W Norwegii może pojawić się pierwszy na świecie pływający podwodny tunel samochodowy. Tunele podwodne Tunele transportu podwodnego

Tunele podwodne mogą służyć do stworzenia stałego połączenia komunikacyjnego przez przeszkodę wodną (rzeka, kanał, jezioro, zbiornik). Najlepiej spełniają warunek zapewnienia nieprzerwanego ruchu na obu przecinających się autostradach (lądowych i wodnych) i mają następujące zalety w stosunku do mostów:

nie naruszaj krajowego reżimu cieku wodnego;

nie ingerują w nawigację, zachowując w pełni istniejący charakter akwenu;

chronić pojazdy przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi;

zapewnić nieprzerwany i całoroczny ruch na skrzyżowaniu cieku;

zachować lokalizację konstrukcji i obiektów przybrzeżnych, zminimalizować liczbę budynków i budowli podlegających rozbiórce na podejściach do przejścia;

praktycznie nie naruszają zespołu architektonicznego miasta.

Z technicznego i ekonomicznego porównania mostu i przejazdu tunelowego wynika, że ​​tunel podwodny ma wyższy koszt budowy, jednak koszty eksploatacyjne związane z utrzymaniem mostów, zwłaszcza mostów niskowodnych, są znacznie wyższe niż tuneli.

Generalnie tunele podwodne są najczęściej wykorzystywane w następujących warunkach topograficznych i geotechnicznych:

szeroki ciek z płaskimi, niskimi, często zabudowanymi brzegami;

dno cieku tworzy warstwa gruntów słabych, sięgająca na dostatecznie dużą głębokość, u ich podstawy znajdują się grunty trwalsze;

Ruch transportu lądowego lub wodnego na skrzyżowaniu charakteryzuje się dużą intensywnością i stałością w ciągu dnia.

Ponadto preferowana jest opcja tunelu w przypadku powodzi i silnych zasunięć lodu, przechodzących przy wysokich stanach wody, niestabilności kanału, a także zgodnie z wymogami urbanistycznymi.

W zależności od położenia względem dna cieku rozróżniają (ryc. 2.72):

tunele podwodne, całkowicie zakopane w masywie glebowym;

tunele na tamach lub pojedynczych filarach;

pływające tunele zakotwiczone za pomocą odciągów w korycie kanału.

Tunele podwodne na tamach, tunele mostowe i tunele pływające są skuteczne w pokonywaniu głębokich barier wodnych. Przy ich użyciu skraca się długość przejścia, poprawia się wydajność trasy.

O wyborze lokalizacji tunelu podwodnego w mieście decyduje charakter planowania i zagospodarowania terenów miejskich, uwarunkowania topograficzne terenu oraz sposób budowy. Zazwyczaj starają się umieścić przejazd tunelowy prostopadle do osi cieku, co pozwala na skrócenie konstrukcji oraz uproszczenie jej budowy i eksploatacji. W warunkach gęstej zabudowy brzegów możliwe jest ustawienie ukośnego przekraczania bariery wodnej.

Tunel podwodny może znajdować się zarówno na linii prostej, jak i na trasie zakrzywionej pod względem planu. Zakrzywienie przebiegu tunelu spowodowane jest koniecznością omijania przeszkód: stref erozji, wysp, sztucznych konstrukcji podwodnych; lub odwrotnie, chęć zbliżenia się do wyspy w celu zainstalowania szybów wentylacyjnych lub ujawnienia dodatkowych twarzy.

Najbardziej charakterystyczne, oprócz prostoliniowości, są następujące opcje lokalizacji tunelu podwodnego w planie:

Aby umieścić odcinek kanału na linii prostej, w obrębie odcinków przybrzeżnych, trasa tunelu jest umieszczona na łukach (ryc. 2.73, a);

Zbliżające się odcinki przybrzeżne podwodnego tunelu padają po różnych stronach zakrętu, więc oś tunelu na planie jest umieszczona po łuku (ryc. 2.73, b);

Ze względu na niedopasowanie osi podwodnych odcinków na obu brzegach cieku, krzywoliniowe odcinki ścieżki znajdują się w pobliżu krawędzi wody, a cały tunel ma w planie wydłużony kształt litery S (ryc. 2.73, c). ;

W celu zorganizowania pośredniego placu budowy związanego ze zmianą sposobu budowy lub, jeśli to konieczne, montażem szybu wentylacyjnego, w korycie cieku stosuje się naturalne lub sztuczne wyspy, co pozwala na zakrzywienie trasy tunelu w planie (ryc. 2.73, d).

W każdym razie konieczne jest przestrzeganie wymagań regulacyjnych dotyczących elementów zakrzywionych odcinków drogi i ich wzajemnego sprzężenia.

