над тунелем, втратою плавучості, пошкодженнями системи .

У Норвегії розроблено програму будівництва «плаваючих» тунелів через глибокі фіорди (глибина води до 600 м). Окремі залізобетонні секції довжиною від 300 до 500 м утримуються на плаву тросовими відтяжками, закріпленими на конструкції тунелю та в якірних масивах на дні фіорду.

Як приклад можна навести проект будівництва «плаваючого» тунелю біля Ставангера на глибині 25 м від поверхні води у фьорді глибиною 155 м (рис. 5.22 і 5.23).

Рис. 5.22.

З різних варіантів «плаваючих» тунелів - з опиранням на берегові підвалини (при малій довжині), на проміжні опори, із заанкеруванням на дно протоки (рис. 5.24, а) або з підвішуванням до понтонів (рис. 5.24, б) - обрано розроблену компанією Kvaerner сталеву конструкцію з опускних секцій, закріплену тросами до циліндричних понтонів. Вона може бути зібрана осторонь траси тунелю, а потім доставлена ​​до неї на плаву.

Передбачається спорудження тунелю через Хогсфіорд на південно-західному узбережжі країни. Ширина фьорда в місці перетину 1400, глибина - 150 м. Будівництво моста або заглибленого в дно тунелю тут пов'язане зі значними труднощами. Тунельні секції кругового поперечного перерізу з переднапруженого залізобетону діаметром 9,5 м будуть занурені на глибину 15-20 м нижче за рівень води і заанкеровані тросовими відтяжками в дно (рис. 5.25).

Рис. 5.23. Варіанти поперечного перерізу та закріплення «плаваючого» тунелю у м. Ставангер у Норвегії: 1 – тунель; 2 - рівень води у затоці; 3 – дно затоки; 4 - тросові відтяжки

На основі шестирічних комплексних проектних та дослідницьких робіт запропоновано також будівництво «плаваючого» тунелю під Ейдфіордом. Ширина фіорду 1270 м, глибина води – 400-500 м. Тунель із переднапружених залізобетонних секцій діаметром 9,5 м запроектований на глибині 15 м від поверхні води та закріплюється тросами на дно, а горизонтальними розтяжками – до берегових анкерних пристроїв. Розроблено варіант кріплення тунелю із заякореними в дно плавучими спареними понтонами. Кожен понтон прикріплюється до 24 гравітаційних анкерів за допомогою подвійних сталевих канатів діаметром 44 мм, пропущених через петлеві випуски у верхній частині анкерів.

Трисекційний «плаваючий» тунель запроектований для фіорду Ейден шириною 1240 м та глибиною 450 м.

Найбільший «плаваючий» тунель (модель «моста Архімеда») для пропуску поєднаного автомобільного та залізничного руху між материком та островом Сицилією запроектовано в Італії через Мессинську протоку. Запропоновано кілька варіантів тунелю, що відрізняються габаритами, способом заанкерування та ін.

Рис. 5.24. Варіанти (а, б) плаваючих тунелів: 1 – тунель; 2 – анкерні відтяжки; 3 - Понтони

По одному з варіантів тунель загальною довжиною 3,25 км включає опускні секції з переднапруженого залізобетону, виконані у вигляді трьох сполучених тунелів кругового обрису зовнішнім діаметром 12,3 м. Бічні тунелі призначені для двосмугового авторуху, а центральний - для двоколійного залізничного (рис. 5). ).

При глибині протоки 100-130 м «плаваючий» тунель намічено розташувати на глибині 40 м від води з метою безперешкодного пропуску суден. Положення тунельних секцій, що мають позитивну плавучість, суворо фіксується системою парних тросів, заанкерованих в залізобетонні масиви, укладені дном протоки.

На підводній ділянці довжиною 2,05 км. передбачається встановити три секції з переднапруженого залізобетону. З боків секції забезпечені обтічниками зменшення силового впливу водного потоку. Система тросових відтяжок розрахована на підйомну силу тунелю 96 тис. кН (300 кН на 1 м довжини тунелю) та на горизонтальні тиски морської течії.

