Nyt kun olemme tarkastelleet joitakin tunneleiden rakentamisen yleisiä periaatteita, tarkastellaanpa erästä meneillään olevaa tunnelihanketta, joka on edelleen otsikoissa sekä mahdollisuuksiensa että ongelmiensa vuoksi. Central Artery on merkittävä moottoritiejärjestelmä, joka kulkee Bostonin keskustan sydämen läpi, ja sen nimeä kantava hanke on monien mielestä yksi Yhdysvaltain historian monimutkaisimmista – ja kalleimmista – insinöörityön saavutuksista. Big Dig” on itse asiassa useita eri hankkeita, kuten upouusi silta ja useita tunneleita. Yksi tärkeimmistä vuonna 1995 valmistuneista tunneleista on Ted Williams -tunneli. Se sukeltaa Bostonin sataman alapuolelle ja vie valtatie 90:n liikenteen Etelä-Bostonista Loganin lentokentälle. Toinen keskeinen tunneli sijaitsee Fort Point Channelin alla, kapeassa vesistössä, jota britit käyttivät kauan sitten laivojen tullimaksujen keräyspaikkana.
Ennen kuin tarkastelemme joitakin tekniikoita, joita käytettiin näiden Big Dig -tunneleiden rakentamisessa, käymme läpi, miksi Bostonin virkamiehet päättivät ylipäätään ryhtyä tällaiseen massiiviseen maa- ja vesirakennushankkeeseen. Suurin ongelma oli kaupungin painajaismainen liikenne. Joidenkin tutkimusten mukaan Bostonin ruuhka-aika saattoi vuoteen 2010 mennessä kestää lähes 16 tuntia päivässä, millä oli vakavia seurauksia sekä kaupankäynnille että asukkaiden elämänlaadulle. Oli selvää, että jotain oli tehtävä liikenneruuhkien vähentämiseksi ja työmatkalaisten liikkumisen helpottamiseksi kaupungissa. Vuonna 1990 kongressi myönsi 755 miljoonaa dollaria massiiviseen moottoritien parannushankkeeseen, ja vuotta myöhemmin liittovaltion tiehallinto antoi hyväksyntänsä hankkeen toteuttamiselle.
Kuvan tarjoaa Massachusetts Turnpike Authority
The Ted Williams Tunnel
The Big Dig käynnistyi vuonna 1991 Ted Williams Tunnelin rakentamisella. Tässä vedenalaisessa tunnelissa hyödynnettiin hyväksi koeteltuja tunnelointitekniikoita, joita on käytetty monissa eri tunneleissa ympäri maailmaa. Koska Bostonin satama on melko syvä, insinöörit käyttivät cut-and-cover-menetelmää. Teräsputket, joiden halkaisija oli 40 jalkaa ja pituus 300 jalkaa, hinattiin Bostoniin sen jälkeen, kun työntekijät olivat valmistaneet ne Baltimoressa. Siellä työntekijät viimeistelivät jokaisen putken tukiputkilla tietä varten, koteloinneilla ilmankäsittelykäytäville ja kunnallistekniikalle sekä täydellisellä vuorauksella. Muut työntekijät ruoppaavat kaivantoa sataman pohjassa. Sitten he uittivat putket paikalle, täyttivät ne vedellä ja laskivat ne kaivantoon. Kun putket oli ankkuroitu, pumppu poisti veden, ja työntekijät yhdistivät putket viereisiin osiin.
Ted Williams -tunneli avattiin virallisesti vuonna 1995 – yksi harvoista Big Dig -hankkeen osista, jotka saatiin valmiiksi aikataulussa ja ehdotetun budjetin puitteissa. Vuoteen 2010 mennessä sen odotetaan kuljettavan noin 98 000 ajoneuvoa päivässä.
Muutaman kilometrin päässä länteen Interstate 90 saapuu toiseen tunneliin, joka kuljettaa valtatietä South Bostonin alapuolella. Juuri ennen I-90:n ja I-93:n risteystä tunneli kohtaa Fort Pointin kanavan, 400 metriä leveän vesimuodostuman, joka oli Big Digin suurimpia haasteita. Insinöörit eivät voineet käyttää samaa teräsputki-menetelmää, jota he käyttivät Ted Williams -tunnelissa, koska ei ollut tarpeeksi tilaa uittaa pitkiä teräsosia Summer Streetin, Congress Streetin ja Northern Avenuen siltojen alle. Lopulta he päättivät luopua kokonaan teräsputkikonseptista ja käyttää betonisia tunneliosuuksia, mikä oli ensimmäinen kerta, kun tätä tekniikkaa käytettiin Yhdysvalloissa.
Ongelmana oli betoniosien valmistaminen siten, että työntekijät pystyivät liikkumaan paikoilleen kanavassa. Ongelman ratkaisemiseksi työntekijät rakensivat ensin valtavan kuivatelakan kanavan Etelä-Bostonin puolelle. Valualtaaksi kutsuttu kuivatelakka oli 1 000 jalkaa pitkä, 300 jalkaa leveä ja 60 jalkaa syvä – riittävän suuri tunnelin muodostavien kuuden betonielementin rakentamiseen. Tunnelin kuudesta osasta pisin oli 414 jalkaa pitkä ja levein 174 jalkaa leveä. Kaikki olivat noin 27 jalan korkuisia. Painavin painoi yli 50 000 tonnia.