Profil podłużny tunelu można zaprojektować jako obrys szczytowy wklęsły, z płaską dolną przegrodą lub przy znacznej długości konstrukcji przegrodę zastąpić dwoma elementami profilu podłużnego ze spadkami skierowanymi od środka tunelu do brzegów cieku wodnego. W miejscach planowanej koniugacji zboczy, z ich dużą różnicą algebraiczną, przypisywane są przejściowe elementy stromości, aby zapewnić spełnienie wymagań regulacyjnych dla profilu podłużnego. W szczególnie długich tunelach podwodnych można zaprojektować wielospadowy kształt profilu podłużnego, podyktowany znakami dna wzdłuż trasy tunelu oraz warunkami zapewnienia minimalnych głębokości.

Projektując profil podłużny tunelu podwodnego, dużą wagę przywiązuje się do prawidłowego wyznaczenia głębokości wierzchołka tunelu względem dna cieku lub zbiornika, którą przypisuje się w zależności od sposobu budowy i właściwości gruntu.

Jeżeli część podwodna jest budowana metodą osłonową pod sprężonym powietrzem, to w celu uniknięcia jej przebicia zalecana jest minimalna głębokość układania względem linii możliwej erozji w zależności od właściwości gleb tworzących dno kanału : 4-6 m na gęstych glebach gliniastych, 8-10 m na słabych niespójnych glebach. Zmniejszenie grubości daszka ochronnego można osiągnąć montując ochronny materac gliniany o grubości 2-3 mi tunel o średnicy 3-4 na dnie zbiornika, bezpośrednio nad konstrukcją.

Przy budowie części podrynnowej metodą odcinków obniżających przypisuje się głębokość tunelu co najmniej: 2,5-3 mw słabych gruntach niespoistych i 1,5-2 mw gęstych gruntach gliniastych.

Miejsca pęknięć profilu podłużnego starają się łączyć z połączeniami sekcji. Ułatwia to budowę samych sekcji i ułożenie pod nimi podstawy.

Typowym przykładem jest tunel kolejowy o długości 5,8 km pod Zatoką San Francisco (ryc. 2.75). Konieczność ominięcia stref niebezpiecznych sejsmicznie w przęśle oraz wieloboczny kształt profilu podłużnego spowodowały krzywiznę osi podłużnej konstrukcji w płaszczyźnie poziomej i pionowej. W rezultacie z 57 odcinków tunelu 15 ma kształt krzywoliniowy w rzucie, a 4 w profilu. Dwa przekroje to odcinki spirali, krzywoliniowe w obu płaszczyznach.

Kształt przekroju dolnego odcinka określany jest metodą penetracji iw większości przypadków przy zastosowaniu metody osłonowej lub metody opuszczania odcinków ma on kształt kołowy lub prostokątny.

Głębokość wody nad tunelem musi być wystarczająca do nawigacji.

Aby zwalczyć wodę, która pojawia się w eksploatowanym obiekcie, w najniższym punkcie tunelu umieszczono ujęcie wody i umieszczono w nim przepompownię małej wydajności. Służy do usuwania stosunkowo niewielkich ilości wody gromadzącej się w zamkniętej części tunelu. W dolnej części otwartych ramp zainstalowane są wysokowydajne pompy odwadniające, które przechwytują i usuwają wodę deszczową. Ponadto, aby zapobiec zalaniu podwodnego tunelu, przewidziano różne rozwiązania konstrukcyjne (ryc. 2.76).

Podwodny tunel komunikacyjny w Sveaborg (Finlandia), wybudowany w 1980 roku, ma łączną długość

1265 m, powierzchnia przekroju ok. 13 m 2 . W tunelu układane są przewody ciepłownicze, wodociągowe i elektryczne. W najniższym punkcie znajduje się pompa do wypompowywania wody drenażowej.

Norwegia zaprojektowała pierwszy na świecie pływający tunel samochodowy o średnicy 20 mi długości 1440 m, zakotwiczony w ziemi. Tunel ma pomieścić dwupasmową jezdnię, ścieżki piesze i rowerowe.

W 2001 roku w Moskwie w ramach węzła drogowego na skrzyżowaniu szosy Wołokołamsk z ul. Svoboda, oddał do użytku wyjątkowy tunel pod kanałem nazwanym imieniem. Moskwa. Trasa tunelu składa się z dwóch odcinków: pierwszy o długości około 160 m, wzniesiony jako monolityczna konstrukcja żelbetowa bez dylatacji pośrednich. Drugi odcinek o długości około 240 m składa się z dziewięciu odcinków oddzielonych dylatacjami pośrednimi. W przekroju tunel jest dwusekcyjną skrzynką o wymiarach 7,9x28,7 m, przeznaczoną do przejazdu pięciu pasów ruchu (rys. 2.80).

