В 1994 году был сдан в эксплуатацию железнодорожный тоннель под Ла-Маншем (Евротоннель) с самой длинной в мире подводной частью. Он является сегодня важной транспортной магистралью, соединяющей Великобританию со странами континентальной Европы. Первые три части статьи были посвящены условиям региона, принятию решения о строительстве Евротоннеля, организационной структуре управления проектом, основным результатам ннженерных изысканий, выбору трассы сооружения и его проходке. В данной, заключительной, части мы расскажем о последних этапах строительства, об эксплуатации тоннеля, а также о непредвиденных сложностях, возникавших на разных этапах развития данного проекта.
Оборудование системы пройденных тоннелей всем необходимым
В 1991 году строители закончили проходку и обделку системы тоннелей под проливом Ла-Манш (Евротоннеля). Об условиях региона, принятии решения о строительстве этого сооружения, организационной структуре управления проектом, результатах ннженерных изысканий, выборе трассы и бурении тоннелей было рассказано в первых трех частях статьи [16–18].
После этого работы под дном пролива продолжались еще как минимум 2 года. Необходимо было проложить рельсовые и пешеходные пути в двух главных тоннелях и автодорожный путь в служебном, смонтировать инженерные сети (электрические, вентиляционные, охлаждения, дренажа, пожаротушения, контроля и связи, сигнализации), в том числе контактные сети с контактными подвесками для электропитания локомотивов, а также оборудовать множество технических помещений.
Для обеспечения работы тоннелей и поездов электрической энергией было предусмотрено подключение к электросетям Франции и Великобритании. На каждом терминале оборудовали по основной электрической подстанции для приема, трансформации и распределения электроэнергии. Если с одной из сторон питание отключится, вторая сможет полностью обеспечить работу Евротоннеля.
Интересно, что в железнодорожных тоннелях не стали делать боковое освещение. Информация о ходе передвижения поездов должна отображаться внутри кабин машинистов и в центрах управления на терминалах.
Как уже упоминалось в предыдущих частях статьи [17, 18], служебный тоннель должен обеспечивать доступ в железнодорожные тоннели для ремонта и обслуживания, а также для эвакуации пассажиров при аварийных ситуациях. По бетонному пути на дне этого вспомогательного тоннеля запланировано передвижение 24-х специально сконструированных дизельных автомобилей (с очень низкими выбросами), управляемых вручную или дистанционно. Это прежде всего машины технического обслуживания, скорой помощи, пожарные. Кроме того, в служебном тоннеле разместили десятки и сотни помещений с электротрансформаторными и электрощитовыми установками, оборудованием для контроля, сигнализации, связи, вентиляции, пожаротушения, дренажа и пр.
Для работы основной системы вентиляции в береговых зонах смонтировали две мощные вентиляционные установки, подающие свежий воздух в служебный тоннель, откуда он по поперечным проходам через специальные клапаны над защитными противопожарными дверями поступает и в железнодорожные тоннели. Интересно отметить, что во вспомогательном тоннеле всегда поддерживается повышенное давление воздуха, чтобы туда не проникли дым или пламя, если в одном из главных тоннелей случится пожар.
В составе системы дополнительной вентиляции, предназначенной для дымоудаления в случае пожара, смонтировали еще две крупные вентиляционные установки и воздуховодные контуры, проходящие через тоннели.
Чтобы предотвратить чрезмерное разогревание воздуха от движения поездов, работы двигателей и оборудования, в тоннелях проложили трубы системы охлаждения с циркулирующей по ним ледяной водой, поставляемой двумя огромными рефрижераторными установками на французском и английском берегах.
В нижних частях тоннелей создали гравитационные дренажные пути для отведения сконденсировавшейся или проникшей в сооружение воды, которая должна сначала поступать в 3 резервуара с насосными установками внутри служебного тоннеля, а оттуда – в очистные сооружения, расположенные снаружи.
Противопожарная система имеет множество приспособлений для обнаружения дыма и очагов возгорания, автоматических устройств пожаротушения и затворов с дистанционным управлением. Система пожаротушения включает в себя 4 резервуара с водой объемом по 800 куб. м с насосными станциями в районах порталов тоннелей и берегов пролива, а также трубопровод, идущий через весь служебный тоннель и питающий водой пожарные гидранты в поперечных переходах и железнодорожных тоннелях.
