Самые длинные тоннели в мире. Самый длинный подводный тоннель в мире. Подводный тоннель Смотреть что такое "Подводный тоннель" в других словарях
Туннель завершили в 1988 году, и он тянется на 54 километра, достигая глубины 240 метров, но его подводная часть (23,3 километра) - это карлик рядом с Чаннел-Туннелем или «чуннелем» (Channel Tunnel, Chunnel), соединяющим Великобританию и Францию. Его завершили в 1994 году, и подводная часть туннеля насчитывает от 38,6 до 50 километров, однако погружается всего на 75 метров в глубину.
Однако оба туннеля становятся карликами по сравнению с туннелем Мармарай (Marmaray Tunnel), стоимостью 3,3 миллиарда долларов, который . Его 13,2-километровый железнодорожный путь (в том числе 1400 метров по морскому дну пролива Босфор) соединяет азиатскую и европейскую части Стамбула, тем самым делая его первым железнодорожным туннелем, соединяющим два континента.
Что ж такого замечательного в полуторакилометровом туннеле по сравнению с многокилометровыми «Сейкан» и «Ченнел»? Разница в подходах. В то время как предшественники Мармарай взрывали и пробивались сквозь твердые породы, турецкий туннель был собран по частям в траншее на дне Босфора, что сделало его самым длинным и самым глубоким погружным туннелем, когда-либо созданным. Инженеры выбрали это решение, используя предварительно собранные секции, соединенные толстыми, гибкими, резиново-стальными пластинами, чтобы лучше бороться с региональной сейсмической активностью.
На протяжении какого-то времени культурные и исторические артефакты из старого Стамбула, которые находили на морском дне, замедляли процесс раскопок туннеля Мармарай, поэтому 3,6-километровый туннель Эресунн, соединяющий Швецию и Данию оставался крупнейшим погружным туннелем. Подрядчики выстроили его из 20 элементов по 176 метров каждый, соединенных меньшими, 22-метровыми секциями.
Между погружными туннелями вроде Мармарай и Эресунн и обычными вроде «Чуннеля» есть еще много чего. Давайте углубимся немного и рассмотрим еще один метод строения туннелей, который используется с начала 19 века.
Проходческий щит необычных размеров
Самый старый подход к строительству подводных туннелей без отвода воды известен как проходческий щит; инженеры используют его и по сей день.
Щиты решают распространенную, но весьма неприятную проблему: как копать длинный туннель сквозь мягкую землю, особенно под водой, чтобы его передняя кромка не обрушилась.
Чтобы получить представление о том, как работает щит, представьте себе кофейную чашечку с заостренным концом, в котором есть несколько крупных отверстий. Теперь, взявшись за открытый конец чашечки, продавите ей мягкую землю и увидите как грязь выходит через отверстия. В масштабе настоящего щита несколько людей (mucker и sandhog) будут стоять внутри отсека и очищать его от глины или грязи по мере заполнения. Гидравлические домкраты будут постепенно продавливать щит вперед, а экипаж будет устанавливать металлические поддерживающие кольца, отмечая ими продвижение вперед, а после на их основе делать бетонную или каменную кладку.
Для того, чтобы сквозь стены туннеля не просачивалась вода, передняя часть туннеля или щита иногда подвергается давлению сжатого воздуха. Рабочие, которые могут выдержать только короткие периоды в таких условиях, должны пройти через один или несколько шлюзов и принять меры предосторожности против болезней, связанных с давлением.
Щиты используются до сих пор, особенно при установке трубопровода или водопроводных и канализационных труб. И хоть этот метод достаточно трудоемкий, он обходится лишь в малую часть от того, в какую цену выливается использование его родственников - туннельных буровых машин (ТБМ).
ТБМ - это многоэтажный монстр разрушения, способный прогрызаться через твердую скалу. В передней части его режущей головы находится гигантское колесо с породоразрушающими дисками и ковшами для выгрузки отработанного камня на ленточный конвейер. В некоторых крупных проектах, вроде «Чуннеля», отдельные машины начинали двигаться с противоположных концов и сверлили к конечной точке, используя сложные методы навигации, чтобы не промахнуться в итоге.
