Най-дългите пътни и железопътни тунели в света

Изграждането на тунели съществува от дълбока древност и добива по-сериозни мащаби през 20 век в страните от Западна и Централна Европа, Америка и Близкия Изток. Необходимостта от тунели съществува както в урбанизирани райони, така и извън тях. Тунелите са разнообразни – пътни, железопътни, хидротехнически и специални. Изграждането на тунели е предизвикателство в много отношения – преодоляване на геоложки и хидрогеоложки препятствия, осигуряване на добра вентилация, сигурност и комфорт, технологично време. Колкото по-големи са мащабите, толкова по-големи са и предизвикателствата. В настоящата статия ще проследим строителството на едни от най-дългите тунели в света.

Един от признаците, по който могат да бъдат класифицирани тунелите, е дали са част от градската или извън градската среда. Тунелите в градски условия имат своето място и значение в градската инфраструктура за оптимално използване на подземното пространство и подобряване на трафика. Съществуващата обаче извънградска пътна и железопътна мрежа и стремежът към бързо и ефикасно обслужване, улесняване на преминаването през труднодостъпни места и превоза на товари, съкращаване времето на пътуване, са все обстоятелства, които налагат строителството на тунели, които да удовлетворяват тези изискваня.

Тунелите в извънградски условия най-общо могат да се класифицират на пътни и железопътни, на наземни и подземни, в планински терени или под вода.

Независимо от разположението, тунелите представляват сложна подземна система от съоръжения – основна тунелна тръба, отклонения, помощни галерии за достъп, вертикални изходи и др. Интересно е да разгледаме как тази подземна система е решена в едни от най-дългите пътни и железопътни тунели.

Тунелът Сейкан /Seikan Tunnel/
Тунелът Сейкан се намира в Япония и свързва префектурата Аомори, на остров Хоншу, с друг японски остров Хокайдо. Дължината от 53.85 километра го прави най-дългият железопътен тунел в света. Съоръжението впечатлява и с това, че почти половината от дължината му – 23.3km, се намират под океанското дъно на протока Цугару.

Идеята за презокеанска връзка между двата японски острова се заражда още в началото на миналия век, но сериозни геоложки и хидрогеоложки проучвания започват през 1946 година. Строителството на тунела е поставено през 1971 г., след направени прогнози, че увеличаващият се трафик няма да може да бъде обслужван от фериботния транспорт.Тогава започва прокопаването на основния тунел, което завършва през 1985 година. Отворен е за движение през 1988 година. Строителството на съоръжението е трудно поради сложните геоложки условия. Скалите не позволяват работа с тунелно пробивни машини. Прокопаването на тунела се извършва едновременно от двете срещуположни страни (в северния и южния край на пролива), а първият контакт между тях се осъществява през 1983 г.

Данните от първите геоложки проучвания сочат, че източното стеснение на пролива е с дълбочина, достигаща 200m и е с вулканична структура. Западното стеснение е с дълбочина 140m, а геоложката му структура е предимно от седименти скали. Именно то, заради по-благоприятните условия, е избрано за прокопаването на тунела.

Тунелът се състои от основна тръба с широчина 11m, която има формата на подкова. Аварийна и сервизна тръба, намираща се на 30m от основната тръба и са с диаметър 4-5m. Има още проучвателен (пилотен) тунел с ширина 3-5m, който се намира между споменатите две, но на по-голяма дълбочина, спрямо тяхното положение. Между първата и втората тръба има свързващи галерия, разположени през разстояние 600m – свързват основната и сервизната тръба. Най-ниската част на съоръжението се намира на 100m под морското дъно и на 240m под морската повърхност.

По трасето на тунела са изградени и две станции, които на практика са музеи и представят на посетителите история за строителствотои и функционирането на тунела.

Тунелът Лаердал /Laerdal – Aurland Tunnel/
Със своите 24,5km той е най-дългият пътен тунел в света. Намира се в Норвегия и е важна транспортна връзка между област Берген и Източна Норвегия. Открит е през ноември 2000 година, след строителство, продължило 5 години. Тунелът прекосява високопланинския път между Аурланд (Aurland) и Лаердал (Laerdal), наричан още „Снежният път” (1809m надморска височина). Ролята на тунела в случая е значителна, особено през зимата, защото пътят е отворен за движение само няколко месеца през годината.

