Короткий історичний огляд підземного будівництва в світі. Частина 2
Короткий історичний огляд підземного будівництва в світі. Частина 2 Починаючи з XIII ст. на південно-сході Нідерландів широке поширення отримала підземний видобуток вапняку для будівництва. Всього зареєстровано близько 250 каменоломень, в основному, приватного характеру, площею від декількох десятків метрів до 100 га [Бреулс, 1998].
Більшість цих виробок, розташованих на глибині 20-25 м, зосереджено в долина Зіхен і Зассе в 10 км від Маастріха. Здобуваючи камінь, робочі прокладали глибокі шахти до пласту вапняку. При досягненні пласта прорізали окремий хід зі сходами, що йде до кухні, сараю або господарській будівлі на денній поверхні.
Після закінчення будівництва вироблення використовувалися як сховища, колодязі (при підвищенні рівня грунтових вод), притулку на час численних воєн. На стінах шахт знаходять малюнки вершників і солдатів, зображених в уніформі армій практично всіх країн світу, що проходили за минулі 7 століть через територію Нідерландів. У 1450 році було розпочато будівництво тунелю на дорозі між Ніццою і Генуєю. Незабаром роботи були припинені і відновлені лише через 300 років. Проте в 1794 році будівництво було повністю припинено і над незакінченою тунелем влаштована дорога. В кінці XV ст. на території Московського Кремля було прокладено кілька водопровідних тунелів з обробленням з кам'яної кладки. У XVI ст., В період правління Івана Грозного, в Москві велося активне підземне будівництво.
Зокрема, в 1657 році В. Азначеевим була зроблена спроба будівництва підводного тунелю під р.. Москвою. У XVII ст. у Пскові й Великому Новгороді було прокладено кілька підземних ходів довжиною до 200 м з дерев'яним і кам'яним кріпленням склепіння та стін. У XVII-XIX ст. у Франції було пройдено кілька судноплавних тунелів: у 1679-1681 роках на ділянці Лангедокского каналу, що з'єднував р. Гаронна з Середземним морем, тунель довжиною 164 м, висотою 8,2 м і шириною 6,7 м, перетинає височину Мальпасо на північ від Піренеїв (Мальпасскій тунель, вперше в історії тунельного справи, був пройдений з застосуванням пороху); в 1784-1838 роках в роздільному б'єфі каналу Ніверне між річками Сяну і Луара були побудовані три судноплавних тунелю загальною довжиною близько 1500 ми шириною 7 м; в 1787-1789 роках на Центральному каналі між річками Луара і Сена був споруджений тунель Торсі довжиною 1276 м, шириною 2,6 м і висотою 2,9 м; в 1802-1809 роках на Сен-Кантенском каналі між річками Уаза і Шельда були пройдені два тунелі: Рікеваль, довжиною 5670 м, і Тронкуа, довжиною 1098 м.
Ширина цих тунелів - 8 м. У цілому, до початку XIX ст. у Франції були побудовані близько 40 судноплавних тунелів. Не відставала від Франції та її історична суперниця - Англія: у період з 1766 по 1769 роки на каналі, що з'єднує кам'яновугільні копальні з Манчестером, були пройдені 5 судноплавних тунелів, найдовший з яких - Харкестль, - мав довжину 2632 м, ширину 2,7 м і висоту 3,7 м. У 1825-1827 роках паралельно йому був пройдений ще один тунель довжиною 2675 м, шириною 4,3 м і висотою 4,9 м. Усього за той же період часу, що й у Франції, в Англії були побудовані близько 60 судноплавних тунелів. У США перший судноплавний тунель довжиною 137 м, шириною 6,1 м і висотою 5,5 м був побудований в 1818-1821 роках на Шюйкільском каналі. У 1828 році в Пенсільванії був споруджений судноплавний тунель Лебанон довжиною 223 м, шириною 5,5 м і висотою 4,6 м. Другу чверть XIX ст. можна вважати початком епохи промислового тоннелестроенія. Поряд з судноплавними, активно зводилися залізничні тунелі. Перший з них було прокладено у 1826-1830 роках в Англії на лінії Ліверпуль-Манчестер, довжина його становить 1190 м. У той же час у Франції був побудований залізничний тунель на лінії Роанн - Ан Дрезена.