Бурение через твердую скалу создает в основном самонесущие туннели, и ТБМ движется вперед быстро и безжалостно (при строительстве туннеля Chunnel машины двигались порой и на 76 метров в день). Минусы: ТБМ ломается чаще, чем подержанная «копейка», и плохо работает с битыми или перекрученными скалами - поэтому иногда продвигаться не удается так быстро, как хотелось бы инженерам.
К счастью, ТБМ и щиты - это не единственные игроки на поле.
Дайте ему утонуть!
Строить кладку и поддерживающие кольца и одновременно вгрызаться в мягкую землю или твердую скалу - это, конечно, не пикник, но пытаться сдержать море под водой способен разве что Моисей. К счастью, благодаря изобретению американского инженера У. Дж. Уилгуса, затонувшего или погружного трубчатого туннеля (ITT, ПТТ), нам и не нужно пытаться повторить подвиг пророка.
ПТТ не пробиваются сквозь камень или почву; они собираются вместе из частей. Уилгус испытал эту технологию при строительстве железной дороги на реке Детройт, соединяющей Детройт и Виндзор. Технология прижилась, и в 20 веке было построено более 100 таких туннелей.
Чтобы сделать каждый сегмент туннеля, рабочие сливают вместе 30 000 тонн стали и бетона - достаточно для строительства 10-этажного дома - в массивную форму, а после дают настояться в течение месяца. Формы включают пол, стены и потолок туннеля и первоначально закрыты с концов, что делает их водонепроницаемыми при перевозке в море. Перевозят формы погружные понтоны, большие судна, напоминающие нечто среднее между козловым краном и понтонной лодкой.
Спускаясь по предварительно вырытому желобу, каждая часть туннеля заполняется достаточно, чтобы утонуть самостоятельно. Кран медленно опускает секцию в нужное положение, а водолазы направляют его, сверяясь по GPS. Как только каждый новый раздел соединяется со своим соседом, их соединяет плотная резина, которая надувается и сжимается. После экипаж снимает уплотняющую перегородку и откачивает оставшуюся воду. Как только весь туннель будет построен, его засыпят, возможно, битой скалой.
Строительство погружных труб может проводиться глубже, чем в других случаях, поскольку технике не нужно использовать сжатый воздух, чтобы удерживать воду за бортом. Команды могут работать дольше. Кроме того, погружные конструкции могут быть отлиты в любой форме, в отличие от туннеля ТБМ, который повторяет по форме путь продвижения машины. Тем не менее, поскольку погружные туннели составляют лишь часть морского дна или русла реки, для наземных входов и выходов требуются другие механизмы и техники строительства туннелей. В подводном туннелировании, как и в жизни, все средства хороши.
Подводные тоннели могут использоваться при создании постоянно действующей транспортной связи через водное препятствие (реку, канал, озеро, водохранилище). Они наилучшим образом соответствуют условию обеспечения бесперебойного движения транспорта на обеих пересекающихся магистралях (наземной и водной) и обладают следующими преимуществами перед мостами:
не нарушают бытового режима водотока;
не препятствуют судоходству, полностью сохраняя существующий характер акватории;
защищают транспортные средства от неблагоприятных атмосферных воздействий;
обеспечивают бесперебойное и круглогодичное движение транспорта на участке пересечения водотока;
сохраняют местоположение береговых сооружений и устройств, сводят к минимуму число зданий и сооружений, подлежащих сносу на подходах к пересечению;
практически не нарушают архитектурный ансамбль города.
Технико-экономическое сравнение мостового и тоннельного перехода показывает, что подводный тоннель имеет более высокую стоимость строительства, однако эксплуатационные расходы на содержание мостов, особенно низководных, значительно выше, чем тоннелей.
