Jak powstają tunele i czy na pewno są bezpieczne?

Dlaczego tunel się nie zawali? Przecież to pusta przestrzeń wyłożona po bokach jakimiś betonowymi płytkami, a nad nią spoczywa ogromny ciężar ziemi, skał, czasem wody. Jak to jest możliwe, że w większości tuneli nie znajdziemy typowych obiektów architektonicznych, jakie spotkamy w wielkich salach, czyli kolumn albo filarów, które czuwałyby nad bezpieczeństwem obiektu.

Dlaczego tunel się nie zawali? Przecież to pusta przestrzeń wyłożona po bokach jakimiś betonowymi płytkami, a nad nią spoczywa ogromny ciężar ziemi, skał, czasem wody. Jak to jest możliwe, że w większości tuneli nie znajdziemy typowych obiektów architektonicznych, jakie spotkamy w wielkich salach, czyli kolumn albo filarów, które czuwałyby nad bezpieczeństwem obiektu.

Podczas budowy któego tunelu zginęło ok. 200 osób? O ile dłuższy od Półwyspu Helskiego jest najdłuższy tunel na świecie? Jakie zabezpieczenia stosuje się w takich obiektach i jak powstają? Zapraszamy do galerii.

W tej chwili trwają prace budowlane w powstającym najdłuższym na świecie tunelu - będzie on miał aż 57 km długości! To o 20 km więcej niż wynosi długość Półwyspu Helskiego. Gotthard-Basistunnel znajduje się w Alpach Szwajcarskich, jego drążenie rozpoczęto w 2003 roku. Jak zwykle bywa w przypadku tak wielkich inwestycji, fundusze potrzebne na poprowadzenie przeprawy przewyższyły zakładaną na początku sumę. Mówi się, że w tej chwili całość pochłonęła aż 9,5 miliarda franków szwajcarskich. Według obecnego kursu, jest to równowartość 37 miliardów złotych. Tunel ma być oddany do użytku na początku czerwca przyszłego roku.

Zdecydowana większość prac pod ziemią została wykonana przy użyciu maszyn drążących TBM. Aby uniknąć niespodziewanych opóźnień, budowę podzielono na pięć części - w każdej z nich w tym samym czasie trwały prace prowadzone przez różnych podwykonawców budowy. Przez wzgląd na dosyć skomplikowany pionowy układ warstw geologicznych zdecydowano się na prace przy użyciu różnych metod usuwania mas skalnych w przebiegu przeprawy. Nie udało się jednak uniknąć niespodziewanych zawaleń czy podziemnych cieków, co skutkowało rozpoczęciem niektórych prac od nowa. Konstrukcja tunelu to dwie rury - każda o średnicy ponad dziewięciu metrów. Znajdują się w oddaleniu 40 metrów od siebie i biegną równolegle pod górami. Co 325 metrów znajdują się szyby techniczne, które będą odpowiadały za bezpieczną ewakuację tunelu w razie incydentów.

Maszyny drążące - w zależności od potrzeb - mają różną wielkość. W wyniku drążenia powstaje wyrobisko podziemne o kolistym kształcie. Maszyny TBM wyposażone są w wodoszczelne osłony tarczy, głowicy skrawającej oraz tyłu. Średnica tarczy wiertniczej jest uzależniona od indywidualnych potrzeb (czyli koniecznej szerokości tunelu). Rekordową średnicę 19,25 metra ma tarcza używana przy budowie tunelu pod rzeką Newą w Petersburgu. Dla porównania, tarcze, których używa się przy budowie drugiej linii metra warszawskiego, mają średnicę 6,27 metra, długość 97 metrów oraz wagę całkowitą 615 ton. Z kolei maszyna drążąca tunele pod Martwą Wisłą w Gdańsku, z tarczą o średnicy 12,6 metra, wadze 2,2 tys. ton i 91 metrów długości, była największą maszyną użytą w Polsce.

Budowa tunelu kolejowego świętego Gotarda w Szwajcarii doprowadziła do śmierci 200 osób. Co prawda dokładna liczba ofiar nie jest znana, ale szacuje się, że właśnie tyle osób zginęło w wyniku zranień podczas eksplozji wewnątrz tunelu. Nie były to niespodziewane wybuchy, a kontrolowane wysadzania, bowiem obiekt konstruowano metodą wysadzania mas skalnych. Prace trwały między 1871 a 1881 rokiem. Wspominamy w tym miejscu o tym tunelu, mimo że nie wykorzystywano przy jego budowie maszyn TBM. Ciekawostką jednak jest fakt, że tunel kolejowy świętego Gotarda znajduje się z bezpośrednim sąsiedztwie wspominanego już Gotthard-Basistunnel.

Maszyny TBM nie tylko drążą tunele, ale także zabezpieczają powstały tunel. Gruz powstały w wyniku drążenia jest usuwany przez TBM. Jest on transportowany taśmowo na drugi koniec kreta, skąd wyjeżdża na powierzchnię przeważnie wagonikami. Niektóre konstrukcje są wyposażone w specjalne układy, które okładają ściany tunelu specjalnymi ścianami. Inne maszyny są odpowiedzialne za betonowanie i uzbrajanie ścian bez użycia przygotowanych wcześniej elementów.

Niektórzy boją się wjeżdżać do tuneli. W filmach niejednokrotnie wykorzystywano motywy pożarów, powodzi czy zawaleń w tunelach. Nie ma się jednak czego obawiać, ponieważ tunele naszpikowane są specjalnymi urządzeniami monitorującymi stan techniczny konstrukcji. W określonej od siebie odległości znajdują się telefony alarmowe, gaśnice i wyjścia ewakuacyjne, a specjalna grupa pracowników obsługi tunelu czuwa przy monitoringu. Wszystkie te elementy jako jeden system zabezpieczeń pozwala na szybką ewakuację. W przypadku gaśnic, każde zdjęcie jej z wyznaczonego miejsca wysyła sygnał do obsługi, aby natychmiast zwrócić uwagę osób odpowiedzialnych za sytuację w tunelu. A co jeśli chodzi o samą konstrukcję? W największym skrócie, siły naporu są rozkładane na betonową konstrukcję i przenoszone w dół. Wszystko jest bardzo dokładnie wyliczone i oparte na powtarzających się badaniach specjalistów, tak więc możliwość zawalenia się tunelu jest niemal żadna.