3. Terminy i definicje

W niniejszym standardzie stosuje się następujące terminy wraz z odpowiednimi definicjami:

3.1wypadek w tunelu: niebezpieczny wypadek drogowy, który stanowi zagrożenie dla życia i zdrowia ludzi oraz prowadzi do uszkodzenia lub zniszczenia pojazdów, elementów konstrukcji budowlanych lub urządzeń, a także utrudnienia ruchu w tunelu.

3.2tunel drogowy: miejska konstrukcja podziemna (lub podwodna), przechodząca przez masyw glebowy lub pod przeszkodą wodną, ​​do przejazdu pojazdów w celu oddzielenia ruchu na różnych poziomach (na skrzyżowaniach, skrzyżowaniach lub rozgałęzieniach autostrad), zwiększenia przepustowości autostrad, pokonywanie przeszkód wysokościowych lub konturowych, dostęp do głównych ośrodków miejskich itp.

3.3wymiar wysokości strefy transportowej tunelu: najkrótsza odległość od wierzchołka chodnika do elementów konstrukcyjnych lub wyposażenia znajdującego się na szczycie tunelu, umożliwiająca lub ograniczająca przejazd pojazdu.

3.4odprawa konstrukcji i wyposażenia,: graniczny obrys wolnej przestrzeni w płaszczyźnie prostopadłej do osi podłużnej jezdni, wewnątrz której nie powinny wchodzić żadne elementy konstrukcji lub urządzenia lub znajdujące się w niej urządzenia.

3.5zapora: konstrukcja w postaci nasypu z materiałów ziemnych o przekroju trapezowym do regulacji przepływu wody, blokowania lawin śnieżnych itp.; górne dno zapory jest w niektórych przypadkach wykorzystywane do układania komunikacji transportowej.

3.6klasa mrozoodporności betonu: liczba cykli naprzemiennego zamrażania i rozmrażania w wodzie, które wytrzymują próbki wykonane i przebadane na mrozoodporność zgodnie z wymaganiami obowiązujących norm państwowych

3.7izolacja metalowa: pokrycie blach stalowych w połączeniu z koszykiem wzmacniającym okładziny.

3.8dok załadunkowy: konstrukcja budowlano-ruchowa, która podobnie jak dok budowlany posiada bramę od strony akwenu, ale dno doku przeładunkowego wykonane jest dwustopniowo: jego górna część znajduje się powyżej poziomu akwenu, w części głębinowej poziom wody przy otwartej zasuwie odpowiada poziomowi akwenu. Place budowy w doku przeładunkowym znajdują się w górnej części basenu lub w sąsiednich komorach znajdujących się na tym samym poziomie co górny stopień i oddzielonych od niego specjalnymi bramami. przez grawitację. Doki płynne, podobnie jak doki budowlane, wyposażone są w dźwigi oraz urządzenia do załadunku i wyładunku odcinków tunelu.

3.9podkład: konstrukcja nośna zamykająca wyrobisko podziemne i tworząca wewnętrzną powierzchnię konstrukcji podziemnej.

3.10opuszczeniekonstrukcje podziemne: do różnych celów, których konstrukcje są wznoszone na powierzchni ziemi, a następnie opuszczane do głębokości projektowej. Wyróżnia się konstrukcje zrzutowe: studnie zrzutowe, podpory zrzutowe (zanurzalne), odcinki zrzutowe tuneli podwodnych, tunele zrzutowe-kesony.

3.11tunel podwodny: tunel zbudowany pod przeszkodą wodną do przejazdu pojazdów i pieszych, układania łączności inżynieryjnej itp.

3.12ponton: pływający statek, który służy do umieszczania na nim sprzętu technologicznego.

3.13portal tunelowy: konstrukcję do utrzymywania skarp wykopów podejściowych oraz zaprojektowanego architektonicznie wejścia lub wyjścia z tunelu,

3.14budowa tunelu: pomocnicza konstrukcja podziemna przylegająca do głównego tunelu lub połączona z nim przejściem podziemnym

3.15jezdnia tunelu: element tunelu przeznaczony do ruchu pojazdów

3.16tryb zamkniętej twarzy: tryb jazdy tarczy, w którym rozwój gruntu przodka łączy się z oddziaływaniem na jego powierzchnię aktywnego ciężarka (gruntu ziemnego i/lub spienionego, zawiesiny bentonitowej, sprężonego powietrza), który równoważy bieżące ciśnienie całkowite gleba w twarzy i ciśnienie hydrostatyczne.

