Подводные тоннели

 

Подводные тоннели в качестве транспортных тоннелей и пере­ходов широко используют в крупных городах для преодоления судоходных рек, каналов и заливов. Основные преимущества строительства подводных тоннелей по сравнению с мостовым переходом водных преград заключаются в следующем: не на­рушается бытовой режим водотока, они не препятствуют судо­ходству и работе существующих береговых сооружений (при­стани, причалы и т. п.). Особо большие преимущества подвод­ные тоннели имеют, когда по реке или каналу проходят крупно­тоннажные судна, что вызывает необходимость при мостовом варианте иметь большую высоту и длину пролетных строений моста, а следовательно, и мощные опоры, что в свою очередь приводит к значительному увеличению стоимости мостового пе­рехода в целом.

Выбор тоннельного или мостового вариантов должен ре­шаться на основании учета всей совокупности факторов — тех­нических, эксплуатационных и экономических.

Строительство подводных тоннелей осуществляют следую­щим образом.

Основным элементом подводного тоннеля являются опуск­ные секции, которые в основном применяют круговой или пря­моугольной формы. Опускная секция круговой формы сечения (рис. 3, а) обычно имеет обделку, включающую стальную оболочку, внутри которой располагается железобетонная крепь. Толщина опускной секции круговой формы изменяется в преде­лах 0,5—0,7 м.

Опускные секции прямоугольной формы изготовляют из мо­нолитного железобетона. В зависимости от пропускной способ­ности тоннеля опускные секции имеют различное число отсе­ков. Они могут быть однопролетными и многопролетными. На рис. 3,б представлена однопролетная опускная секция, при­нятая при строительстве Канонерского подводного тоннеля под Морским каналом в Санкт-Петербурге. Тоннель предназначен для двухполосного автомобильного транспорта с боковым проходом для людей 1 и вентиляционной галереей 2. Длина каждой сек­ции 75 м. Конструкция секции выполнена из монолитного же­лезобетона с толщиной 0,93 м. Масса секции около 8000 т. Наружная гидроизоляция 3 стальная с толщиной 6 мм, кото­рую одновременно используют как опалубку для возведения железобетонной обделки секции. На рис. 3, в представлена секция подводного тоннеля «Лафонтен» в г. Монреале (Кана­да) через реку Св. Лаврентия. Опускная секция имеет прямо­угольную форму с размерами 36,73x7,85 м и длиной 109,7 м. Масса секции 32 000 т. Секции изготовлены из монолитного железобетона с преднапряженной арматурой 1, для чего ис­пользовали тросы из 48 проволок диаметром 7 мм и временные тяжи 2. Обделка имеет гидроизоляцию 3. Секции по торцам оборудуют временными водонепроницаемыми диафрагмами, в которых предусматривают шлюзы с затворами для пропуска людей и для контроля за герметичностью при стыковании секций.

Для размещения опускных секций в русле водной преграды устраивают траншею. Размеры траншеи определяются основ­ными размерами секции. Ширина траншей по дну на 2—3 м и больше ширины секции, а глубина траншеи не менее 0,5—0,7 м. В основании траншей укладывают гравийную или щебеночную подготовку.

Изготовление погружных секций обычно производят в су­хом доке или доке-шлюзе, которые располагают на берегу и с таким расчетом, чтобы они могли быть использованы при за­вершении строительства в качестве рампового подходного уча­стка при эксплуатации тоннеля.

 

Рисунок 3. Формы сечения опускных секций подводных тоннелей

 

В доке изготовляют в зависимости от потребного количества или все секции, когда водоток имеет небольшую ширину, или часть их по мере развития работ по строительству подводного тоннеля.

После изготовления секций в док-шлюз закачивают воду до уровня ее в водотоке. Секции всплывают и на плаву буксируются до места установки. Перед погружением на секции уста­навливают специальную трубу для возможности прохода по ней людей и подачи материалов, а также монтируют визирные мачты, по которым контролируют положение секций. Секции погружают, заполняя водой специальные балластные емкости, размещенные внутри их. После погружения и установки секции ее стыкуют с помощью специального профиля резиновой ман­жеты и стяжного устройства в виде домкрата. В дальнейшем стык омоноличивают изнутри секции. После установки всех погружных секций и проверки герметичности стыков произво­дят засыпку их обломочными материалами на высоту 1,5—3 м.