Система контроля и связи постоянно отслеживает огромное количество информации. Она в том числе включает 238 км оптоволоконных кабелей, 2,7 тыс. телефонных установок, 4,4 тыс. громкоговорителей, 1,2 тыс. пожарных извещателей и 3 независимых радиосистемы.
Система сигнализации нужна прежде всего для быстрой передачи указаний машинистам локомотивов и обслуживающему персоналу.
Предусмотрена и новейшая автоматическая защита поездов в любых ситуациях, в том числе ограничение скорости. Если даже с машинистом что-то случится, скорость поезда при приближении к концу тоннеля будет автоматически снижена и он будет приведен к остановке в терминале должным образом.
Строительство порталов и терминалов
Помимо оборудования тоннелей всем необходимым требовалось достроить их порталы (въезды/выезды) и терминалы.
Напомним, что терминалы, соединяющие транспортную систему Еротоннеля с авто- и железнодорожными сетями по обе стороны пролива и используемые для погрузки в вагоны автомашин и других грузов, расположились в районе Черитон города Фолкстон в Великобритании и в городе Кокель недалеко от Кале во Франции (рис. 1). Они частично похожи на автовокзалы, частично – на железнодорожные станции, но системы их безопасности устроены так же, как в аэропортах. Да и территории их не уступают по площади крупным аэропортам.
Рис. 1. Изображение на карте трассы Евротоннеля под самой узкой частью Ла-Манша – проливом Па-де-Кале (по [29])
Терминалы не только обеспечивают всеми необходимыми услугами своих пользователей, но и включают центры управления работой инженерных систем тоннелей и движением поездов. Главный центр управления находится в британском терминале, резервный – во французском, однако последний сразу может взять на себя управление, если первый будет по какой-то причине выведен из строя.
Из-за наличия на французской стороне большого свободного пространства обслуживание подвижного состава, курсирующего через Евротоннель, сосредоточили в основном там. Поэтому площадь французского терминала в городе Кокель составляет целых 480 га, а вместе с подъездными путями – 700 га (рис. 2). Во время его создания это была самая большая строительная площадка в Европе. При строительстве фундаментов его зданий и других подземных частей было вынуто 12 млн куб. м грунта, а также были выполнены обширные работы по упрочнению грунтов и дренажу. В нескольких сотнях метров от этого места в пределах зоны безопасности терминала расположили и французский портал тоннеля под названием «Бёссинг», для чего пришлось создать постепенно углубляющуюся искусственную выемку объемом 2 млн куб. м (рис. 3). Напомним, что французский портал находится в 3,3 км от берега пролива.
Рис. 2. Терминал Евротоннеля в городе Кокель во Франции [32]
Рис. 3. Портал Евротоннеля «Бёссинг» в постепенно углубляющейся выемке у города Кокель во Франции [24]
Площадка для британского терминала в районе Черитон города Фолкстон была выбрана еще в 1974 году. Она охватила около 140 га (рис. 4). В нескольких сотнях метров от нее в пределах зоны безопасности терминала расположили портал под названием «Касл-Хилл» (рис. 5). Система тоннелей к этому порталу от берега пролива была пробурена сквозь утес Шекспира и Замковый холм (Castle Hill) с использованием нового австрийского метода туннелирования (стены тоннелей были укреплены с использованием торкрет-бетона и особой комбинации болтов, проволочной сетки, стальных ребер и анкеров). В остальных местах сухопутной английской части тоннели строились окрытым способом с использованием вторичной засыпки систем их крепления. Здесь были и определенные трудности, так как трасса Евротоннеля и его портал в районе Замкового холма попали в зону крупного оползня, который состоял из перемещенных и опрокинутых блоков нижнемеловых отложений, глауконитового мергеля и обломков мергелистой глины. Эту зону пришлось стабилизировать и создавать в ней систему дренажных штолен.
Рис. 4. Терминал Евротоннеля в районе Черитон города Фолкстон в Великобритании [32]
Рис. 5. Портал Евротоннеля «Касл-Хилл» у подножия Замкового холма (Castle Hill) в Великобритании [12, 33]
Эксплуатация Евротоннеля
Перед сдачей Евротоннеля в эксплуатацию работа всех его систем и движение поездов были многократно протестированы. Он был торжественно открыт 6 мая 1994 года королевой Великобритании Елизаветой II и президентом Франции Франсуа Миттераном.
