"Природа", №4, 1917 год, стр. 491-500

Туннель подъ Ламаншемъ ¹).

П. А. Бѣльскаго.

Первая мысль о созданiи сухопутной связи между Францiей и Англiей возникла, повидимому, еще въ 1802 году. Инженеръ Матьё представилъ Наполеону проектъ туннеля подъ проливомъ "съ почтовой дорогой, постоянно освѣщенной искусственнымъ свѣтомъ“. Само собою разумѣется, что этотъ проектъ былъ чистѣйшей фантазiей, такъ какъ тогда не существовало ни необходимыхъ техническихъ средствъ, ни знанiй (геологическихъ и другихъ) для выполненiя этого сооруженiя, а самое главное, оно совершенно не вызывалось потребностями; движенiе по этому пути (если бы даже онъ и осуществился) не окупило бы тѣхъ громадныхъ расходовъ, которые потребовала бы постройка туннеля подъ Ламаншемъ. Проектъ этотъ не получилъ никакого дальнѣйшаго движенiя. Настоящимъ же иницiаторомъ дѣла постройки туннеля подъ Ламаншемъ является французскiй инженеръ Томэ де Гамонъ, который въ перiодъ 1834—1866 гг. разработалъ шесть проектовъ подземнаго сообщенiя съ Англiей. Послѣднiй изъ его проектовъ былъ сочтенъ компетентными сферами осуществимымъ, и въ 1869 году образовался даже англо-французскiй комитетъ, взявшiйся за разработку этого проекта. Комитетъ этотъ оффицiально никогда не прекращалъ своего существованiя, и настоящiй комитетъ, предпринявшiй изученiе этого вопроса въ послѣднее время, является формально его продолженiемъ.

Съ существовавшими въ то время техническими средствами и машинами Томэ де Гамонъ и его сотрудники разсчитывали окончить сооруженiе туннеля въ 4—5 лѣтъ. Расходы же исчислялись въ 200 миллiоновъ франковъ. Интересно отмѣтить, что движущей силой для поѣздовъ, циркулирующихъ въ туннелѣ, предполагалась энергiя сжатаго воздуха, а для сжатiя послѣдняго думали использовать энергiю приливовъ; приливныя воды должны были задерживаться плотинами, которыя вдоль побережья образовывали рядъ небольшихъ водоемовъ. Использованiе приливной энергiи и въ настоящее время не имѣетъ практическаго примѣненiя, за недостаткомъ точныхъ данныхъ и количественныхъ расчетовъ, тѣмъ болѣе, слѣдовательно, являлось труднымъ осуществленiе этой стороны проекта Томэ де Гамонъ во второй половинѣ 19-го столѣтiя. Постройка туннеля должна была производиться съ двухъ концовъ — съ французскаго берега отъ Па де Калэ и съ англiйскаго отъ Дувра, и съ этой цѣлью образовались два общества, одно французское, другое англiйское. Французское общество уже приступило къ подготовительнымъ работамъ, построило