Прокладка подводных тоннелей

Подводные тоннели получили широкое распространение около ста лет назад.

Во всем мире построено свыше 150 таких тоннелей, примерно 100 из которых предназначены для автодорожного или железнодорожного транспорта, а остальные это – водопроводы или кабельные тоннели.

Такие тоннели прекрасно подходят в ситуациях, когда необходимо пересечь широкие водные участки. По завершении строительства подводный тоннель функционирует так же, как и любой другой, однако, технология его строительства абсолютно иная.

Преимущества и кажущиеся проблемы

Каждый раз, когда требуется пересечь водное пространство, необходимо рассмотреть возможность постройки подводного тоннеля. Однако окончательное решение по выбору средства пересечения водного пространства будет зависеть от многих факторов. В приведенной ниже таблице указаны аргументы в пользу выбора прокладки подводного тоннеля способом опускных секций.

• Подводные тоннели могут строиться на мелководье, что позволяет сократить длину тоннельного перехода и иметь более пологое расположение, чем в пробурённых тоннелях.
• Секции подводных тоннелей легче приспосабливаются для различного использования, поэтому они прекрасно подходят для широких автомагистралей и трасс смешенного типа: автотрасса/ железнодорожное полотно.
• Обычно подводные тоннели прокладываются на глубине 5-30 м, хотя, существуют и проекты по прокладке на глубине 100 м. Благодаря технологии подводных плавающих тоннелей (см. следующий раздел), глубина пролегания тоннеля становится несущественной.
• Прокладка может осуществляться в большинстве типов грунта, включая рыхлый намывной грунт, а также в геологических условиях, противопоказанных для бурения. Проектирование подводных тоннелей в сейсмоопасных зонах реально осуществимо.
• Сборные секции подводного тоннеля зачастую производятся далеко от места прокладки, что позволяет осуществлять строительство тоннеля в крайне стесненных (например, городских) условиях при отсутствии прилегающего свободного пространства.
• Проведение дноуглубительных работ предоставляет возможность откорректировать береговую линию рек и морей в рамках плана прокладки тоннеля. Например, постройка таких тоннелей часто проводится в рамках плана мелиорации.
• Подводные тоннели не обязательно имеют круглую форму в поперечном сечении. Возможно использование секций практически любого поперечного сечения, что делает подводные тоннели особенно привлекательными для постройки широких автомагистралей и трасс смешенного типа: автотрасса/ железнодорожное полотно. Ниже приведены примеры поперечных сечений фактически построенных тоннелей.
  
• Подводные тоннели могут быть проложены непосредственно под водным путем, тогда как пробуренные тоннели надежны лишь при условии, что высота свода равна, как минимум, диаметру тоннеля под водой. Благодаря этому возможно строить более короткие тоннельные переходы и /или делать уклон доступа в тоннель более пологим, что является преимуществом для всех типов тоннелей, но в особенности, для железнодорожных.
• Подводные тоннели могут прокладываться в грунтовых условиях, исключающих бурение или делающих прокладку таким способом чрезмерно дорогой, как например, в грунте с рыхлыми намывными отложениями, распространенном в дельтах рек. Они также могут быть спроектированы таким образом, чтобы выдерживать давление и подвижки в сейсмических условиях для прокладки в очень рыхлый грунт в зонах, подверженных высокой сейсмической активности.
• Щитовая проходка тоннеля является непрерывным процессом, в котором любая проблема в ходе буровых работ угрожает задержкой всему проекту. Прокладка подводного тоннеля способом опускных секций включает в себя три операции: проведение дноуглубительных работ, производство и сборка секций тоннеля и установка тоннеля. Эти операции могут проводиться одновременно, что значительно снижает общий риск в отношении проекта. Отчасти, именно по этой причине, подводные тоннели, построенные способом опускных секций, прокладываются обычно быстрее, чем соответствующие пробуренные тоннели.

Начинающие специалисты часто считают строительство подводных тоннелей способом опускных секций «трудным» вследствие наличия работ в море. В действительности, данный способ прокладки несет в себе меньше рисков, чем щитовая проходка и процесс строительства лучше контролируется. Работы в море, несмотря на то, что о них известно мало, не представляют собой особых трудностей. В число кажущихся проблем входят:

• Дноуглубительные работы были значительно усовершенствованы в последние годы и теперь возможно осуществлять выемку широкого спектра подводного грунта, не нанося ущерб экологии водоёма.
• Создание помех судоходству: постройка подводного тоннеля на загруженных водных путях иногда считается нецелесообразной, так как может создавать помехи судоходству. В действительности, такие тоннели были успешно проложены в крайне загруженных водных артериях, не вызвав каких-либо особых проблем.
• Зачастую считается, что процесс строительства тоннеля в воде увеличивает вероятность появления течей, по сравнению с процессом проведения буровых работ в грунте под водой. В действительности, подводные тоннели, построенные способом опускных секций, практически всегда намного суше, чем пробуренные тоннели, благодаря наземной сборке секций. Герметичность подводных стыков секций обеспечивается надежными резиновыми уплотнителями, доказавшими свою эффективность в десятках тоннелей на сегодняшний день.