Тоннель под Ла-Маншем

МИНИСТЕРСТВА ПО ОБРАЗОВАНИЮ  И НАУКИ

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

Московский государственный  индустриальный университет

(ГОУ МГИУ)

 

Кафедра «Естественно-научные и инженерно-технические дисциплины» (74)

 

 

 

 

Реферат

 

 

по дисциплине       «История науки и техники»

 

на тему               «Тоннель под Ла-Маншем»

 

 

 

Группа                                                                                 СД08А21

Студент                                                                               Судаков В.Ю.

Преподаватель                                                                   Алексеев Д.П.

 

 

Москва, 2010

Тоннель под Ла-Маншем

Идея строительства подводного туннеля соединяющего Британию с материком, существовала уже очень давно. В 1802 французский инженер Альберт Матье-Фавье высказал идею строительства тоннеля. Согласно проекту, тоннель должен был освещаться масляными лампами и по нему должны были путешествовать конные экипажи. Для вентиляции предусматривались отдушины, ведущие к поверхности моря. В те времена стоимость строительства была оценена в 1 миллион фунтов стерлингов.

Рис. 1 . Идея строительства тоннеля  А. Матье-Фавье 

Этот проект был предложен  Наполеоном при заключении мирного  договора между Англией и Францией, однако из-за войны он так и остался на бумаге.

В 1875 Питер Уильям Барлоу, один из строителей первого метрополитена  в мире — лондонского, предложил  провести стальную трубу по дну пролива, внутри которой будет размещён тоннель. Однако идея была отклонена. 
Одновременно французский и английский парламенты приняли постановление о строительстве тоннеля. Из-за отсутствия финансирования проект был запущен лишь год спустя.

В 1876 проведены геологические  работы, и 21 октября французы у города Сангатт начали рыть тоннель со своего конца. 
18 марта 1883 года строительство было остановлено, так как британцы опасались, что готовый тоннель может стать причиной возможного лёгкого вторжения противника на территорию Великобритании. К этому времени было прорыто 2026 метров с английской стороны и 1829 метров — с французской. 
В 1922 году рабочие начали бурить тоннель у Фолкстоуна. После того, как было завершено 128 метров, по политическим причинам проект снова был остановлен.

После Второй мировой  войны идея постройки тоннеля вновь была возрождена. В 1957 была сформирована исследовательская группа, которая в 1960 в своём отчёте порекомендовала прорыть два главных тоннеля и один служебный между ними.

В 70гг. ХХ века эта идея снова приобрела популярность, причём обсуждались варианты не только туннеля, но и навесного моста над Ла-Маншем. В 1974 г. на трассе туннеля начались, было, земляные работы, но британское правительство отказалось от участия в проекте из-за его дороговизны. 

Окончательное соглашение о сооружении «Евротуннеля» Великобритания и Франция заключили уже в 1985 г. и через два года они приступили к самому строительству.

По проекту тоннель  должен был соединять два города — Кале с французской стороны  и Фолкстоун с английской (этот путь длиннее самого короткого из возможных). Рыть предполагалось в легко податливом меловом геологическом слое, поэтому тоннель должен был пролегать глубже, чем планировалось — примерно на 50 метров ниже дна пролива, причём южная часть должна пролегать глубже, чем северная. Из-за этого французам сначала пришлось строить шахту диаметром 50 м и глубиной 60 м, чтобы достичь песчаника.

Рис.2 Строительство тоннеля

Главным подрядчиком  строительства тоннеля стал англо-французский  консорциум TransManche Link, состоящий из десяти строительных компаний и пяти инвестиционных банков обеих стран-участниц. Для строительства тоннеля были разработаны 11 специальных проходческих щитов с диаметром ротора 8 метров. Во время работы ротор вращался с частотой 2-3 оборота в минуту. 
Эти машины во время работы одновременно укрепляли стены бетонными сегментами, образующими охватывающие ствол тоннеля полутораметровые кольца. На установку каждого кольца требовалось в среднем 50 минут. Английские машины в среднем в неделю прорывали около 150 метров, тогда как французские — 110 вследствие различной конструкции машин и условий для бурения. После того, когда машины встретились неподалёку от середины тоннеля (англичане прорыли больше половины), французские машины разобрали и вывезли, а английские отвели в сторону от основного тоннеля и оставили в камнях.

