«Сравнительная характеристика подводных тоннелей»

Лицейский открытый фестиваль научно-исследовательских работ

 и социально-значимых проектов

«Сравнительная характеристика подводных тоннелей»

                           Автор работы: Акнер Кирилл,

                                                4 «Б» класс,

                                                                        МБОУ «Гимназия № 21»

      Научный руководитель:   Арутюнян

                                                                  Елена Николаевна-

                                                                           учитель начальных классов

                                                                              МБОУ «Гимназия № 21»                                                              

                                           Кемерово 2012

                                                    Оглавление

1.Введение                                                                                      3

2.Глава 1                                                                                            

   Евротуннель                                                                                       5

3.Глава 2

   Туннель Сейкан                                                                           8

4.Глава 3

   Гудзонов тоннель                                                                        10

5.Заключение                                                                                  11

6.Список литературы                                                                     12

                                                     Введение

       Наша работа посвящена исследованию и сравнительной характеристике подводных тоннелей.

       Считаем эту тему актуальной, т.к. в перенасыщенном транспортом современном мире, при загруженности дорог строительство тоннелей, подземных и подводных трасс становиться жизненно необходимым.

      Цель нашей научной работы – выявление и исследование самых длинных подводных тоннелей мира.

      Задачи исследования:

1. Выявить и исследовать самые длинные подводные тоннели мира;
2. Найти и переработать информацию об истории и особенностях строительства тоннелей;
3. Дать сравнительную характеристику исследуемых тоннелей по разным критериям.

      Сравнение мы проводили по нескольким характеристикам: длина тоннеля, подводная часть, географическое положение, год постройки, стоимость, вид транспорта.

      Объект исследования: подводные тоннели

      Предмет исследования:  Евротуннель, туннель Сейкан,  Гудзонов тоннель

      Методы исследования: изучение научной литературы и периодических изданий, метод анализа и систематизации.

      Тонне́ль (фр. tonnelle— «бочка») — горизонтальное или наклонное подземное сооружение, одно из измерений которого (длина) значительно превосходит по размерам два других (ширину и высоту).

     Тоннель может быть пешеходным и/или велосипедным, для движения автомобилей или поездов, трамваев, перемещения воды, прокладки сетей городского хозяйства и т. п. Существуют также так называемые экологические тоннели. Они прокладываются под автомобильными или железными дорогами и служат для того, чтобы звери могли безопасно перемещаться.

     Основная часть метро также проложена в виде тоннелей. Чтобы избежать пересечений, линии метро прокладывают на различной глубине.

    Тоннели строят для преодоления природных препятствий (напр., тоннели под горами), для сокращения пути (тоннель через гору вместо дороги вокруг), для сокращения времени движения (тоннель вместо паромной переправы).

     Тоннели под водными преградами часто строят вместо мостов там, где мосты могли бы помешать проходу судов.

     Тоннели — настоящие архитектурные чудеса, которые развивались и совершенствовались с самых давних времён. Тоннели, вероятно, берут своё начало от пещер, которые древние люди использовали в качестве жилища. Если обратиться к будущему, к более цивилизованному периоду, можно видеть, что туннели используются в качестве потайных проходов, обычно под землёй. Их использовали для укрытия от врагов. В наши же дни тоннели возводят совсем для других целей. В нашей работе мы исследовали самые интересные   тоннели мира и их предназначение.

                                                            Глава 1

Евротуннель

Пересекает: пролив Ла-Манш

Длина: 50,5 км

Подводная часть: 37,9 км

Соединяет: Великобританию и Францию

Построен: 6 мая 1994 года

Стоимость:$ 15млрд

     Каждая эпоха оставляет потомкам величественные памятники. Египетские пирамиды, архитектурные шедевры Древней Греции,  готические храмы Европы, загадочный город инков Мачу-Пикчу, Эйфелева башня...      Памятником XX века стал грандиозный туннель под проливом Ла-Манш.

