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).

Очень сложно было бы представить современный мир без метро, подземных сооружений и переходов, тоннелей - транспортных развязок… Все эти сооружения позволяют сделать передвижение людей и транспорта максимально безопасным, существенно сократить время пути, а также обеспечить удобный доступ к подземным коммуникациям.
Хотя слово «тоннель» (туннель) пришло в наш язык из английского языка, корни его нужно искать во Франции, где в старину оно означало круглый, бочкообразный свод. Именно так в разрезе выглядит до сего дня большая часть подводных или подземных сооружений, по которым перемещается вода, люди, транспорт, грузы и пролегают коммуникации.
Работы по строительству тоннелей ведутся открытым (котлованный, траншейный) или закрытым (горный, щитовой, продавливание) способом; также по методам строительства различают тоннели опускные (колодцы, кессоны, секции) и специальные (водопонижение, замораживание, химическое закрепление, тампонаж).
Сооружение современных тоннелей - весьма дорогостоящий, сложный технически и технологически процесс, требующий профессиональных знаний, мастерства и наличия проекта. При строительстве тоннелей применяется большое число единиц специальной техники и механизмов: это проходческие щиты и комбайны, шахтные бурильные установки, погрузочные машины, оборудование для отлива и вентиляции, шарнирно-сочлененные самосвалы и многое другое. Проектирование и строительство тоннеля предваряют исследования и геологические изыскания, а также основанный на них расчет стоимости работ.
Для современных мегаполисов с их плотной застройкой строительство тоннелей различного назначения в наше время особенно актуально и связано с целым рядом инновационных технологий, позволяющих реализовывать подобные проекты с максимальной точностью. Тоннели в городе позволяют убрать с поверхности значительную часть коммуникаций; кроме того, благодаря им часть автомобильного и пешеходного трафика перемещается ниже
поверхности земли, позволяя многим тысячам людей без потерь времени добираться к месту назначения. За пределами городов тоннели, проложенные сквозь горный массив или под руслом реки, позволяют на десятки, а иногда и сотни километров сократить путь следования пассажиров и грузов.
Тоннели могут пролегать горизонтально или под наклоном, а также иметь другую, более сложную конфигурацию. По местоположению тоннели принято разделять на горные - идущие через водоразделы, возвышенности и горные хребты; подводные - под руслами рек или морских проливов; равнинные, к которым относят также городские.
По назначению выделяют, как правило, семь групп тоннелей: автодорожные, железнодорожные, для метрополитенов для коммунальных нужд, гидротехнические; для горной промышленности, а также специального назначения.
Само собой, в небольшом журнальном материале охватить даже обзорно все важные вопросы, связанные с тоннелестроением, просто немыслимо. Поэтому мы подробнее остановимся на самом длинном в мире тоннеле Сен-Готард, поговорим о перспективах идеи строительства тоннеля под Керченским проливом, где сейчас ведется строительство моста,
но сперва приведем несколько любопытных фактов о, пожалуй, самом известном тоннеле в мире, соединяющем Францию и Англию под проливом Ла-Манш.

ЕВРОТОННЕЛЬ ПОД ЛА-МАНШЕМ

Тоннель под Ла-Машем, он же Евротоннель, был введен в эксплуатацию 6 мая 1994 года. Всего же история его строительства продолжалась более ста лет, а самой его идее - более двух веков. Что же касается именно строительства, в 1881 году удалось проложить 2026 метровс английской стороны и 1829 метров - с французской. В 1922 году строительство было возобновлено, но на этот раз бурение остановилось на 128 метрах тоннеля. Причиной остановки работ в обоих случаях была политика. В 1957 году началась работа над проектом, в 1973-м он был, наконец, согласован, а вот непосредственно строительство началось только в середине декабря 1987 года.
Тоннель прокладывали девять проходческих щитов длиной в 200 метров каждый. Они были оснащены роторами диаметром в 8 метров и с резцами из карбида вольфрама. Шесть щитов, двигаясь навстречу друг другу с французского и английского берегов, прокладывали три тоннеля - два магистральных и один служебный. Еще три щита прокладывали сухопутный тоннель от Шекспир-Клиффа до британского терминала рядом с Фолкстоном. Также два щита на материке прокладывали подземный путь от прибрежного Сангата до французского терминала в Кале. Всего в совместном британскофранцузском проекте принимали участие около 5 тысяч инженеров и техников и свыше 8 тысяч рабочих.
Три с половиной года заняли работы по преобразованию готовых бетонных тоннелей в транспортные магистрали. Перед тем, как пустить в тоннель первый, пробный электропоезд, от английского берега к французскому с песнями и плясками прошла группа молодежи.

Сегодня Евротоннель, несомненно, самое известное в мире сооружение в своем роде, но не самое длинное: японский тоннель Сэйкан между островами Хонсю и Хоккайдо немного длинней - его протяженность составляет 53,85 километра.