мастерскiя, производило изысканiя, бурило скважины, рыло колодцы, строило галлереи и т. п. Работы эти остались и до настоящаго времени въ хорошемъ состоянiи. Но онѣ не были доведены до конца, такъ какъ въ Англiи началась усиленная агитацiя противъ постройки туннеля. Главнымъ доводомъ этой агитацiи была боязнь лишиться преимуществъ изолированнаго положенiя и подвергнуться нашествiю непрiятельской армiи черезъ туннель. Въ газетахъ, которыя вели эту агитацiю, изображались картины "захвата Дувра въ одну прекрасную ночь группой лицъ, явившихся подъ видомъ туристовъ съ поѣздомъ изъ туннеля. Лица эти подъ покровомъ ночи проскальзываютъ незамѣтно въ портъ и получаютъ оружiе съ двухъ прибывшихъ пароходовъ. Дувръ взятъ, гарнизонъ вырезанъ, а изъ туннеля одинъ за другимъ появляются поѣзда, переполненные солдатами всѣхъ родовъ оружiя“. Затѣмъ совершается походъ на Лондонъ и завоеванiе Англiи. Намъ, свидѣтелямъ современной всеевропейской войны, кажутся наивными эти угрозы, не имѣвшiя и въ то время никакихъ разумныхъ основанiй, а въ настоящее время опровергнутыя всѣмъ ходомъ событiй. Но тѣмъ не менѣе онѣ сыграли главную роль въ отсрочкѣ предпрiятiя, которое могло принести одну только пользу для двухъ сосѣднихъ государствъ как въ мирное, такъ и въ военное время. Всѣ проекты туннеля отвергались англiйскимъ парламентомъ вплоть до 1906 года. И лишь 5 августа 1913 года группа лицъ, состоящая изъ важныхъ членовъ парламента, во главѣ съ Артуромъ Феллемъ, была принята предсѣдателемъ совѣта министровъ Асквитомъ и ходатайствовала передъ нимъ о снятiи запрета съ обсужденiя проекта туннеля. Асквитъ выразилъ свое мнѣнiе о необходимости изученiя этого вопроса и обѣщалъ, что вопросъ о туннелѣ будетъ первымъ, которымъ займется кабинетъ. Къ сожалѣнiю, разразившаяся война помѣшала и на этотъ разъ осуществленiю предпрiятiя, но въ то же время эта же самая война вполнѣ доказала не тольхо желательность, но и крайнюю необходимость туннеля, такъ какъ изоляцiя Англiи становится все болѣе проблематичной съ развитiемъ воздухоплаванiя и подводнаго плаванiя. Изоляцiя эта можетъ обернуться къ Англiи своей невыгодной стороной, если подводныя лодки непрiятеля разовьютъ максимумъ своего дѣйствiя и прервутъ совершенно сношенiя Англiи съ остальнымъ мiромъ. Такимъ образом, нѣтъ никакого сомнѣнiя, что, какъ только затихнутъ послѣднiе раскаты грома военной бури, будетъ приступлено къ сооруженiю этого новаго гигантскаго созданiя человѣческаго генiя.

