Подводный плавучий тоннель (ППТ), также называемый мостом Архимеда или подвесным тоннелем, – это тоннель, который плавает в воде благодаря своей плавучести (в частности, используя гидростатическую тягу, или принцип Архимеда).
Подводный плавающий туннель
Туннели в воде – не новинка в гражданском строительстве. Примерно с 1900-х годов по всему миру было построено несколько погруженных в воду туннелей. Мосты и туннели являются наиболее распространенными сооружениями, используемыми для пересечения водоемов. В некоторых случаях погруженные туннели проходят под дном моря или реки. Но подводные плавучие туннели используются, когда дно слишком скалистое, глубокое или волнистое.
- 1. Стоимость
- 2. Пожар
- 3. Столкновение
- 4. Дискомфорт для пассажиров поезда
Причина выбора плавучего тоннеля
Плавучий тоннель является новой концепцией и имеет никогда не был построен, но несколько предложений было выдвинуто различными организациями. Отмечается, что глубина дна в разных местах варьируется в больших пределах. Максимальная глубина может достигать 8 км, а средняя глубина составляет 3,3 км.
Для строительства возможны две альтернативы: мост над уровнем воды или туннель под уровнем земли. Однако, поскольку глубина составляет 8 км, невозможно построить бетонные колонны такой высоты для моста.
Причина выбора плавучего тоннеля
Кроме того, давление ниже 8 км от поверхности моря почти в 500 раз превышает атмосферное, поэтому выжить в зоне такого высокого давления невозможно.
Поэтому оптимальная глубина плавучего тоннеля – 30 м от уровня моря, где нет проблем из-за высокого давления. Этого будет достаточно для того, чтобы любой крупный корабль мог беспрепятственно пройти над SFT.
Основные принципы работы подводного плавучего тоннеля
Подводный плавучий туннель представляет собой плавучую конструкцию, которая движется в воде. Соотношение между плавучестью и собственным весом очень важно, поскольку оно контролирует статическое поведение туннеля и, в некоторой степени, реакцию на динамические силы.
Подводный плавучий туннель может плавать двумя способами:
1. Положительная плавучесть
В этом типе подводный плавучий туннель закрепляется либо натяжными опорами на дне, либо понтонами на поверхности. В этом случае погруженный плавучий туннель в основном находится на глубине 30 м ниже поверхности воды.
2. Отрицательная плавучесть
В этом типе фундаментом служат опоры или колонны, установленные на морском дне или дне озера. Этот метод ограничен глубиной воды в 100 метров.
Погруженный плавучий тоннель подвергается всем воздействиям окружающей среды, характерным для водной среды: течению, волнам, вибрации уровня воды, коррозии, землетрясению, льду и морскому обрастанию.
Поэтому он должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать все действия, эксплуатационные и случайные нагрузки, с достаточной прочностью и жесткостью. Поперечная жесткость обеспечивается донным креплением.
Особенности подводного плавучего тоннеля
1. Четкий обзор
Пересечение водных путей, будь то переход с материка на острова в море или пересечение внутреннего озера, возможно, во многих случаях вызывает возражения как со стороны экологов, так и со стороны общественности в целом.
Но, с другой стороны, озера особой красоты или исторической ценности должны быть сохранены для будущего; пересечение таких территорий и озер с помощью СФТ может сделать это возможным без ущерба для окружающей природы.
2. Фиксированная длина
Длина подводного плавучего тоннеля равна расстоянию между двумя берегами. Подводный плавучий туннель может быть даже соединен непосредственно с туннелями и затем полностью скрыт из виду на любую желаемую длину.
Длина погруженного плавучего туннеля – только от берега до берега.
3. Очень низкий уклон
Переходы с использованием мостов или подводных туннелей часто подразумевают более длинные конструкции с, соответственно, более высокими затратами, что приводит к более высокой цене за метр для альтернативного подводного плавучего туннеля. Кроме того, подводный плавучий туннель может иметь очень пологий уклон или быть почти горизонтальным, обеспечивая значительную экономию энергии для движения транспорта.
4. Доступ к подземной парковке – служебное пространство в торцах
Можно организовать служебные зоны или парковки под землей и выходить на поверхность на лифтах прямо в город или поселок. Эти возможности могут стать одним из самых больших преимуществ в будущем, фактически, для всех типов тоннелей.
Доступ к подземной парковке-служебному пространству в торцах
5. Поверхность прямо над береговой линией
Плавучий туннель может быть размещен на любой глубине под поверхностью, и его можно расположить таким образом, чтобы он всплыл на поверхность в непосредственной близости от береговой линии. Такое расположение будет выгодно для соединения с новыми или существующими дорожными системами и позволит проектировщикам гибко устанавливать связи.