     Ла-Манш (в переводе с французскогоlaManche — рукав) - пролив между побережьем Франции и островом Великобритания. Исторически транспортное сообщение между Англией и Европой осуществлялось кораблями-паромами. Огромные современные паромы, перевозящие  сотни людей, машин, грузов  ходят и сегодня. Но море в проливе очень неспокойное, а пересиживать шторм на берегу в наш стремительный век всем некогда, поэтому чаще пользуются железнодорожным тоннелем, проложенным под проливом.

     Тоннель под проливом Ла-Манш, соединяющий Англию и Францию, был открыт в 1994 году. Это поразительное инженерное сооружение длиной  50,5 километров, причём, большая часть  (39км) тоннеля проложена под морским дном!  Дно пролива состоит из разных видов грунта, а для рытья тоннеля подходит по свойствам только один слой и поэтому тоннель получился такой сложной конфигурации.

     С давних пор идея  связать Англию с остальными странами Европы была заветной мечтой. Ещё двести лет назад инженеры начали продумывать конструкцию моста, который будет проходить над проливом.

     Были и совершенно необычные предложения. Например, воздвигнуть искусственные острова на протяжении всего пролива, а уже от этих островов протянуть мосты, соединяющиеся между собой. Но это был еще более нереальный проект.

      Одновременно появилось множество предложений по строительству тоннеля. Впервые проект тоннеля был предложен в 1802 году. Предполагали тогда по прорытому тоннелю пустить запряженных в повозки лошадей.

Сначала предполагалось проложить рядом друг от друга железнодорожные пути и шоссе для автомобилей.

     Однако от автомобильной дороги под проливом пришлось отказаться:

-   автомобильная авария в длинной подземной «трубе» может надолго парализовать движение.

-   поток автомобилей  неизбежно заполнил бы его выхлопными газами, а значит, потребовалась бы очень мощная система вентиляции, чтобы постоянно очищать воздух.

-   не у каждого водителя выдержат нервы – час ехать по тоннелю!

     Решили, что машины проще, дешевле и безопаснее грузить на железнодорожные платформы и так перевозить по тоннелю.

     В окончательном варианте тоннель под проливом Ла-Манш состоит из двух параллельных железнодорожных путей шириной восемь метров. Между ними находится третий, меньший по размеру, предназначенный для технического обслуживания первых двух.

    Работы по строительству тоннеля под Ла-Маншем были начаты на английском берегу в декабре 1987 года, а на французском — на три месяца позже. Огромные машины с вращающимися режущими головками прокладывали по километру ежемесячно. В целом, прокладка самого тоннеля заняла три года.

    Ещё четыре года тоннель технически оснащали и прокладывали рельсы. Всего строительство тоннеля  продолжалось семь лет, в строительстве участвовали 15 000 рабочих разных специальностей! Тоннели прокладывались, в среднем, на 45 метров ниже морского дна. Диаметр каждого тоннеля — 7,3 метра, длина —  52,5 км, из которых 38 км проходят под толщей воды. Все тоннели облачены в плотные бетонные каркасы, толщина стенок которых около 40 сантиметров.

      Интересно, что  объём извлеченной при постройке Евротоннеля земли втрое больше, чем объем египетской  пирамиды Хеопса. То есть извлечённой землёй можно набить три такие пирамиды!

     Французы извлеченный грунт размыли в море, англичане же насыпали искусственный полуостров площадью 36 гектаров, который назвали именем Шекспира. Сегодня там парк.

     Полностью Евротоннель был открыт 6 мая 1994 года.  6 мая 1994 года Евротоннель был торжественно открыт лидерами государств-участников — королевой Великобритании Елизаветой II и президентом Франции Франсуа Миттераном.

