778

стью24,3км.В2001г.нажелезнойдорогеФлоренция—Болонья построен тоннель длиной 18 км. В США проектируется ряд крупныхжелезнодорожныхтоннелейврайонеНью-Йорка,втом числе по направлению к аэропортам Кеннеди и Ла-Гурдиа.

В настоящее время началось сооружение самого длинного в мирежелезнодорожноготоннеля—ВторогоСен-Готардского тоннелявАльпахдлиной58км(рис.4.20)итоннеляЭнгельберг в Швейцарии.

Рис. 4.20. Второй Сен-Готардский тоннель

4.3. Автодорожные тоннели

Первыйвмиреавтодорожныйтоннельбылпостроенв1927г. вСШАподрекойГудзон.ОнсвязалКеннел-стритнаМанхэтте- не в Нью-Йорке с 12-й и 13-й улицами Джерси-сити. Первый автодорожныйтоннельвСССРбылсооруженвМосквенаКутузовском проспекте в 1959 г., почти одновременно с ним был сооружен и пешеходный тоннель.

Несмотря на высокую стоимость, сложность и трудоемкость работ,в последниегодывсеразвитыестраны мирасущественно увеличивают объемы строительства автодорожных тоннелей. Причем для сокращения времени пересечения горных хребтов при увеличивающихся требованиях к комфортности движения постоянно растет протяженностьбазисныхтоннелей длиной 8– 10кмиболее.Так,с1980до2000г.тольков15развитыхстранах построенооколо6 000кмтоннелей,втомчислебольшоеколичество автодорожных. Особое развитие данные виды тоннелей получили в Австрии, Швейцарии, Франции, Италии, Испании, США, Германии, Японии, Кореи и др. (рис. 4.21).

71

Например,вНорвегии эксплуатируется более 850 автодорожных тоннелей, в том числесамыйпротяженныйвмиреавтодорожный тоннель Laerdal

—Aurlandдлиной24,5

км.Широкаясетьтоннелей создана на автодорогах Китая, и сейчас строится одновременно 120 км автодорожныхтоннелей,втом числетоннельХидади-

аметром12,5 м.ВЯпонии в 2000-хгг. построено 4 крупных тоннеля,одинизкоторых

длиной более 10 км и

Рис. 4.21. Автодорожные тоннели

диаметром 14 м.

В России после 2000 г. также построено несколько интересных автодорожных тоннелей в районе г. Сочи: Мацестинский

длиной1,35 км,Краснополянский—

2,45 км, два тоннеля на дороге Адлер — Красная Поляна (рис. 4.22).

Рис. 4.22. Российские автодорожные тоннели на Кавказе

72

4.4. Подводные тоннели

Первые подводные тоннели были построены в Англии под р. Темзой (1823–1886гг.).Наиболеекрупныеподводныетонне- ли (длиной по 1,6–1,7 км) в XIX в. сооружены под р. Гудзон (США) и под р. Мерси (Англия). При постройке тоннеля под р. ТемзойМ. Брюнелембылвпервыеприменентоннельныйщит. Новсеобщеепризнаниещитыполучилипослеусовершенствованияв1869г.П.БарлоуиГрейтхедом.Последнийвпервыеуспешно применил сжатый воздухдля проходки подводныхтоннелей в1886г.Щитовымспособомпостроеномногоподводныхтоннелей. В частности, только в Нью-Йорке имеется 20 крупных подводных тоннелей, соединяющих районы города на отдельных островах. К настоящему моменту в мире существует более 200подводныхтоннелей.

Строительствоподводныхтранспортныхтоннелейчерезкрупные водные преграды в последние годы становится настоящей технической революцией. Это связано с тем, что подводные тоннели по сравнению с мостами независимы от сейсмичности района,погодныхусловий,ураганов, морскихтечений, ледовой обстановки,интенсивностиигабаритовсудоходстваит.д.Работы по сооружению подводных тоннелей не зависят от климата, времени года, паводка, ледохода и продолжаются круглый год.

