ТОННЕ́ЛЬ

Схемы горного (а), подводного (б), городского (в) и пешеходного (г) тоннелей: 1 – портал; 2 – тоннель; 3 – проезжая часть; 4 – рампа; 5 – лестничный сход; 6 – павильон; H – глубина заложения; L – длин...

ТОННЕ́ЛЬ, тун­нель (англ. tunnel, от франц. tonnelle – круг­лый свод), про­тя­жён­ное под­зем­ное (под­вод­ное) со­ору­же­ние для про­пус­ка транс­порт­ных средств, пе­ше­хо­дов, во­ды, про­клад­ки инж. ком­му­ни­ка­ций и др. По на­зна­че­нию раз­ли­ча­ют транс­порт­ные Т. (см. Ав­то­до­рож­ный тон­нель, Же­лез­но­до­рож­ный тон­нель, Мет­ро­по­ли­тен), пе­ше­ход­ные тон­не­ли, гид­ро­тех­ни­че­ские тун­не­ли, а так­же ком­му­наль­ные (в т. ч. ка­на­ли­за­ци­он­ные, ка­бель­ные, для те­п­ло- и га­зо­снаб­же­ния), гор­но­про­мыш­лен­ные (для уда­ле­ния по­ро­ды и ру­ды, вен­ти­ля­ци­он­ные, дре­наж­ные) и спе­ци­аль­ные (напр., обо­рон­но­го ха­рак­те­ра, для на­уч. ис­сле­до­ва­ний); по мес­ту рас­по­ло­же­ния – гор­ные тон­не­ли, под­вод­ные тон­не­ли и го­род­ские тон­не­ли. Т. на­ча­ли стро­ить в глу­бо­кой древ­но­сти для про­хо­да лю­дей, до­бы­чи по­лез­ных ис­ко­пае­мых и про­пус­ка во­ды. В 2180 до н. э. в Ва­ви­ло­не под р. Ев­фрат по­строи­ли пе­ше­ход­ный Т. дли­ной 920 м; в 6 в. до н. э. на о. Са­мос в Эгей­ском м. – гид­ро­тех­нич. Т. для во­до­снаб­же­ния дли­ной 1600 м. В сер. 19 в. на­ча­лось строи­тель­ст­во ж.-д., а в нач. 20 в. – ав­то­до­рож­ных Т.; пер­вый мет­ро­по­ли­тен со­ору­жён в Лон­до­не в 1863. К сер. 2010-х гг. в ми­ре про­ло­же­но Т. об­щей про­тя­жён­но­стью св. 1,5 млн. км (см. так­же табл.).

Наиболее крупные тоннели

Объ­ё­мы тон­нель­но­го строи­тель­ст­ва не­пре­рыв­но воз­рас­та­ют. За­вер­ша­ет­ся со­ору­же­ние уни­каль­ных тран­саль­пий­ских ж.-д. тон­не­лей Брен­нер и Сен-Го­тард про­тя­жён­но­стью до 57 км. Раз­ра­бо­та­ны про­ек­ты гран­ди­оз­ных под­вод­ных Т. под Тай­вань­ским (124 км), Бе­рин­го­вым (90 км) и Гиб­рал­тар­ским (38 км) про­ли­ва­ми. В ря­де ж.-д. Т. боль­шой про­тя­жён­но­сти пре­ду­смат­ри­ва­ет­ся пе­ре­воз­ка ав­то­мо­би­лей на спец. плат­фор­мах (напр., в Ев­ро­тон­не­ле под прол. Ла-Манш). Ме­сто рас­по­ло­же­ния Т., его дли­на, глу­би­на за­ло­же­ния, очер­та­ние в пла­не и про­фи­ле, фор­ма и раз­ме­ры по­пе­реч­но­го се­че­ния, кон­ст­рук­тив­ные осо­бен­но­сти оп­ре­де­ля­ют­ся то­по­гра­фич., кли­ма­тич. и ин­же­нер­но-гео­ло­гич. ус­ло­вия­ми, спо­со­бом строи­тель­ст­ва, а так­же эко­но­мич. и эко­ло­гич. со­об­ра­же­ния­ми и рег­ла­мен­ти­ру­ют­ся со­от­вет­ст­вую­щи­ми нор­ма­тив­ны­ми до­ку­мен­та­ми.

Кон­ст­рук­ции Т. весь­ма раз­но­об­раз­ны и в за­ви­си­мо­сти от на­зна­че­ния и спо­со­ба строи­тель­ст­ва вы­пол­ня­ют­ся свод­ча­то­го, кру­го­во­го или пря­мо­уголь­но­го очер­та­ния (см. рис.) из мо­но­лит­но­го бе­то­на, же­ле­зо­бе­то­на, на­брызг-бе­то­на, чу­гу­на или ста­ли. Об­дел­ку Т. рас­счи­ты­ва­ют ис­хо­дя из наи­бо­лее не­бла­го­при­ят­ных со­че­та­ний по­сто­ян­ных и вре­мен­ных на­гру­зок, дей­ст­вую­щих на ста­ди­ях строи­тель­ст­ва и экс­плуа­та­ции, ме­то­да­ми стро­ит. ме­ха­ни­ки и ме­ха­ни­ки грун­тов с ис­поль­зо­ва­ни­ем совр. вы­чис­лит. тех­ни­ки.

