Teraz, gdy przyjrzeliśmy się niektórym ogólnym zasadom budowy tuneli, rozważmy trwający projekt tunelowy, który wciąż trafia na pierwsze strony gazet, zarówno ze względu na swój potencjał, jak i problemy. Central Artery to główny system autostrad biegnący przez centrum Bostonu, a projekt, który nosi jego nazwę, jest przez wielu uważany za jeden z najbardziej złożonych – i kosztownych – wyczynów inżynieryjnych w historii Ameryki. The „Big Dig” to tak naprawdę kilka różnych projektów w jednym, w tym zupełnie nowy most i kilka tuneli. Jednym z kluczowych tuneli, ukończonym w 1995 roku, jest tunel Teda Williamsa. Zanurza się on pod Boston Harbor, aby przenieść ruch z Interstate 90 z południowego Bostonu na lotnisko Logan. Inny kluczowy tunel znajduje się pod kanałem Fort Point, wąskim akwenem wykorzystywanym dawno temu przez Brytyjczyków jako punkt poboru opłat dla statków.
Zanim przyjrzymy się niektórym technikom zastosowanym przy budowie tuneli Big Dig, sprawdźmy, dlaczego bostońscy urzędnicy zdecydowali się na podjęcie tak ogromnego projektu z zakresu inżynierii lądowej. Największym problemem był koszmarny ruch uliczny w mieście. Niektóre badania wykazały, że do 2010 roku godziny szczytu w Bostonie mogły trwać prawie 16 godzin dziennie, co miało fatalne skutki zarówno dla handlu, jak i jakości życia mieszkańców. Oczywistym jest, że należało coś zrobić, aby rozładować korki i ułatwić dojeżdżającym do pracy poruszanie się po mieście. W 1990 roku Kongres przeznaczył 755 milionów dolarów na ogromny projekt usprawnienia autostrady, a rok później Federalny Zarząd Autostrad wydał zgodę na jego realizację.
Zdjęcie dzięki uprzejmości Massachusetts Turnpike Authority
Ted Williams Tunnel
Projekt Big Dig rozpoczął się w 1991 roku od budowy tunelu Teda Williamsa. Ten podwodny tunel wykorzystał wypróbowane i prawdziwe techniki drążenia tuneli stosowane w wielu różnych tunelach na całym świecie. Ponieważ Boston Harbor jest dość głęboki, inżynierowie zastosowali metodę „wytnij i przykryj”. Stalowe rury, o średnicy 40 stóp i długości 300 stóp, zostały przeholowane do Bostonu po tym, jak pracownicy wykonali je w Baltimore. Tam robotnicy wykończyli każdą rurę, montując podpory dla drogi, obudowy dla kanałów wentylacyjnych i mediów oraz kompletną okładzinę. Inni robotnicy pogłębiali wykop na dnie portu. Następnie spławili rury na miejsce, napełnili je wodą i opuścili do wykopu. Po zakotwiczeniu, pompa usunęła wodę, a pracownicy połączyli rury z sąsiednimi odcinkami.
Ted Williams Tunnel został oficjalnie otwarty w 1995 roku – jeden z niewielu aspektów Big Dig został ukończony na czas i w ramach proponowanego budżetu. Oczekuje się, że do 2010 roku będzie on przewoził około 98 000 pojazdów dziennie.
Kilka mil na zachód, Interstate 90 wchodzi do innego tunelu, który prowadzi autostradę poniżej Południowego Bostonu. Tuż przed węzłem I-90/I-93 tunel napotyka kanał Fort Point, szeroki na 400 stóp zbiornik wodny, który stanowił jedno z największych wyzwań Big Dig. Inżynierowie nie mogli zastosować tego samego podejścia do rur stalowych, które zastosowali przy budowie tunelu Teda Williamsa, ponieważ nie było wystarczająco dużo miejsca, aby przepłynąć długimi stalowymi sekcjami pod mostami na Summer Street, Congress Street i Northern Avenue. Ostatecznie zdecydowano się porzucić koncepcję stalowej rury i zastosować betonowe sekcje tunelu, co było pierwszym zastosowaniem tej techniki w Stanach Zjednoczonych.
Problemem było wykonanie sekcji betonowych w sposób, który pozwolił pracownikom na poruszanie się w kanale. Aby rozwiązać ten problem, pracownicy najpierw zbudowali ogromny suchy dok po stronie południowego Bostonu w kanale. Znany jako basen odlewniczy, suchy dok mierzył 1000 stóp długości, 300 stóp szerokości i 60 stóp głębokości – wystarczająco dużo, by zbudować sześć betonowych sekcji, z których miał powstać tunel. Najdłuższy z sześciu odcinków tunelu miał 414 stóp długości, a najszerszy 174 stopy szerokości. Wszystkie miały około 27 stóp wysokości. Najcięższy z nich ważył ponad 50 000 ton.
