Как проходили тоннель под Ла-Маншем. Любопытные факты. Часть 2
На этой неделе мы, как и обещали, рассказываем о том, как велась проходка тоннеля под проливом Ла-Манш. В этой истории много интересного!
Напомним, что Евротоннель проектировали и строили по 5 основных французских и британских строительных компаний бинационального консорциума TML, а также десятки компаний-субподрядчиков, особенно на финальных стадиях (при прокладке инженерных коммуникаций и пр.). В проекте участвовало около 5 тыс. инженеров и техников и более 8 тыс. рабочих, причем вновь набранный персонал предварительно проходил необходимую подготовку по специально разработанным методикам.
Французская группа компаний должна была строить систему тоннелей под своей сухопутной частью и под проливом от своего берега, а британская – под своей сушей и под морским дном от своего побережья. При проектировании и строительстве эти две группы использовали стандарты своих стран. Однако, например, о диаметрах тоннелей, о параметрах железнодорожных путей и систем электронабжения локомотивов, а также о многих других вещах, пришлось договариваться. Поэтому для руководства инженерной командой с целью обеспечения ее слаженной работы был приглашен шотландец Гордон Крайтон как нейтральная сторона.
Пробивать тоннели на британской стороне начали в декабре 1987 года, а на французской – в феврале 1988 года. Напомним, что служебный тоннель проходился с опережением железнодорожных примерно на 1 км, причем с частым бурением тонких разведочных скважин во все стороны, чтобы заранее уточнять все инженерно-геологические особенности вдоль трассы и минимизировать столкновения с непредвиденными условиями при проходке более крупных и ответственных главных тоннелей.
Одновременно работало 5 тоннелепроходческих комплексов (ТПК) с французской стороны и 6 – с английской. По три из них бурили тоннели с береговых строительных площадок навстречу друг другу под дном пролива, а остальные – в сторону суши на каждом берегу.
Британцы начали проходку с использованием искусственной площадки у подножия утеса Шекспира на самом берегу пролива, насыпанной еще в 1843 году при строительстве железной дороги между Лондоном и Дувром. На этой площадке в 1974 году была пробурена исследовательская штольня. Вторую штольню пробурили в 1987 году. Эти два пути использовали для доступа материалов, техники и рабочих при строительстве системы тоннелей с британской стороны (рис. 1).
Поскольку вышеупомянутая площадка не была достаточно большой, в море вокруг нее была выстроена водонепроницаемая дамба из шпунтовых свай и железобетона общей длиной 1 795 м и толщиной до 11,36 м, пространоство внутри которой постепенно заполнили 1,8 млн куб. м вынутого при проходке тоннелей грунта (рис. 2). Полученный искусственный мыс впоследствии озеленили и устроили там парк «Самфир». Там же до сих пор располагаются и постоянные технические службы тоннеля (вентиляции, охлаждения, пожаротушения, электростнабжения). Остальные 3,6 млн куб. м вынутого британцами грунта были использованы ими для обратной засыпки при строительстве тех сухопутных частей тоннеля и терминала, которые создавались открытым способом.
Поскольку со стороны фрацузского берега известковый мергель залегает достаточно глубоко, то чтобы достичь этой толщи хотя бы под морским дном, французам пришлось около поселка Сангатт выкопать, укрепить и оборудовать шахту диаметром 55 м и глубиной около 70 м, защитив ее сверху огромным ангароподобным навесом. Эта шахта использовалась для материально-технического обеспечения строительных работ. И именно оттуда началась работа французских тоннелепроходческих машин (рис. 3).
История тоннеля под Ла-Маншем. Окончание строительства и непредвиденные обстоятельства. Часть 3. Заключительная
Несмотря на все усилия, участникам строительства тоннеля под Ла-Маншем пришлось столкнуться с рядом серьезных неожиданностей. В итоге Евротоннель был сдан в эксплуатацию почти на 2 года позже исходно намеченного срока, а расходы превысили запланированные на 80%. Первоначально предполагалось потратить 2,6 млрд фунтов стерлингов (в ценах 1985 года). Однако в итоге тоннель ообошелся в 4,65 млрд (в тех же ценах). С учетом инфляции на сегодняшний день это стоило бы более 10 млрд фунтов стерлингов, или более 13 млрд долларов. Этот проект оказался одним из самых дорогих в мире.
