Проектировщики планировали разгрузить автомагистраль, пересекающую центр города, с помощью новой, более широкой трассы, проложенной непосредственно под старой, и нескольких очень любопытных с технической точки зрения туннелей.
Первый туннель, носящий имя звезды бейсбола Теда Уильямса, проходит под Бостонской бухтой и соединяет главные автомагистрали с аэропортом. Бостонская бухта очень глубокая, что и позволило инженерам избежать дорогостоящих работ по пробивке туннеля под дном залива. Вместо этого, воспользовавшись современной техникой, они построили туннель открытым методом. Подводная часть туннеля состоит из 12 огромных стальных секций, объединяющих две трубы диаметром 12 метров и длиной 90 метров каждая. Они были изготовлены на заводе в Балтиморе и доставлены на буксире в Бостон, где в них отливались из бетона основные элементы будущего туннеля. Эта работа включала в себя установку опор для дорожного покрытия, воздуховодов, объектов инфраструктуры и полную обделку туннеля. Затем одну за другой готовые секции также на буксире доставили в бухту, заполнили водой и опустили в специально вырытую на дне траншею 15-метровой глубины. Закрепив на дне очередную секцию, из нее откачивали воду и присоединяли к соседней.
Но строительство «Биг-Дига» не ограничилось одним туннелем. В структуру Большого туннеля входят еще три подземные конструкции. Их тоже собирали из заранее изготовленных секций. Особенность в том, что проходить эти туннели должны были под загруженными железнодорожными ветками и бостонской подземкой, а следовательно, вести строительство нужно было так, чтобы ни на минуту не прервать движение поездов и не причинить ущерб железнодорожным путям.
Это была задача не из простых! Метод, который выбрали инженеры для туннеля под железной дорогой, называется продавливанием — обычно он используется для строительства трубопроводов. Суть его в том, что трубы буквально продавливают сквозь землю с помощью мощных домкратов. Одновременно из них удаляют грунт. Этот способ гарантировал, что при пробивке туннеля давление грунта не изменится, и минимизировал его возможную осадку. До середины 1980-х годов метод продавливания уже использовался при строительстве туннелей, правда, значительно меньшего размера. Туннель же, названный Рампа Д, был несколько больше, чем водопроводные трубы. Он состоял из двух полых бетонных боксов 25 метров шириной и 9 метров высотой, общей длиной 45 метров.
Как обычно, строительство началось с входной шахты, сквозь которую могли пройти огромные бетонные секции. Интересен метод под названием «стена в грунте», с помощью которого была построена бетонная конструкция, ограждающая границы шахты. Сооружалась она следующим образом: после того как по периметру будущей шахты выкапывали узкую траншею, в которой должны были отливаться бетонные стены ограждающей конструкции, ее заполняли супообразным раствором из глины — пульпой. Пульпа не давала стенкам обрушиться, так как благодаря ей в траншее сохранялось такое же давление, как и в окружающем грунте. Когда траншея достигла необходимой глубины, снизу в нее закачали бетон, а пульпу, наоборот, откачали. После того как бетон застыл, грунт внутри конструкции выбрали и получили готовую рабочую шахту.
Далее в грунте под железнодорожными путями пробили, а затем до половины залили бетоном два туннеля, каждый по 3 метра в диаметре.
Они служили своего рода направляющими и не позволяли основному туннелю отклониться от маршрута. После этого на дне рабочей шахты отлили толстую бетонную плиту, поверх которой установили боксы туннеля. Ограждающую стену шахты на месте забоя разрушили и начали пробивку туннеля. Внутри первого бокса проходческие комбайны измельчали и удаляли породу, передавая ее в ковш подъемного крана при помощи специального оборудования. По мере продвижения комбайнов два ряда домкратов, один из которых располагался между двух боксов, а другой между задней стенкой шахты и внешним боксом туннеля, проталкивали всю конструкцию вперед. Перемещать боксы помогали и направляющие тросы сверху и снизу конструкций.
Как мы уже знаем, одна из самых больших неприятностей для инженеров — это изменение состояния грунта на маршруте туннеля. Благодаря новым технологиям сегодня есть возможность заставить грунт вести себя более стабильно и предсказуемо. Для того чтобы укрепить суглинок под железнодорожными путями, куда при помощи домкратов продавливали секции туннеля Рампа Д, строители «заморозили» слабый грунт химическим раствором. Раствор закачивали в породу через инъекционные трубы, пробитые между железнодорожными путями.
Строительство следующего туннеля — под линией метро «Саут Стейшн» — было еще более сложным делом. Здесь инженерам пришлось столкнуться с четырьмя различными видами довольно слабого грунта и обилием грунтовых вод. Но выход из положения все же нашли! Сначала под линией метро проложили два параллельных туннеля. Затем в полу этих туннелей пробурили наклонные скважины, в которые вставили короткие трубки, так называемые патрубки. По ним в грунт закачали стабилизирующий состав. Как только грунт стабилизировался, под этими туннелями проложили еще одну пару инъецированных галерей. Потом их заполнили бетоном. Таких инъецированных галерей в конструкции было по четыре с каждой стороны. Над ними положили третий ряд туннелей, подобных огромным бетонным балкам перекрытия. Когда все элементы этого гигантского подземного «сруба» оказались на своих местах, рабочие выбрали в нем грунт и построили туннель с четырьмя полосами движения.
Из-за непредвиденных обстоятельств и изменений, которые проект претерпел за время строительства, Большой бостонский туннель, как в свое время туннель Хусак, существенно превысил бюджет и не раз отставал от графика. Но, как и Хусак, Бостонский туннель — выдающийся инженерный проект современности.
Города на поверхности Земли забиты транспортом. Автомобили стремятся быстрее разъехаться на «измученных» улицах, которые к тому же периодически приходится закрывать для ремонта полотна или замены коммуникаций. В итоге поездка на автомобиле превращается в серьезное испытание. Метро, призванное избавить город от пробок, также работает почти на грани своих возможностей. Несмотря на это, города притягивают все новые волны приезжих. Каждый построенный офисный или торговый центр, многоквартирный дом или спортивный комплекс лишь увеличивают человеческий поток — такова плата за жизнь в мегаполисе.
Для того чтобы города оставались пригодными для жизни, в будущем нам нужно будет строить все больше туннелей. И прокладывать их сквозь лабиринт фундаментов, уже действующих подземок и коммуникационных систем. Масштабные проекты нашего времени, такие как туннель под Ла-Маншем или Большой бостонский туннель, доказывают нам, что инженерная мысль готова принять этот вызов. Дело только в цене. Сколько мы готовы заплатить за то, чтобы гарантировать здоровье и комфорт горожан на многие поколения вперед?
Дэвид Маколи. Как это построено: от мостов до небоскребов.
Иллюстрированная энциклопедия