6. Строительство вдали от густонаселенных районов
Основная проблема, с которой сталкиваются многие города в наши дни, – это скопление транспорта и превращение улиц с двусторонним движением в улицы с односторонним движением. Поэтому строительство подводного плавучего туннеля является жизнеспособным вариантом, который может быть реализован в густонаселенных городах для разгрузки движения.
После того как секции туннеля будут готовы, их отбуксируют на место и установят на необходимой глубине.
Это позволит завершить всю операцию за месяцы, а не за годы, и обеспечить минимальный ущерб местному населению.
7. Легкий демонтаж по окончании срока службы
Все сооружения рано или поздно придется заменить или демонтировать по истечении срока службы. Поэтому становится важным учитывать операции по демонтажу/разборке на этапе планирования и проектирования. Кроме того, удаление, переработка или повторное использование материалов или частей конструкций будет становиться все более необходимым по экологическим и экономическим причинам.
В большинстве случаев СФТ является плавучей конструкцией в целом и поэтому может быть отбуксирована в место, где части СФТ могут быть использованы повторно.
8. Возможности переработки/ повторного использования подводного плавучего тоннеля
В зависимости от размера и условий, секции туннеля могут быть использованы для многих целей. Одна из очевидных возможностей – для различных типов хранилищ, будь то на суше или в море. Секция туннеля диаметром 10 метров, разрезанная на отрезки длиной от 10 до 12 метров, не будет представлять никакой сложности для подъема на сушу.
Проблемы, возникшие при внедрении подводного плавучего тоннеля
1. Стоимость
Поскольку в проекте задействовано большое количество материалов и техники, сметная стоимость почти в два раза выше, чем у обычного тоннеля.
2. Пожар
В случае пожара в поезде, находящемся в туннеле, становится трудно спасать людей.
3. Столкновение
В случае столкновения двух поездов или транспортных средств нелегко спасти пассажиров.
4. Дискомфорт для пассажиров поезда
Когда поезд проходит через туннель, возникают волны давления, которые распространяются вдоль туннеля примерно со звуковой скоростью. Эти колебания давления могут проникнуть во внутренние помещения поезда, если они не герметичны, и могут вызвать дискомфорт у пассажиров поезда.
Часто задаваемые вопросы
Что такое подводный плавучий туннель?
Подводный плавучий тоннель (ППТ), также называемый мостом Архимеда или подвесным тоннелем, – это тоннель, который плавает в воде за счет своей плавучести (в частности, за счет использования гидростатической тяги, или принципа Архимеда).
Каков принцип работы подводного плавучего туннеля?
Погруженный плавучий туннель представляет собой плавучую конструкцию, которая движется в воде. Соотношение между плавучестью и собственным весом очень важно, поскольку оно контролирует статическое поведение туннеля и, в некоторой степени, реакцию на динамические силы.
Какие проблемы возникают при внедрении подводных плавучих туннелей?
1. Поскольку в проекте задействовано большое количество материалов и оборудования, сметная стоимость почти в два раза превышает стоимость обычного туннеля.
2. Становится трудно спасать людей, если в поезде, находящемся в туннеле, возникает пожар, и они сталкиваются с проблемами из-за дыма.
3. В случае столкновения двух поездов или транспортных средств нелегко спасти людей.
4. Когда поезд проходит через туннель, возникают волны давления, которые распространяются вдоль туннеля примерно со звуковой скоростью. Эти колебания давления могут проникнуть внутрь поезда, если он не герметичен, и вызвать дискомфорт у пассажиров поезда.
Тоннельные шахты: Типы, конструкция и преимущества
6 видов методов прокладки тоннелей в мягком грунте
Какие установки необходимы в тоннеле?
Читайте далее:- Тоннель под Ла-Маншем: Строительство самого длинного в мире подводного тоннеля.
- Туннель Атал Рохтанг: Строительство самого длинного в мире автодорожного тоннеля на высоте 10 000 футов.
- Тоннель Ченани-Нашри: Самый длинный в Индии двунаправленный автодорожный тоннель.
- Готардский базовый тоннель: Особенности строительства самого длинного в мире тоннеля.
- Какие установки необходимы в тоннеле?.
- Вентиляция в тоннелях – Типы вентиляционных систем при строительстве тоннелей.
- Плоты плавучести или пустотелые коробчатые фундаменты или плавучие фундаменты при строительстве зданий.