Среди причин задержек и перерасходов можно назвать:
Исходно недооцененная стоимость проекта и сжатые сроки его реализации в том числе привели к недостаточной детальности инженерных изысканий. В итоге строителям приходилось сталкиваться с непредвиденными грунтовыми условиями. Например, по данным изысканий было решено, что морская вода через пласты пород с английской стороны тоннеля проникать не будет. Поэтому британцы решили использовать более дешевые тоннелепроходческие комплексы, предназначенные для работы только в «сухих» условиях. Но неожиданно примерно посередине их проходки в забой стала поступать соленая вода, поскольку толща грунтов оказалась там слишком трещиноватой. Да еще начали отваливаться куски намокших пород со сводов и стен тоннелей, что было очень опасно для людей и техники. ТПК остановили и стали прямо на месте менять их конструкции (в том числе гидроизолировали ряд их деталей и приняли меры по предотвращению падения фрагментов намокших скальных грунтов). Трещиноватые и намокшие участки тоннелей пришлось укреплять, герметизировать и обшивать особым образом (с использованием цементации трещин, удаления отслоившихся кусков пород, нанесения торкрет-бетона, использования чугунной обделки, которая значительно дороже бетонной, и т.д.). Только после этого проходка системы тоннелей с английской стороны продолжилась. Задержка в этом случае составила более 3 месяцев. Перерасходы также были очень большими.
Или, например, исходно запланировали создать 5 резервуаров с насосными станциями для сбора и сброса в очистные сооружения проникающей в тоннель воды. Они даже были выкопаны и укреплены. Но фактическое поступление воды в готовые тоннели оказалось гораздо меньше спрогнозированного, поэтому насосами и другим оборудованием были снабжены только 3 резервуара, а на создание еще 2-х (под сухопутными участками) деньги и время оказались потраченными зря.
Из-за ряда непредвиденных обстоятельств за время строительства системы тоннелей погибло 8 британских рабочих и 2 французских (в основном в первые месяцы работ). В том числе и поэтому руководству проекта пришлось обратить самое серьезное внимание на безопасность строительных работ и принять ряд действенных мер в этом отношении.
После запуска Евротоннеля в эксплуатацию также возник ряд серьезных проблем. Прежде всего трафик через него оказался гораздо меньше исходно предполагавшегося, особенно поначалу. Поэтому тоннель под Ла-Маншем много лет был убыточным, а прибыль, да и то небольшую, он начал приносить только начиная с 2007 года (с перерывом на 2010 год, который принес большие убытки из-за последствий мирового экономического кризиса).
К тому же Евротоннель пережил 7 крупных инцидентов в результате:
Из-за таких происшествий нормальная работа сооружения нарушалась на сроки от нескольких часов до нескольких месяцев. Поэтому пришлось применить ряд дополнительных мер по обеспечению безопасности Евротоннеля, улучшению работы в нем систем обнаружения возгораний, пожаротушения и вентиляции и т.д. В том числе был запрещен широкий спектр пожароопасных грузов. Также пришлось перепроектировать сами вагоны так, чтобы их стены и двери выдерживали огонь внутри в течение 30 минут, то есть дольше времени проезда через тоннель.
И хотя теперь Евротоннель представляет собой важную транспортную магистраль между Великобританией, Францией и Бельгией (а значит, и другими странами Европы) и работает практически бесперебойно, нагрузка на него все равно пока меньше, чем планировалось изначально. Причина заключается прежде всего в том, что поездки через тоннель являются слишком дорогими, поэтому с ним по-прежнему конкурируют более дешевые паромные и авиаперевозки. Пассажирские поезда Eurostar сумели обогнать авиакомпании только в отношении билетов бизнес-класса на самолеты между Лондоном и Парижем, поскольку цены на них выровнялись, а лететь самолетом выходит дольше часов на восемь из-за необходимости добираться до аэропортов и проводить в них много времени в ожидании.
Так что пока тоннель под Ла-Маншем не оправдал финансовые затраты на него и огромные долги все еще висят на его основном операторе и концессионере – компании Getlink (бывш. Eurotunnel Group).
Полный текст статьи со ссылками на источники и литературу читайте в бесплатном электронном журнале «ГеоИнфо». ПЕРЕЙТИ
«Глупость обходится дороже»: почему боялись тоннеля под Ла-Маншем
26 лет назад был открыт железнодорожный тоннель под Ла-Маншем. Первыми на поезде между Францией и Великобританией проехали Франсуа Миттеран и Елизавета II. Пассажирское сообщение под землей могло связать остров с континентальной Европой еще примерно за 200 лет до того, однако британские власти последовательно тормозили проект, опасаясь военного вторжения. За эту мнимую, как он считал, угрозу политиков нещадно критиковал писатель Артур Конан Дойл, мечтавший о строительстве тоннеля.