ДостигнутыевконцеXXв.успехивстроительствеподводных тоннелей просто удивительны. Но даже в этом ряду блестящих инженерных сооружений выделяются два железнодорожных подводныхтоннелярекорднойдлины:Евротоннельподпроливом Ла-Манш и тоннель Сейкан междуЯпонскими островами.

ИдеястроительстватоннеляподЛа-Маншемвозниклавконце XVIII — начале XIX в. В 1876 г. проведены геологические работы, и 21 октября французы у города Сангатт начали рыть тоннель со своего конца. 18 марта 1883 г. строительство было остановлено, так как британцы опасались, что готовый тоннель можетстатьпричинойвозможноголегкоговторженияпротивника на территорию Великобритании. К этомувремени было прорыто 2026 м с английской стороны и 1829 м — с французской.

Наконец 12 февраля 1986 г. оба правительства подписали договор по строительствуЕвротоннеля (рис. 4.23). По проекту тоннель должен был соединять два города: Кале с французской

73

стороныиФолькстоун—санглийской(этотпутьдлиннеесамого короткого из возможных). Проходка тоннелей осуществлялась 11-ю тоннелепроходческими комплексами комбайнового типа сосборнойжелезобетоннойобделкойвлегкоподатливоммеловомгеологическомслое,поэтомутоннельдолженбылпролегать глубже,чемпланировалось—примернона50мнижеднапроли- ваинаглубинесвыше100мотуровняморя.Длятого,чтобыоба тоннеля встретились в одном месте, использовалась лазерная системапозиционирования.Благодаряэтойсистемеобестороны встретилисьв намеченной точке 1декабря1990 г. на глубине40 мотднапролива. Погрешностьсоставилавсего лишь358ммпо горизонтали и 58 мм по вертикали.

Рис. 4.23. Общая схема Евротоннеля

Завремястроительствабылоизъято8миллионовкубометров породы.Каждаясторонараспорядиласьсвоейчастьюпо-своему. Французыпростосмешализемлюсводойивывелиполученную пульпу обратно в море. Англичане же распорядились более осмотрительно. На британском берегуиз выбрасываемой породы был образован искусственный мыс Шекспира площадью 90 акров (360 000 м2), на котором впоследствии был устроен парк.

74

6мая1994г.Евротоннельбылторжественнооткрытлидера- мигосударств-участников—королевойВеликобританииЕлиза- ветой II и президентом Франции Франсуа Миттераном. Спустя 8500летсовременпоследнеголедниковогопериодасталовновь возможнымперейтипосухуизконтинентальнойЕвропынаБританскиеострова.Евротоннельимеетдлину51км,изних37,5км под проливом Ла-Манш, что на 14,7 км длиннее подводного участка тоннеля Сейкан.

Евротоннель состоит из трех тоннелей, расположенных параллельно друг другу. Два тоннеля (южный и северный) — основные для пропуска поездов диаметром 8,7 м. Между ними располагаетсяслужебный(сервисный)тоннельдиаметромвразработке5,6м,вкоторомразмещаютсяразличныетехнологические устройства и подвижной состав для эксплуатации основных тоннелей (вентиляция, освещение, текущее содержание, ликвидациячрезвычайныхситуацийит.д.). Всетритоннеля имеют две развязки, позволяющиепоездамбеспрепятственно переме-

щаться между тоннелями

(см. рис. 4.23, рис. 4.24). Рис. 4.24. Компьютерная модель Евротоннеля

ВЕвротоннелеустановленасамаясовершеннаясистемабезопасности, состоящая из новейших систем пожарной сигнализации, датчиков температуры, давления, а также включающая в себясервисныйтоннельдляэвакуациипассажиров.Но,несмотря на это, все же происходят чрезвычайные ситуации.

