Підводні тунелі споруджуються унікальними величезними машинами, можуть працювати сотні років і потрібні тоді, коли мости над водоймами заважають інтенсивному судноплавству
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 впасти в вироблення.
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.
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 Архимедова 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 будівництво 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: секционному і щитового. Це два принципово різних методи роботи: секційний передбачає складання тунелю з готових елементів на дні водойми, а щитової - прокладку магістралі в товщі породи глибоко під ним.
Тунельна бурова машина (ТБМ), вона ж прохідницький щит, - основний гравець в команді будівельників, які обрали для спорудження тунелю щитової 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 чудо техніки буквально пожирає грунт за допомогою твердосплавних ризиків, встановлених на дисковому бурі, а що утворився тунель тут же облицьовувався тюбінгового блоками. В сучасних тунельних машинах більшість процесів автоматизовано, а за точність переміщення агрегату в грунті відповідають комп'ютери. Як правило, при будівництві тунелю використовують дві машини, які рухаються назустріч один одному.
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. Щитової спосіб вигідний тим, що абсолютно не прив'язаний ні до глибини 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.
На відміну від мостових споруд, тунельні магістралі дуже мало схильні до руйнівного 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.
В середині 30-х років минулого століття був розроблений проект будівництва тунелів під Дніпром. Підземними переходами планувалося з'єднати береги річки в районі нинішніх Оболоні і Осокорків. Тунелі повинні були стати частиною київського укріпрайону. Їх припускали використовувати тільки у військових цілях - для перекидання через Дніпро військових підрозділів і боєприпасів, якщо мости будуть зруйновані противником.
Будівництво почали в 1936 році. При цьому застосовувалася унікальна технологія: початковий сегмент тунелю зводили на поверхні, в ньому збирався т. Н. прохідницький щит. Після цього сегмент ізолювали цегляними перегородками і, закінчуючи 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 брався щит.
На будівництві працювали близько 12 000 чоловік, і велася вона п'ять років, аж до початку війни. За цей час спорудили 300 метрів тунелю з боку Жукова острова. На Осокорках побудували наземна ділянка тунельного переходу довжиною майже в кілометр і встигли поглибити першу секцію тунелю з прохідницьких щитом. А ось з боку Оболоні тунель будувати так і не почали. Звели лише титульну секцію, яка стоїть на місці будівництва досі - масивне бетонну споруду 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. Строй полонених на тлі кинутої будівництва.
Оболонь. Тут до сих пір зберігся перший сегмент тунелю, який не встигли опустити в грунт.