Тогда как длина Евротоннеля - 51 километр, 39 из которых проходят под Ла-Маншем. Как бы там ни было, благодаря ему из Парижа в Лондон стало возможно добраться на поезде Eurostar за рекордно короткое время - два часа с четвертью, из них поездка собственно в тоннеле занимает от 20 до 35 минут. Автомобильный транспорт преодолевает тоннель в вагонах специальных поездов Eurotunnel Shuttle - при этом водители и пассажиры не покидают своих машин. Максимальное время погрузки автомобиля в вагон поезда - восемь минут.
Технически Евротоннель представляет собой не один, а три тоннеля: два основных, имеющих рельсовый путь для поездов, движение в которых происходит в противоположных друг другу направлениях, и третий, небольшой вспомогательный тоннель. Он через каждые 375 метров имеет проходы, соединяющие его с основными. Предназначен вспомогательный тоннель для доступа обслуживающего персонала к двум остальным тоннелям, а также для аварийной эвакуации людей в случае чрезвычайных ситуаций. Таковых, к слову, за двадцать с лишним лет работы тоннеля было семь - в результате каждого из них работа тоннеля нарушалась на время от нескольких часов до нескольких месяцев. Благодаря конструкции Евротоннеля, а также профессиональным действиям спасателей человеческих жертв во всех случаях удавалось избежать.
Суммарные затраты на строительство Евротоннеля и ввод сооружения в эксплуатацию составили вдвое больше, чем планировалось изначально: около десяти миллиардов фунтов стерлингов. Эксплуатирующая сооружение компания Eurotunnel Groupe S.A. уже дважды оказывалась на грани банкротства. На стабильный уровень пассажиропотока более семи миллионов человек в год тоннель вышел лишь в 2003 году. Дополнительные расходы принесла борьба с нелегальными мигрантами, стремящимися попасть на остров через Евротоннель. Эксперты, то ли в шутку, то ли всерьез, утверждают, что срок окупаемости тоннеля может превысить тысячу лет.

СЕН-ГОТАРД: САМАЯ ДЛИННАЯ «НОРКА В СКАЛЕ»

Без сомнения, самым ярким событием нынешнего лета, а, возможно, и 2016 года в целом стало для мировой строительной отрасли открытие самого длинного в мире тоннеля, проложенного в толще альпийских гор. Правда, регулярное сообщение в базисном, железнодорожном тоннеле Сен-Готард начнется только в декабре - в настоящее время там проводятся технические испытания. В целом строительство супертоннеля NEAT длилось 17 лет и стоило около 11 миллиардов долларов. Однако обо всем по порядку.
Перевал Сен-Готард, россиянам известный главным образом благодаря предпринятому здесь переходу Суворова через Альпы, исторически соединяет юг и север Европы, являясь «путем из итальянцев в немцы». Первый известный истории мост через ущелье Шолленен в этих местах был переброшен еще в 1200 году. В 1882 году здесь появился первый железнодорожный тоннель длиной 15 километров - рекордсмен своей эпохи. Семнадцатикилометровый автомобильный тоннель был введен в эксплуатацию почти век спустя, в 1980 году - и тоже некоторое время считался самым длинным в мире.

Открытый 1 июня 2016 года базисный тоннель NEAT ставит абсолютный мировой рекорд: даже два строящихся сейчас аналогичных тоннеля Италия - Франция и Италия - Австрия будут немного короче.

Сен-Готардский тоннель NEAT строили 2600 рабочих, используя проходческий щит рекордной длины 410 метров (протяженность четырех футбольных полей).
Объем залитого при сооружении тоннеля бетона составил 4 миллиона кубометров (четыре небоскреба Эмпайр-стейт-билдинг, поставленные друг на друга). В ходе строительства максимальный объем перевозимых в день грузов составлял 377 тысяч тонн - или 15 080 стандартных контейнеров. Одного медного кабеля на тоннель пошло 3200 километров - это расстояние от Цюриха до Багдада. Вместе с двумя другими тоннелями - автомобильным и железнодорожным, идущими параллельно, о которых было сказано выше, - новый базисный тоннель составляет в сумме длину подземных переходов в 104 километра.
Как и в Евротоннеле, движение поездов в тоннеле NEAT будет осуществляться в противоположных направлениях по двум параллельным путепроводам, соединенным между собой каждые 325 метров параллельными штольнями для эвакуации людей в случае аварии. Внутри тоннеля также располагаются два технических вокзальных терминала для ремонта и нейтрализации поездов. За безопасностью в тоннеле следят сложнейшие компьютерные системы; они же планируют расписание оптимального движения поездов под горным массивом. Что, конечно же, никак не умаляет колоссального труда инженеров, строителей и проходчиков тоннеля, девятерым из которых участие в этой «стройке века» стоило жизни.
Благодаря новому тоннелю в Сен-Готарде добраться от Милана до Берлина на поезде можно будет за один час и пятьдесят восемь минут - причем только 20 минут из этого времени уйдет на прохождение собственно тоннеля. В настоящее время ведется работа по интеграции NEAT в общую систему железнодорожного сообщения между севером и югом Европы, соединяющим, по сути, ее средиземноморское побережье с балтийским.
Но что же будет со старым железнодорожным тоннелем после декабря 2016, когда по NEAT пойдут поезда? Он будет работать как минимум до 2025 года, после чего планируется провести оценку изменений грузового и пассажирского потоков в нем и решить, целесообразны ли дальнейшие инвестиции в него. Рассматривается и вариант подачи заявки на старый тоннель на соискание статуса объекта наследия ЮНЕСКО. В случае положительного решения этого вопроса появится возможность для широкого развития здесь международного туризма, включая поездки под землей на исторических поездах разных времен.