На линии Евротоннеля действует четыре типа поездов:

•высокоскоростныепассажирскиепоездаEurostar,действующие между лондонской железнодорожной станцией Ватерлоо, парижской Gare du Nord и станцией Midi/Zuid в Брюсселе с остановками в Эшфорде, Кале и Лилле;

•пассажирские челночные поезда EurotunnelShuttle, перевозящиеавтобусы, машиныифургоны междуСангаттом иФолькстоуном.Благодаряособойсистемепогрузкивесьпроцессвъезда

75

автомобиля в вагон занимает не более восьми минут, при этом пассажиры остаются внутри своих машин;

•грузовыепоездаEurotunnelShuttleсоткрытыми вагонами,в которых перевозят грузовики, при этом сами водители едут в отдельномвагоне;

•грузовые поезда.

Эти поездамогутперевозить различные грузы и контейнеры между Европой и Великобританией

(рис. 4.25).

Для Евротоннеля

специально была по-

строена линия TGV

Рис. 4.25. Портал Евротоннеля

LGVNordEurope,бла-

годаря чему из Парижа в Лондон можно добраться за 2 часа 35 минут. Сам тоннель Eurostar пересекаетза 20минут, аShuttle —

за 35 минут. По Франции и линии Channel Tunnel Rail Link (на территории Великобритании) поезда Eurostar едут с высокой скоростью—крейсерскаяскоростьдостигает300 км/ч.Втоннеле скорость снижается до 160 км/ч.

ВсегонаЕвротоннельбылопотраченооколо10 млрдфунтов стерлингов(сучетоминфляции).Приэтомпроектнаястоимость была превышенана 80 %. Но, несмотряна свою грандиозность, тоннель пока не оправдал себя с финансовой стороны.

Вмарте1988г.завершенопродолжавшееся24годастроительствосамогодлинноговмиретоннеляСейкандлиной53,85км, из которых 23,4 км проходят под дном Сангарского пролива (Цугару) междуяпонскими островами Хонсю и Хоккайдо. Тоннель проходит на глубине 100 м от дна и 249 м от поверхности воды (рис. 4.26).

Впервыевопрососооружениимостаилитоннеля,которыйбы соединил эти два острова, обсуждался еще в 1918 г. Необходимостьнадежнойсвязиострововбылаочевидной:вбурныхводах пролива Цугару, до 80 дней в годувообще несудоходного из-за непогоды, погибло немало судов и паромов. В сентябре 1954 г. мощный тайфун раскидал и потопил пять кораблей-паромов,

76

курсировавших между островами, что привело к гибели 1150 пассажиров.Шокотэтойтрагедиибылтаксилен,чтобуквально через несколько месяцев, в 1955 г., начались изыскательские работы.

Рис. 4.26. Тоннель Сейкан в Японии

Сейкан представляет собой не один, а сразу три тоннеля. Главный тоннель шириною 9,7 м предназначается для двустороннегодвиженияжелезнодорожноготранспорта.Параллельно емупроложеннесколькоменьшийтакназываемыйрабочийтоннель.Своеобразнымигалереямиончерезкаждые600мсоединяется с основным. Под этими двумя стволами пробит третий, необходимый для безопасности всей системы. Кроме того, он используется для вентиляции и отвода сточных вод. Во время строительствабылочетырепрорываводнойстихиивтоннель— в 1969 г., дважды в 1974 и 1976 гг. Во время самого крупного последнего наводнения залило почти 32 км тоннеля. Пришлось откачать 2 500 000 м3 воды.

Техническиесложности,прорывводы,обвалы,ростстоимости работ — все это привело к увеличению вдвое сроков строительства и удорожанию его втрое, почти до 531 млрд иен. Но тысячи рабочих в условиях почти стопроцентной влажности и высокой жары продолжали сооружатьпод землей объект, который многие специалисты называют одним из чудес двадцатого века.

77

Рельсы не имеют стыков, они сварены в единую 54-километ- ровуюплеть.Тщательноотбалансированныйжелезнодорожный путь исключает даже малейшие колебания вагона. Толщина бе- тонныхстеноктоннеля—70см,новодапостояннопросачивает- ся внутрь, ибо обеспечить полную герметичность не удается. Поэтому в тоннеле работают насосные станции, ежеминутно выбрасывающие на поверхность до 16 т воды.