Слѣдуетъ замѣтить, что долгiй перiодъ, въ теченiе котораго идея туннеля подъ Ламаншемъ подвергалась остракизму, не пропалъ даромъ, такъ какъ, въ это время въ кабинетахъ ученыхъ и инженеровъ проектъ подвергался многократной и детальной разработкѣ и усовершенствованiямъ. Въ основу проекта положены геологическiя изысканiя и изслѣдованiя г. Бретонъ, руководителя работами Французскаго Общества Постройки Туннеля, и замѣчательныя работы ученаго англiйскаго геолога сэра Джона Хокшо Hawkshaw; наконецъ весьма цѣнныя данныя получены отъ изысканiй въ 1876—1877 гг. французскихъ инженеровъ гг. Потье и де Лаппоранъ; послѣднiе произвели более 7000 буренiй, на основанiи которыхъ съ большой точностью можно составить геологическую карту дна пролива и дать соотвѣтствующiе разрѣзы.

Рис. 1. Англо-Французскiй перешеекъ на мѣстѣ современнаго Па-де-Калэ въ концѣ мiоцена.

Въ прошломъ проливъ представлялъ совершенно иную картину, чѣмъ въ настоящее время. Вначалѣ и не ранѣе мѣлового перiода, т.-е. во время отложенiя слоя мѣла, въ которомъ и предполагается проложенiе туннеля, весь юго-востокъ Англiи и сѣверъ Францiи были покрыты моремъ, носящимъ названiе "сенаманскаго". Позже, часть Англiи поднялась изъ моря, но послѣднее покрывало Парижъ и его окрестности ("лютецiйское море“). Дуврскiя скалы и скалы Бѣлый Носъ (Blanc Nez) на французскомъ берегу представляютъ остатки англо-французскаго полуострова, существовавшаго въ то время на мѣстѣ пролива. До конца мiоценовой эпохи продолжалось поднятiе береговъ, такъ что между современной Англiей и Францiей образовался перешеекъ (рис. 1), къ югу отъ котораго воды Ламанша имѣли почти тѣ же самые берега, что и въ настоящее время, а Сѣверное море заливало часть Голландiи. По этому перешейку совершалось переселенiе животныхъ четвертичной эпохи съ конткнента на Англiйскiй полуостровъ. Остатки этихъ животныхъ — зубы и кости медвѣдей, гiенъ, мамонтовъ, носороговъ и др. — находятся во всѣхъ четвертичныхъ пещерахъ Англiи; констатировано также присутствiе тушканчиковъ и сѣвернаго оленя. Всѣ эти животныя являются вполнѣ сухопутными и ихъ переселенiе могло совершиться только по сушѣ.

Предполагаютъ, что въ началѣ современной геологической эпохи произошло превращенiе перешейка въ проливъ; превращенiе совершалось безъ катастрофъ, медленно, вслѣдствiе размывания перешейка водами морскихъ проливовъ и прибоя. Разрушенiе береговъ пролива происходитъ и въ настоящее время, на нашихъ глазахъ; можно констатировать, что море грызетъ скалы на обеихъ сторонахъ пролива, отрывая приблизительно по 20 метровъ въ столѣтiе съ каждой стороны; отсюда можно допустить, что современный проливъ въ 33 килом. шириной образовался въ теченiе 80000 лѣтъ; перiодъ не слишкомъ большой, но, по всей вѣроятности, онъ былъ значительно короче, такъ какъ вначалѣ, когда проливъ былъ узкимъ, теченiе въ немъ шло быстрѣе, a потому и разрушительная работа этого теченiя совершалась энергичнѣе ²). Какова бы ни была продолжительность этого перiода, можно считать несомнѣнным, что именно эта разрушительная работа отдѣлила Англiю отъ матерiика Европы. Высокiя, обрывистыя скалы у Дувра и Бѣлаго Носа, вполнѣ тождественныя по строенiю, указываютъ на бывшую тѣсную связь ихъ другъ съ другомъ. Отчетливо наблюдается здѣсь полный параллелизмъ въ слояхъ, слагающихъ эти скалы, начиная съ юрскихъ внизу и кончая третичными на вершинахъ. Съ обѣихъ сторонъ строенiе мѣлового массива идентично: вверху — бѣлый мѣлъ съ кремнями, ниже кремни исчезаютъ и къ мѣлу примѣшивается глина. Наконецъ въ самомъ низу какъ на французскомъ берегу, такъ и у Фолькстауна залегаетъ толща глинистаго плотнаго мѣла, очень однообразнаго состава, изъ котораго добывается матерiалъ для цемента. Этотъ послѣднiй горизонтъ сеноманскаго или сѣраго Руанскаго мѣла имѣетъ мощность около 60 метровъ и представляетъ великолепныя условiя для прорытiя въ немъ туннеля; нѣкоторое количество глины, имѣющейся въ мѣлу, дѣлаетъ его трудно проницаемымъ для воды; вмѣстѣ съ тѣмъ порода является довольно мягкой для того, чтобы вести въ ней работы, и достаточно прочной, чтобы не подвергаться обваламъ.

Рис. 2. Продольный профиль туннеля (вертикальный масштабъ въ 50 разъ больше продольнаго).