В целом, подводные тоннели наиболее часто используются в следующих топографических и инженерно-геологических условиях:
широкий водоток с плоскими, низкими, нередко застроенными берегами;
ложе водотока образовано толщей слабых грунтов, распространяющихся на достаточно большую глубину, в их основании лежат более прочные грунты;
движение наземного или водного транспорта на участке пересечения характеризуется высокой интенсивностью и постоянством в течение суток.
Кроме того, предпочтение тоннельному варианту отдают при наличии паводков и мощных ледоходов, проходящих при высоких уровнях воды, неустойчивости русла, а также по требованиям градостроительного характера.
В зависимости от расположения относительно дна водотока различают (рис.2.72):
подводные тоннели, целиком заглублённые в грунтовый массив;
тоннели на дамбах или отдельных опорах;
плавающие тоннели, заанкеренные тросовыми оттяжками в русловое ложе.
Подводные тоннели на дамбах, тоннели-мосты и плавающие тоннели эффективны при пересечении глубоких водных преград. При их использовании сокращается длина перехода, улучшаются эксплуатационные показатели трассы.
Выбор в городской черте месторасположения подводного тоннеля определяется характером планировки и застройки городских участков, топографическими условиями местности и способом строительства. Обычно тоннельное пересечение стараются располагать перпендикулярно оси водотока, что позволяет уменьшить длину сооружения и упростить его возведение и эксплуатацию. В условиях плотной застройки берегов возможно устройство косого пересечения водной преграды.
Подводный тоннель может располагаться как на прямой, так и на криволинейной в плане трассе. Искривление в плане трассы тоннеля вызвано необходимостью огибания препятствий: зон размыва, островов, искусственных подводных сооружений; либо, наоборот, стремлением подхода к острову для устройства вентиляционных шахт или раскрытия дополнительных забоев.
Наиболее характерны, кроме прямолинейных, следующие варианты расположения подводного тоннеля в плане:
Для размещения руслового участка на прямой, в пределах береговых участков, трассу тоннеля располагают на кривых (рис. 2.73, а);
Подходные береговые участки подводного тоннеля попадают на разные стороны поворота, поэтому ось тоннеля в плане располагают на кривой (рис. 2.73, б);
Из-за несовпадения осей подводных участков на обоих берегах водотока, криволинейные участки пути располагают вблизи урезов воды, а весь тоннель имеет в плане вытянутую S-образную форму (рис. 2.73, в);
Для организации промежуточной стройплощадки, связанной с изменением способа строительства или, при необходимости, устройства вентиляционной шахты, используются естественные или искусственные острова в русле водотока, что допускает искривление трассы тоннеля в плане (рис. 2.73, г).
В любом случае необходимо соблюдать нормативные требования к элементам криволинейных участков дороги и их взаимному сопряжению.
Продольный профиль тоннеля может проектироваться двускатным вогнутого очертания, с плоским нижним разделительным участком, либо, при значительной протяжённости сооружения, разделительный участок заменяют двумя элементами продольного профиля с уклонами, направленными от середины тоннеля к берегам водотока. В местах намечаемого сопряжения уклонов, при их большой алгебраической разности, назначают элементы переходной крутизны, обеспечивающие выполнение нормативных требований к продольному профилю. В особо длинных подводных тоннелях может проектироваться многоскатная форма продольного профиля, диктуемая отметками дна по трассе тоннеля и условиями обеспечения минимальных глубин заложения.
При проектировании продольного профиля подводного тоннеля большое внимание уделяется правильному назначению глубины заложения верха тоннеля относительно дна водотока или водоёма, которая назначается в зависимости от способа строительства и свойств грунтов.
Если подводная часть сооружается щитовым способом под сжатым воздухом, то, во избежание его прорыва, минимальную глубину заложения относительно линии возможных размывов назначают в зависимости от свойств грунтов, слагающих русловое ложе: 4-6 м в плотных глинистых грунтах, 8-10 м в слабых несвязных грунтах. Уменьшение толщины защитной кровли может достигаться устройством по дну водоёма, непосредственно над сооружением, защитного глиняного тюфяка толщиной 2-3 м и шириной 3-4 диаметра тоннеля.