3.17tryb otwartej twarzy: tryb jazdy, w którym jazda odbywa się na stabilnych glebach. Przy dopływie wody w przodku i dopływie wody na całej długości tunelu stosuje się drenaż miejscowy.

3.18rampa: konstrukcja, która służy do połączenia zamkniętej części tunelu z powierzchnią ziemi.

3.19przepustka służbowa: pas wydzielony przy ścianie tunelu z pewnym wzniesieniem ponad poziom jezdni, przeznaczony do przejścia personelu obsługi przez tunel.

3.20krem do opalania: konstrukcja budowlana zamontowana na odcinku drogi sąsiadującym z portalem wejściowym w celu wykluczenia bezpośredniego światła słonecznego lub ograniczenia przenikania rozproszonego światła dziennego na jezdnię tego odcinka i ma na celu dostosowanie jasności kierowcy podczas wjazdu do tunelu komunikacji samochodowej.

3.21konstrukcje żelbetowe: konstrukcje żelbetowe, w tym blachy i kształtowniki inne niż zbrojeniowe, współpracujące z elementami żelbetowymi,

3.22odcinki tunelu podwodnego (opuszczanie): elementy, z których zbudowany jest tunel metodą opuszczania.

3.23suchy dok: otwarty teren lub wykop na brzegu cieku, ogrodzony ze wszystkich stron zaporami masowymi, których wysokość powinna być wystarczająca, aby po zalaniu doku opuszczane odcinki tunelu mogły pływać przy maksymalnym zanurzeniu.

3.24TPMK: Zmechanizowany kompleks drążenia tuneli (TPMK)

3.25tunel mostowy: rodzaj podwodnego tunelu znajdującego się w słupie wody na podporach typu mostowego.

3.26strefa transportu: główna część tunelu, która służy do przejazdu pojazdów lub części złożonej konstrukcji podziemnej z umieszczoną w niej jezdnią, inne elementy konstrukcji budowlanych, a także urządzenia eksploatacyjne niezbędne do wykorzystania tunelu jako obiektu transportowego.

3.27trasa tunelu: linia przedstawiająca położenie osi tunelu w przestrzeni.

3.28szew deformacyjny: element konstrukcyjny zapewniający możliwość przesuwania części konstrukcji bez siłowego oddziaływania elementów okładziny na siebie pod wpływem ich osadów, zmian temperatury, skurczu betonu oraz zapobiegania pękaniu.

4. Postanowienia ogólne

4.1 Tunele transportu podwodnego przez cały okres eksploatacji muszą spełniać wymogi bezpieczeństwa i nieprzerwanego ruchu pojazdów, niezawodności i trwałości konstrukcji budowlanych, wygody i najniższych kosztów ich utrzymania w trakcie eksploatacji oraz wymogi środowiskowe. Tunele powinny dawać efekt społeczno-gospodarczy dzięki zmniejszeniu liczby przekroczeń pojazdów, zmniejszeniu liczby wypadków drogowych oraz ogólnej poprawie usług transportowych dla ludności.

Tunele podwodne należy przypisać zwiększonemu poziomowi odpowiedzialności konstrukcji, których awarie mogą prowadzić do poważnych konsekwencji gospodarczych, społecznych i środowiskowych

Przyjęte rozwiązania techniczne, projekty i materiały muszą zapewniać żywotność wykładzin tunelowych co najmniej 100 lat. Okresy remontu konstrukcji budowlanych powinny wynosić co najmniej 50 lat.

4.2 Główne rozwiązania przestrzenno-projektowo-technologiczne – usytuowanie tuneli i konstrukcji tunelowych pod względem profilu i podłużnego, długości odcinków budowanych w sposób otwarty, opuszczany i zamknięty, rodzaje okładzin, usytuowanie jezdni, wentylacja kanały i kolektory kablowe na odcinku tunelu, - należy określić na etapie „Dokumentacji projektowej” na podstawie wyników porównań wykonalności różnych wariantów iz uwzględnieniem kategorii drogi, na której projektowany jest tunel.

4.3 W ramach tuneli, w razie potrzeby, należy przewidzieć zespół pomieszczeń operacyjno-technicznych dla instalacji elektrycznych, wentylacyjnych, odwadniających, wodociągowych i innych. Jeśli to możliwe, należy je połączyć w bloki operacyjne i techniczne.

4.4 Przyrządy i urządzenia umieszczone w tunelach muszą posiadać niezbędny stopień ochrony przed działaniem agresywnych czynników w środowisku powietrza tuneli, wysoką wilgotnością, zmianami temperatury, a także przed uszkodzeniami podczas zmechanizowanego mycia konstrukcji ścian lub prób celowego ich uszkodzenia .