КОПАТЬ ИЛИ НЕ КОПАТЬ ПОД КЕРЧЕНСКИМ ПРОЛИВОМ?

Еще до утверждения проекта моста через Керченский пролив между Кубанью и Крымом в качестве альтернативного решения рассматривалась возможность сооружения под проливом тоннельного перехода. И даже сегодня, когда строительство Керченского моста вовсю ведется, идея тоннеля под проливом по-прежнему остается актуальной, обсуждаемой как на уровне регионов (Крым), так и в отраслевых изданиях и на ресурсах профессиональных сообществ в Интернете («Подземный эксперт» и ряд других).
Еще два года назад тоннель под проливом предложили построить китайцы - по их замыслу, он должен представлять собой конструкцию, положенную прямо на дно, не повреждая его, и включающую в себя две железные дороги, шестиполосную автодорогу и инфраструктурный канал для резервного электро- и газоснабжения. Срок реализации проекта, по словам авторов, очень небольшой: всего два с половиной года. Аналогичный проект (правда, на километр короче) его авторы - государственная строительная корпорация из КНР - уже реализовали у себя на родине, в Макао. Слабой стороной проекта является то обстоятельство, что конструкцию, внутри которой расположится тоннель, придется укладывать на толщу неустойчивых четвертичных отложений, которые могут под ее весом повести себя непредсказуемо.
Аналогичные недостатки имеет и другой проект, предполагающий строительство тоннеля под Керченским проливом открытым способом в четвертичных отложениях (аллювиальные русловые пески, пойменные мягкотугопластичные и другие глины, текучепластичные суглинки с линзами суглинистых и супесчаных илов и т.д.). Кроме того, строительство тоннеля открытым способом хоть и является более дешевым и быстрым, но при этом несет негативное влияние на экологическую обстановку и осложнения для судоходства, связанные с поэтапным переносом фарватера.

Оптимальным вариантом строительства тоннеля под Керченским проливом, по мнению российских экспертов (Андрея Соловьева и Николая Кулагина («Ленгметрогипротранс»), а также ряда других), стал бы закрытый способ - а именно проходка двух однопутных тоннелей тоннелепроходческими механизированными комплексами (ТМПК), осуществляемая с крымского и кубанского берега в твердых устойчивых сарматских глинах, на глубине 60-80 метров от уровня моря. При этом строится двухпутная железнодорожная ветка, обеспечивающая перевозку грузов и автотранспорта на железнодорожных платформах в специализированных вагонах.

Скорость поездов в тоннеле - 160 километров в час; пропускная способность - 9,5 тысячи транспортных единиц в сутки. Длина каждого из двух параллельных тоннелей - почти 23 километра;

между собой они через каждые 300 метров соединены эвакуационными сбойками. (Аналогичное решение, без сервисного тоннеля, реализовано в конструкции 28-километрового тоннеля Гуадарамма в Испании.) При частоте движения в тоннеле четырех поездов в час в каждом направлении одновременно в одном направлении следует один поезд, второй тоннель все время его следования до станции на другом берегу остается свободным. После выхода поезда из тоннеля, другой поезд начинает движение в обратном направлении.
В обоих тоннелях, согласно проекту, сооружается железобетонная водонепроницаемая обделка из железобетонных блоков наружным диаметром 10,3 метра и внутренним 9,4 метра. Она рассчитана на сейсмическое воздействие до 9 баллов. Зазор между обделкой и породой заполняется под давлением специальным раствором, препятствуя разуплотнению грунта. Кроме железнодорожных путей в каждом из тоннелей также располагаются водоотводящие лотки, сантехническое и электротехническое оборудование, коммуникации, устройства сигнализации, связи и вентиляции, выполненной по продольной схеме.
Для организации перегруза автотранспорта на железнодорожные платформы проект предусматривает возведение перегрузочных станций, диспетчерских и пунктов эксплуатации перехода на обоих берегах пролива. Данный проект рассчитан на срок реализации 4 года и два месяца; смета расходов на него составляет 230 миллиардов рублей. Из всех представленных на рассмотрение он выглядит наиболее рациональным - но также имеет узкую сторону. А именно: для проходки тоннеля четырьмя ТПМК требуются большие, около 25 МВт, мощности - и если кубанская сторона ими располагает, то крымская - нет. Следовательно, придется предварительно сооружать кабельный переход через пролив длиною 14,5 километра, что займет около года. Однако в любом случае такой тоннель, наиболее экологичный и безопасный в эксплуатации, мог бы удачно дополнять Керченский мост, транспортная нагрузка на который, как это нетрудно посчитать по статистике паромной переправы, ожидается очень серьезная.