При строительстве подрусловой части методом опускных секций глубина заложения тоннеля назначается не менее: 2,5- 3 м в слабых несвязных грунтах и 1,5-2 м в плотных глинистых грунтах.
Места переломов продольного профиля стараются совмещать со стыками секций. Это облегчает конструкцию самих секций и устройство под неё основания.
Характерным примером является железнодорожный тоннель протяжённостью 5,8 км под заливом Сан-Франциско (рис. 2.75). Необходимость обхода сейсмоопасных участков в заливе и полигональная форма продольного профиля привели к искривлению продольной оси сооружения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В результате этого из 57 секций тоннеля 15 имеют криволинейное очертание в плане и 4 - в профиле. Две секции представляют собой отрезки спирали, криволинейные в обеих плоскостях.
Форма поперечного сечения подрусловой части определяется способом проходки и, в большинстве случаев, при применении щитового способа или способа опускных секций имеет круговое или прямоугольное очертание.
Глубина воды над тоннелем должна быть достаточной для судоходства.
Для борьбы с водой, появляющейся в эксплуатируемом сооружении, в самом низком месте тоннеля устраивают водоприёмник и размещают в нём насосную станцию небольшой мощности. Она используется для удаления сравнительной небольших объёмов воды, собирающейся в закрытой части тоннеля. В нижней части открытых рамп устраивают высокопроизводительные дренажные откачки для перехвата и удаления дождевых вод. Кроме этого, для предотвращения затопления подводного тоннеля предусматривают различные конструктивные решения (рис. 2.76).
Подводный коммуникационный тоннель в Свеаборге (Финляндия), построенный в 1980 году, имеет общую протяжённость
1265 м, площадь поперечного сечения около 13 м 2 . В тоннеле проложены тепло- и водопровод и электрические кабели. В самой низкой точке установлен насос для откачки дренажных вод.
В Норвегии запроектирован первый в мире автомобильный плавающий тоннель диаметром 20 м и протяжённостью 1440 м, заанкеренный в грунт. В тоннеле предполагается разместить двухполосную проезжую часть, пешеходную и велосипедную дорожки.
В 2001 году в Москве, в составе транспортной развязки на пересечении Волоколамского шоссе с ул. Свободы, введён в эксплуатацию уникальный тоннель под каналом им. Москвы. Трасса тоннеля состоит из двух участков: первый длиной около 160 м, возведённый как единая монолитная железобетонная конструкция без промежуточных деформационных швов. Второй участок, протяжённостью около 240 м, состоит из девяти секций, разделённых промежуточными деформационными швами. В поперечном сечении тоннель представляет собой двухсекционную коробку с размерами 7,9x28,7 м, предназначенную для пропуска пяти полос движения (рис. 2.80).
Норвегия вынашивает амбициозные планы по установке первых в мире плавучих подводных автотуннелей, чтобы помочь путешественникам легко пересекать многочисленные национальные фьорды.
В настоящее время единственный способ преодолеть большое водное пространство включает в себя серию паромов - неудобный и трудоемкий процесс.
«Погруженные в воду плавучие мосты» будут состоять из больших труб, находящихся на глубине около 30 метров, и каждая из них будет достаточно широкой для двух полос движения.
Подводные мосты будут удерживаться понтонами вдоль поверхности, соединенными металлическими фермами (решётчатая конструкция, укрепляющая и поддерживающая перекрытие), для обеспечения стабильности.
Также существует возможность того, что структура может быть дополнительно прикреплена болтами к горной породе.
Каждая система моста будет состоять из двух туннелей, расположенных бок о бок: для движения в каждом направлении.
Несмотря на нетрадиционную структуру, официальные представители говорят, что подводный туннель будет ничем не отличаться от обычного, традиционного наземного автотуннеля. На сегодняшний день на территории страны действуют 1150 транспортных тоннелей, 35 из которых находятся под водой.