Тоннель помог связать скоростные железнодорожные сети Великобритании, Франции и Бельгии в одно целое, хотя и не сразу (например, скоростной путь от фолкстонского терминала до Лондона был открыт только в 2007 году). Компания Eurotunnel Group подписала соглашения с железнодорожными компаниями соответствующих стран об использовании тоннеля.
Поезда, для которых терминалы в Фолкстоне и Кокеле не являются конечными станциями, универсально приспособлены к параметрам железнодорожной колеи и типу получения локомотивом электроэнергии, характерным по крайней мере для Франции, Бельгии и Великобритании.
Интересно, что после принятия Великобританией в 2017 году решения о выходе из Евросоюза (которое должно состояться в 2019 году) консорциум Eurotunnel Group был переименован в Getlink, чтобы его название звучало более по-английски.
На сегодня основными операторами Евротоннеля являются компании:
Getlink (бывш. Eurotunnel Group) – компания, которая управляет тоннелем под Ла-Маншем и поездами Eurotunnel Shuttle, а также получает доходы от движения через Евротоннель других составов;
Eurostar– компания, занимающаяся высокоскоростными железнодорожными пассажирскими перевозками в Европе (однако следует отметить, что в 2015 году Евросоюз одобрил сделку по поглощению компании Eurostar Национальной компанией французских железных дорог – SNCF);
DB Cargo UK– крупнейшая в Великобритании компания по грузовым перевозкам.
Пропускная способность тоннеля составляет 600 поездов в сутки, но пока через него проходит только около 350 составов в день. Поезда отправляются круглосуточно без выходных. Оплатить проезд можно заранее, а можно и без бронирования – непосредственно перед поездкой. Перед посадкой в поезда, идущие через Евротоннель, регистрация, пограничный, паспортный и таможенный контроль осуществляются примерно так же, как в аэропортах, но только значительно быстрее (не более чем за 30 мин.). На выходе с другой стороны пролива все это проходить уже не нужно.
В тоннеле курсирует четыре типа составов:
высокоскоростные пассажирские поезда Eurostar (рис. 6–8), доезжающие из Парижа в Лондон или обратно за 2 часа 15 минут, а из столицы Бельгии Брюсселя в Лондон или обратно – за 1 час 51 минуту со скоростью 300 км/ч на суше и до 160 км/ч в тоннеле, где они находятся 20 минут (рис. 9);
туристические челночные поезда Eurotunnel Shuttle (TGV), одна половина вагонов которых имеет два этажа и перевозит легковые автомобили (рис. 10–12), а другая является одноэтажной и перевозит туристические и рейсовые автобусы между французским и британским терминалами со скоростью до 140 км/ч (при этом водители и пассажиры всю дорогу остаются внутри машин);
челночные поезда для тяжелых транспортных средств с открытыми вагонами Eurotunnel Shuttle (HGV), перевозящие тяжелый грузовой автотранспорт (их скорость в тоннеле не превышает 100 км/ч, а водители едут в отдельном благоустроенном вагоне);
международные грузовые поезда компании DB Cargo UK и др., перевозящие контейнеры с грузами (их скорость в тоннеле тоже не превышает 100 км/ч).
Рис. 6. Проход пассажиров на посадку на поезд Eurostar [8]
Рис. 8. Внутри скоростного пассажирского поезда Eurostar [8]
Рис. 9. Внутри железнодорожного тоннеля под Ла-Маншем. Справа и слева от рельсового пути видны пешеходные зоны на случай эвакуации пассажиров или для ремонтных бригад [34]
Рис. 10. Въезд автомобиля на первый этаж двухэтажного вагона шаттла с платформы терминала [24]
Рис. 11. Проезд автомобиля сквозь вагоны шаттла до места транспоритровки. При движении поезда двери между вагонами будут плотно закрыты [7]
Рис. 12. Выезд автомобиля с противоположного конца шаттла после пересечения Ла-Манша [1]
Интересно, что для перевозки автотранспорта используются самые большие вагоны в мире на железнодорожной колее стандартной ширины (1,435 м), мощнейшие локомотивы, сложные системы безопасности. При этом плотность трафика в Евротоннеле – в два раза больше, чем на самых загруженных обычных железных дорогах, поэтому и система данных в реальном времени, отслеживаемая в центре управления, там является одной из самых больших в мире.