Освен, че е най-големият пътен тунел, той се отличава и с изключително интересна конструкция, където са предвидени много мерки за безопасност и сигурност.

Допълнително е построен спомагателен тунел с дължина 2.1km, от страна на долината Тонджум (Tynjadalen), отдалечен на 6km от Лаердал. Това дава възможност пробивните работи да се извършват от 4 страни, което значително намалява времето за изграждане. Този допълнителен тунел също служи и като вентилационна система.

2,5 млн. куб. м. скален материал е иззет от тунела. Като отстранената скала е използвана по-късно за изграждането на други инфраструктурни обекти близо до Аердал.

Вътрешната част на тунела е решена по много интересен начин, като това е от една страна е полезно, а от друга атрактивно. За разнообразие, а и за да се избегне монотонността при пътуване, тунелът е разделен на 4 части, чрез създаване на 3 големи пещери – планински зали. Двете от тях са разположени на 6km навътре от двата отвора на тунела, а третата е в средата. Специално внимание е обърнато на осветлението. Трите зали са осветени в синя и жълта светлина, а останалата част на тунела – в бяла. Бялата светлина създава илюзията за ден, а жълтата, златната – за изгрев.

Мерки за сигурност – номера на телефони за спешни случаи на всеки 250 метра. Пожарогасители на всеки 125 метра. Това е единствения тунел с толкова на гъсто разположени.

Тунелът Готард /Gotthard Tunnel/
Прокопан в живописните швейцарски Алпи, тунелът все още в проект на изграждане, а след завършването му ще бъде най-дългият железопътен тунел в света. По план тунелът ще бъде открит за движение през 2017 година. Ще се превърне във високоскоростен железопътен тунел между градовете Цюрих и Милано с дължина 57km. През него ще преминават пътническите влакове, които ще развиват скорост от 240km/h, което ще намали времето за изминаване на разстоянието между двата града от 4 на 2 часа и половина. Дори по-бързо, отколкото с въздушен транспорт.

Начало на прокопаването е поставено през 2002 г. от двата срещуположни края – в северната част при селцето Ерстфелд (Швейцария) и селището Бодио – на югоизток. Изграждането на този тунел е голямо предизвикателство в геоложко отношение. Трасето пресича 9 геоложки зони. Минава през гранит и кварц, през пласт от доломитен мрамор (калцит и доломит). Количеството на изкопания материал е приблизително 13.5 млн. куб. м., а скалният материал и чакъл са вложени повторно в този и други обекти. Прокопаването на тунела се извършва с тунелно пробивна машина с дължина 400m.

Основна характеристика на тунела е, че цялата пътна линия ще е на една и съща надморска височина – 500m. Напречното сечение на съоръжението се състои от две тунелни тръби, отстоящи на 40m една от друга.

Мащабът на работата е огромен. Работят 2000 човека, по 24 часа в денонощието и 365 дни в годината. Освен двете основни тръби e изградена помощна галерия с дължина 2km за достъп на хората и оборудването. Температурите са над 30 градуса, налягането от земна маса, почти 2 километра над работните площадки, също е голямо. Общата дължина на тунела, заедно със спомагателни галерии, е 153km.

Тунелът е част от мащабен проект за прехвърляне на товарите от автомобилния към железопътния транспорт. Приблизително 300 влака ще преминават през съоръжението за едно денонощие.

Тунелът Ченъл – тунелът под Ла Манш /Channel Tunnel/
Най-дългият международен тунел в света със своите 50.5km, като почти 38 километра са под морето. Освен за влакове, по него минава и автомобилно трасе. Свързва Фолкстиун, Кент в Обединеното кралство и Кокел, Па дьо Кале, Северна Франция.

По него минава най-големият транспорт за автомобили и други превозни средства – влакът Eurotunnel. Тунелът фигурира в списъка със Седемте чудеса на съвременния свят.

През 1802 година френският минен инженер Алберт Матийо представя проект за тунел под Ламанша. А през 1830 г. са извършени първите геоложки и хидрографски изследвания на Ла Манша между Кале и Дувър.