Так почему же не построить обычный мост? К сожалению, сложный рельеф местности в этих регионах делает его непригодным для обычного моста. Единственной альтернативой плавучим мостам может быть подвесной мост или понтонный мост над водой, тем не менее, эти конструкции имеют свой недостаток: они восприимчивы к непогоде. Они также мешают кораблям ВМФ, которые иногда проводят в этой местности обучения.
На данный момент Норвегия выделила $ 25 млрд денежных средств на этот проект, который, как ожидается, завершится к 2035 году. Для окончательного утверждения инженерам все еще придётся поработать над конструкцией: таких автотуннелей еще никто никогда не строил, и никто не точно уверен, как ветер, волны и течения воды в фьордах могут влиять на структуру. Если идея плавучих туннелей окажется слишком трудновыполнимой, политики имеют право выбрать другой проект с сохранением финансирования.
подсмотрел
13 марта 1988 года в Японии был открыт тоннель Сэйкан – самый длинный в мире подводный железнодорожный тоннель. Сегодня мы решили рассказать о нем и других самых примечательных подводных тоннелях, которые могут посетить туристы.
Самый длинный
Пока китайские ученые корпят над проектом очередного рекордсмена – подводного тоннеля протяженностью 123 км, – самым длинным действующим железнодорожным коридором на планете остается японский Сэйкан. На реализацию задумки соединить кратчайшим путем два самых крупных острова Страны восходящего Солнца потребовалось 42 года и более 3,6 миллиарда долларов. Первоначальные сроки и стоимость возведения Сэйкана увеличивали то слабые грунты, то слишком сильное давление воды, то бесконечные финансовые трудности. И вот 13 марта 1988 года японская пресса наконец взорвалась восторженными очерками: состав, скрывшийся в глубинах тоннеля на Хонсю, промчался под водами Сангарского пролива и вынырнул, будто поплавок, на Хоккайдо. «Величественное зрелище» (так переводится с японского «Сэйкан») достигает в длину 53,85 км, чуть меньше половины из которых скрываются в подводных глубинах. Тоннель оборудован защитой от природных катаклизмов и силы водной стихии: внутри установлены сверхчувствительные датчики, реагирующие на малейшие колебания земли, мощные насосы, за минуту откачивающие до 16 тонн воды, и внушительные убежища, имеющие достаточные запасы на случай бедствия. Сейчас Сэйкан уже не так знаменит, как 20 лет назад, но все еще является достопримечательностью Японии.
Самый старый
Любопытный факт: самый первый на планете “подводный мост” должен был соединить два берега Невы в Петербурге. Но судьба распорядилась иначе. Царственный заказчик Александр I скончался раньше, чем талантливый архитектор Марк Брюнель закончил проект, а его наследник Николай I технической новинкой не заинтересовался. Разработчик решил: не пропадать же добру, и обратился к другому «продвинутому» монарху – английской королеве Виктории. Тут ему повезло больше: придуманный им метод, до сих пор использующийся при строительстве тоннелей, был реализован для соединения двух берегов Темзы. Поглазеть на открытие подводной коммуникации длиной 459 метров собралось 50 тысяч лондонцев. По меркам 1843 года это была почти половина населения столицы! Хотя из-за нехватки финансирования тоннель так и не стал грузовым, он пользовался огромной популярностью: пройтись под рекой казалось столь же невероятным, как оказаться на Луне. Коридор превратился в город развлечений: здесь появились торговая галерея и подводный бордель, прошла первая в мире ярмарка под водой. Через некоторое время проход под Темзой был заброшен: в течение 145 лет сюда заглядывали лишь путевые проходчики. Совсем недавно в самом старом подводном тоннеле мира вновь зазвучали голоса: власти Лондона проводят пешие прогулки по историческим подземельям.