Для различных типов поездов нужны локомотивы разной мощности, причем по рабочему электровозу имеется и впереди, и сзади каждого состава, чтобы он мог в случае аварийной ситуации немедленно отправиться либо в более безопасную сторону, либо к той конечной станции, которая ближе.
Почти все тоннельные службы, как и локомотивы, работают только на электричестве (за исключением дизельных колесных средств в служебном тоннеле), чтобы сохранять чистоту воздуха внутри сооружения.
В тоннеле предусмотрена многоуровневая система безопасности, три системы информационного контроля и связи. Двери между вагонами, перевозящими автотранспорт, плотно закрыты, когда они движутся через тоннель, чтобы в случае возгорания в одном из них дым не распространился дальше. Кроме того, вагоны оснащены автоматическими системами пожаротушения.
Проблемы со знаком «минус»
Несмотря на все усилия, участникам строительства тоннеля под Ла-Маншем пришлось столкнуться с рядом серьезных неожиданностей. В итоге Евротоннель был сдан в эксплуатацию почти на 2 года позже исходно намеченного срока, а расходы превысили запланированные на 80%. Первоначально предполагалось потратить 2,6 млрд фунтов стерлингов (в ценах 1985 года). Однако в итоге тоннель ообошелся в 4,65 млрд (в тех же ценах). С учетом инфляции на сегодняшний день это стоило бы более 10 млрд фунтов стерлингов, или более 13 млрд долларов. Этот проект оказался одним из самых дорогих в мире.
Среди причин задержек и перерасходов можно назвать:
затянувшееся принятие парламентского законопроекта о начале работ в Великобритании;
слишком сжатые запланированные сроки строительства;
исходно заниженный бюджет (что было весьма недальновидно для такого грандиозного проекта);
отсутствие государственной денежной поддержки и сложности поиска источников финансирования;
затянувшееся производство специальных водозащищенных тоннелепроходческих комплексов во Франции;
непредвиденные изменения запланированных затрат после выбора большого количества подрядчиков и субподрядчиков на конкурстной основе;
ряд решений об усилении безопасности, надежности и экологичности строительства и эксплуатации сооружения, принятых после определенных инцидентов;
запаздывание строительства подъездных путей к терминалам Евротоннеля;
затянувшиеся судебные разбирательства между руководством компаний TML и Eurotunnel Group по финансовым вопросам и т.д.
Исходно недооцененная стоимость проекта и сжатые сроки его реализации в том числе привели к недостаточной детальности инженерных изысканий. В итоге строителям приходилось сталкиваться с непредвиденными грунтовыми условиями. Например, по данным изысканий было решено, что морская вода через пласты пород с английской стороны тоннеля проникать не будет. Поэтому британцы решили использовать более дешевые тоннелепроходческие комплексы, предназначенные для работы только в «сухих» условиях. Но неожиданно примерно посередине их проходки в забой стала поступать соленая вода, поскольку толща грунтов оказалась там слишком трещиноватой. Да еще начали отваливаться куски намокших пород со сводов и стен тоннелей, что было очень опасно для людей и техники. ТПК остановили и стали прямо на месте менять их конструкции (в том числе гидроизолировали ряд их деталей и приняли меры по предотвращению падения фрагментов намокших скальных грунтов). Трещиноватые и намокшие участки тоннелей пришлось укреплять, герметизировать и обшивать особым образом (с использованием цементации трещин, удаления отслоившихся кусков пород, нанесения торкрет-бетона, использования чугунной обделки, которая значительно дороже бетонной, и т.д.). Только после этого проходка системы тоннелей с английской стороны продолжилась. Задержка в этом случае составила более 3 месяцев. Перерасходы также были очень большими.
Или, например, исходно запланировали создать 5 резервуаров с насосными станциями для сбора и сброса в очистные сооружения проникающей в тоннель воды. Они даже были выкопаны и укреплены. Но фактическое поступление воды в готовые тоннели оказалось гораздо меньше спрогнозированного, поэтому насосами и другим оборудованием были снабжены только 3 резервуара, а на создание еще 2-х (под сухопутными участками) деньги и время оказались потраченными зря.
Из-за ряда непредвиденных обстоятельств за время строительства системы тоннелей погибло 8 британских рабочих и 2 французских (в основном в первые месяцы работ). В том числе и поэтому руководству проекта пришлось обратить самое серьезное внимание на безопасность строительных работ и принять ряд действенных мер в этом отношении.