Мы не случайно углубились в технические моменты двух уже построенных тоннелей и одного спроектированного. Если современные здания строятся на десятилетия, то тоннельные переходы, будь они подземные или подводные, прокладываются на века. При этом в очень долгосрочной перспективе учитывается все: эффективность, экологичность, согласованность с другими коммуникациями, безопасность по отношению к стихиям, техногенным происшествиям и террористическим атакам и многое другое. Строительство любого крупного тоннеля сегодня автоматически становится национальным, а то и международным проектом. И очень может быть, что столетия спустя представления об уровне человеческой цивилизации в наше время потомки будут во многом составлять, изучая именно эти сооружения под водой или под землей. Запас прочности, заложенный в них, делает такую перспективу более чем реальной.

Первые сооружения, напоминающие нынешние тоннели, человечество стало строить еще в каменном веке и за прошедшие годы достигло определенных успехов в этом деле. Мы отобрали самые примечательные из ныне существующих: знакомьтесь.

Первый известный подводный тоннель построили в древнем Вавилоне под Евфратом за две с лишним тысячи лет до Рождества Христова. Технологии с того времени изменились, а суть - нет: тоннели и сегодня самый удобный способ разделения транспортных потоков по вертикали и преодоления разнообразных природных и рукотворных препятствий при перемещении людей и грузов. Но не только их.

Самый длинный в мире: Делавэрский акведук (штат Нью-Йорк, США)

Почетное звание самого длинного действующего тоннеля в мире сегодня удерживает сооружение, не предназначенное для перемещения людей и грузов. По нему из водохранилища Рондоут в горах Катскилл в город Нью-Йорк ежедневно поступает около 4,9 млн кубометров пресной воды, то есть примерно половина того, что за тот же срок тратит 20-миллионный мегаполис. Длина тоннеля составляет 137 километров при диаметре в 4,1 метра, а пролегает он на глубине до 300 м. Строили его в не самое удачное для США и всего Северного полушария время: работы стартовали в 1939 году и закончились только в 1944-м.

Чтобы прокачивать воду под землей и реками, используются насосные станции. Те, что расположены в Нью-Йорке, как эта, выглядят стильно, несколько напоминая палладианские виллы

Делавэрский акведук (Delaware Aqueduct) хотя и снабжает самый большой город США водой вот уже семь десятков лет, тем не менее небеспроблемен: он подтекает. В результате протечек в почву уходит не менее 140 тыс. куб. м ежедневно, какового объема хватило бы, чтобы обеспечить чистой питьевой водой около полумиллиона человек. И ладно бы вода просто уходила в землю! Нет, она подтапливает здания и поля и вредит природе. Чтобы решить проблему, Городской департамент защиты окружающей среды Нью-Йорка ведет строительство параллельного тоннеля, призванного заменить наиболее пострадавший участок акведука. Стоимость работ по ликвидации течей приближается к полутора миллиардам долларов.

Универсальный тоннель SMART (город Куала-Лумпур, Малайзия) Один из вариантов применения тоннелей - борьба с подтоплениями за счет отвода воды. В столице Малайзии Куала-Лумпуре решили построить универсальный двухуровневый тоннель SMART (Stormwater Management And Road Tunnel) , по которому можно пускать и автотранспорт, и воду во время сильных дождей. При длине автомобильной части в 4 км, а водоотводной - в 9,7 км SMART является не только самым длинным тоннелем такого типа в мире, но и самым длинным в Малайзии. В 2011-м он был удостоен премии Программы ООН по населенным пунктам UN-Habitat Scroll of Honour В норме тоннель работает как автомобильный и служит для следования в объезд центра города (по верхнему уровню). Во время сильных дождей вода из городской ливневой канализации отводится в нижний уровень. А если возникает совсем уж серьезная угроза наводнения, то тоннель закрывается для автомобильного трафика и оба уровня служат для водоотведения. Когда опасность проходит, автомобильную часть можно вернуть в строй в течение 48 часов. Только с начала 2007 года, когда был открыт SMART , до лета 2010-го тоннель спас центр Куала-Лумпура от семи сильных наводнений.

