После многих веков недоверия, приводившего временами к военным конфликтам, французов и англичан наконец-то объединила... общая неприязнь к морской болезни. Водная стихия, отделяющая Великобританию от Франции на протяжении последних 8000 лет, очень своенравна и нередко превращала паромную переправу в тяжелое испытание для пассажиров.
Однако непоколебимая вера Британской империи в необходимость сохранения этого подобия гигантского крепостного рва до недавних пор заставляла путешественников выбирать воздушный путь или же плыть, мучительно свесившись за борт. Присоединение Великобритании к Европейскому союзу стало началом новых отношений между старыми соседями-соперника- ми. В порыве преодолеть все преграды на пути к единству страны приступили к разработке проекта, который навсегда связал бы их берега. Поступали разные предложения: строительство туннеля, моста, комбинация того и другого. В конце концов победил туннель.
Главным аргументом в пользу этого решения стали сведения, поступившие от геологов. Они выяснили, что под водой две страны уже соединены пластом меловомергельной породы. Эта мягкая известняковая порода прекрасно подходила для строительства туннеля: она достаточно легко поддается разработке, обладает высокой естественной устойчивостью и водонепроницаемостью. Множество пробуренных на дне Ла-Манша скважин и передовая технология акустического зондирования дали геологам возможность получить достаточно точные данные о подводном рельефе пролива и геологическом строении его дна. Используя эту информацию, инженеры опредились с маршрутом туннеля.
Чтобы лучше контролировать движение транспорта, а также избежать огромных проблем с вентиляцией, которые обязательно возникнут в 39-километровом автомобильном туннеле, инженеры остановили свой выбор на туннеле железнодорожном. Теперь вместо парома легковые машины и грузовики заезжают на специальные грузовые поезда, переправляющие их на другую строну пролива. Вне зависимости от погоды переправа от терминала до терминала занимает 35 минут, из которых только 26 предстоит провести в туннеле. Еще один состав под названием «Евростар» за три с небольшим часа перевозит пассажиров из центра Лондона в центр либо Парижа, либо Брюсселя.
Одно из величайших сооружений XX века — туннель под Ла-Маншем — на самом деле представляет собой сложную систему, состоящую из трех «галерей», которые пролегают параллельно друг другу. По северному туннелю поезда идут из Англии во Францию, по южному — обратно. Между ними находится узкий технический туннель, основная функция которого — обеспечить доступ к рабочим туннелям для текущего ремонта. Он предназначен также для эвакуации пассажиров. В техническом туннеле поддерживается повышенное давление воздуха, чтобы туда не проникли дым или пламя, если в одном из основных туннелей случится пожар.
Все три туннеля связаны между собой небольшими переходами, расположенными по всей длине конструкции на расстоянии приблизительно 365 метров друг от друга. Два транспортных туннеля соединяются между собой через каждые 244 метра воздушными шлюзами. Благодаря шлюзам нейтрализуется давление воздуха, возникающее под напором движущегося состава: воздух перед поездом, не причинив никакого вреда составу, уходит по ним в другой транспортный туннель. Таким образом уменьшается так называемый поршневой эффект.
Проходку туннелей к этому времени производили при помощи специальных бурильных установок — туннелепроходческих комплексов, или ТПК. Это почти полностью автоматизированные устройства, современный высокотехнологичный вариант щита Грейтхеда. Пробивая туннель, ТПК оставляет за собой практически завершенную конструкцию — обшитый бетонной обделкой цилиндрический туннель. Впереди у каждого ТПК находится рабочая установка. Она состоит из вращающегося ротора, буквально «разрезающего» породу.
Ротор с силой придавливается к поверхности забоя кольцом гидроцилиндров, которые еще и направляют его движение. Непосредственно за бурильной головкой находятся распорные гидроцилиндры. Они прижимают к стенам гигантские распорные плиты, упираясь в которые отталкивают цилиндры и ротор. За рабочей установкой располагается диспетчерский пульт, откуда оператор ТПК следит за продвижением бурильной головки. Благодаря лазерной системе навигации комплекс абсолютно точно придерживается заданного направления.
Самый большой ротор ТПК имеет диаметр около 9 метров и вращается со скоростью два-три оборота в минуту. Ротор армирован долотообразными остроконечными зубьями, либо насадками со стальными дисками, либо их комбинацией. Вращаясь, ротор вырезает в известково-меловой породе концентрические круги. На определенной глубине разрезанная порода дает трещины и раскалывается. Отколовшиеся куски падают на конвейер, передающий отработанную породу в уже ожидающие ее вагонетки в хвосте проходческого комплекса
Последний элемент ТПК, о котором необходимо упомянуть, — это механический укладчик обделки.
Он устанавливает на стены туннеля сегменты обделки. За работающим ТПК на 240 метров тянется технический состав. Он доставляет сегменты обделки, транспортирует отработанную породу, подает свежий воздух, воду, электричество, обеспечивая работников всем необходимым «без отрыва от производства».
Итак, строительство туннеля под Ла-Маншем началось с сооружения входных шахт по обоим берегам пролива. В них спустили одиннадцать ТПК и другое оборудование. После сборки шесть ТПК, по три из Англии и Франции, начали свое путешествие под проливом в надежде благополучно встретиться под толщей воды в середине пролива. Остальные пять работали на суше, оформляя входные зоны будущего туннеля. Первым строители планировали пробить технический туннель — он должен был стать своего рода «передовым десантом» в общей системе.