Valmiit osiot sinetöitiin vesitiiviiksi molemmista päistä. Sitten työntekijät tulvivat altaan, jotta he pystyivät uittamaan osat ulos ja asettamaan ne kanavan pohjaan ruopatun kaivannon päälle. Valitettavasti toinenkin haaste esti insinöörejä laskemasta betoniosia yksinkertaisesti kaivantoon. Haasteena oli Massachusetts Bay Transportation Authorityn Red Line -metrotunneli, joka kulkee aivan kaivannon alla. Massiivisten betonielementtien paino vahingoittaisi vanhempaa metrotunnelia, jos sen suojaamiseksi ei tehtäisi mitään. Niinpä insinöörit päättivät pönkittää tunneliosuudet kallioperään upotetuilla 110 pylväällä. Pylväät jakavat tunnelin painon ja suojaavat Red Line -metrotunnelia, joka kuljettaa edelleen 1 000 matkustajaa päivässä.
Kuva kohteliaisuudesta City and County of Denver
Tunnelien tunkeutumisprosessi
Big Dig -kaivoksessa on muitakin tunnelinrakennusinnovaatioita. Eräässä ratapihan ja sillan alla kulkevassa tunnelin osassa insinöörit päätyivät tunnelipurkuun, tekniikkaan, jota käytetään yleensä maanalaisten putkien asentamiseen. Tunnelin porauksessa valtava betonilaatikko työnnetään mullan läpi. Laatikon ylä- ja alaosa tukevat maaperää, kun laatikon sisällä oleva maa poistettiin. Kun laatikko oli tyhjä, hydrauliset tunkit työnsivät laatikkoa betoniseinää vasten, kunnes koko laatikko liukui viisi metriä eteenpäin. Tämän jälkeen työntekijät asensivat väliputket juuri syntyneeseen aukkoon. Toistamalla tätä prosessia yhä uudelleen ja uudelleen insinöörit pystyivät etenemään tunnelissa häiritsemättä pinnan rakenteita.
Tänään 98 prosenttia Big Digiin liittyvistä rakennustöistä on valmis, ja kustannukset ovat reilusti yli 14 miljardia dollaria. Bostonin työmatkalaisille saavutettavan hyödyn pitäisi kuitenkin olla investoinnin arvoinen. Vanhalla korotetulla Central Arterylla oli vain kuusi kaistaa, ja se oli suunniteltu kuljettamaan 75 000 ajoneuvoa päivässä. Uudella maanalaisella pikaraitiotiellä on kahdeksasta kymmeneen kaistaa, ja sen liikennemäärä on noin 245 000 ajoneuvoa päivässä vuoteen 2010 mennessä. Tuloksena on normaali kaupunkien ruuhka-aika, joka kestää pari tuntia aamulla ja illalla.
Katso alla olevasta taulukosta, miten Big Dig vertautuu muihin tunnelihankkeisiin.
(16 km) |
||||||
Tunnelien rakentamisen tulevaisuus
Työkalujensa kehittyessä insinöörit jatkavat yhä pidempien ja isompien tunneleiden rakentamista. Viime aikoina on saatu käyttöön kehittynyttä kuvantamistekniikkaa, jolla voidaan skannata maan sisäpuolta laskemalla, miten ääniaallot kulkevat maan läpi. Tämä uusi työkalu antaa tarkan kuvan tunnelin mahdollisesta ympäristöstä ja näyttää kallio- ja maalajit sekä geologiset poikkeavuudet, kuten viat ja halkeamat.
Mikäli tällainen tekniikka lupaa parantaa tunnelien suunnittelua, muut edistysaskeleet nopeuttavat louhintaa ja maanpinnan tukemista. Seuraavan sukupolven tunnelinporauskoneet pystyvät leikkaamaan 1600 tonnia likaa tunnissa. Insinöörit kokeilevat myös muita kallionleikkausmenetelmiä, joissa hyödynnetään korkeapainesuihkuja, lasereita tai ultraääniä. Kemiantekniikan insinöörit kehittävät uudenlaista betonia, joka kovettuu nopeammin, koska siinä käytetään sementin sijasta hartseja ja muita polymeerejä.
Uuden teknologian ja tekniikan avulla tunnelit, jotka vielä 10 vuotta sitten näyttivät mahdottomilta, näyttävät yhtäkkiä mahdollisilta. Yksi tällainen tunneli on ehdotettu transatlanttinen tunneli, joka yhdistää New Yorkin Lontooseen. 3 100 mailin pituiseen tunneliin sijoitettaisiin magneettivetoinen juna, joka kulkisi 5 000 mailia tunnissa. Arvioitu matka-aika on 54 minuuttia – lähes seitsemän tuntia lyhyempi kuin keskimääräinen Atlantin ylittävä lento.
Paljon lisätietoa tunneleista ja niihin liittyvistä aiheista löydät seuraavan sivun linkeistä.
mainos