У США перший залізничний тунель був споруджений в 1831-1833 роках на лінії Аллегені-Портедж в Пенсільванії. Довжина тунелю становила 270 м, висота 5,8 м, ширина 6,1 м. Батьком тоннелестроенія М. Брюннелем в 1825 році був запропонований метод щитової проходки, з допомогою якого в м'яких породах під р.. Темзою був пройдений тунель довжиною 450 м (рис. 1.4). Будівництво було завершено в 1832 році. Інженерами Барлоу і Трейтхедом в 1869 році було споруджено другий підводний тунель під Темзою довжиною 450 м і внутрішнім діаметром 2 м. Для його проходки був використаний щит кругового перерізу з обробленням з чавунних сегментів. Цей щит є прообразом сучасних тунелепрохідницьких щитів.
Важливим етапом становлення епохи промислового тоннелестроенія є спорудження Лондонського метрополітену, відкритого для руху в 1862 році. Перша ділянка мав протяжність всього 3,6 км, проте вже в 1863 році парламентська комісія схвалила спорудження 30-ти кілометрової підземної окружноі залізниці. Вона була введена в експлуатацію в 1884 році і на одному з відгалужень включила в себе тунель Брюннеля виявився найстарішим ділянкою Лондонського метро. У 1890 році на підземній частині Південно-Лондонської лінії була введена електрична тяга поїздів. До цього поїзда ходили на паровій тязі і тунелі були заповнені паровозним димом і кіптявою.
Перші методи механізації прохідницьких робіт були розроблені в середині XIX ст. під час будівництва протяжних альпійських тунелів. Першим з них став двоколійний Мон-Сенісскій тунель між Францією і Італією довжиною 12 850 м. Роботи були розпочаті в 1857 році, але дуже повільно. Для збільшення швидкості проходки були сконструйовані бурильні машини, що працюють від стисненого повітря а в січні 1861 року тут вперше було застосовано механічне буріння. Рух у тунелі було відкриття 17 вересня 1871 року.
Другий альпійський тунель - Сен-Готард, - почали будувати у вересні 1871 року (рис. 1.5). Двоколійний тунель довжиною близько 16 300 м проходить в сильно порушених гранітах, гнейсах, сланцях та ін породах. При його спорудженні порох вперше був замінений динамітом, застосовано гідравлічні бурильні машини та механічне відкатка породи. Будівництво було завершено в 1882 році. Подальше вдосконалення методів проходки дозволила пройти двоколійний Альбергскій залізничний тунель довжиною 10 270 м між долинами річок Інн і Рейн за чотири роки: з 1880 по 1884 роки. Значно більш грандіозний Симплонский тунель між Італією та Швейцарією, протяжністю 19 780 м, був побудований в період з 1898 по 1906 роки. Значна довжина споруди змусила його проектувальників відмовитися від прийнятої для всіх інших альпійських тунелів двухпутной схеми руху і замінити її двома паралельними однопутними тунелями, розташованими на відстані 17 м один від іншого. У цей же період часу були споруджені ще близько 10 альпійських тунелів довжиною від 6 100м до 14 600 м.