По послѣднему проекту, разработанному инженеромъ Альбертомъ Сартiо, туннель долженъ лежать именно въ этой непроницаемой для воды толщѣ, слѣдуя ея возможнымъ изгибамъ; для этого проектъ допускаетъ закругленiя и уклоны въ туннелѣ, что можно видѣть на разрѣзѣ и планѣ туннеля (рис. 2 и 3). Въ этомъ состоитъ существенное отличiе проектируемаго туннеля отъ туннелей, пролагаемыхъ черезъ горы. Послѣднiе не могутъ избирать какой-либо одинъ слой,чтобы пройти въ немъ изъ конца въ конецъ; большинство туннелей прорѣзываютъ множество слоевъ различныхъ горныхъ породъ, разнообразнаго сложенiя и свойствъ, и это является одной изъ главныхъ трудностей въ проложенiи горныхъ туннелей. Вторымъ отличiемъ туннеля подъ Ламаншемъ является положенiе его входовъ относительно середины. Въ горныхъ туннеляхъ оба устья расположены ниже середины, что значительно облегчаетъ работы по проложенiю, такъ какъ по мѣрѣ продвиженiя къ серединѣ туннеля, т.-е. вверхъ, удаленiе вырытой породы совершается спускомъ ея къ устьямъ туннеля, т.-е. внизъ. To же самое совершается и съ подземными водами, прорывающимися въ туннелѣ. Совсѣмъ иначе должно обстоять дѣло въ постройкѣ туннеля подъ Ламаншемъ, такъ какъ устья его будутъ лежать выше середины метровъ на двѣсти; иначе пришлось бы углубить эти устья въ материкъ на тѣ же 200 метровъ, что потребовало бы слишкомъ длинныхъ спусковъ отъ поверхностныхъ желѣзныхъ дорогъ къ туннелю. Туннель такимъ образомъ будетъ имѣть вогнутую форму и потребуетъ для своей постройки особыхъ вспомогательныхъ средствъ: рядомъ съ туннелемъ и раньше его будетъ прокладываться вспомогательная галлерея съ наклономъ отъ середины къ концамъ, которая и будетъ служить для вывода добытой породы и для спуска водъ на берегу. Галлерея будетъ заканчиваться вертикальными шахтами — колодцами, черезъ которые и будетъ совершаться подъемъ породы и откачка воды.

Рис. 3. Планъ туннеля.

Путь, ведущiй къ туннелю, начнется у мѣстечка Маркизъ (рис. 3), гдѣ желѣзная дорога войдетъ въ соединенiе съ линiей Булонь-Калэ и направится къ сѣверу. Туннель начнется въ шести километрахъ къ сѣверу отъ этого мѣста и направится по прямой линiи къ берегу, на который онъ выйдетъ къ югу отъ деревни Сангатъ. Оттуда онъ повернетъ на западъ и будетъ сохранять это направленiе на протяженiи 20 километровъ. Впрочемъ, туннель, какъ выше указано, не будетъ здѣсь въ полномъ смыслѣ прямолинейнымъ, а получитъ закругленiя въ ту или иную сторону и повороты. На англiйскiй берегъ онъ выйдетъ немного южнее Дувра и, чтобы не слишкомъ удаляться отъ вокзала этого города, закончится крутой петлей съ рамкой. Вокзалъ, который выстроенъ у этого выхода туннеля, помѣстится между 59 и 60 километрами общей его длины. Отсюда желѣзнодорожная линiя пойдетъ опять по поверхности земли.

Туннель будетъ состоять изъ двухъ галлерей, имѣющихъ круговое поперечное сѣченiе дiаметромъ до 6 метровъ. Галлереи будутъ находиться на разстоянiи 15 метровъ одна отъ другой и черезъ извѣстныя разстоянiя (напр., въ 100 метровъ) будетъ соединяться другь съ другомъ боковыми штреками.

Работы по прорытiю туннеля, съ французской стороны, будутъ состоять изъ двухъ частей: первая будетъ заключать работы по сооруженiю подступовъ къ туннелю, вокзала и таможни, а также проведенiе туннеля с 6-го до 15 километра, гдѣ закончится малая вспомогательная галлерея, сообщающаяся съ существующемъ колодцемъ (шахтой).