Рис.3 Строительство тоннеля

Для того, чтобы оба  конца встретились в одном  месте, использовалась лазерная система позиционирования. Благодаря этой системе обе стороны встретились в намеченной точке 1 декабря 1990 на глубине 40 м от дна пролива. Погрешность составила всего лишь 358 мм по горизонтали и 58 мм по вертикали. Всего английской стороной проделано 84 км тоннелей, а французской — 69 км. Последние метры тоннеля английские и французские бурильщики проделали вручную — с помощью кирок и лопат.

За время строительства  было изъято 8 миллионов кубометров породы. Каждая сторона распорядилась  своей частью по-своему. Французы просто смешали землю с водой и вывели полученную пульпу обратно в море. Англичане же распорядились более осмотрительно. На британском берегу из выбрасываемой породы был образован искусственный мыс Шекспира площадью 90 акров (360 000 м²), на котором впоследствии был устроен парк.

В соответствии с техническим  проектом под дном Ла-Манша (Па-де-Кале) на глубине примерно 40 метров были проложены  три параллельных  ствола. Правый и левый из них имеют диаметр 7,6 м. и предназначаются для движения поездов (1 и 2), а средний служебный (3) – 4,7 м., который предназначен для обслуживания линий и эвакуации в случае необходимости. Через каждые 250м. все три ствола соединяются друг с другом поперечными галереями. Общая длина туннеля 50 км., из которых 37 проходят под водой.

Выкапывались они при  помощи огромных врубовых машин (4). Вращающиеся  режущие насадки в передней части  этих машин имели 9 м в диаметре и по мере заглубления в землю  продвигались вперед при помощи гидравлических ползунов (6).

Рис. 4 Разрез тоннеля под Ла-Маншем

Когда ползуны выдвигались  на полную длину, захваты (7), которые  удерживали машину, втягивались, и вся  машина перемещалась вперед. За машинами двигался состав длиной 260 м (8). Конвейерное  полотно (9) доставляло выкопанную землю к вагонам в задней части состава, откуда она поднималась на поверхность. По мере продвижения врубовых машин вперед за ними следовал состав, в который входили: машина для облицовки стен туннеля бетонными сегментами (10) и путеукладчик, прокладывающий рельсовый путь (11) для ее продвижения. После ввода туннеля в эксплуатацию по нему открылось движение электровозов (12), транспортирующих пассажирские, товарные или особые автомобильные вагоны (13).

По плану строительство было закончено в 1993г., а в эксплуатацию туннель был сдан в 1994 году. По туннелю курсируют скоростные поезда, отправляющиеся каждые несколько минут, составы включают выгоны для пассажиров и специальные платформы для легковых автомобилей и автобусов. Расстояние от Лондона до Парижа такие поезда преодолевают менее чем за три часа, причем проезд под Ла-Маншем занимает примерно полчаса. В одном направлении возможно движение до 20 поездов в час. Благодаря туннелю перевозки пассажиров между двумя странами с 1985г возросли до 120 млн. тонн.

Для Евротоннеля построена  линия TGV LGV Nord Europe, благодаря чему из Парижа в Лондон можно добраться  за 2 часа 35 минут. 
Сам тоннель Eurostar пересекает за 20 минут, а Shuttle — за 35 минут.

Рис. 5 Движение поездов по тоннелю

 

На линии Евротоннеля действует четыре типа поездов: высокоскоростные пассажирские поезда Eurostar, действующие между лондонской железнодорожной станцией Ватерлоо, парижской Gare du Nord и станцией Midi/Zuid в Брюсселе с остановками в Эшфорде, Кале и Лилле.  
Помимо рейсовых пассажирских и грузовых составов компании "Евростар", под проливом курсируют специальные поезда "Евротуннеля" — "Шаттл". Они предназначены для перевозки автотранспорта. Сквозные вагоны "Шаттла" — самые широкие в мире. Длина каждого состава 8800 метров: 12 двухъярусных вагонов — для легковых автомобилей, 12 одноярусных — для автобусов и грузовиков, плюс локомотив и два вагона со специальными скатами — погрузочный (задний) и разгрузочный (передний). Автомашины в порядке очередности (по габариту) заезжают в хвостовой и через весь поезд продвигаются — до его заполнения. Процедура продолжается около восьми минут.