Ułożenie mediów, z wyjątkiem sieci rozdzielczych, odpowiednich dla urządzeń instalowanych bezpośrednio w przestrzeniach komunikacyjnych tuneli powinno odbywać się co do zasady w pomieszczeniach technicznych, zapewniających wysoki stopień ich ochrony, zwłaszcza w sytuacjach awaryjnych. sytuacje.

4.5 Żywotność głównych urządzeń operacyjnych zainstalowanych w tunelach i na podejściach do nich musi wynosić co najmniej 10 lat.

4.6 Przy projektowaniu tuneli, oprócz tego standardu, należy uwzględnić wymagania odpowiednich rozdziałów SNiP i norm państwowych Federacji Rosyjskiej, resortowych dokumentów regulacyjnych, dokumentów regulacyjnych administracji państwowej i organów nadzoru oraz innych dokumentów regulacyjnych dotyczących projektu budowlanego rachunek.

5. Wstępne dane i badania inżynierskie do projektowania

5.1 Dane początkowe

5.1.1 Dane początkowe są tworzone zgodnie z SP 122.13330. Wstępne dane do projektowania tuneli to:

Badania geofizyczne;

Badania terenowe gleb;

6.2.6 Przejście głównych sieci ciepłowniczych, wodociągów i gazociągów przez konstrukcję tunelu jest niedozwolone.

6.2.7 Największe podłużne nachylenia odcinków rampy muszą spełniać wymagania dla odcinków otwartych.

6.2.8 Nachylenie podłużne jezdni od warunków odwadniających należy przyjmować co najmniej 0,03, z wyjątkiem odcinków łuków pionowych.

Maksymalne spadki podłużne w tunelach drogowych nie powinny przekraczać 40 , aw trudnych warunkach topograficznych i inżynieryjno-geologicznych przy długości tunelu do 500 m - 60 .

6.2.9 Łączenie sąsiednich elementów profilu podłużnego tuneli należy wykonać przez dopasowanie wypukłych lub wklęsłych łuków pionowych, których najmniejsze promienie można przyjąć jak dla otwartych odcinków ulic i autostrad.

Norwegia ma ambitne plany zainstalowania pierwszych na świecie pływających podwodnych tuneli automatycznych, aby ułatwić podróżnym przeprawę przez liczne fiordy w kraju.

Obecnie jedynym sposobem na pokonanie dużej przestrzeni wodnej jest seria promów, niewygodny i czasochłonny proces.

„Podwodne mosty pływające” będą składać się z dużych rur na głębokości około 30 metrów, a każdy z nich będzie wystarczająco szeroki dla dwóch pasów ruchu.

Mosty podwodne będą wsparte na pontonach wzdłuż powierzchni, połączonych metalowymi kratownicami (struktura kratownicowa, która wzmacnia i podtrzymuje podłogę), aby zapewnić stabilność.

Istnieje również możliwość dodatkowego przykręcenia konstrukcji do skały.

Każdy system mostowy będzie składał się z dwóch sąsiadujących ze sobą tuneli dla ruchu w każdym kierunku.

Pomimo niekonwencjonalnej konstrukcji, urzędnicy twierdzą, że podwodny tunel nie będzie się różnił od konwencjonalnego, tradycyjnego autotunelu naziemnego. Do tej pory w kraju działa 1150 tuneli transportowych, z czego 35 znajduje się pod wodą.

Dlaczego więc nie zbudować zwykłego mostu? Niestety trudny teren w tych rejonach sprawia, że ​​nie nadaje się na konwencjonalny most. Jedyną alternatywą dla mostów pływających może być most wiszący lub most pontonowy nad wodą, jednak te konstrukcje mają tę wadę, że są podatne na złą pogodę. Kolidują również z okrętami marynarki wojennej, które od czasu do czasu prowadzą szkolenia w okolicy.

Jak dotąd Norwegia przeznaczyła na ten projekt 25 miliardów dolarów w gotówce, który ma zostać ukończony do 2035 roku. Aby uzyskać ostateczne zatwierdzenie, inżynierowie będą musieli jeszcze popracować nad projektem: nikt nigdy nie zbudował takich autotuneli i nikt nie jest pewien, jak wiatr, fale i prądy wodne w fiordach mogą wpłynąć na konstrukcję. Jeśli pomysł pływających tuneli okaże się zbyt trudny, politycy mają prawo wybrać inny projekt przy zachowaniu finansowania.

szpiegował

Wraz ze wzrostem głębokości i szerokości barier wodnych gwałtownie wzrasta koszt budowy tuneli podwodnych i pojawiają się problemy związane z opuszczaniem i podwodnym dokowaniem odcinków tunelu. W związku z tym wiele krajów pracuje nad różnymi rozwiązaniami koncepcyjnymi i technologicznymi budowy „pływających” tuneli.