Самый длинный железнодорожный: Готтардский базисный тоннель (Швейцария)

Торжественная церемония открытия Готтардского базисного тоннеля (Gotthard-Basistunnel) в Швейцарии состоялась 1 июня 2016 года. Так завершилась почти четвертьвековая (первые работы по прокладке начались в 1993 году) история строительства не только самого длинного (57 км от портала до портала), но и самого глубокого (над тоннелем возвышается до 2450 метров горной породы) железнодорожного тоннеля в мире. И нельзя сказать, чтобы Готтардский перевал отделяющий, грубо говоря, Италию от Германии, нельзя было преодолеть как-то иначе: не считая живописного извилистого пути через перевал по поверхности, до открытия ГБТ можно было воспользоваться старым железнодорожным тоннелем (1882 года постройки) или автомобильным (1980-го), однако чтобы подобраться к ним, и поездам и автомобилистам приходилось преодолевать многие километры опасных горных дорог с десятками резких поворотов, что сильно усложняло задачу.

Северный портал Готтардского базисного тоннеля находится вблизи городка Эрстфельд на высоте 460 м над уровнем моря. На этом снимке можно видеть, что, по сути, речь идет о двух параллельных электрифицированных тоннелях диаметром 8,83–9,58 м. Кстати, базисным тоннель называется потому, что проложен в основании горного массива, имя которого носит

Теперь добраться из Цюриха в Милан стало возможным всего за 2 часа 50 минут вместо прежних 3 часов 40 минут, причем на скоростном поезде, следующем в тоннеле со скоростью до 250 км/ч (во время испытаний поезда IСE даже разгонялись до 275 км/ч). Всего таких поездов предусмотрено около 65 в день - они перевозят около 10 тысяч пассажиров в сутки, причем прирост трафика составил 30% в первые 8 месяцев эксплуатации тоннеля. Но важнее все же грузовое движение - грузовых поездов по тоннелю можно пропускать до 260 в день. Именно ради перевода транспортировки грузов с автомобильного на железнодорожный транспорт все и затевалось. Строительство обошлось примерно в 10 миллиардов швейцарских франков и девять человеческих жизней - именно столько из 3500 человек, строивших тоннель, погибло за время строительства.

Природный тоннель (штат Виргиния, США) Чтобы проложить железнодорожные пути или автодорогу в толще земли, человечеству совсем не обязательно долго и упорно долбить породу - можно воспользоваться тем, что за миллионы лет соорудила сама природа. Хотя сейчас пещере и ее окрестностям придан статус природоохранной территории - парка штата (Natural Tunnel State Park) - и они обустроены для пребывания многочисленных туристов, поезда через тоннель-пещеру по-прежнему проходят, хотя перевозят только уголь с расположенных неподалеку шахт Так поступили в конце XIX века в американском штате Виргиния, проложив железную дорогу через естественную пещеру, проделанную грунтовыми водами в толще известняка и доломита. У природы получилось открытое c обоих концов подземное сооружение длиной 255 метров, шириной до 61 метра и высотой до 24 метров. Это же настоящее чудо света, решили европейские поселенцы в Северной Америке. Это же настоящий тоннель - грех не воспользоваться, решили их потомки-промышленники пару сотен лет спустя, и пустили через пещеру грузовые и пассажирские поезда.

Самый длинный подводный: Евротоннель (под проливом Ла-Манш между Францией и Великобританией)

Даже если этот тоннель (известный также как Channel Tunnel и Le tunnel sous la Manche ) не был бы действующим мировым рекордсменом по длине подводной части, его следовало бы включить в нашу подборку - за символичность. Открытый в 1994-м году, он воплотил почти двухвековую (первые планы такого сооружения возникли в 1802 году) мечту Европы о соединении Британских островов и континента сухопутной линией. Строили его относительно недолго, всего шесть лет, и заплатили астрономическую даже по нынешним временам сумму - около 9 млрд фунтов стерлингов (то есть 21 млрд долларов по тогдашнему курсу), что оказалось больше запланированных 5,5 млрд фунтов. В любом случае проект довольно долгое время оставался самым дорогим инфраструктурным проектов в истории.

На континенте тоннель начинается в районе Кале. На этом фото видно, как железнодорожные пути после разворотного круга сворачивают вправо и уходят в сторону моря. Там портал в Британию

В итоге получили два параллельных тоннеля диаметром 7,6 м в 30 метрах друг от друга для поездов и 4,8-метровый сервисный тоннель между ними. В длину железнодорожная часть составляет 50 км, 37,9 из которых проходят под дном пролива Ла-Манш на глубине до 75 метров (или 115 метров ниже уровня моря).

С обеих сторон тоннель подсоединен к сети скоростных железных дорог, соединяя таким образом европейские железные дороги с британскими. Поезда ходят между Лондоном с одной стороны и Парижем, Брюсселем и Лиллем с другой. Если вы предпочитаете путешествовать по Европе на автомобиле, тоннель поможет и вам: вы не будете зависеть от погоды и страдать от качки, переплывая Ла-Манш на пароме. Вместо этого можете закатить свой автомобиль на Eurotonnel Shuttle - 775-метровый автопоезд, который за 35 минут преодолеет пролив по тоннелю. Правда, на нем вы далеко не уедете: только до специального терминала в Нор-Па-де-Кале или Кенте: параметры поезда таковы, что он отлично подходит для быстрой и безопасной перевозки легковых и грузовых автомобилей, но дальше поезд просто не пролезет.