Строи­тель­ст­во Т. осу­ще­ст­в­ля­ют гор­ным, щи­то­вым, от­кры­тым, по­лу­от­кры­тым, опу­ск­ным или спец. ме­то­да­ми. Гор­ный ме­тод наи­бо­лее эф­фек­ти­вен в скаль­ных и по­лу­скаль­ных грун­тах, ко­то­рые раз­ра­ба­ты­ва­ют бу­ро­взрыв­ным спо­со­бом или с по­мо­щью тон­не­ле­про­ходч. ма­шин. Для вре­мен­но­го кре­п­ле­ния вы­ра­бот­ки при­ме­ня­ют ан­кер­ную, ароч­ную или на­брызг-бе­тон­ную крепь. Об­дел­ку воз­во­дят в пе­ре­движ­ной опа­луб­ке. Щи­то­вой ме­тод це­ле­со­об­раз­но при­ме­нять в мяг­ких и сла­бых грун­тах. Су­ще­ст­ву­ют разл. ме­ха­ни­зи­ров. и ав­то­ма­ти­зи­ров. щи­то­вые аг­ре­га­ты для про­ход­ки Т. диа­мет­ром от 2 до 15 м, ос­на­щён­ные по­ро­до­раз­ру­шаю­щи­ми ра­бо­чи­ми ор­га­на­ми ро­тор­но­го, пла­не­тар­но­го, фре­зе­рую­ще­го и экс­ка­ва­тор­но­го дей­ст­вия. Для ста­би­ли­за­ции не­ус­той­чи­вых грун­тов в за­бое уст­раи­ва­ют при­гру­зоч­ные ка­ме­ры, за­пол­няе­мые под дав­ле­ни­ем гли­ни­стым рас­тво­ром или пе­ног­рун­том. Ме­ха­ни­зи­ров. про­ход­че­ские щи­ты вхо­дят в со­став тон­не­ле­про­ходч. ком­плек­сов, обо­ру­до­ван­ных сис­те­ма­ми для уда­ле­ния грун­та, воз­ве­де­ния и гид­ро­изо­ля­ции об­дел­ки и др. Ско­ро­сти щи­то­вой про­ход­ки Т. диа­мет­ром 5–6 м дос­ти­га­ют 1000 м/мес и бо­лее. При строи­тель­ст­ве Т. мел­ко­го за­ло­же­ния при­ме­ня­ют пре­им. от­кры­тый (кот­ло­ва­ны) и по­лу­от­кры­тый (тран­шей­ный) ме­то­ды, пре­ду­смат­ри­ваю­щие пред­ва­рит. вскры­тие по­верх­но­сти зем­ли. Ко­рот­кие уча­ст­ки Т. под до­ро­га­ми, дам­ба­ми, ка­на­ла­ми и пр. со­ору­жа­ют ме­то­дом про­дав­ли­ва­ния го­то­вых сек­ций об­дел­ки дом­крат­ны­ми ус­та­нов­ка­ми с од­но­вре­мен­ной раз­ра­бот­кой грун­та. Под­вод­ные Т. час­то со­ору­жа­ют из отд. опу­ск­ных сек­ций дли­ной до 150 м и мас­сой до 50 тыс. т, ко­то­рые из­го­тав­ли­ва­ют на бе­ре­гу, транс­пор­ти­ру­ют в створ Т., опус­ка­ют на дно под­вод­но­го кот­ло­ва­на, сты­ку­ют ме­ж­ду со­бой и за­сы­па­ют грун­том. В слож­ных ин­же­нер­но-гео­ло­гич. ус­ло­ви­ях при­ме­ня­ют спец. ме­то­ды, пре­ду­смат­ри­ваю­щие осу­ше­ние и за­кре­п­ле­ние не­ус­той­чи­вых грун­тов: ис­кусств. за­мо­ра­жи­ва­ние, хи­мич. за­кре­п­ле­ние, во­до­по­ни­же­ние, струй­ную це­мен­та­цию и др. Для нор­маль­но­го и безо­пас­но­го функ­цио­ни­ро­ва­ния транс­порт­ных и ком­му­наль­ных Т. их обо­ру­ду­ют сис­те­ма­ми вен­ти­ля­ции, ос­ве­ще­ния, во­до­от­во­да, про­ти­во­по­жар­ны­ми уст­рой­ст­ва­ми, уст­раи­ва­ют эва­куа­ци­он­ные вы­хо­ды на слу­чай ава­рий­ной си­туа­ции. Для обес­пе­че­ния экс­плуа­тац. на­дёж­но­сти и дол­го­веч­но­сти Т. осу­ще­ст­в­ля­ют те­ку­щее со­дер­жа­ние и тех­нич. над­зор за со­ору­же­ния­ми, а в слу­чае не­об­хо­ди­мо­сти вы­пол­ня­ют ре­монт и ре­кон­ст­рук­цию тон­не­лей.