Zlokalizowane całkowicie w wodzie, płytko od powierzchni (w zależności od warunków żeglugowych do 30-35 m), takie tunele są utrzymywane przez system kabli pionowych lub pochyłych przymocowanych do dna zapory wodnej lub zamocowanych na pontonach (patrz Rys. 1.1, d, e).

Jednocześnie znacznie skraca się długość przejazdu tunelem, nie wymaga otwierania wykopów podwodnych i zasypywania odcinków, upraszcza styk części podwodnej z odcinkami przybrzeżnymi i obniża koszty budowy. Takie tunele mogą mieć długość do 30 km i głębokość wody do 500 m lub więcej.

Na konstrukcjach tuneli „pływających” oprócz zwykłych obciążeń stałych i tymczasowych występują obciążenia spowodowane wahaniami temperatury wody, prądami, pływami, zmianami gęstości wody, falami ściskającymi od przepływających statków, prawdopodobieństwem kolizji statków nad tunelem, utrata pływalności, uszkodzenie systemu mocowania itp. .

Norwegia opracowała program budowy „pływających” tuneli przez głębokie fiordy (głębokość wody do 600 m). Oddzielne odcinki żelbetowe o długości od 300 do 500 m utrzymywane są na powierzchni za pomocą stężeń linowych przymocowanych do konstrukcji tunelu oraz w szykach kotwiących na dnie fiordu.

Przykładem jest projekt budowy „pływającego” tunelu w pobliżu Stavanger na głębokości 25 m od lustra wody w fiordzie o głębokości 155 m (rys. 5.22 i 5.23).

Ryż. 5.22.

Spośród różnych opcji tuneli „pływających” - opartych na przyczółkach przybrzeżnych (o krótkiej długości), na podporach pośrednich, zakotwiczonych w dnie cieśniny (ryc. 5.24, a) lub zawieszonych na pontonach (ryc. 5.24, b) - wybrano zaprojektowaną przez Kvaernera konstrukcję stalową sekcji obniżających, połączonych kablami z pontonami cylindrycznymi. Można go złożyć z dala od trasy tunelu, a następnie przenieść na nią.

Przewiduje się budowę tunelu przez Hogsfjord na południowo-zachodnim wybrzeżu kraju. Szerokość fiordu na skrzyżowaniu wynosi 1400 m, głębokość to 150 m. Budowa mostu lub tunelu zakopanego w dnie w tym miejscu wiąże się ze sporymi trudnościami. Tunelowe odcinki o przekroju kołowym z żelbetu sprężonego o średnicy 9,5 m zostaną zatopione na głębokości 15-20 m poniżej poziomu wody i zakotwione odciągami do dna (rys. 5.25).

Ryż. 5.23. Opcje wykonania przekroju i zamocowania „pływającego” tunelu w pobliżu miasta Stavanger w Norwegii: 1 - tunel; 2 - poziom wody w zatoce; 3 - dno zatoki; 4 - szelki kablowe

Na podstawie sześciu lat skomplikowanych prac projektowych i badawczych zaproponowano również budowę „pływającego” tunelu pod Eidfjordem. Szerokość fiordu wynosi 1270 m, głębokość wody 400-500 m. Tunel z żelbetowych kształtowników sprężonych o średnicy 9,5 m zaprojektowano na głębokości 15 m od lustra wody i zamocowano linkami do dno i poziomymi szelkami - do przybrzeżnych urządzeń kotwiczących. Opracowano wariant mocowania tunelu za pomocą pływających bliźniaczych pontonów zacumowanych do dna. Każdy ponton jest przymocowany do 24 kotwic grawitacyjnych za pomocą podwójnych stalowych lin o średnicy 44 mm, przeciągniętych przez zapętlone wyloty w górnej części kotwic.

Dla fiordu Eiden zaprojektowano trzyczęściowy tunel „pływający” o szerokości 1240 m i głębokości 450 m.

Największy „pływający” tunel (model „Mostu Archimedesa”) do przejścia połączonego ruchu drogowego i kolejowego między lądem stałym a wyspą Sycylię został zaprojektowany we Włoszech przez Cieśninę Mesyńską. Proponuje się kilka wariantów tunelu, różniących się wymiarami, sposobem kotwienia itp.

