Один з недобудованих київських тунелів. / Фото: Олександр Яремчук
Навряд чи вдасться хоч коли-небудь встановити, хто перший став ламати голову над проектом підводного тунелю. Достовірно говорити можна лише одне: винахідникам довелося чимало помучитися над вирішенням цієї проблеми.
Справа в тому, що грунт під водоймою, як правило, нестійкий. Тому будувати підводний тунель набагато важче і небезпечніше, ніж зробити таку ж споруду в щільному грунті. Адже в будь-який момент перенасичена вологою порода може завалитися у виробіток.
Втім, треба зазначити: спроби будівництва тунелів під водними перешкодами робилися із завидною наполегливістю. А істотного успіху вперше вдалося досягти німецьким інженерам. Сталося це близько сотні років тому, коли в Гамбурзі завершилося будівництво тунелю під Ельбою.
ЧОМУ ПІД ЗЕМЛЕЮ? Будувати мости набагато легше і дешевше, ніж тунелі. Дійсно, в більшості випадків закопуватися під землю немає сенсу, тільки якщо шляхопровід не потрібно прокласти в районі інтенсивного судноплавства. Адже іноді мости повинні пропускати під собою океанські лайнери, а для цього їх потрібно піднімати на 70 метрів над рівнем води. Ось в таких випадках і виручають підводні тунелі.
СЕКЦІЙНИЙ СПОСІБ
Понтонні крани, які використовуються для транспортування тунельних сегментів, здатні працювати з вантажами вагою в десятки тисяч тонн. Правда, це можливо тільки, якщо вантаж частково занурений у воду – так використовується Архімедова сила, без допомоги якої транспортування стометрових секцій була б нездійсненним завданням. До слова, називати ці гігантські механізми підйомними кранами не зовсім вірно: їх призначення – зафіксувати спущений на воду сегмент, доставити його до місця монтажу і плавно опустити в задану точку.
Тунельні секції, або сегменти, являють собою гігантські бетонні короби, відлиті в спеціальних доках за формою майбутнього тунелю. Виготовлення однієї секції триває кілька місяців. Коли сегмент готовий, він ще близько місяця "вистоюється" на березі, а після спускається на воду і доставляється до місця будівництва за допомогою понтонного крана.
Способів споруди тунелю під товщею води розроблено дуже багато. Кожна нова стройка пред'являє інженерам і будівельникам свої особливі умови; нерідко для них доводиться розробляти унікальне обладнання і змінювати звичні технології. Втім, все розмаїття використовуваних прийомів можна звести до двох основних: секційного і щитового. Це два принципово різних методи роботи: секційний передбачає складання тунелю з готових елементів на дні водойми, а щитовий – прокладку магістралі в товщі породи глибоко під ним.
ЩИТОВИЙ СПОСІБ
Тунельна бурова машина (ТБМ), вона ж прохідницький щит, – основний гравець в команді будівельників, що вибрали для споруди тунелю щитовий спосіб. ТБМ замінює собою мало не фабрику, здатну виробляти тунелі зі швидкістю до 80 метрів в день. Її розміри вражають: 15 метрів в діаметрі (висота стандартної п'ятиповерхівки) і 120 в довжину. Це диво техніки буквально пожирає грунт за допомогою твердосплавних різаків, встановлених на дисковому бурі, а тунель, що утворився, одразу ж облицьовувався тюбінговими блоками. У сучасних тунельних машинах більшість процесів автоматизовані, а за точність переміщення агрегату в грунті відповідають комп'ютери. Як правило, при будівництві тунелю використовують дві машини, які рухаються назустріч одна одній.
ЯКИЙ МЕТОД КРАЩИЙ
У кожного методу будівництва тунелів є свої сильні і слабкі сторони. Секційний можна застосовувати на відносно невеликих глибинах, причому чим довше зводиться тунель, тим гірше – пов'язано це з необхідністю переміщати величезні сегменти споруджуваної магістралі. Щитовий спосіб вигідний тим, що абсолютно не прив'язаний ні до глибин и залягання тунелю, ні до його довжини – але розмір поперечного перерізу шляхопроводу і його профіль визначаються конструкцією бура тунельної бурової машини, яку використовують при будівництві. А ось секційний метод дозволяє зводити споруди практично будь-якого розміру і форми.
ПРАКТИЧНО ВІЧНІ
На відміну від мостових споруд, тунельні магістралі дуже мало схильні руйнівному впливу часу. Товстостінні конструкції з високоміцного бетону надійно ізольовані від будь-яких зовнішніх впливів. Стіни тунелю дуже важко зруйнувати навіть за допомогою вибухівки, і єдина серйозна загроза для них – землетрус. Втім, ця проблема може бути частково вирішена при будівництві секційних тунелів, коли секції з'єднуються гнучкими прокладками.
КИЇВ: СТАЛІНСЬКЕ БУДІВНИЦТВО
У середині 30-х років минулого століття був розроблений проект будівництва тунелів під Дніпром. Підземними переходами планувалося з'єднати береги річки в районі нинішньої Оболоні та Осокорків. Тунелі повинні були стати частиною київського укріпрайону. Їх припускали використовувати тільки у військових цілях – для перекидання через Дніпро військових підрозділів та боєприпасів, якщо мости будуть зруйновані противником.
Жуков острів. Вхід до затопленої галереї.
Будівництво розпочали в 1936 році. При цьому застосовувалася унікальна технологія: початковий сегмент тунелю зводили на поверхні, у ньому збирався т. зв. прохідницький щит. Після цього сегмент ізолювали цегляними перегородками і, закачуючи під його підставу воду, вимивали грунт. Так формувався котлован, в який вся конструкція опускалася під дією власної ваги. Потім ізолюючі перегородки ламали, і за роботу приймався щит.
На будівництві працювали близько 12 000 осіб, і велася вона п'ять років, аж до початку війни. За цей час спорудили 300 метрів тунелю з боку Жукова острова. На Осокорках побудували наземну ділянку тунельного переходу довжиною майже в кілометр і встигли занурити першу секцію тунелю з прохідницьким щитом. А от з боку Оболоні тунель будувати так і не почали. Звели тільки титульну секцію, яка стоїть на місці будівництва досі – масивна бетонна споруда тепер приваблює туристів і любителів графіті.
З початком війни будівництво припинили повністю. Готові ділянки тунелю на Жуковому острові були затоплені (причому, кажуть, з усією будівельною технікою всередині). Побудовані наземні секції на Осокорках не встигли знищити (зараз до них навіть водять екскурсії), а горловину підземного сегмента залили бетоном.
Осокорки. Шеренга полонених на тлі кинутого будівництва.
Оболонь. Тут досі зберігся перший сегмент тунелю, який не встигли опустити в грунт.