Между двух континентов: тоннель Мармарай (город Стамбул, Турция) По части символичности и знаковости у Евротоннеля есть конкурент - тоннель Мармарай (Marmaray) , пролегающий под дном пролива Босфор и соединяющий европейскую и азиатскую части Стамбула, то есть в некотором смысле два континента: 1,4-километровый тоннель, вернее два параллельных однопутных тоннеля для метропоездов, построенные как часть проекта по модернизации транспортной системы Стамбула, пролегает под дном пролива Босфор на глубине 60 метров в сейсмоопасном районе и притом в илистом грунте и способен пережить землетрясение магнитудой до 7,0. Маршрут тоннеля на этом спутниковом фото обозначен пунктирной линией. Сплошной же изображены прочие участки транспортной системы Мармарай Пока тоннель строили, в земле на европейском берегу пролива обнаружили остатки гавани Феодосия, главного порта древнего Константинополя, с массой античных и средневековых артефактов, включая обнаруженные впервые остатки византийских галер, а потом и следы первого человеческого поселения на территории современного Стамбула, которое, как предполагается, возникло примерно в 7-м тысячелетии до нашей эры.

Самый глубокий: Эйксундский тоннель (Норвегия)

Говоря о тоннелях, проложенных под дном моря, нельзя не упомянуть Eiksundtunnelen . В сравнении с предыдущими он совсем небольшой - 7,8 км длиной - и притом предназначен для движения автотранспорта и соединяет не две крупнейшие страны Европы, а небольшие селения на островах в западнонорвежской губернии Мере-ог-Румсдал с континентом. Уникальность же его в том, что он проложен на глубине до 287 метров ниже уровня моря, причем от дна Стурфьорда до тоннеля в некоторых местах - до 50 метров скальной породы.

Церемония открытия тоннеля состоялась 23 февраля 2008 года - спустя пять лет после начала строительства. Последнее, к слову, обошлось дешевле, чем планировалось, - удивительное дело для инфраструктурных проектов

Эйксундский тоннель - только часть дорожного комплекса, включающего, помимо этого, еще два тоннеля поменьше и 405-метровый мост. Общая численность населения в поселках, обслуживаемых комплексом, составляет около 40 тыс. человек.

Тоннели высоко в горах Задача тоннеля, как принято думать, - забираться глубоко под землю. Однако забираться под землю можно и на большой высоте над уровнем моря. Так делает, к примеру, один из самых высокогорных тоннелей в мире - автомобильный тоннель имени Эйзенхауэра (или, официально, Мемориальный тоннель имени Эйзенхауэра и Эдвина Джонсона, Eisenhower-Edwin C. Johnson Memorial Tunnel ) длиной 2,72 км, пробитый под Американским континентальным водоразделом в Скалистых горах в штате Колорадо, США, на высоте 3357–3401 м (западный и восточный въезд соответственно), чтобы упростить движение по шоссе I-70 . Так выглядит восточный портал тоннеля имени Эйзенхауэра. Прямо над тоннелем на перевале Ловлэнд находится отличный горнолыжный курорт Конкурентом тоннеля имени Эйзенхауэра в борьбе за звание мирового рекордсмена выступает железнодорожный тоннель под горой Юнгфрау в Швейцарских Альпах. Его вместе с подземными станциями и открытым участком достроили к 1912 году после 16 лет тяжелых работ. Длиной тоннель 7 км (а вся линия - 9,3 км), максимальная высота над уровнем моря - 3454 м при перепаде высот в 1400 м. Предназначен он для увеселительных поездок по узкоколейной зубчатой железнодорожной линии к живописнейшему перевалу Юнгфрауйох. Примечательно, что рекорд по количеству пассажиров в день, зафиксированный 1 июня 2000 года, был 8148 человек. Неудивительно: стоимость билета для взрослого начинается от 113 франков (около 7000 руб.) - сравните с бесплатным тоннелем имени Эйзенхауэра, по которому в день проходит около 30 тыс. автомобилей.

Самый длинный автомобильный: Лердальский тоннель (Норвегия)

В Норвегии построили еще один тоннель-рекордсмен - Лердальский (Lærdalstunnelen) длиной 24,51 километра, на сегодняшний день самый длинный в мире автомобильный тоннель. Находится он примерно в пяти часах езды на машине по извилистым дорогам от Эйксундского, соединяет коммуны Эурланн и Лердал в губернии Согн-ог-Фьюране и представляет собой часть автомагистрали между двумя крупнейшими городами страны - Осло и Бергеном, введение которой в эксплуатацию избавило норвежцев от необходимости преодолевать участок пути между городами на пароме или по горным дорогам, особенно неприветливым зимой и в непогоду.