Ryż. 5.24. Warianty (a, b) tuneli pływających: 1 - tunel; 2 - klamry kotwiące; 3 - pontony

Według jednej z opcji tunel o łącznej długości 3,25 km zawiera odcinki zjazdowe wykonane ze sprężonego betonu zbrojonego, wykonane w formie trzech sparowanych tuneli okrężnych o średnicy zewnętrznej 12,3 m.).

Przy głębokości cieśniny 100-130 m tunel „pływający” ma być zlokalizowany na głębokości 40 m od lustra wody, aby umożliwić swobodny przepływ statków. Położenie odcinków tunelu o dodatniej wyporności ściśle ustala system podwójnych lin zakotwiczonych w żelbetowych masach ułożonych wzdłuż dna cieśniny.

Na odcinku podwodnym o długości 2,05 km planowane jest ułożenie trzech odcinków betonu sprężonego. Po bokach sekcji są wyposażone w owiewki zmniejszające siłę przepływu wody. System odciągów kablowych jest przeznaczony do udźwigu tunelu 96 tys. kN (300 kN na 1 m długości tunelu) oraz do poziomego naporu prądu morskiego.

Ryż. 5.25. Schematy (a, b) „pływających” tuneli podwodnych pod Hogsfjord w Norwegii (projekt): 1 - odcinki tunelu; 2 - ponton; 3 - płyta kotwiąca; 4 - szelki kablowe

Główne liny są przymocowane do konstrukcji tunelu co 10 m i zakotwiczone w masywach żelbetowych pod kątem 60° do horyzontu. Kolejna grupa kabli do odbioru nacisku poziomego jest przymocowana do tunelu pod kątem 45°. Siła naciągu każdego kabla wynosi 1260 kN, masa betonowej masy kotwiącej około 300 ton.

Konstrukcja tunelu „pływającego” przewiduje przedziały awaryjne, które zapobiegają wynurzeniu tunelu poprzez napełnienie go wodą (zawory działają automatycznie) w przypadku zerwania jednego z kabli.

Ryż. 5.26. Przekrój "pływającego" tunelu pod Cieśniną Mesyńską (projekt): 1 - przedział dla samochodów; 2 - waga balastu; 3 - przedział dla pociągów kolejowych; 4 - szelki kablowe; 5 - kotwice; 6 - owiewki; 7 - poziom wody; 8 - dno cieśniny

Według innej wersji projektu przewidziane są trzy oddzielne tunele: jeden dla dwutorowego ruchu kolejowego o długości 5,4 km oraz dwa dla dwupasmowego ruchu drogowego o długości 6 i średnicy 15,5 km. Tunele zostaną zamocowane na głębokości 47,75 m od lustra wody za pomocą zastrzałów kotwiących.

Japonia opracowała projekty budowy „pływających” tuneli między wyspami Honsiu i Hokkaido, pod zatoką Uchiura, a także między lotniskami Kasan i Kobe przez zatokę w Osace. Największym zainteresowaniem cieszy się projekt dwupoziomowego tunelu podwodnego pomiędzy wyspami Honsiu i Hokkaido przez zatokę Fuka. Górna kondygnacja przeznaczona jest do dwupasmowego ruchu drogowego, a dolna do dwutorowego ruchu kolejowego. W podwodnym obszarze na głębokości

20 m od lustra wody tunel „pływający” utrzymywany jest na wspornikach linowych. Aby przeciwdziałać drganiom konstrukcji tunelu podczas ruchu pociągów i samochodów oraz falom morskim przewidziano dodatkowo stabilizatory typu płetwowego.

W Szwajcarii opracowano trzy opcje budowy przeprawy transportowej przez jezioro z północy na południe: most, tunel zbudowany w sposób zamknięty i tunel „pływający”. Ten ostatni okazał się lepszy. Dziesięć odcinków tunelu, które są dwiema współosiowo ułożonymi stalowymi rurami o długości 100 metrów, średnicy zewnętrznej 12 i średnicy wewnętrznej 11 m, z wypełnieniem betonowym pomiędzy nimi, będzie utrzymywanych na głębokości 14 m od lustra wody za pomocą system kabli rozmieszczonych co 50 m pod kątem 45° do horyzontu.

Istnieją również propozycje projektów budowy „pływających” tuneli przez Cieśninę Gibraltarską i Kanał La Manche, pod Wielkimi Jeziorami w USA i Kanadzie.