    Специальные поезда с платформами для автомобилей и вагонами для пассажиров отправляются каждый час.  Они въезжают на одном конце туннеля и выезжают из него на другом после 35-минутного переезда. Для перевозок пассажиров используются обычные европейские электровозы "Евростар", которые развивают скорость на поверхности350 километров в час, а в тоннеле - 160 километров в час. В вагонах поездов, которые ходят по Евротоннелю, нет купе дальнего следования, пассажиры размещаются как в наших электричках. Автомобилисты часто не покупают пассажирские билеты, а едут вместе со своей машиной - в автовагонах тоже светло и тепло.

Всего за день через тоннель проходит 350 электровозов, что дает возможность перевозить более 200 000 тонн груза. Грузовики переезжают Ла-Манш  на специальных платформах. Благодаря тоннелю под Ла-Маншем Англия стала теперь сухопутной частью Европы.  Пассажирские поезда "Евростар" пересекают Ла-Манш за 20 минут, а  грузовые поезда "Шаттл" - за 35 минут. Причем мягко, почти бесшумно, комфортно!

                                                      Глава 2

                     Туннель Сейкан (Величественное зрелище)

 Пересекает: Пролив Цугару (Сангарский пролив)

 Длина: 23,3 км(подводная часть)

 Соединяет: Японский остров Хонсю и остров Хоккайдо.

Построен: 13 марта 1988г.

 Стоимость: ($3,6 млрд.)

         Туннель Сейкан является железнодорожным туннелем длиной 53,85 км, расположенным в Японии, подводная часть составляет 23,3 км.дорога проходит 140 м ниже уровня дна и 240 м ниже уровня моря. Он является самым длинным туннелем в мире, хотя Чаннел имеет более длинную подводную секцию. Туннель проходит под проливом Цугару, соединяя остров Хонсю и остров Хоккайдо.

       Планы соединения подводным тоннелем двух крупнейших островов Японского архипелага существовали уже давно,  еще до второй мировой войны, но как-то не пошло.

        К идее прокладки тоннеля под Сангарским  проливом японцы вернулись вновь лишь в пятидесятых годах.  К этому их подтолкнула трагедия, случившаяся в сентябре 1954 г. в морском проливе, разделяющем острова Хонсю  и Хоккайдо. Мощный тайфун раскидал и потопил пять кораблей-паромов, курсировавших между островами. Через несколько месяцев, в 1955 г., начались изыскательские работы,

     Официально строительство туннеля началось  в1960 году. Первоначально прокладку туннеля планировали завершить за 10 лет.И 13 марта 1988 г. он был введен в эксплуатацию.  Окончательная длина Сейкана составила 53,9 км, в том числе подводная часть — 23,3 км.

    Изначально он предназначался для скоростных поездов, но пока туннель строился, выяснилось, что вести трассу   с Хонсю на Хоккайдо нерентабельно, поскольку за эти годы основным видом транспорта между двумя островами стала авиация, которая отнюдь не собиралась сдавать свои позиции. И по сей день по туннелю Сеикан ходят обычные (узкоколейные), правда, улучшенные, экспрессы.

     Сеикан был прорыт в наиболее мелкой части Сангарского пролива. От морского дна его отделяет сто метров.Рельсы не имеют стыков, они сварены в единую 54-километровую плеть. Тщательно отбалансированное  дорожное полотно исключает даже малейшие колебания вагона. Толщина бетонных стенок тоннеля — 70 сантиметров, но вода постоянно просачивается внутрь, ибо обеспечить полную герметичность не удается.  Поэтому в тоннеле работают насосные станции, ежеминутно выбрасывающие на поверхность до 16 тонн воды.Вдоль всей длины тоннеля установлены чувствительные датчики, способные уловить самые ничтожные колебания земли.При землетрясении силой в 4 балла поезда автоматически останавливаются и пережидают подземную бурю.  Внутри тоннеля построены две платформы для чрезвычайных остановок. От каждой из этих платформ в толщу земли уходят 300-метровые герметизирующиеся тоннели-убежища с необходимым запасом кислорода, воды, продуктов, медикаментов.

