Najdłuższe tunele na świecie. Jak powstają?

Tunele komunikacyjne przeznaczone dla pociągów i samochodów nie są budowlami tak spektakularnymi, jak mosty, a pełnią bardzo podobną funkcję. Łączą niedostępne tereny.

Najdłuższe tunele świata

Od 2016 roku, najdłuższym tunelem na świecie jest Gotthard-Basistunnel, który mierzy 57 km długości i zlokalizowany jest w Szwajcarii. Poprzedni rekordzista – Seikan – jest krótszy o nieco ponad 4 kilometry. Wybudowany w 1988 roku tunel Seikan jest poprowadzony pod morzem i łączy dwie wyspy Honsiu i Hokkaido.

Lars Scheve Fotografie Lars Scheve / wikipedia

Co ciekawe, najdłuższy most na świecie, wybudowany w 2018 roku Hongkong-Zhuhai-Makau mierzy jedynie 55 km długości, czyli jest krótszy o dwa kilometry od tunelu Gotthard-Basistunnel.

Podziemne łączniki są trudne w budowie i najdłuższe z nich są przeznaczone dla pociągów, które nie wytwarzają dwutlenku węgla. Z kolei najdłuższy tunel drogowy – Laerdal – może się pochwalić imponującym wynikiem 25 km. By zrozumieć, jaka to odległość wyobraźmy sobie, że całą drogę z Warszawy do Nowego Dworu Mazowieckiego pokonujemy pod ziemią

Metoda

Podczas drążenia długich tuneli korzysta się teraz głównie z dwóch metod: NATM oraz tarczowej. Pierwsza z nich została zapoczątkowana w 1948 roku. NATM (z ang. New Austrian tunnelling method) polega na drążeniu niewielkich otworów, a następnie umieszczeniu w ich wnętrzu materiałów wybuchowych. Po eksplozji zbiera się urobek i całą akcję powtarza od początku.

Każdy kolejny etap “wysadzania” skał jest poprzedzony każdorazowo badaniami geologicznymi, które umożliwiają dobranie odpowiedniej nośności do warunków gruntowych. Natomiast metoda tarczowa wykorzystuje ogromne maszyny borujące tzw. TBM (z ang. tunnel boring machine).

TBM drążący w Brescia, wikipedia / Marukou

Maszyna drążąca wykonuje wwiert poziomy o cylindrycznym kształcie i odpowiedniej średnicy. Największa tego typu maszyna miała średnicę prawie 20 metrów. Wykorzystano ją przy budowie tunelu pod rzeką Newą w Petersburgu. Dla porównania – tarcze, których użyto przy budowie centralnego odcinka II linii metra w Warszawie, miały średnicę zaledwie 6,27 m. Wydrążony przez maszynę tunel jest od razu wzmacniany przez żelbetowe pierścienie, które na miejsce przewozi się w częściach.

Tunel to nie wszytko

Samo wykopanie tunelu to nie koniec problemów. Na budowniczych spoczywa jeszcze zadanie doprowadzenia powietrza oraz przygotowanie trasy na niespodziewane wypadki, przede wszystkim pożary.

W przypadku najdłuższych tuneli wymienia się dwa sposoby na zapewnienie bezpieczeństwa. Pierwszy, to prowadzenie aż trzech równoległych tuneli. Dwa skrajne odpowiadają za drogę w jedną i drugą stronę, natomiast tunel środkowy jest trasą bezpieczeństwa. Służy do ewakuacji i jako możliwość szybkiego dojazdu służb ratunkowych.

Przekrój w pobliżu przejścia między tunelami – Eurotunel wikipedia

Niestety, jest to rozwiązanie bardzo drogie, ponieważ wiąże się z wydrążeniem kolejnego tunelu. Taki model wykorzystano np. w Eurotunelu pod kanałem La Manche. Innym rozwiązaniem jest wydrążenie dwóch tuneli i łączenie ich śluzami. W ten sposób, gdy w jednym tunelu dochodzi do wypadku, można się ewakuować, przechodząc do drugiego. Niestety, podczas takiego rozwiązania istnieje ryzyko np. przedostania się ognia do kolejnej nitki tunelu.

Takie rozwiązanie jest zastosowane w najdłuższym tunelu świata. Konstrukcja wykonana pod masywem przełęczy Świętego Gotarda w Szwajcarii posiada jedynie dwie nitki prowadzone równolegle w odstępie 40 m. Obie łączą się ze sobą, co 325 m specjalnymi szybami.

Powietrze i światło

Budowa długich tuneli pod ziemią wymuszą na konstruktorach konieczność zapewniania w ich wnętrzu powietrza. Jeżeli jest to możliwe, w tym celu korzysta się z punktowych wywietrzników mechanicznych. Ale w przypadku wymienionego wcześniej tunelu Gotarda, takie rozwiązanie nie wystarczyłoby i byłoby bardzo drogie.

Dlatego w tym przypadku konstruktorzy skorzystali z najsilniejszego systemu wentylacyjnego na świecie, o mocy 15,6 MW. Jest to moc porównywalna z tą osiąganą przez 80 samochodów Formuły E (klasa wyścigów bolidów zasilanych wyłącznie energią elektryczną). Wraz z wielkimi wentylatorami pracują również systemy kontroli pożarowej, które potrafią samodzielnie znaleźć źródło pożaru i automatyczne dostosować moc obrotową wentylatorów i systemów gaśniczych do skali zagrożenia.

W przypadku tuneli drogowych istnieje ponadto potrzeba tworzenia specjalnych systemów oświetlenia, które wyrywają kierowcę z długiej monotonii prowadzenia pojazdu.

W norweskim tunelu Laerdal przejeżdżający przez niego kierowcy zamiast typowych lamp zawieszonych u sufitu widzą, specjalnie przygotowaną iluminację, w której dominuje niebieska barwa przełamana kolorem pomarańczowym, co ma symbolizować wschód słońca.