После запуска Евротоннеля в эксплуатацию также возник ряд серьезных проблем. Прежде всего трафик через него оказался гораздо меньше исходно предполагавшегося, особенно поначалу. Поэтому тоннель под Ла-Маншем много лет был убыточным, а прибыль, да и то небольшую, он начал приносить только начиная с 2007 года (с перерывом на 2010 год, который принес большие убытки из-за последствий мирового экономического кризиса).
К тому же Евротоннель пережил 7 крупных инцидентов в результате:
пожаров из-за возгораний содержимого тяжелых грузовых поездов (к счастью, без человеческих жертв благодаря правильной и быстрой эвакуации пассажиров и персонала);
сбоев подачи электроэнергии;
поломок поездов и их электрооборудования (например, при таянии снега и льда на деталях локомотивов после их вьезда в тоннель при плохих погодных условиях снаружи);
попыток мигрантов нелегально проникнуть в Великобританию (десятки из которых погибли, а также были виновниками других жертв) и т.д.
Из-за таких происшествий нормальная работа сооружения нарушалась на сроки от нескольких часов до нескольких месяцев. Поэтому пришлось применить ряд дополнительных мер по обеспечению безопасности Евротоннеля, улучшению работы в нем систем обнаружения возгораний, пожаротушения и вентиляции и т.д. В том числе был запрещен широкий спектр пожароопасных грузов. Также пришлось перепроектировать сами вагоны так, чтобы их стены и двери выдерживали огонь внутри в течение 30 минут, то есть дольше времени проезда через тоннель.
Однако пожары из-за возгораний автотранспорта и другого содержимого грузовых вагонов выявили еще одну неожиданную вещь (особенно в 1996 и 2008 годах). Высокопрочный железобетон обделки тоннелей оказался нестойким к воздействию огня в этих условиях. Обращенный в тоннель слой бетона при воздействии огня распадался на мелкие фрагменты и отваливался (наблюдалось прямо-таки его взрывное отслаивание), что несло большую опасность сначала для пожарников, а потом и для ремонтных рабочих (надо сказать, что устойчивость тоннеля в целом при этом не страдала, пассажиров успевали эвакуировать, а загоревшиеся составы – выводить из тоннелей). Затраты на ремонтные работы и потери от уменьшения или прекращения трафика через тоннель после таких инцидентов были огромными.
И хотя теперь Евротоннель представляет собой важную транспортную магистраль между Великобританией, Францией и Бельгией (а значит, и другими странами Европы) и работает практически бесперебойно, нагрузка на него все равно пока меньше, чем планировалось изначально. Причина заключается прежде всего в том, что поездки через тоннель являются слишком дорогими, поэтому с ним по-прежнему конкурируют более дешевые паромные и авиаперевозки. Пассажирские поезда Eurostar сумели обогнать авиакомпании только в отношении билетов бизнес-класса на самолеты между Лондоном и Парижем, поскольку цены на них выровнялись, а лететь самолетом выходит дольше часов на восемь из-за необходимости добираться до аэропортов и проводить в них много времени в ожидании.
Так что пока тоннель под Ла-Маншем не оправдал финансовые затраты на него и огромные долги все еще висят на его основном операторе и концессионере – компании Getlink (бывш.Eurotunnel Group).
И все-таки...
Тем не менее не только удачи, но и трудности, которые пришлось пережить создателям и операторам Евротоннеля, значительно продвинули вперед знания, связанные с тоннелестроением и соответствующими управленческими и техническими инновациями, которые теперь используют во всем мире. Поэтому многие все-таки склонны считать этот сложнейший проект в целом успешным. Американское общество инженеров-строителей (American Society of Civil Engineers) даже объявило Евротоннель одним из семи современных чудес света [1, 2–16, 19–29, 31–37].
Ведь и правда, удивительно, что благодаря этому чуду люди теперь могут совершать однодневные поездки из Англии во Францию или Бельгию (или наоборот) не только в коммерческих целях, но и, например, чтобы посетить театр, что-то купить или просто погулять.
Дорога в рай: как тоннель под Ла-Маншем превратился в заложника миграционной катастрофы в Европе // Onliner. Дата последнего обращения: 28.10.2018. URL: https://realt.onliner.by/2015/10/06/chunnel.