Acum că am analizat câteva dintre principiile generale ale construcției de tuneluri, să luăm în considerare un proiect de tunel în curs de desfășurare care continuă să ocupe prima pagină a ziarelor, atât pentru potențialul său, cât și pentru problemele sale. Artera Centrală este un sistem major de autostrăzi care trece prin inima centrului orașului Boston, iar proiectul care îi poartă numele este considerat de mulți ca fiind una dintre cele mai complexe – și costisitoare – realizări inginerești din istoria Americii. „Big Dig” este, de fapt, mai multe proiecte diferite într-unul singur, inclusiv un pod nou-nouț și mai multe tuneluri. Unul dintre tunelurile cheie, finalizat în 1995, este tunelul Ted Williams. Acesta se scufundă sub portul Boston pentru a prelua traficul de pe Interstate 90 din sudul Bostonului până la Aeroportul Logan. Un alt tunel cheie este situat sub Canalul Fort Point, un corp îngust de apă folosit cu mult timp în urmă de către britanici ca punct de colectare a taxelor de trecere pentru nave.
Înainte de a analiza unele dintre tehnicile folosite în construcția acestor tuneluri Big Dig, să trecem în revistă motivul pentru care oficialii din Boston au decis să întreprindă un proiect de inginerie civilă atât de masiv. Cea mai mare problemă a fost traficul de coșmar al orașului. Unele studii au indicat că, până în 2010, ora de vârf din Boston ar putea dura aproape 16 ore pe zi, cu consecințe nefaste atât pentru comerț, cât și pentru calitatea vieții locuitorilor. În mod clar, trebuia să se facă ceva pentru a decongestiona traficul și pentru a le permite navetiștilor să navigheze mai ușor prin oraș. În 1990, Congresul a alocat 755 de milioane de dolari pentru proiectul masiv de îmbunătățire a autostrăzilor, iar un an mai târziu, Administrația Federală a Autostrăzilor și-a dat acordul pentru a merge mai departe.
Fotografie prin amabilitatea Massachusetts Turnpike Authority
Tunelul Ted Williams
„Big Dig” a demarat în 1991 cu construcția tunelului Ted Williams. Acest tunel subacvatic a profitat de tehnicile de construcție de tuneluri încercate și verificate, folosite la multe tuneluri diferite din întreaga lume. Deoarece portul Boston este destul de adânc, inginerii au folosit metoda „cut-and-cover”. Tuburile de oțel, cu un diametru de 40 de picioare și o lungime de 300 de picioare, au fost remorcate la Boston după ce muncitorii le-au confecționat în Baltimore. Acolo, muncitorii au finisat fiecare tub cu suporturi pentru drum, incinte pentru pasajele de tratare a aerului și utilități și o căptușeală completă. Alți muncitori au dragat un șanț pe fundul portului. Apoi, au plutit tuburile până la șantier, le-au umplut cu apă și le-au coborât în șanț. Odată ancorate, o pompă a scos apa și muncitorii au conectat tuburile la secțiunile adiacente.
Tunelul Ted Williams a fost deschis oficial în 1995 – unul dintre puținele aspecte ale Big Dig finalizate la timp și în limitele bugetului propus. Până în 2010, se așteaptă ca acesta să transporte aproximativ 98.000 de vehicule pe zi.
La câțiva kilometri spre vest, Interstate 90 intră într-un alt tunel care poartă autostrada pe sub South Boston. Chiar înainte de intersecția I-90/I-93, tunelul întâlnește Canalul Fort Point, un corp de apă cu o lățime de 400 de picioare care a oferit unele dintre cele mai mari provocări ale Big Dig. Inginerii nu au putut folosi aceeași abordare bazată pe tuburi de oțel pe care au folosit-o la tunelul Ted Williams, deoarece nu era suficient spațiu pentru a face să plutească secțiunile lungi de oțel sub podurile de pe Summer Street, Congress Street și Northern Avenue. În cele din urmă, au decis să renunțe complet la conceptul de tub de oțel și să folosească secțiuni de tunel din beton, prima utilizare a acestei tehnici în Statele Unite.
Problema a fost fabricarea secțiunilor din beton într-un mod care să permită muncitorilor să se deplaseze în poziție în canal. Pentru a rezolva problema, muncitorii au construit mai întâi un doc uscat enorm pe partea de sud a canalului din Boston. Cunoscut sub numele de bazinul de turnare, docul uscat măsura 1.000 de picioare lungime, 300 de picioare lățime și 60 de picioare adâncime – suficient de mare pentru a construi cele șase secțiuni de beton care urmau să alcătuiască tunelul. Cea mai lungă dintre cele șase secțiuni ale tunelului avea o lungime de 414 picioare, iar cea mai lată 174 de picioare. Toate aveau o înălțime de aproximativ 27 de picioare. Cea mai grea cântărea peste 50.000 de tone.