Рис. 5.25. Схеми (а, б) «плаваючих» підводних тунелів під Хог-Сфіорд в Норвегії (проект): 1 - секції тунелю; 2 – понтон; 3 – анкерна плита; 4 - тросові відтяжки

Основні троси кріпляться до конструкції тунелю через 10 м і заанкеруються в залізобетонні масиви під кутом 60° до горизонту. Інша група тросів для сприйняття горизонтального тиску кріпиться до тунелю під кутом 45 °. Сила натягу кожного троса 1260 кН, маса анкерного бетонного масиву близько 300 т.

У конструкції «плаваючого» тунелю передбачені аварійні відсіки, що запобігають випливу тунелю шляхом заповнення їх водою (автоматично спрацьовують клапани) у разі обриву одного з тросів.

Рис. 5.26. Поперечний перетин «плаваючого» тунелю під Мессінською протокою (проект): 1 - відсік для автомобілів; 2 - баластовий привантаж; 3 – відсік для залізничних поїздів; 4 – тросові відтяжки; 5 – анкери; 6 – обтічники; 7 – рівень води; 8 - дно протоки

За іншим варіантом проекту передбачені три роздільні тунелі: один для двоколійного залізничного руху завдовжки 5,4 км і два для двосмугового руху довжиною 6 і діаметром 15,5 км. Тунелі закріплюватимуться на глибині 47,75 м від поверхні води за допомогою анкерних відтяжок.

У Японії розроблено проекти будівництва «плаваючих» тунелів між островами Хонсю та Хоккайдо, під бухтою Утіура, а також між аеропортами Касан та Кобе через бухту в Осаці. Найбільший інтерес має проект двоярусного підводного тунелю між островами Хонсю та Хоккайдо через бухту Фука. Верхній ярус призначений для двосмугового авторуху, а нижній - для двоколійного залізничного руху. На підводній ділянці на глибині

20 м від поверхні води на тросових відтяжках утримується тунель, що «плаває». Для протидії коливанням конструкції тунелю під час руху поїздів та автомобілів, а також від морського хвилювання додатково передбачені стабілізатори плавникового типу.

У Швейцарії для будівництва транспортного перетину озера з півночі на південь розроблено три варіанти: міст, тунель, що споруджується закритим способом, і тунель, що «плаває». Останній виявився кращим. Десять тунельних секцій, що є двома коаксіально розташованими сталевими трубами довжиною по 100, зовнішнім діаметром 12 і внутрішнім - 11 м з бетонним заповненням між ними, утримуватимуться на глибині 14 м від поверхні води системою тросів, що розташовуються через кожні 50 м під кутом 45° до горизонту.

Існують також проектні пропозиції щодо будівництва «плаваючих» тунелів через протоку Гібралтар та Ла-Манш, під Великими озерами у США та Канаді.

Їхня сумарна кількість становить 1190 водойм по всій країні, а кількість туристів, які бажають побачити хоча б один з них, обчислюється мільйонами щорічно.

Але гігантські затоки створюють чимало проблем, пов'язаних із пересуваннями країною. Замість поїздки з пункту А в пункту Б, місцевим жителям і доводиться годинами кружляти звивистими дорогами, що огинають фіорди. Подібні затримки особливо відчутні в зимовий період року, коли дороги покриваються льодом, а час поїздки ще більше збільшується.

Проте, ситуація може змінитися разом із реалізацією амбітного інженерного проекту зі спорудження плаваючого тунелю під найбільшим фіордом у Європі — Согне-Фьорд (Sognefjord), розміри якого справді вражають: 204 кілометри завдовжки та понад 1300 метрів завглибшки. Проект, оцінною вартістю 25 мільярдів доларів, є унікальним у всьому світі, а його реалізація допоможе скоротити час поїздки вздовж усієї Норвегії з 21-ї до 11 години шляху.

Подібно до інших фіордів Норвегії, Согне-Фьорд є серйозною перешкодою для пересування країною. Яке проживає в провінційних районах місцеве населення змушене користуватися поромами або здійснювати багатогодинні поїздки, аби лише дістатися до іншої сторони фіорда. Підводний тунель, що плаває, здатний заощадити буквально добу на подолання цієї відстані.

