Подводный тоннель

ПОДВОДНЫЙ ТОННЕЛЬ (а. underwater tunnel; н. Unterwasserstollen, Unterwassertunnel; ф. tunnel sous-marin; и. tunel submarino) — предназначен для преодоления водного препятствия с целью пропуска транспортных средств и пешеходов, прокладки инженерных коммуникаций и др. Подводные тоннели в отличие от мостов не нарушают режим водотока, не препятствуют судоходству, защищают транспортные средства или коммуникации от неблагоприятных атмосферных воздействий, а при расположении в городе в минимальной степени нарушают архитектурный ансамбль. Преимущества подводных тоннелей по сравнению с мостами в значительной степени возрастают при пологих берегах водотока и при интенсивном судоходстве.

В зависимости от расположения относительно дна водотока (водоёма) различают подводные тоннели, заглубленные в грунтовый массив (рис., а), тоннели на дамбах (рис., б) или отдельных опорах (тоннели-мосты) (рис., в) и "плавающие" тоннели (рис., г).

Тоннели на дамбах, тоннели-мосты и "плавающие" тоннели эффективны при пересечении глубоких водных преград, т.к. при этом сокращается длина тоннельного перехода и улучшаются эксплуатационные показатели трассы.

Первый в мире подводный тоннель (длиной 900 м, шириной 4,9 м и высотой 3,9 м) построен в Вавилоне под рекой Евфрат за 2180 лет до н. э. В мире эксплуатируется большое количество подводных тоннелей различного назначения, среди которых преобладают транспортные тоннели: железнодорожные, автодорожные, метрополитена (табл.).

В CCCP подводные тоннели построены под рекой Москвой, Невой, Курой на линиях Московского, Ленинградского и Тбилисского метрополитенов, автодорожные тоннели — под каналом им. Москвы в Москве, под Морским каналом в Ленинграде и др. Предполагается строительство крупнейших подводных тоннелей под проливом Ла-Манш (52 км), Гибралтарским проливом (32 км), Ботническим заливом (22 км), проливом Босфор (12 км), Мессинским проливом и др.

Подводные тоннели располагают на прямой или криволинейной трассе в плане, что связано с необходимостью обхода зон сильных размывов, островов, искусственных подводных сооружений и пр. Глубину заложения подводных тоннелей относительно линии возможных размывов принимают не менее 4-5 м в плотных глинистых грунтах и не менее 8-10 м в несвязных грунтах. При способе опускных секций минимальная глубина заложения в плотных глинистых грунтах 1,5-2 м, а в несвязных грунтах 2,5-3 метров. Радиусы кривых в плане и профиле, продольные уклоны и габариты подводных тоннелей принимаются в зависимости от назначения тоннеля и места его расположения по соответствующим нормам. Ширина подводных тоннелей достигает 40 м и более, высота — 10м (например, в Антверпене).

Способ строительства подводных тоннелей определяется его длиной, размерами поперечного сечения, топографическими, инженерно-геологическими и гидрологического условиями. Подводные тоннели сооружают чаще всего щитовым способом или способом опускных секций. В отдельных случаях применяют горный или открытый способы, а в сложных инженерно-геологических условиях — проходку под сжатым воздухом, опускные кессоны, водопонижение, тампонаж, искусственное замораживание или химическое закрепление грунтов. Конструкции подводных тоннелей, сооружаемых щитовым способом, выполняют в виде круговых тоннельных обделок из чугунных или стальных тюбингов либо из железобетонных элементов с внутренней гидроизоляцией. При горном способе работ устраивают обделки сводчатого очертания из монолитного бетона или железобетона. Опускные секции подводные тоннели могут быть кругового, бинокулярного или прямоугольного поперечного сечения из железобетона с наружной гидроизоляцией. Подводные тоннели оборудуют системами искусственной вентиляции, освещения, водоотвода, а также специальными устройствами, обеспечивающими безопасную эксплуатацию сооружения.