      Хотя туннель является длиннейшим железнодорожным и автомобильным туннелем в мире, более быстрое и дешевое передвижение авиационным транспортом сделало его мало используемым. Туннель перестанет быть самым длинным в мире, когда туннель Готтард в Европе (Швейцария) будет завершен, предположительно в 2018 году. Туннель также является самой глубокой железной дорогой в мире.

Глава 3

Гудзонов тоннель

      Гудзонов тоннель — первый в мире подводный тоннель для автомобилей. Находится в Нью-Йорке под рекой Гудзон, связывает Кеннел-стрит на Манхэттене с 12-й и 13-й улицами Джерси-сити (в штате Нью-Джерси).  Пущен в эксплуатацию 13 ноября 1927 года. Длина — 2,7 км. Максимальная глубина залегания — 28,5 м под уровнем воды. 84 мощных вентилятора каждые 90 секунд полностью обновляют в нем воздух. В 1927 году его назвали тоннелем Холланда в честь Клиффорда МилбернаХолланда (главного инженера-проектировщика).

       Строительство началось в 1920 году. На строительство тоннеля потребовалось 7 лет. Тоннель был введен в эксплуатацию 13 ноября 1927 года, уже после смерти Холланда. Тоннель соединяет Кеннел-стрит на Манхэттене с Джерси-сити, с 12-й и 13-й улицами. Максимальна глубина залегания - 28,5 метра от поверхности реки. Гудзонов тоннель состоит из двух тоннелей - северного и южного. Длина северного тоннеля - 2608 метров, южного - 2551 метр. Ширина проезжей части каждого тоннеля составляет 6 метров, что обеспечивает движение автомобилей в две полосы. Гудзонов тоннель получил статус национального исторического памятника в 1993 году.

         Одним из наиболее значительных инженерных решений Холланда в ходе строительства тоннеля стала вентиляция. Главной проблемой было удаление выхлопных газов автомобилей из тоннеля и принудительно нагнетание больших объемов чистого воздуха. Гудзонов тоннель вентилируют 84 мощных вентилятора. Они полностью обновляют воздух в тоннеле каждые 90 секунд. Вентиляторы расположены на поверхности, в четырех зданиях.

         В 1927 году после открытия туннеля Холланд, часть работы его  «взяли на себя» три очереди туннеля Линкольн (1937, 1935, 1957).

Заключение

       При сравнении трех тоннелей было выяснено, что идея и проекты тоннелей вынашивались десятками, сотнями лет.

Евротоннель под проливом Ла-Манш является грандиозным тоннелем. Он стал величественным  памятником 20 века. Это поразительное инженерное сооружение сложной конфигурации. Это самый длинный тоннель в подводной его части (38,9км), тогда как тоннель Сейкан в Японии под Сангарским проливом, его подводная часть меньше (23,3км). Но Сейкан является,  пока,  самым длинным тоннелем в мире, его длина 53,85 км, но уже строится в Швейцарии тоннель Готтард, который будет самым длинным, Его пустят в 2018 году. Пока же остается Сейкан. Но Евротоннельуникальный, так как состоит из 3-х тоннелей: 2- железнодорожных и 1- служебный. Евротоннель всего лишь на 3км  короче Сейкана. А Гудзонов тоннель под рекой Гудзон в США был построен раньше  Евротоннеля и Сейкана - в 1927 году. Он, в отличие от них является самым загруженным автомобильным тоннелем в мире. Он является национальным историческим памятником. Отличие этих тоннелей ещё в том, что Евротоннель соединяет  2 государства, Сейкан соединяет 2 острова в одном государстве, а Гудзонов тоннель соединяет 2 района в Нью-Йорке.

     Этот тоннель будет оставаться самым длинным вплоть до 2016 года, когда построят Готардский базовый тоннель в Швецарии.