Тоннель
Тонне́ль (фр. tonnelle от фр. tonneau — «бочка»; вар.: туннель) — горизонтальное или наклонное подземное сооружение, имеющее два выхода на поверхность, сооружаемое с транспортными и иными целями.
Тоннель может быть пешеходным и/или велосипедным, для движения автомобилей или поездов, трамваев, перемещения воды (деривационные тоннели гидроэлектростанций, канализационные коллекторы), прокладки сетей городского хозяйства и т. п. Существуют также так называемые экологические тоннели. Они прокладываются под автомобильными или железными дорогами и служат для того, чтобы звери могли безопасно перемещаться.
Основная часть метро также проложена в виде тоннелей (название употребляется традиционно, несмотря на то, что линии метро в большинстве случаев не имеют выходов на поверхность). Чтобы избежать пересечений, линии метро прокладывают на различной глубине (уровне).
Тоннели строят для преодоления природных препятствий (напр., тоннели под горами), для сокращения пути (тоннель через гору вместо дороги вокруг), для сокращения времени движения (тоннель вместо паромной переправы). Тоннели под водными преградами часто строят вместо мостов там, где мосты могли бы помешать проходу судов. Также тоннели строят во избежание пересечения разных транспортных потоков на одном уровне (подземные переходы, тоннели вместо железнодорожных переездов, тоннели как часть автомобильных развязок и тому подобное). В некоторых случаях проезды под пролётами мостов тоже называют тоннелями, что, однако, неправильно.
Содержание
История
Тоннель является одним из древнейших изобретений человечества, наряду с мостом. В Вавилоне, Египте, Греции и Риме подземные работы проводились задолго до новой эры — сначала при добыче полезных ископаемых, сооружении гробниц и храмов, а затем для водоснабжения и транспорта. Первые тоннели сооружались, как правило, в скальных породах, без закрепления последних. Для ведения проходческих работ использовались примитивные орудия.
В раннее Средневековье тоннели строились редко и, в основном, в военных целях. В позднее Средневековье началось активное строительство судоходных тоннелей, соединяющих водные пути сообщения.[1] В 1826—1830 в Великобритании на участке Ливерпуль — Манчестер был построен первый в мире железнодорожный тоннель. Изобретение пироксилина и динамита, а также успешное применение в горном деле бурильных машин обеспечили возможность сооружения больших альпийских тоннелей между Францией, Италией и Швейцарией, в том числе и знаменитого Симплонского тоннеля длиной около 20 км. Среди сооружённых в 1920-х — начале 1930-х гг. выделяются Большой Апеннинский двухпутный железнодорожный тоннель на линии Флоренция—Болонья (Италия) длина 18,5 км, а также Ровский судоходный тоннель на водной магистрали Марсель—Рона (Франция) длина свыше 7 км.
Первый в мире автомобильный тоннель был построен в 1927 году в США под рекой Гудзон. Он связал Кеннел-стрит на Манхэттене в Нью-Йорке с 12-й и 13-й улицами Джерси-сити. [2]
Первый железнодорожный тоннель в России построен в 1862 в городе Ковно (длина 1,28 км). После него было сооружено множество тоннелей на железных дорогах Урала, Кавказа и Крыма. Значительное развитие тоннелестроение получило в СССР в связи с интенсивным железнодорожным строительством, созданием сети ГЭС, сооружением метрополитенов и объектов городского подземного хозяйства. Первый автомобильный тоннель в СССР был сооружён в Москве на Кутузовском проспекте в 1959 году[3]. Первый пешеходный тоннель в Москве был построен под улицей Горького (ныне Тверской) на её пересечении с Бульварным кольцом (Пушкинская площадь) в 1938 году.
Основные элементы тоннеля
Для строительства тоннеля необходима выработка — искусственная пустота в земной коре. В устойчивых породах выработку обычно оставляют без закрепления, в неустойчивых — сооружают временную крепь, основными элементами которой являются рошпаны; а затем, обделку. Обделка является важнейшим элементом тоннеля, воспринимающая давление окружающих горных пород и обеспечивающая гидроизоляцию тоннеля. Участки тоннеля, находящиеся возле его выходов, называются порталами. Порталы придают архитектурный вид входам в тоннель на фоне окружающего ландшафта.
Способы строительства
Закрытые
Закрытые способы строительства тоннелей применяются как для строительства тоннелей глубокого (>20 м), так и мелкого залегания. В зависимости от того, в какой породе располагается тоннель, выбирают ту или иную технологию строительства. К закрытым способам относят:
- Щитовой — при помощи щита проводится разработка грунта на полное сечение, а затем сооружение обделки тоннеля.