6 мая 1994 года королева Великобритании Елизавета II и президент Франции Франсуа Миттеран торжественно открыли Евротоннель – железнодорожный тоннель длиной 50 450 м, из которых 39 км проложены под дном пролива Ла-Манш. Строительство уникальной транспортной артерии, соединившей Британию с континентальной Европой, заняло семь лет. На возведении объекта были задействованы 13 тыс. рабочих и инженеров. Евротоннель является самым длинным подводным и международным тоннелем. Американское общество инженеров-строителей считает объект одним из современных чудес света. Эта организация включила Евротоннель в число 10 наиболее значительных строительных сооружений столетия в качестве лучшей железнодорожной транспортной коммуникации.
Потребность в альтернативе морскому сообщению между державами впервые возникла примерно за 200 лет до практической реализации проекта, когда пассажирские, товарные и прочие перевозки достигли серьезных объемов.
Одним из первых идею строительства тоннеля под проливом высказал в 1802 году французский инженер Альбер Матье-Фавье.
Он предлагал осветить подземный рукав масляными лампами и запустить по нему конные экипажи. Проект нашел одобрение у Наполеона, который предлагал британцам немедленно приступить к земляным работам. Сверхамбициозную по тем временам затею сорвало начало Войны Третьей коалиции.
В середине XIX века французы неоднократно возвращались к идее строительства тоннеля. Однако британцы смотрели на подобную перспективу с большим сомнением, опасаясь угрозы вторжения на свой остров под землей. Другим шлагбаумом каждый раз становились финансовые трудности. Первые практические шаги к осуществлению «проекта века» были предприняты только в 1881 году, когда геологи провели необходимые изыскания и буровые машины начали рыть тоннель с двух сторон.
Впрочем, уже через два года работы остановили. Британцы к этому сроку успели прорыть 2026 метров, французы – 1829.
И как бы инженеры обеих стран не стремились реализовать свои профессиональные навыки и совершить настоящий прорыв в области тоннелестроения, правительство Великобритании сорвало их честолюбивые планы, объявив тоннель «подкопом под безопасностью острова». События Первой мировой войны позволили официальному Лондону поверить в собственную правоту.
Одним из убежденных сторонников тоннеля был знаменитый писатель Артур Конан Дойл. В своем открытом письме под названием «О проекте строительства тоннеля под проливом», опубликованном в 1916 году в одной из газет, «отец» Шерлока Холмса подверг жесткой критике противников проекта и заявил о необходимости шагать в ногу со временем, в том числе, в технологическом плане.
«Говорят, народам приходится расплачиваться за грехи, но глупость обходится им дороже. Расплаты заслуживаем и мы, потому что по недомыслию отказались от заведомо выигрышного предприятия, позволив запугать себя смехотворнейшей угрозой неприятельского вторжения через кроличью нору длиной в 26 миль. Поистине глупость народная нашла здесь себе наивысший предел. С того дня, как вероятность войны с Германией возросла, я направил три различных обращения — в военное ведомство, в Адмиралтейство и в Совет национальной обороны, — в которых доказал огромную важность наличия такого тоннеля для обороноспособности государства.
Предугадав угрозу со стороны субмарин, я показал и то, как устранил бы ее тоннель.
Я утверждал, что поскольку нашим коммуникационным линиям с этих пор не страшна будет непогода, значительную часть флота (не говоря уже о кораблях-конвоирах) можно будет освободить для выполнения других задач. Наш сегодняшний дефицит тоннажа во многом и объясняется тем, что сделать этого не удалось. Не знаю, сколько было бы сэкономлено десятков миллионов фунтов, если бы хоть одно из трех упомянутых учреждений встретило мои аргументы с сочувствием. Ведь у нас была возможность построить тоннель до начала войны. Сейчас, когда стало ясно, что единственная волна отравляющего газа, пущенного в тоннель, уничтожила бы там целую вражескую армию, остается надеяться, что нелепые ужасы, которыми нас пугали, отомрут сами собой и по окончании военных действий здравый смысл в решении этого вопроса наконец-то восторжествует».