Tunele podwodne jako tunele transportowe i przejścia są szeroko stosowane w dużych miastach do pokonywania żeglownych rzek, kanałów i zatok. Główne zalety budowy tuneli podwodnych w porównaniu z przeprawą mostową przez bariery wodne to: niezakłócony reżim krajowy cieku, nie zakłócają one nawigacji i eksploatacji istniejących konstrukcji przybrzeżnych (molo, nabrzeża, itp.). Tunele podwodne mają szczególnie duże zalety, gdy statki o dużej przepustowości przepływają wzdłuż rzeki lub kanału, co wymusza konieczność posiadania dużej wysokości i długości przęseł mostowych, a co za tym idzie mocnych podpór, co z kolei prowadzi do znacznego zwiększenia koszt przeprawy mostowej w ogóle.

O wyborze wariantu tunelu lub mostu należy decydować biorąc pod uwagę całość czynników – technicznych, eksploatacyjnych i ekonomicznych.

Budowa tuneli podwodnych przebiega w następujący sposób.

Głównym elementem podwodnego tunelu są dolne sekcje, które są używane głównie w kształcie okrągłym lub prostokątnym. Dolna część przekroju kołowego (rys. 3, a) zwykle ma okładzinę, w tym stalową powłokę, wewnątrz której znajduje się okładzina żelbetowa. Grubość dolnego odcinka okrągłego kształtu waha się w granicach 0,5-0,7 m.

Dolne sekcje o kształcie prostokąta wykonane są z żelbetu monolitycznego. W zależności od przepustowości tunelu dolne sekcje mają różną liczbę przedziałów. Mogą być jednoprzęsłowe i wieloprzęsłowe. Na ryc. 3 , b przedstawia jednoprzęsłowy odcinek zjazdu przyjęty podczas budowy podwodnego tunelu Kanonersky pod Kanałem Morskim w Petersburgu. Tunel przeznaczony jest do dwupasmowego transportu drogowego z bocznym przejściem dla osób 1 i galerią wentylacyjną 2. Długość każdej sekcji wynosi 75 m. Konstrukcja sekcji wykonana jest z monolitycznego żelbetu o grubości 0,93 m. Masa sekcji to około 8000 t. Hydroizolacja zewnętrzna 3 stal o grubości 6 mm, która jednocześnie służy jako szalunek do budowy okładziny żelbetowej kształtownika. Na ryc. 3, w Przedstawiono odcinek podwodnego tunelu „Lafontaine” w Montrealu (Kanada) przez rzekę Św. Wawrzyńca. Sekcja dolna ma kształt prostokąta o wymiarach 36,73x7,85 mi długości 109,7 m. Masa sekcji to 32 000 t. Sekcje wykonane są z żelbetu monolitycznego ze sprężonym zbrojeniem 1 , do których użyliśmy kabli 48-żyłowych o średnicy 7 mm oraz splotek tymczasowych 2. Okładzina jest wodoodporna 3. Sekcje na końcach wyposażone są w tymczasowe przesłony wodoszczelne, w których przewidziano śluzy z zastawkami do przepuszczania ludzi i kontroli szczelności przy łączeniu sekcji.

Aby pomieścić dolne sekcje w kanale zapory wodnej, ustawiono wykop. Wymiary wykopu są określone przez główne wymiary przekroju. Szerokość wykopów wzdłuż dna wynosi 2-3 m i więcej niż szerokość przekroju, a głębokość wykopu nie mniej niż 0,5-0,7 m. U podstawy wykopów układa się żwir lub tłuczeń .

Produkcja sekcji podwodnych odbywa się zwykle w suchym doku lub doku śluzowym, który znajduje się na brzegu i w taki sposób, aby po zakończeniu budowy można je było wykorzystać jako podejście rampowe podczas eksploatacji tunelu.

Rysunek 3. Kształty przekrojów odcinków schodzenia tuneli podwodnych

W doku, w zależności od wymaganej ilości, wykonywane są albo wszystkie odcinki przy cieku o małej szerokości, albo część w miarę postępu prac przy budowie tunelu podwodnego.

Po wykonaniu odcinków woda jest pompowana do śluzy dokującej do jej poziomu w cieku. Sekcje unoszą się na wodzie i są holowane do miejsca instalacji. Przed nurkowaniem na sekcjach montuje się specjalną rurę, aby umożliwić ludziom przejście przez nią i zaopatrzenie w materiały, a także montowane są maszty celownicze, które kontrolują położenie sekcji. Sekcje zanurzane są poprzez napełnianie wodą specjalnych zbiorników balastowych umieszczonych w ich wnętrzu. Po zanurzeniu i zamontowaniu sekcji łączy się ją za pomocą specjalnego profilu gumowego mankietu oraz urządzenia sprzęgającego w postaci podnośnika. W przyszłości złącze jest monolityczne od wewnątrz sekcji. Po zamontowaniu wszystkich sekcji zatapialnych i sprawdzeniu szczelności złączy, zasypuje się je materiałami odłamkowymi do wysokości 1,5-3 m.