Фото: usolt.livejournal.com
Самый глубокий
Строительство тоннеля под проливом Босфор, сумевшего связать Европу с Азией, было давней турецкой мечтой, казавшейся фантастикой. Более 150 лет потребовалось для того, чтобы реализовать задумку, возникшую у османского султана Абдула-Гамида еще в 1860 году. Открытие тоннеля Мармарай, состоявшееся 29 октября 2013 года и приуроченное ко Национальному дню Турции, не обошлось без эксцессов: в Мармарае было отключено электричество и пассажиры были вынуждены сами выбираться из застрявшего в тоннеле поезда. Длина коммуникации, объединяющей три подземные и 37 наземных станций, 8 пригородных и 4 пересадочных вокзала, достигает 13,6 километра, причем 1400 метров проходит непосредственно под Босфором. Пропускная способность двойной трубы, проложенной на 60 метров ниже дна пролива, составляет полтора миллиона пассажиров за день, а ее система безопасности способна выдержать землетрясения в 9 баллов по шкале Рихтера. Помимо неоспоримой экономической выгоды, решившей проблему перегрузки транспортной системы Стамбула, строительство Мармарая принесло еще одну неожиданную пользу. Во время мега-стройки было обнаружено 40 тысяч важных археологических находок, включая флотилию из 30 византийских судов, достойную занять место среди объектов Всемирного наследия.
Фото: andrewgrantham.co.uk
Самый развлекательный
До 1997 года смешное по нынешним меркам расстояние в 15 километров жителям японских городов Кисарадзу и Кавасаки не казалось просто досадной мелочью. Из-за того, что кратчайшее расстояние между этими точками пролегало через Токийский залив, Кисарадзу, лежащий совсем рядом с ультрасовременным Токио, напоминал деревенскую глубинку. Ведь чтобы добраться на авто из столицы, приходилось преодолевать путь в сотню километров. Японским инженерам предстояла архитрудная задача: возведение моста между разными сторонами Токийского залива затруднило бы передвижение морских судов, а прокладка тоннеля была слишком проблемной из-за неустойчивости морского дна. Техническое решение было гениальным: «Аквалайн» стал весьма удачной и безопасной комбинацией из подводного тоннеля длиной 9,6 км и моста протяженностью 4,4 км. Но не чувствительные датчики дыма, установленные через каждые 25 метров, и не новейшие антисейсмические технологии поместили токийский тоннель в этот рейтинг. На одном из двух искусственных островов, через которые проходит «Аквалайн», расположен целый развлекательный комплекс, похожий на пассажирский лайнер. Помимо парковки, рассчитанной на 480 автомобилей, тут находятся рестораны, сувенирные магазины, зоны отдыха и обзорные площадки.
Самый известный
О современном чуде света, соединившем Туманный Альбион с Пятой республикой, знает каждый: Евротоннель, открытый под Ла-Маншем в 1994 году, стал символом объединения Европы. Идея проложить прямой путь из Англии на материк приходила в голову выдающимся деятелям всех времен: от ученых 13 века до амбициозного Наполеона, мечтавшего пустить под проливом конницу, осуществляя вентиляцию через выходящие на поверхность трубы. И лишь в конце 20 века «Европа наконец присоединилась к Британии»: три тоннеля (два для движения поездов и один резервный) соединяются в единую систему воздухоотводами и запасными тоннелями. Для того чтобы уменьшить эффект поршня, возникающий при движении скоростных поездов, способных развивать скорость до 350 км/ч, над тоннелями проложена вентиляционная система, а на обоих концах установлены рефрижераторные станции, охлаждающие рельсы. Интересный факт: англичане подошли к строительству 51-километрового Евротоннеля с особым энтузиазмом. Они копали быстрее, чем французы, и вырыли на 15 км больше. Да и с землей, образовавшейся при строительстве, они обошлись романтичнее, образовав рукотворный мыс Шекспира. Недостатки Евротоннеля (например, высокая плата за проезд) компенсируются неоспоримым достоинством: это самый быстрый и интересный способ добраться из континентальной Европы в Британию.