Найбільшу трудність викликало будівництво тунелю Лечберг. Будівництво було розпочато в 1906 році і до липня 1908 проходило нормально. 24 липня 1908 стався раптовий прорив води в тунель і ділянку протяжністю 150 м був заповнений рідким масою піску, мулу та щебеню. При проведенні обстеження було виявлено, що тунель перетнув тектонічний розлам, заповнений алювіальними відкладеннями. Через цей розлам пройшла вода з р. Кордеро, розташованої на висоті 180 м над трасою тунелю. Будівельниками було прийнято рішення обійти місце прориву, що збільшило загальну довжину споруди на 870 м. Трохи раніше тунелю Лечберг на півночі Італії був пройдений одноколійний тунель Гатіко протяжністю 3 310 м. При його будівництві вперше були застосовані вертикальні кесоні для проходки ділянки довжиною 344 м в слабких водоносних грунтах. Перші залізничні тунелі в Росії були споруджені в 1859 - 1862 роках на залізниці Санкт-Петербург-Варшава. У 1892 році в Грузії було завершено будівництво чотирьохкілометрової тунелю через Сурамський перевал. Будівництво в тріщинуватих породах з великим гірським тиском, в основному, велося способом опертого склепіння.
У цьому тунелі, вперше в Росії, була застосована гідравлічна машина для буріння шпурів. Розрахунок зводу, як пружної арки, був виконаний за пропозицією проф. Л.Ф. Ніколаї. Після закінчення П ервой світової війни в Італії на лінії Флоренція-Болонья був збудований залізничний тунель довжиною 18 510 м. У 1923-1927 роках у штаті Колорадо (США) був споруджений одноколійний Моффатскій тунель перетином 4,8 x7, 2 м і довжиною 9 800 м. Започаткований у 1922 році, майже одночасно з ним, тунель Шілізу в Японії, протяжністю 9700 м, був завершений лише в 1931 році. У складних гідрогеологічних умовах велося будівництво Таннского тунелю довжиною 7 800 м, розташованого на залізниці Токіо-Кобе. Будівництво було розпочато в 1918 році і завершено в 1934 році. У 1936-1941 роках в Японії під Сімонесскім протокою був побудований один з перших у світі протяжних підводних тунелів. Його довжина склала 6 330 м. У 1939 році в Кардіфоре (США) був побудований, мабуть перший в світі, підземний гараж. Заглиблений під одну з площ міста на 10,7 м, він одночасно був притулком для населення на особливий період. З 1940 року в США починають активно використовуватися занедбані вироблення у вапняних кар'єрах в якості холодильників для тривалого зберігання швидкопсувних харчових продуктів.
Дослідження, проведені американськими фахівцями, показують, що в підземних виробках вапняних протягом тривалого часу зберігаються постійна температура і вологість. У разі відключення приладів охолодження температура в підземних складських приміщеннях піднімається на 3 ° С протягом 60 днів. А в 1948 році в м. Наанталі (Фінляндія) було споруджено одну з перших у світі підземних нафтосховищ. До початку У торою світової війни в Німеччині йшло інтенсивне будівництво підземних заводів. Для цього використовувалися: існуючі гірські виробки з розширенням окремих ділянок до необхідних розмірів; горизонтальні гірські вироблення усередині пагорбів або гір;, підземні і напівпідземні споруди, які зводяться в глибоких котлованах (нерідко використовувалися глибокі яри, тальвеги та інші природні поглиблення).
Одним з найбільш великих був завод для виробництва ракетних установок ФАУ-1 і ФАУ-2 в Нордхаузен (Тюрінгія), розташований усередині великого пагорба. Завод складався з двох паралельних тунелів довжиною 2,3 км і шириною 12,5 м, розташованих на відстані 1,4 км один від іншого. Тунелі з'єднувалися один з одним 46-ту поперечними виробками. Загальна корисна площа підземного простору становила близько 15 га. Після закінчення У торою світової війни будівництво підземних заводів набуло широкого розмаху у Великобританії. Для цього, звичайно, використовувалися занедбані гірські виробки. Наприклад, в одній з покинутих шахт, яка існувала ще в Першу світову війну, був розміщений підземний завод з виготовлення деталей літаків. Загальна корисна площа заводу становила близько 6 км 2.
