Как се правят подводните тунели?

Хиляди хора пътуват с метрото от едната страна на Санкт Петербург до другата или пресичат Ламанша през тунела под него всеки ден – все приключения, които могат да направят само благодарение на подводните тунели.

Но как се постига едно такова впечатляваща инженерна конструкция?

Марк Изамбар Брюнел

Подводните тунели ни се опират, докато през 1818 г. френско-британският инженер Марк Изамбар Брюнел рязко не се вдъхновява от природата. След като наблюдава как плочките на черупката на Корабен червей (Teredo navalis, още Дървопробивач) му позволяват да пробива дърво, Брунел използвал този принцип и създава тунелния щит.

Страничен изглед на тунелния щит (най-вдясно), използван за изграждането на тунела под река Темза (Лондон); Непосредствено зад него се изгражда задължителната (тухлена в този случай) носеща конструкция.

В този случай това е гигантски правоъгълен чугунен корпус с отвори, които се отварят един по един, за да могат миньорите да копаят през тях. След това щитът се избутва напред и процесът се повтаря, а зад него се изгражда защитната „обвивка“ на тунела.

Така се стига до изграждането на първия в историята подводен тунел под река Темза в Лондон, завършен през 1842 г. По-късно методът се усъвършенства като се внася въздух под налягане в предната част на щита, за да се спрат наводненията по време на строителството.

Тунелните щитове се използват и днес, но вместо това са цилиндрични и обикновено са изработени от стомана, която се използва и за опорните пръстени на тунела, вместо тухли. В съвременните варианти се използват и хидравлични крикове за избутване на щита напред, а когато той не се движи, има достъпът до зоната пред него чрез врата. За да се предпазят тези, които излизат да работят там, щитовете разполагат и със защитен капак.

Тунелопробивна машина

Разбира се, копаенето в мека земя е едно – пробиването на подводни скали е съвсем друго нещо. Точно тук съвременните тунелопробивни машини променят нещата.

Те изпълняват функция, подобна на тази на тунелния щит, но в този случай за прокопаването на скалата отпред се използва механична въртяща се режеща глава, а не човешка сила. И вместо хората да изнасят отломките, това става с транспортна лента.

Общо 11 машини са използвани за прокопаването на трите тунела под Ламанша с дължина 56,3 км. (да, има повече от един), които в подводните си участъци са на 45 метра под морското дъно.

Готови сегменти от тунел

Съществува и метод, в който готови „тръби“ от тунела се сглобяват във водата – техника, разработена от американския инженер Уилям Уилгус.

При този метод тунелът първо се излива на друго място, като се създават множество сглобяеми сегменти, докато се изкопава траншея от речното или морското дъно, където трябва после да се сложат. След това сегментите се докарват с плавателни съдове до района и се потапят на място, след което водата се изпомпва от тях, а върху тунела се поставя изкопан материал, за да се зарови.