- Способ сплошного забоя — грунт разрабатывается в забое на полное сечение, а затем с помощью временных креплений возводится обделка тоннеля.
- Горный — грунт разрабатывается по частям, а далее по частям с помощью временных креплений возводится обделка.
Открытые
Применяются, как правило, для возведения тоннелей мелкого залегания. По сравнению с закрытыми способами, открытые способы отличаются относительной дешевизной строительства, но при использовании требуют обязательного перекладывания дорог и коммуникаций, находящихся над тоннелем. К открытым способам относят
- Котлованный способ — Разрывается котлован на полную ширину тоннеля до уровня его подошвы. Стены котлована либо оставляют под углом естественного откоса грунта, либо укрепляют в вертикальном положении. Обделку сооружают в котловане, который затем засыпают грунтом. Данный способ применялся при строительстве метро в Берлине и поэтому иногда называется «берлинским».
- Траншейный способ — Котлован разрывается по частям, стены возводят методом «стены в грунте». Таким способом часто строят пешеходные тоннели.
- Щитовой способ — Для возведения используется прямоугольный щит, аналогичный тому, что используется при закрытом способе. С его помощью возводят обделку тоннеля.
При сооружении тоннелей в сложных инженерных условиях используют различные специальные методы (дренаж, замораживание грунтов, кессонный способ с применением сжатого воздуха и пр.).
Самые длинные тоннели
- Готардский базовый тоннель (Gotthard) — крупнейший строящийся тоннель за всю историю Европы, запланированная протяжённость — 57 км (включая служебные и пешеходные ходы — 157 км), что сделает его самым длинным железнодорожным тоннелем в мире. Проект планируется завершить в 2015 г.
- Самым длинным на сегодня является японский тоннель «Сейкан», соединяющий острова Хонсю и Хоккайдо. Тоннель открыт для движения 13 марта 1988 года.
- Лердальский тоннель в Норвегии - самый длинный автомобильный, имеет протяжённость 24,5 километра. Открыт в 2000 году.
- Евротоннель, проложенный под Ла-Маншем между Фолкстоуном (графство Кент, Великобритания) и Кале (Франция). Несмотря на то что этот тоннель уступает по общей протяжённости туннелю Сейкан, его подводный участок (около 39 км) на 14,7 км длиннее подводного участка железнодорожного туннеля Сейкан. Тоннель под Ла-Маншем официально открыт в 1994 г.
- Самым длинным сухопутным тоннелем является Лёчберг на линии Берн — Милан, который находится в Швейцарии. Его длина 34 километра. Он соединяет район Берна и Интерлакена с районом Брига и Церматта.
Самые глубокие тоннели
- Эйксуннский тоннель в Норвегии, открытый в феврале 2008 года, достигает глубины 287 м ниже уровня моря. Максимальный уклон дорожного полотна достигает 9,6 %, минимальная толщина скалы над тоннелем — 50 м.
Тоннели России
Автомобильные
Железнодорожные
По состоянию на июль 2006 на сети железных дорог России эксплуатировалось 162 тоннеля общей протяженностью 119 километров[4]. Наибольшее количество тоннелей сконцентрировано на Кругобайкальской железной дороге.
Самым длинным железнодорожным тоннелем в России считается Северо-Муйский тоннель, являющийся частью Байкало-Амурской магистрали и открытый 5 декабря 2003. Тоннель имеет протяжённость в 15 343 м и проходит под Северо-Муйским хребтом (максимальная глубина 1,5 км). Строительство заняло 27 лет.
Самым же длинным железнодорожным подводным тоннелем в Российской Федерации является тоннель под Амуром в Хабаровске.
См. также
- Большой бостонский тоннель — самый дорогой проект в истории строительства США.
- Тоннель через Берингов пролив — проект соединения Евразии и Северной Америки тоннелем под Беринговым проливом.
Примечания
Источники
- Тоннель // Википедия. [2010—2010]. Дата обновления: 18.07.2010. URL: http://ru.wikipedia.org/?oldid=26293700 (дата обращения: 18.07.2010).
- Строительство метро // Стройпортал
- Строительство метрополитенов. Учебник для ВУЗов
Ссылки
- RUSTUNNEL — Тоннели России и подземное пространство
- Информация о современных технологиях для строительства тоннелей
- Каждый третий дорожный туннель в Европе не прошел тест 28.04.2008