С увеличением глубины и ширины водных преград резко возрастает стоимость строительства подводных тоннелей и возникают проблемы, связанные с опусканием и подводной стыковкой тоннельных секций. В связи с этим в ряде стран прорабатывают различные концептуальные и технологические решения строительства «плавающих» тоннелей.
Располагаемые целиком в воде, неглубоко от поверхности (в зависимости от условий судоходства до 30-35 м) такие тоннели удерживаются системой вертикальных или наклонных тросов, закрепленных в дно водной преграды, либо закрепленных на понтонах (см. рис. 1.1, г, д).
При этом значительно сокращается длина тоннельного перехода, не требуется вскрытия подводных котлованов и обратной засыпки секций, упрощается сопряжение подводной части с береговыми участками и снижается стоимость строительства. Такие тоннели можно сооружать длиной до 30 км при глубине воды до 500 м и более.
На конструкции «плавающих» тоннелей помимо обычных постоянных и временных нагрузок действуют нагрузки, вызванные колебаниями температуры воды, течения, приливами и отливами, изменениями плотности воды, волнами сжатия от проходящих судов, вероятностью столкновения судов над тоннелем, потерей плавучести, повреждениями системы крепления и др.
В Норвегии разработана программа строительства «плавающих» тоннелей через глубокие фиорды (глубина воды до 600 м). Отдельные железобетонные секции длиной от 300 до 500 м удерживаются на плаву тросовыми оттяжками, закрепленными на конструкции тоннеля и в якорных массивах на дне фиорда.
В качестве примера можно привести проект строительства «плавающего» тоннеля у г. Ставангера на глубине 25 м от поверхности воды в фиорде глубиной 155 м (рис. 5.22 и 5.23).
Рис. 5.22.
Из различных вариантов «плавающих» тоннелей - с опиранием на береговые устои (при малой длине), на промежуточные опоры, с за- анкериванием в дно пролива (рис. 5.24, а) или с подвешиванием к понтонам (рис. 5.24, б) - выбрана разработанная компанией Kvaerner стальная конструкция из опускных секций, закрепленная тросами к цилиндрическим понтонам. Она может быть собрана в стороне от трассы тоннеля, а затем доставлена к ней на плаву.
Предусматривается сооружение тоннеля через Хогсфиорд на юго- западном побережье страны. Ширина фиорда в месте пересечения 1400, глубина - 150 м. Строительство моста или заглубленного в дно тоннеля в этом месте сопряжено со значительными трудностями. Тоннельные секции кругового поперечного сечения из преднапряженного железобетона диаметром 9,5 м будут погружены на глубину 15-20 м ниже уровня воды и заанкерены тросовыми оттяжками в дно (рис. 5.25).
Рис. 5.23. Варианты поперечного сечения и закрепления «плавающего» тоннеля у г. Ставангер в Норвегии: 1 - тоннель; 2 - уровень воды в заливе; 3 - дно залива; 4 - тросовые оттяжки
На основе шестилетних комплексных проектных и исследовательских работ предложено также строительство «плавающего» тоннеля под Эйдфиордом. Ширина фиорда 1270 м, глубина воды - 400-500 м. Тоннель из преднапряженных железобетонных секций диаметром 9,5 м запроектирован на глубине 15 м от поверхности воды и закрепляется тросами ко дну, а горизонтальными растяжками - к береговым анкерным устройствам. Разработан вариант крепления тоннеля с заякоренными в дно плавучими спаренными понтонами. Каждый понтон прикрепляется к 24 гравитационным анкерам посредством двойных стальных канатов диаметром 44 мм, пропущенных через петлевые выпуски в верхней части анкеров.
Трехсекционный «плавающий» тоннель запроектирован для фиорда Эйден шириной 1240 м и глубиной 450 м.
Крупнейший «плавающий» тоннель (модель «моста Архимеда») для пропуска совмещенного автомобильного и железнодорожного движения между материком и островом Сицилией запроектирован в Италии через Мессинский пролив. Предложено несколько вариантов тоннеля, отличающихся габаритами, способом заанкеривания и пр.