Однако даже с арсеналом ультрасовременных технических средств при пробивке Евротуннеля не все шло по плану. Начнем с того, что английские ТПК были предназначены для работы только в «сухих» забоях. Стоит ли говорить о том, что, когда где-то посередине проходки забой стала заливать поступающая сквозь трещины в породе соленая вода, строителям пришлось очень нелегко. ТПК с британской стороны рабочего туннеля пришлось остановить. Инженеры в срочном порядке решали, как остановить поступление воды. В результате они соорудили что-то наподобие гигантского бетонного «зонтика», который и предотвратил затопление туннеля. На закачку цементационного раствора в образовавшиеся трещины ушли месяцы. Затем потолок туннеля над ТПК разобрали и обшили стальными панелями, на них нанесли тонкий слой торкрет-бетона. Только после этого работы с английской стороны продолжились.
Все три туннеля покрыты кольцевой бетонной обделкой, состоящей из отдельных сегментов. Сегмент, «замыкающий» каждое кольцо, по размеру меньше остальных и имеет клиновидную форму. Эта форма ненавязчиво напоминает нам о том, что эта современная конструкция относится к древнейшему семейству арок. Большая часть сегментов обделки отлита из железобетона, за исключением тех, что устанавливались в переходных туннелях и воздухоотводах, — они изготовлены из чугуна.
В октябре 1990 года, когда две части строящегося технического туннеля разделяло чуть больше 90 метров, ТПК остановили. Чтобы удостовериться в том, что обе половины туннеля находятся на одной линии, с английской стороны пробурили скважину-зонд диаметром 5 сантиметров. Когда она достигла «французской» части проходки, между ними вручную был пробит узкий соединительный коридор. Затем его расширили до нужного диаметра небольшими горнопроходческими комбайнами. Спустя полгода соединились и основные туннели. Работы завершились весьма любопытной с технической точки зрения операцией. Вместо того чтобы тратить силы и деньги на демонтаж и извлечение на поверхность своих бурильных головок, английские инженеры просто направили их вниз, и механизмы сами вырыли себе последнее пристанище. Когда буровое оборудование исчезло в земле, а образовавшиеся углубления залили бетоном, над ними в английскую часть туннелей прошли французские ТПК.
При строительстве любого туннеля — особенно если речь идет о гиганте длиной 50 километров — следует тщательно планировать, каким образом будет извлекаться и утилизоваться отработанный грунт. Дальновидные англичане построили для этих целей огромную дамбу, огородившую несколько морских лагун неподалеку от входных шахт туннеля. Отработанный грунт поднимали наверх и ссыпали в эти озера. Высохнув, они увеличили территорию Великобритании на несколько сотен квадратных метров. Французам повезло меньше — им пришлось иметь дело с гораздо большим количеством грунта. Они смешивали его с водой и закачивали в озеро, расположенное в 2,5 километрах от берега. Когда озеро высохло, образовавшийся участок земли засеяли травой. Площадь страны, увы, осталась прежней, зато одним зеленым уголком стало больше.
Чтобы обеспечить бесперебойное движение поездов 24 часа в сутки, даже если часть трассы придется временно перекрыть, в основных туннелях было построено по два пересекающихся перехода, их еще называют камерами разъездов. Они располагаются приблизительно на расстоянии трети пути от каждого берега. Благодаря им состав всегда может объехать перекрытый участок по другому туннелю, а на следующем разъезде вернуться на исходный путь. Это, конечно, несколько замедляет движение, но зато при любых обстоятельствах, за исключением самых крайних случаев, туннель под Ла-Маншем будет работать!
Камеры разъездов строили очень большими — около 150 метров в длину, 20 метров в ширину и 15 метров в высоту каждая. Чтобы укрепить их конструкцию, породу вокруг камер разъездов укрепили торкрет-бетоном и 4-6-метровыми стальными стержнями — анкерными болтами.
При строительстве камер рабочие установили в меловой породе измерительные приборы, позволяющие следить за состоянием грунта. Если обнаруживалась проблема, толщину обшивки или длину анкерных болтов увеличивали. Во время строительных работ связь с камерами осуществлялась через технический туннель: по нему доставляли все необходимые материалы, оборудование и удаляли отработанный грунт.
В законченных камерах разъездов установили массивные затворы. Они должны препятствовать распространению огня при пожаре, также их используют для независимого снабжения воздухом каждого из туннелей. Затворы открываются, только когда необходимо воспользоваться разъездом.
После того как были полностью пробиты все туннели, работы продолжались еще два года. Рабочие протянули многокилометровые кабели для систем безопасности, сигнального, осветительного и насосного оборудования. Были установлены две трубы, по которым постоянно подавалась охлажденная вода, чтобы снизить в туннеле температуру воздуха, повышающуюся из-за движения высокоскоростных поездов. Все оборудование, включая сами поезда, многократно тестировалось.
К концу 1993 года строительство Евротуннеля было закончено. А в мае следующего года этот самый дорогой в истории человечества инженерный объект начал работать.
Дэвид Маколи. Как это построено: от мостов до небоскребов. Иллюстрированная энциклопедия.