Почти 20 години са продължили геоложките проучвания, които обхващат трасе с широчина 15km. Скалите, през които е прокопан тунелът, са основно мергели – благоприятни за тунелно-пробивни дейности и лекота на изкопните работи. Строително-пробивните дейности започват през 1987 г. Работи се едновременно, както от английска, така и от френска страна. Работят 11 тунелно пробивни машини, за да построят два самостоятелни жп тунела и един сервизен. На английската страна са използвани 6, на френска – 5. Трасето на тунела минава на 50m дълбочина под морското дъно, а май-ниската му точка е на 75m. Работните екипи от френска и английска страна се срещат след 4 години пробивни дейности. През 1994 г. с тържествена церемония тунелът е открит за движение.

Напречното сечение се състои от две тръби с диаметър 7.6m, на разстояние една от друга на 30m. Между двете основни тръби има помощна (сервизна), която е с диаметър 4.8m. Има основна функция за вентилиране на тунела, а също и като евакуационен изход. Общо 151km е дължината на всички подземни галерии. 148 километра, от които, са прокопани с тунелно пробивни машини.

Скоростта на влаковете, преминаващо под Ла Манша, е 160кm/h.

Тунелът Гуадарама /Guadarrama Rail Tunnel/
Най-големият железопътен проект в Испания и свързва градовете Мадрид и Валядолид. Проектът се състои от два самостоятелни тунела с дължина 28.4km.

Строителството му започва през 2002 г. и е отворен е за движение през 2007 г. И двата тунела са изградени чрез тунелно пробивни машини - 4 на брой. Такива машини са избрани заради сложния скален състав (както твърди, така и меки скали) и кратките срокове, предвидени за изпълнението.

Месечно машините изкопават по 1000m, оставяйки зад гърба си две тунелни тръби/галерии. Две от тунелно пробивните машини, всяка с диаметър 11.72m, са конструирани от WIRTH за тайвански проект през 1996г., когато са били и най-големите в своя клас. Тези машини са били оборудвани с най-модерни и технологични части за времето си, осигуряващи безопасна и бърза работа. Четвъртият по големина в Европа. Използваните тунелно пробивни машини са проектирани специално за особеностите на релефа на масива Гуадарама, който се отличава с много твърди скали и нестабилна почва.

Диаметърът на изкопания в скалата тунел е 9.5m, а на вътрешната част, след облицовката, е 8.5m. През тунела преминават високоскоростни влакове, чиято скорост достига 350km/h.

Тунелът Лочберг /Lotschberg Tunnel/
Той е най-дългият наземен железопътен тунел. Дължина му е 34.7km. По време на изграждането му е модернизиран и тунелът Simplon Base, намиращ се на същата линия, за да се увеличи пропускателната способност. Скоростта на движение на влаковете през тунела е 230km/h. Проектиран е с два отделни ръкава, с по една линия за всеки. Ръкавите са разположение на разстояние 40-60m, вариращо в зависимост от особеностите на скалния масив.

По дължина на тунела, през 300m, има напречни тунели за връзка. Северният портал е близо до Фрутиген и е на 780m височина, а южният, при Рарон – на 660m.

За навременното изграждане тунелът е разделен на 5 участъка, съобразени с междинните точки за достъп. За прокопаването на тунела е използвана тунелно пробивна машина с диаметър 9.43m. Заради наличието на твърди скали като гранит, се налага извършването и на взривни работи. 16 тона е теглото на изкопния материал. По-късно се използват за други строителни дейности. В периода 2000-2006 г. е построена северната част на тунела. Прокопаването се извършва през галерия за достъп с дължина 1.5km. Прокопани са 23.5km еднолинеен тунел с напречно сечение 61 до 64m2.

Що се отнася до инсталациите в тунела – инсталираното оборудване е внушително. Общо 88 километра галерии и тунел – всички осветени, допълнително – аварийно и евакуационно осветление. Изграждането на система за вемтилация и климатизация отнема значително време. Заради високите температури – над 35 градуса и висока влажност се оказва трудно функционирането на електронните системи. Затова са инсталирани 136 стоманени контейнера, които да предпазват оборудването. 140 камери за постоянно видеонаблюдение.

Централан система с 80 000 контролни точки контролира действието на останалите системи.

Тунелът е пуснат в експлоатация през 2007 година, подобрява трафика и ускорява придвижването на товари.