Secțiunile finalizate au fost sigilate etanș la fiecare capăt. Apoi, muncitorii au inundat bazinul pentru a putea scoate secțiunile la suprafață și a le poziționa deasupra unui șanț dragat pe fundul canalului. Din păcate, o altă provocare i-a împiedicat pe ingineri să coboare pur și simplu secțiunile de beton în șanț. Această provocare a fost reprezentată de tunelul de metrou Red Line al Massachusetts Bay Transportation Authority, care trece chiar sub șanț. Greutatea secțiunilor masive de beton ar fi deteriorat vechiul tunel de metrou dacă nu s-ar fi făcut nimic pentru a-l proteja. Astfel, inginerii au decis să susțină secțiunile tunelului cu ajutorul a 110 coloane înfipte în roca de bază. Coloanele distribuie greutatea tunelului și protejează linia de metrou Red Line, care continuă să transporte 1.000 de pasageri pe zi.
Fotografie prin amabilitatea orașului și comitatului Denver
Procesul de forțare a tunelului
The Big Dig prezintă și alte inovații în materie de tuneluri. Pentru o porțiune a tunelului care trece pe sub un triaj de cale ferată și un pod, inginerii au optat pentru tunel-jacking, o tehnică folosită în mod normal pentru a instala conducte subterane. Tunnel-jacking presupune forțarea unei cutii uriașe de beton prin pământ. Partea superioară și cea inferioară a cutiei susțin solul în timp ce pământul din interiorul cutiei a fost îndepărtat. Odată golită, cricuri hidraulice au împins cutia împotriva unui perete de beton până când totul a alunecat înainte cu cinci picioare. Muncitorii au instalat apoi tuburi de distanțare în spațiul nou-creat. Repetând acest proces la nesfârșit, inginerii au reușit să avanseze tunelul fără a deranja structurile de la suprafață.
Astăzi, 98% din construcția asociată cu Big Dig este finalizată, iar costul este mult peste 14 miliarde de dolari. Dar răsplata pentru navetiștii din Boston ar trebui să merite investiția. Vechea arteră centrală supraînălțată avea doar șase benzi și a fost proiectată pentru a transporta 75.000 de vehicule pe zi. Noul drum expres subteran are între opt și zece benzi și va transporta aproximativ 245.000 de vehicule pe zi până în 2010. Rezultatul este o oră de vârf urbană normală care durează câteva ore dimineața și seara.
Pentru a vedea cum se compară Big Dig cu alte proiecte de tuneluri, consultați tabelul de mai jos.
(16 km) |
||||||
Viitorul tunelurilor
Pe măsură ce instrumentele lor se îmbunătățesc, inginerii continuă să construiască tuneluri mai lungi și mai mari. Recent, a fost disponibilă o tehnologie avansată de imagistică pentru a scana interiorul pământului prin calcularea modului în care undele sonore se deplasează prin sol. Acest nou instrument oferă o imagine exactă a mediului potențial al unui tunel, arătând tipurile de rocă și de sol, precum și anomaliile geologice, cum ar fi falii și fisuri.
În timp ce o astfel de tehnologie promite să îmbunătățească planificarea tunelurilor, alte progrese vor accelera excavarea și susținerea solului. Următoarea generație de mașini de forare a tunelurilor va fi capabilă să taie 1.600 de tone de noroi pe oră. Inginerii experimentează, de asemenea, alte metode de tăiere a rocilor care profită de jeturi de apă de înaltă presiune, lasere sau ultrasunete. Iar inginerii chimiști lucrează la noi tipuri de beton care se întăresc mai repede, deoarece folosesc rășini și alți polimeri în loc de ciment.
Cu ajutorul noilor tehnologii și tehnici, tunelurile care păreau imposibile chiar și acum 10 ani par dintr-o dată realizabile. Un astfel de tunel este propunerea de tunel transatlantic care să lege New York-ul de Londra. Tunelul, cu o lungime de 3.100 de mile, ar găzdui un tren cu levitație magnetică care s-ar deplasa cu 5.000 de mile pe oră. Durata estimată a călătoriei este de 54 de minute – cu aproape șapte ore mai puțin decât un zbor transatlantic mediu.
Pentru multe alte informații despre tuneluri și subiecte conexe, consultați linkurile de pe pagina următoare.
Publicitate
.