Во второй части будутъ производиться работы по проведенiю туннеля подъ каналомъ собственно. Сперва будутъ углублены большiе эвакуацiонные колодцы; затѣмъ начнутъ пробивать вспомогательную галлерею по направленiю къ серединѣ канала. Отъ этой галлереи будутъ проведены боковыя вѣтви наклонно вверхъ по направленiю къ линiи будущаго туннеля, въ концахъ которыхъ и начнется прохожденiе самого туннеля посредствомъ бурильныхъ машинъ; буренiе и вообще работы по прорытiю туннеля будутъ вестись снизу вверхъ, вырытый матерiалъ будетъ ссыпаться внизъ на вагонетки и отвозиться въ вспомогательную галлерею, а оттуда къ эвакуацiоннымъ колодцамъ. При прорытiи галлереи, черезъ каждые 120—150 метров, т.-е. въ концѣ каждой недѣли работъ, будутъ закладываться по двѣ буровыхъ скважины — одна въ потолкѣ галлереи, для опредѣленiя мощности мѣловой толщи надъ галлереей, и другая въ почвѣ для опредѣленiя такой же мощности подъ галлерей; это будетъ служить способомъ провѣрки для опредѣленiя положенiя туннеля на надлежащемъ уровнѣ. Предполагаютъ, что въ этихъ условiяхъ скорость прохожденiя впередъ галлереи и ея вѣтвей будетъ равняться 20 метрамъ въ день или 6 килом. въ годъ; такимъ образомъ, по самымъ умѣреннымъ разсчетамъ, эта галлерея черезъ три года дойдетъ до середины пролива; полагая еще одинъ годъ на окончанiе соотвѣтствующей части туннеля, мы получимъ четыре года. Съ запасомъ кладутъ 4½—5 лѣтъ для окончанiя всего сооруженiя, не считая вспомогательныхъ и подготовительныхъ работъ, что очень немного для такого сооруженiя, какъ туннель подъ морскимъ проливомъ. Высчитано, что вагонетки вспомогательной галлереи, движимыя электричествомъ, должны будутъ вывозить ежедневно до 4000 тоннъ породы и 1200 человѣкъ рабочихъ. Расходы по прорытiю туннеля и на всѣ вспомогательныя сооруженiя достигнутъ приблизительно 400 миллiоновъ франковъ. Такъ какъ самый туннель будетъ имѣть длину въ 53 километра, то слѣдовательно, прорытiе одного километра обойдется немного болѣе семи съ половиной миллiоновъ франковъ.

Въ виду новизны этого предпрiятiя трудно предвидѣть всѣ условiя, трудности и неожиданности при проведенiи этого туннеля; тѣмъ не менѣе, можно a priori предвидѣть, что здѣсь не будутъ имѣть мѣста такiя затрудненiя, которыя играютъ главную роль при прорытiи горныхъ туннелей: нельзя ожидать здѣсь слишкомъ высокой температуры, которая дѣлаетъ работу по прорытiю туннелей через горы чрезвычайно тяжелой и даже опасной. Можно ожидать встрѣтить здѣсь температуру не выше 15°, такъ какъ глубина, на которой будетъ залегать туннель, будетъ равняться 100 метрамъ ниже морского дна. Можно думать также, что въ данномъ случаѣ инженеры не встрѣтятся съ такимъ сильнымъ притокомъ воды, какъ въ туннеляхъ Симплона, Монъ д’Оръ и Лешберга. Порода, которую придется проходить, должна быть болѣе однородной, менѣе твердой и потому болѣе податливой для буренiя. Съ другой стороны проектируемый туннель болѣе чѣмъ въ три раза длиннѣе Симплонскаго, а это обстоятельство должно повлечь за собой особыя трудности по разгрузкѣ галлерей отъ добытой породы. Въ каждую сторону придется вывезти около 1.800.000 куб. метровъ породы, т.-е. всего 3.600 000 куб. метр., и длина пути для вывоза породы достигнетъ въ среднемъ 15 километровъ въ ту или другую сторону.