В то время как собственно тоннель имеет обычное освещение с помощью ламп белого цвета, разделяющие его на отрезки пещеры подсвечены синим и желтым. Такое освещение призвано имитировать рассветное небо и сделано для того, чтобы снизить утомляемость у водителей

Хотя расстояние в примерно 25 км может показаться не таким уж большим (всего 20 минут при соблюдении скоростного режима), создатели тоннеля позаботились, чтобы водители преодолевали его максимально беспроблемно - в частности, чтобы они не заснули за рулем и не испытали приступ клаустрофобии. Для этого тоннель разделен тремя обширными пещерами, где можно остановиться или сделать разворот. Примечательно, что в той же губернии всерьез задумались о строительстве еще одного тоннеля - Стадского судоходного, предназначенного, чтоб суда, в том числе паромы, сейчас следующие в обход одноименного полуострова, могли без проблем преодолевать один из самых опасных участков моря у побережья Западной Норвегии. Начало строительства тоннеля длиной около 2 км, высотой 49 м, шириной 36 м и глубиной 12 м, планируется на этот или следующий год, а окончание - на 2023-й. Когда и если тоннель будет построен, «Вокруг света» непременно о нем расскажет - оставайтесь с нами.

Самый длинный в России Самый длинный тоннель в России хотя и много меньше по длине, чем описанные выше, но впечатляет не меньше: 15 километров 343 метра через гранит Северо-Муйского хребта в Бурятии пробивали 26 лет. Это неудивительно: строителям приходилось сражаться с плывунами, находившимися под давлением до 34 атмосфер, разломами и другими сложностями геологического характера, а также с суровым климатом, радоном и фоновой радиацией и нехваткой финансирования - горнопроходческие работы начались в 1977 году, а первый поезд по тоннелю прошел только в 2001-м, таким образом, проект пережил и кризис и распад СССР, и кризис начала 1990-х. Ввод тоннеля в эксплуатацию позволил наладить безостановочное движение по БАМу тяжелых грузовых поездов, которые до того приходилось расформировывать и проводить по частям через обход по крутым лавиноопасным трасам и виадукам. Время в пути сократилось на участке с двух часов до 20–25 минут.

Фото: Jim.henderson / Wikimedia Commons, Emran Kassim / Flickr, Zacharie Grossen / Wikimedia Commons, Virginia State Parks / Wikimedia Commons, Philippe TURPIN / Getty Images, T.Müller / Wikimedia Commons, Patrick Pelster / Wikimedia Commons, Svein-Magne Tunli / Wikimedia Commons

• Пересекает: залив Чезапик
• Длина: два туннеля длиной в 1 милю (1.6 km). Длина от Toll Plaza до Toll Plaza: 20 миль
• Соединяет: Восточное побережье Вирджинии с Хемптон Роудс, Вирджиния
• Построен: в апреле 1964.
• Стоимость: $200 млн. северная часть,$250 млн. южная часть.

Уже 44 года туннель привлекает внимание всего мира как инженерное чудо и важная транспортная переправа. Мост-туннель в заливе Чезапик является 37-километровым соединением, пересекающим залив Чезапик и соединяющим восточное побережье Вирджинии и район Хемптон Роудс, Вирджиния. Он заменил паромную переправу, работавшую в этом районе с 1930х до момента строительства туннеля в 1964 году. Система является одной из 8 мостово-туннельных систем в мире, три из которых находятся в Вирджинии.

С момента открытия туннель пересекли более 100 млн. транспортных средств. Туннель позволяет сократить 152 км. и полтора часа на пути от Норфолка до севера Дэлавера, а также избавляет от необходимости стоять в пробках в дороге. Стоимость проезда составляет 12 долларов. Глубина туннеля составляет от 25 до 100 футов под водой.

Туннель Дрогден

• Пересекает: пролив Эресунн.
• Длина: 4 050 м (13 287 футов)
• Соединяет: Столицу Дании Копенгаген и шведский город Мамло.
• Построен: летом 2000 г.
• Стоимость: 30,1 млрд. датских крон вся постройка

Причиной дополнительных затрат и сложности строительства тоннеля вместо еще одной секции моста Эресунн является желание не помешать авиационному транспорту из близлежащего аэропорта Копенгагена и обеспечить беспрепятственный проход водного транспорта. Туннель Дрогден является соединением между Пеберхольмом и искусственным островом Каструп. Туннель длиной 4 050 м включает в себя подводную часть длиной 3 510 м и две въездные части длиной 270 м каждая. Каждая труба туннеля состоит из 20 заранее построенных сегментов, самых тяжелых в мире по 55 000 тонн каждая, соединенных на морском дне. Две трубы в тоннеле содержат железнодорожные пути, еще две – автомобильные дороги, пятая труба оставлена для непредвиденных случаев. Трубы располагаются рядом.