Тем не менее, сторонники тоннеля не сдавались. До 1945 года ими было предложено порядка 300 новых проектов соединения двух берегов. Среди них были не только подземные тоннели, но и мосты, и комбинации мостов с тоннелем. Так, в 1922 году у пролива вновь заработало оборудование для бурения. Впрочем, и тогда в дело вмешалась политика. Дальше 128 метров очередная попытка не пошла.
Лишь после Второй мировой войны на острове убедились, что военной угрозы с континента больше не существует.
В 1963 году Великобритания и Франция объявили о достижении принципиальной договоренности о строительстве тоннеля под Ла-Маншем.
Начало работ долго откладывалось. Все еще имели достаточный вес голоса скептиков, пугавших страшными авариями под землей и прочими опасностями. Только в 1986-м состоялось подписание документа о совместной реализации проекта. Он предусматривал прокладку в меловом геологическом слое — довольно легкой для проходки и в то же время водонепроницаемой породе на глубине 40 м под дном пролива. Было решено соединить тоннелем город Кале с французской стороны и Фокстон с британской. Дувр, в который на протяжении многих веков причаливали корабли из Франции, остался в стороне от новой транспортной артерии.
Исторический договор в торжественной обстановке ратифицировали премьер-министр Великобритании Маргарет Тэтчер и французский президент Миттеран.
Его приезд в Кентерсбери, к слову, сопровождался протестными акциями с метанием яиц и лозунгами: «Лягушатник, убирайся домой!».
Британцы начали прокладку на своей территории 15 декабря 1987 года, предварительно рассчитав траекторию с помощью спутниковых обсерваторий. Французы приступили к бурению на 2,5 месяца позже, поскольку слой голубого мела в их зоне ответственности резко уходил в глубину. Одновременно копанием занимались до 11 машин длиной 250-300 м и массой 1-2,5 т. Каждую обслуживала команда из 40 специалистов. С французской стороны, где приходилось иметь дело с плывуном, машины были герметизированы как подводные лодки. В головной части располагался вращающийся диск диаметром 8 м и частотой вращения 2-3 об./мин. Вольфрамовые резцы размельчали породу.
Ковш загружал ее на конвейер, который отправлял разрушенный грунт на грузовой поезд – и тот уже вывозил материал на поверхность.
В общей сложности из-под Ла-Манша было извлечено свыше 8 млн м³ грунта. Французы смешали свою часть земли с водой и высыпали ее в море, а британцы образовали из вывезенного грунта искусственный мыс Шекспира площадью 0,36 км², на котором позже обустроили парк.
В зависимости от условий проходческие машины продвигались со скоростью до 300 м в неделю. Через каждые 1,5 м стены тоннеля укрепляли высокопрочными железобетонными сегментами. Шесть фрагментов составляли единое кольцо.
1 декабря 1990 года строители двух стран – британец Грэм Фэгг и француз Филипп Козетт — встретились в намеченной заранее точке на глубине 40 м под дном Ла-Манша в 22,3 км от Великобритании и в 15,6 км от Франции.
Последние метры тоннеля британцы и французы проделали вручную с помощью кирок и лопат.
Евротоннель состоит из трех тоннелей — двух основных, имеющих рельсовый путь для поездов, следующих на север и юг, и одного небольшого служебного тоннеля. Расстояние между ними составляет 30 м. Служебный тоннель через каждые 375 м имеет проходы, объединяющие его с основными. Каждые 250 м оба основных тоннеля соединяются между собой системой вентиляции, расположенной сверху служебного тоннеля. Эта система воздушных шлюзов позволяет свести на нет поршневой эффект, образуемый движущимися поездами, распределяя воздушные потоки в соседний тоннель.
Ежедневно по Евротоннелю курсируют поезда четырех типов – пассажирские высокоскоростные, челночные «Шаттлы» для перевозки пассажиров, автомобилей и автобусов, челноки для перевозки грузовиков и их водителей, а также грузовые поезда. Ежегодно через подземный коридор перемещаются порядка 8-9 млн пассажиров, перевозится более 2 млн легковых автомобилей, свыше 1 млн грузовиков и до 100 тыс. автобусов. Тоннель позволяет добраться из Парижа в Лондон за 2 часа 15 минут.
Сам тоннель поезда различных компаний преодолевают за 20-35 мин.
При этом тоннель до сих пор не окупился. По данным Bloomberg, смета превысила первоначальную стоимость вдвое и составила 9,5 млрд фунтов стерлингов, причем в первый год эксплуатации тоннеля убытки составили 925 млн.