Вдольвсейдлинытоннеляустановленычувствительныедатчики, способные уловить самые ничтожные колебания земли. При землетрясении силой в 4 балла поезда автоматически останавливаются и пережидают подземную бурю. Внутри тоннеля построеныдвеплатформыдлячрезвычайныхостановок.Откаж- дойизэтихплатформвтолщуземлиуходят300-метровыегерме- тизирующиесятоннели-убежищаснеобходимымзапасомкисло- рода,воды, продуктов,медикаментов.

Существуют многочисленные проектные разработки новых подводныхтоннелей,которыенесколькодесятилетийназадвыглядели фантастикой.

Наиболееблизкимкреализации выглядитпроектжелезнодорожного тоннеля под Гибралтарскимпроливом (междуЕвропой и Африкой, точнее между Испанией и Марокко) длиной около48км.Рассматриваютсядвавариантатоннельногоперехо- да—дваоднопутныхтоннелявнутреннимдиаметром по7,3ми между ними служебный тоннель диаметром 4,8 м или один двухпутный тоннель с внутренним диаметром 10,4 м и тот же служебный тоннель.

Одиниз наиболеевероятныхпроектовв России—этострои- тельствожелезнодорожноготоннелямеждуматерикомиостровом Сахалин. Сооружение этого тоннеля начиналось в 1952– 1953 гг., но затем было прекращено. В начале 2000-х гг. работа над проектом возобновилась и за основу принят вариант наименьшей длины между мысами Средний и Погиби длиной 11,65 км с подводной частью 7,8 км (рис. 4.27).

Вариант тоннельного перехода на о. Сахалин значительно предпочтительней рассматриваемого одновременно с ним мостовогопереходачерезТатарскийпроливпротяженностью13км. Этообъясняетсявесьмасложнымиприродно-климатическимии гидрогеологическимиусловиямирегиона(сейсмика10балловпо

78

12-балльнойшкале,циклоны,сильныеливни,штормасвысотой волны до 4 м, толщина льда до 1 м, средняя температура января –15 °С, продолжительность теплого периода5 месяцев).

Рис. 4.27. Проект тоннеля на о. Сахалин

Наконец, самым невероятным выглядит сегодня железнодорожный тоннель между Евразией и Америкой, точнее под БеринговымпроливоммеждуАляскойиЧукоткойдлиной113 км, что превышает длинутоннеля Сейкан почти в 2,5 раза. Предполагается, что данный тоннель станет главной «жемчужиной» ТрансконтинентальнойжелезнодорожноймагистралиКанада— Аляска (США) — Чукотка — Магадан — Якутия (Саха) с выхо- домнаБАМ.Тоннельпройдетподпроливомнаглубине40–50м через два острова — Ратманова и Крузенштерна (рис. 4.28).

Рис. 4.28. Проект тоннеля через Берингов пролив

79

4.5.Современные подземные сооружения

Всовременной цивилизации все большее значение приобре- таютподземныесооружения—объектыпромышленного,транс- портного,коммунального,оборонногоилидругогоназначения, создаваемыевмассивегорныхпородподдневнойповерхностью, т.е.горныевыработкиилиихкомплексы.Подземныесооружения обычно подразделяют на четыре большие группы.

1. Подземныеобъектыхозяйственногоназначения—энерге-

тические и горнопромышленные комплексы, промышленные предприятия,транспортныемагистрали,аграрныепредприятия, хранилища, склады, гаражи, автостоянки и т.д.

2. Подземныеобъектысоциальногоназначения—магазины,

рестораны, библиотеки, спортзалы, кинозалы, бассейны, музеи, научные центры.

3. Подземные объекты экологического назначения — храни-

лища-могильники для радиоактивных отходов и вредных веществ,опасныепроизводства.

4. Подземные объектыоборонного назначения.

Наиболее характерным примером освоения подземного пространстваможносчитатьстроительствовАльпахевропейскими странамивтечениеболее20летподземногоядерногоколайде-

радляпроведенияядерныхисследований(2008г.)(рис.4.29).На рис. 4.30 показано подземное хранилище ядерныхотходов.

80