Рис. 5.24. Варианты (а, б) плавающих тоннелей: 1 - тоннель; 2 - анкерные оттяжки; 3 - понтоны
По одному из вариантов тоннель общей протяженностью 3,25 км включает опускные секции из преднапряженного железобетона, выполненные в виде трех сопряженных тоннелей кругового очертания наружным диаметром 12,3 м. Боковые тоннели предназначены для двухполосного автодвижения, а центральный - для двухпутного железнодорожного (рис. 5.26).
При глубине пролива 100-130 м «плавающий» тоннель намечено расположить на глубине 40 м от поверхности воды с целью беспрепятственного пропуска судов. Положение тоннельных секций, обладающих положительной плавучестью, строго фиксируется системой парных тросов, заанкеренных в железобетонные массивы, уложенные по дну пролива.
На подводном участке длиной 2,05 км предполагается установить три секции из преднапряженного железобетона. По бокам секции снабжены обтекателями для уменьшения силового воздействия водного потока. Система тросовых оттяжек рассчитана на подъемную силу тоннеля 96 тыс. кН (300 кН на 1 м длины тоннеля) и на горизонтальные давления морского течения.
Рис. 5.25. Схемы (а, б) «плавающих» подводных тоннелей под Хог- сфиордом в Норвегии (проект): 1 - секции тоннеля; 2 - понтон; 3 - анкерная плита; 4 - тросовые оттяжки
Основные тросы крепятся к конструкции тоннеля через 10 м и за- анкериваются в железобетонные массивы под углом 60° к горизонту. Другая группа тросов для восприятия горизонтального давления крепится к тоннелю под углом 45°. Сила натяжения каждого троса 1260 кН, масса анкерного бетонного массива около 300 т.
В конструкции «плавающего» тоннеля предусмотрены аварийные отсеки, предотвращающие всплытие тоннеля путем заполнения их водой (автоматически срабатывают клапаны) в случае обрыва одного из тросов.
Рис. 5.26. Поперечное сечение «плавающего» тоннеля под Мессинским проливом (проект): 1 - отсек для автомобилей; 2 - балластный при- груз; 3 - отсек для железнодорожных поездов; 4 - тросовые оттяжки; 5 - анкеры; 6 - обтекатели; 7 - уровень воды; 8 - дно пролива
По другому варианту проекта предусмотрены три раздельных тоннеля: один для двухпутного железнодорожного движения длиной 5,4 км и два для двухполосного автодвижения длиной 6 и диаметром 15,5 км. Тоннели будут закрепляться на глубине 47,75 м от поверхности воды с помощью анкерных оттяжек.
В Японии разработаны проекты строительства «плавающих» тоннелей между островами Хонсю и Хоккайдо, под бухтой Утиура, а также между аэропортами Касан и Кобе через бухту в г. Осака. Наибольший интерес представляет проект двухярусного подводного тоннеля между островами Хонсю и Хоккайдо через бухту Фука. Верхний ярус предназначен для двухполосного автодвижения, а нижний - для двухпутного железнодорожного движения. На подводном участке на глубине
20 м от поверхности воды на тросовых оттяжках удерживается «плавающий» тоннель. Для противодействия колебаниям конструкции тоннеля при движении поездов и автомобилей, а также от морского волнения дополнительно предусмотрены стабилизаторы плавникового типа.
В Швейцарии для строительства транспортного пересечения озера с севера на юг разработаны три варианта: мост, тоннель, сооружаемый закрытым способом, и «плавающий» тоннель. Последний оказался предпочтительнее. Десять тоннельных секций, представляющие собой две коаксиально расположенные стальные трубы длиной по 100, наружным диаметром 12 и внутренним - 11 м с бетонным заполнением между ними, будут удерживаться на глубине 14 м от поверхности воды системой тросов, располагаемых через каждые 50 м под углом 45° к горизонту.
Существуют также проектные предложения по строительству «плавающих» тоннелей через пролив Гибралтар и Ла-Манш, под Великими озерами в США и Канаде.