Туннель в проливе Ла-Манш, “Чаннел”

• Пересекает: Английский канал
• Длина: 50.5 км (31.4 миль)
• Соединяет: Довер в Великобритании с Кокелем на севере Франции.
• Построен: 6 мая 1994.
• Стоимость: $15 млрд. стоимость строительства.

Чаннел (англ. Chunnel от Channel Tunnel) является 50,5-километровым туннелем, соединяющим город Фолкестоун, недалеко от Довера, Великобритания и Кокель, вблизи Кале на севере Франции, под Английским каналом (Ла-Манш) в месте пролива Довера. В самой нижней точке он находится на глубине 75 м. 37,9 км подводная часть туннеля, что является самой длинной подводной частью туннеля в мире, хотя туннель Сеикан в целом длиннее (53,85 км) и глубже (240 м). В туннеле ходят высокоскоростные пассажирские поезда Евростар, ро-ро шаттлы для автомобильного транспорта, а также международные железнодорожные грузовые поезда. В 1996 году туннель был назван Американским обществом гражданских инженеров одним из 7 чудес современного мира.

Туннель Сеикан

• Пересекает: Пролив Цугару
• Длина: 23,3 км (14,5 миль)
• Соединяет: Японский остров Хонсю и остров Хоккайдо.
• Построен: 13 марта 1988.
• Стоимость: ¥538,4 млрд. (US$3,6 млрд.)

Туннель Сеикан является железнодорожным туннелем длиной 53,85 км, расположенным в Японии, подводная часть составляет 23,3 км. дорога проходит 140 м ниже уровня дна и 240 м ниже уровня моря. Он является самым длинным туннелем в мире, хотя Чаннел имеет более длинную подводную секцию. Туннель проходит под проливом Цугару, соединяя остров Хонсю и остров Хоккайдо. Хотя туннель является длиннейшим железнодорожным и автомобильным туннелем в мире, более быстрое и дешевое передвижение авиационным транспортом сделало его мало используемым. Туннель перестанет быть самым длинным в мире, когда туннель Готтард в Европе будет завершен, предположительно в 2018 году. Туннель также является самой глубокой железной дорогой в мире.

Норвегия - страна фьордов - узких, извилистых и глубоко врезающихся в сушу морских заливов со скалистыми берегами. Их длина в несколько раз превосходит ширину, а берега образованы скалами высотой до 1 км.

Несмотря на необычайную красоту природы, это осложняет транспортную переправу. Обычные тоннели на дне моря во многих местах практически невозможны в виду глубины фьордов, а мосты сложно возводить из-за изрезанного рельефа берегов и крутых скал.

Тогда возникла идея создать плавающие в толще воды автомобильные тоннели . Первые переправы могут появиться между городами Кристиансанн и Тронхейм уже к 2035 году. В случае реализации проекта дорога вдоль моря у автомобилистов будет занимать 10 часов вместо 21 часа из-за отказа от паромных переправ.

Проект представляет собой гибрид тоннеля и моста, висящего ниже поверхности воды, но высоко над дном, которое может быть очень глубоким (Согне-фьорд достигает 1,3 км).

Два тоннеля - по одному в каждом направлении - расположатся на глубине около 30 метров. Каждый из них будет представлять собой жесткую трубу длиной 26 км. Их соединят друг с другом переходы через каждые 250 метров на случай эвакуации.

Наклон тоннелей не должен превышать 5%. Трубы соберут на земле, после чего их погрузят в море. В несколько емкостей для балласта зальют воду, чтобы они опустились на нужную глубину. Сила воздуха, находящегося внутри труб и поднимающая их вверх, будет равна весу емкостей с балластом, опускающим трубы вниз. За счет этого удастся избежать плавучести.

Сверху трубы будут удерживать тросы, закрепленные сверху на понтонах, а к дну их прикрепят тяжелые якоря. Так специалисты достигнут полной неподвижности тоннелей, обеспечивающей безопасную езду.

Однако для автомобилистов тоннели все равно будут относиться к объектам повышенной опасности. Любое происшествие, которое на обычной дороге сочтут мизерным, может привести к катастрофе даже в тоннеле, находящемся внутри горы. А в норвежских тоннелях над каждым квадратным метром дороги будет находиться по 30 тысяч литров воды.

Глубина тоннеля - 30 метров - выбрана для того, чтобы не помешать мореплаванию.

Несмотря на столь нетрадиционное решение, езда в подводной трубе ничем не будет отличаться от проезда по обычному тоннелю. В Норвегии построено 1150 транспортных тоннелей, 35 из которых проходят под водой, так что жителям этой страны будет не в диковинку перемещаться и по плавающим подводным переправам. Например, в 2013 году там открыли самый длинный подводный тоннель Кармей. Ее длина почти 9 км.