Вперше про ідею реалізації рішення щодо переправи через Согні-Фьорд заявила у 2011 році Норвезька Громадська Дорожня Адміністрація. З того часу було опрацьовано безліч варіантів дизайну інфраструктури, що найбільш підходить для Согне-Фьорд: крім плаваючого тунелю розглядалися варіанти плаваючого та підвісного мостів. можна зустріти по всьому світу, однак, у більш дорогого плаваючого тунелю є важливі переваги: ​​він практично не сприйнятливий до екстремальних погодних умов, дозволяє безперешкодно переміщатися судам, а також, не псує природну красу фіорда.

По завершенню, проект представлятиме дві труби, що з'єднують Согне-Фьорд з різних берегів. Низка понтонів на поверхні води зможе підтримувати труби в плаваючому стані, а набір балок, що з'єднують, буде посилювати всю конструкцію.

За словами головного інженера Громадської Дорожньої Адміністрації Аріанни Міноретті, водійський досвід перетину плаваючого тунелю не відрізнятиметься від проїзду звичайним дорожнім тунелем. Незважаючи на те, що конструкція буде плаваючою, це не буде схоже на гумову качечку посеред урагану.

Незважаючи на те, що підводний тунель — один із найкращих варіантів реалізації пересування через Согне-Фьорд, остаточне рішення щодо його будівництва буде ухвалено найближчими роками, після фінального розрахунку всіх витрат на реалізацію та на підтримку працездатності тунелю в майбутньому.

За матеріалами:

Про будівництво тунелю, який би поєднав материкову Європу та острівну Велику Британію, мріяли ще на початку XIX століття. Але здійснити грандіозний задум щодо будівництва найдовшого у світі підводного залізничного тунелю вдалося лише 1994 року. Але, як це здасться дивним, радість від будівництва у його творців швидко змінилася фінансовим розчаруванням: тунель завдавав лише збитків.

Проект будівництва залізничного тунелю під протокою Ла-Манш, або Євротунелю, як його ще називають, стартував у 1973 році. Але через відсутність фінансування безпосереднє будівництво розпочалося лише 1987 року. Задум був унікальний з погляду складності самої конструкції та технічної реалізації підводного буріння.

Для реалізації залізничного сполучення було вирішено побудувати два тунелі, якими курсуватимуть поїзди, і один тунель для технічного обслуговування та забезпечення доступу у разі позаштатних ситуацій. При цьому буріння тунелів мало відбуватися на глибині понад 50 метрів під дном протоки Ла-Манш. Це було з тим, що саме у цій глибині залягають крейдяні відкладення, представлені переважно пісковиком. Крізь них бурити було легше і швидше, тому сам тунель має строго горизонтальне розташування, а повторює вигин шару осадових порід.

Буріння проходів велося одночасно з двох берегів: британського та французького. Діаметр центрального тунелю, який призначений для технічного обслуговування лінії становить 4,8 м, а діаметри основних ліній, де проходять залізничні колії, дорівнюють 7,6 м. Усі стіни тунелів укріплені бетоном товщиною 45 см. Службовий тунель з'єднаний з основними шляхами регулярними переходами через кожні 370 метрів.

Маршрут тунелю був прокладений за допомогою високоточного супутникового обладнання, а напрямок буріння ставився за допомогою лазерного променя. Тим не менш, коли французькі та британські будівельники зустрілися, виявилося, що помилка склала близько 30 сантиметрів у горизонтальному напрямку, а по вертикалі відхилення були незначні.

У травні 1994 року Євротунель був урочисто відкритий, а на святковому заході була присутня особисто королева Великобританії Єлизавета II та президент Франції Франсуа Міттеран. Тунелем під протокою Ла-Манш, який з'єднав французький Кале з британським Фолкстоном, ходять пасажирські та вантажні поїзди, а також човникові поїзди, вантажівки, що перевозять, і легкові автомобілі. Протяжність тунелю становить 50,5 кілометрів, а безпосередньо під водою розташовується 39 кілометрів колії. Поїзди долають Ла-Манш за 20-35 хвилин (залежно від марки поїзда) із середньою швидкістю 160 км/год.

Але, незважаючи на всю значимість Євротунелю та його очевидну необхідність, грандіозний франко-британський проект виявився збитковим. На це вплинула і політика зниження цін альтернативними перевізниками, яка проводилася одразу після відкриття тунелю, та аварійні ситуації, які неодноразово виникали під землею. І хоча компанія, яка експлуатує тунель, періодично заявляє про річні прибутки, стабільного доходу своїм власникам він не приносить.