Ukończone sekcje zostały uszczelnione na obu końcach. Następnie robotnicy zalali basen, aby móc spławić sekcje i umieścić je nad wykopem pogłębionym na dnie kanału. Niestety, inne wyzwanie uniemożliwiło inżynierom proste opuszczenie betonowych sekcji do rowu. Tym wyzwaniem był tunel metra Massachusetts Bay Transportation Authority’s Red Line, który przebiega tuż pod wykopem. Ciężar masywnych sekcji betonowych mógłby uszkodzić starszy tunel metra, gdyby nie zrobiono nic, aby go chronić. Inżynierowie postanowili więc podeprzeć sekcje tunelu za pomocą 110 kolumn zagłębionych w podłożu. Kolumny rozkładają ciężar tunelu i chronią metro Red Line, które nadal przewozi 1 000 pasażerów dziennie.
Zdjęcie dzięki uprzejmości City and County of Denver
Proces drążenia tunelu
W Big Dig zastosowano także inne innowacje w dziedzinie drążenia tuneli. W przypadku jednej części tunelu biegnącej pod stacją kolejową i mostem inżynierowie zdecydowali się na drążenie tunelu, technikę zwykle używaną do instalacji podziemnych rur. Wbijanie tunelu polega na wbiciu w ziemię ogromnej betonowej skrzyni. Górna i dolna część skrzyni podtrzymuje grunt, podczas gdy ziemia wewnątrz skrzyni jest usuwana. Kiedy była już pusta, podnośniki hydrauliczne dociskały skrzynię do betonowej ściany, aż cała skrzynia przesunęła się o pięć stóp do przodu. Następnie robotnicy zainstalowali rury dystansowe w nowo powstałej szczelinie. Powtarzając ten proces w kółko, inżynierowie byli w stanie posunąć tunel do przodu bez naruszania struktur na powierzchni.
Dzisiaj 98 procent budowy związanej z Big Dig jest ukończone, a koszt wynosi ponad 14 miliardów dolarów. Ale korzyści dla osób dojeżdżających do pracy w Bostonie powinny być warte tej inwestycji. Stara podwyższona Central Artery miała tylko sześć pasów i była zaprojektowana do przewozu 75,000 pojazdów dziennie. Nowa podziemna droga ekspresowa ma od ośmiu do dziesięciu pasów i do 2010 roku będzie przewozić około 245 000 pojazdów dziennie. W rezultacie normalne miejskie godziny szczytu trwają kilka godzin rano i wieczorem.
Aby zobaczyć jak Big Dig wypada w porównaniu z innymi projektami tunelowymi, zobacz poniższą tabelę.
(16 km) |
||||||
Przyszłość tunelowania
W miarę doskonalenia narzędzi inżynierowie nadal budują dłuższe i większe tunele. Ostatnio dostępna jest zaawansowana technologia obrazowania, która umożliwia skanowanie wnętrza ziemi poprzez obliczanie, w jaki sposób fale dźwiękowe przemieszczają się przez ziemię. To nowe narzędzie zapewnia dokładny obraz potencjalnego środowiska tunelu, pokazując rodzaje skał i gleby, jak również anomalie geologiczne, takie jak uskoki i szczeliny.
Podczas gdy taka technologia obiecuje poprawić planowanie tuneli, inne postępy przyspieszą wykopy i wsparcie naziemne. Następna generacja maszyn drążących tunele będzie w stanie przeciąć 1600 ton mułu na godzinę. Inżynierowie eksperymentują również z innymi metodami cięcia skał, które wykorzystują strumienie wody pod wysokim ciśnieniem, lasery lub ultradźwięki. Inżynierowie chemicy pracują nad nowymi rodzajami betonu, które szybciej twardnieją, ponieważ zamiast cementu używają żywic i innych polimerów.
Dzięki nowym technologiom i technikom, tunele, które wydawały się niemożliwe nawet 10 lat temu, nagle wydają się możliwe do wykonania. Jednym z takich tuneli jest proponowany Tunel Transatlantycki łączący Nowy Jork z Londynem. Tunel o długości 3100 mil pomieściłby magnetycznie lewitowany pociąg poruszający się z prędkością 5000 mil na godzinę. Szacowany czas podróży to 54 minuty – prawie siedem godzin krócej niż przeciętny lot transatlantycki.
Aby uzyskać więcej informacji na temat tuneli i pokrewnych tematów, sprawdź linki na następnej stronie.
Reklama
.
