Кіріспе

Лондон сумен жабдықтау инфрақұрылымы

Темза су айналасының негізгі желісі (TWRM, бұрын Лондон су айналасының негізгі желісі) – Темза және Ли өзендерінің су жиналатын алаптарындағы су тазарту станцияларынан алынған ауыз суды Лондонның орталық бөлігіне тарату үшін пайдаланылатын бетон туннельдер жүйесі. Лондонның сумен жабдықтау инфрақұрылымының маңызды бөлігі саналатын бұл желінің бастапқы бөлігі 1988 және 1993 жылдар аралығында Thames Water компаниясымен 248,000,000.00 фунт стерлинг (қазіргі бағамен) құнымен салынды. Салынысы аяқталған кезде, бұл Ұлыбританиядағы ең ұзын туннель болды. 2007 және 2010 жылдар аралығында екі қосымша бөлім салынды.

Шолу

Айналымдық магистраль Хэмптон, Уолтон, Эшфорд және Кемптон су тазарту станцияларын батыс Лондондағы ірі сақина арқылы байланыстырады, оңтүстік тармағы Брикстон арқылы және солтүстік тармағы Кью арқылы Лондон орталығымен жалғасады. Тармақтар Валтемстоу маңындағы Коппермилл су тазарту станциясына, сондай-ақ Хонр Оук су қоймасы мен сорғы станциясына дейін созылады. Жүйенің жалпы тасымалдау сыйымдылығы күніне 1,8 гигалитр (1,8 × 109 литр) құрайды. Сақиналық магистраль көптеген су құбырларынан тереңде, жер астынан және шамамен теңіз деңгейінен төмен орналасқан. Туннельдің ішкі диаметрі көбінесе бірдей, бірақ Ашфорд Коммон мен Кью арасындағы бөлігі басқаша. Ол жер бетіне 21 тік шахта арқылы жалғанады, олар жер бетіне дейін созылады.

Негізгі себептері

Айналақты магистраль салынбастан бұрын, су Лондон қаласы ішінде негізгі су құбырлары арқылы тасымалданды, олардың көп бөлігі жер бетіне жақын орналасқан еді. Әлемдегі ең көне пайдаланудағы қысымды желілердің кейбірі – ең көнесі 1838 жылға дейін жетеді – коррозиядан әлсіреген еді. Сонымен қатар, су сұранысының өсуіне байланысты қысымның қажеттілігі артты, сондай-ақ көлік қозғалысынан туындаған сыртқы жүктемелер де артты. Бұл мәселелер жүйеде резервтік желілердің болмауынан одан әрі ушықты, бұл профилактикалық жөндеу жұмыстарын шектеді, нәтижесінде ағып кету саны көбейді. Айналақты магистраль жоғары деңгейлі құбырлардың қызмет ету мерзімін ұзартты, оларға жүктемені азайтты және резервтік мүмкіндіктерді арттыру арқылы оларды оңай оқшаулауға және күтіп ұстауға мүмкіндік берді.

Құрылыс

Негізгі желі екі кезеңде салынды: оңтүстік тармағы 1988-1991 жылдары, ал солтүстік тармағы 1991-1993 жылдары. Осымен қатар, Коппермиллс су тазарту станциясы мен Стоук Ньюингтон арасында туннель салынды, бірақ ол кейінірек кеңейту кезеңінде ғана желінің қалған бөлігімен қосылды. Жоба географиялық тұрғыдан кезеңдерге бөлініп, жеке келісімшарттар бойынша дерлік бір уақытта салынды. Әртүрлі мердігерлердің жұмысы нәтижесінде туннельдердің егжей-тегжейлі сипаттамаларында шағын айырмашылықтар болды. Туннельдер туннельді қазу машиналарын қолдану арқылы, бірімен-бірі бекітілген сегменттермен жасалды. Жобаның оңтүстік тармағы 1974 жылы Ашфорд Коммон мен Мертон арасында салынған Оңтүстік магистральды жаңартып, қайта пайдаланды, ал қалған бөлігі жаңа туннельдерден тұрды. Жоба аясында 11 жаңа сорғы станциясы салынды, олар туннельден суды шығарып, су тарату желісіне жіберді. Бұл станциялар Лондонның суға ең көп мұқтаж аймақтарына су жеткізу үшін орналастырылды, сондықтан көбінесе оларды кеңістік тапшылығы бар жерлерде салуға тура келді. Үш жерде – Барроу Хилл, Холланд Парк авенюі және Парк Лейн – сорғы станциялары толығымен жер астында салынды. Желі аяқталғаннан кейін Барн Элмс, Стоук Ньюингтон, Сурбитон және Хорнсидегі төрт су тазарту станциясын жабу жоспарланған, бірақ Хорнси ақырында жұмысын жалғастырды.

Геология

Негізгі бөлігі Лондон балшығында орналасқан, ал астыңғы Ламбет тобы мен Танет құмы және үстіңгі аллювиум бөліктері де кездеседі. Лондон балшығының басымдығы жобалау бойынша жасалған, себебі ол оңай қазылады, көбінесе су өткізбейді және қысқа мерзімге өзін-өзі ұстап тұра алады, бұл туннель салуға жақын идеал материал. Егер жоба Ламбет тобы мен Танет құмына енуді талап етсе, туннель салу әлдеқайда қиын болды. Атап айтқанда, Танет құмына жоғары бұрғылау күші қажет, ол өте тозады және ең қиыны – су деңгейін сақтауға жеткілікті мөлшерде су өткізгіш. Танет құмында болған тағы бір мәселе – ауамен жанасқанда тотығатын глаукониттің болуы. Соның салдарынан оттегісіз қалған ауадан сорғы шахтасын қазу кезінде екі адам қаза тапты. Тутинг Бек Коммон жанында қазба жұмыстары жүргізілген кезде Танет құмына күтпеген жерден ену туннельдің суға толуына және туннель қазу машинасының уақытша тоқтатылуына әкелді.

Ұзарту

2007 және 2010 жылдар аралығында негізгі айналма желіге екі қосымша құрылыс салынды. Жаңа өзен бастауы мен Стоук Ньюингтон арасында туннель салынды, ол айналма желіні Коппермиллс су тазарту станциясына жалғайтын туннельмен байланыстырды, бұл станция бастапқы құрылыс кезеңінде салынған болатын. Брикстон мен Онор Оук арасында да туннель салынды. Бұл қосымша құрылыстар айналма желінің күніне 500 миллион литрге дейін тасымалдау сыйымдылығын арттырды.

Гидравлика

Негізгі ағын қызметтік резервуарлардың қозғалтқыш күшімен, гравитациялық түрде жүзеге асырылады. Құбыр желісінің тереңдігіне байланысты, оған қысым түседі. Гидравликалық деңгей сызығы сирек жер бетінен жоғары көтеріледі. Сумен жабдықтау үшін, су сорғы шахталары арқылы тарату аймақтарына қадалады. Бір жағынан, негізгі желіні қажеттілікке қарай су алатын резервуар ретінде қарастыруға болады. Сұраныстың осы динамикалық өзгеруінің көрсеткіші – Battersea және Park Lane сорғы шахталары арасындағы ең төменгі гидравликалық деңгейдің ауысуы. Сақина жабық, бұл кез келген сегментті оқшаулауға және жөндеу үшін кесуге мүмкіндік береді, соның салдарынан кез келген шахтаға су беру үзілмейді, бұл гидравликалық емес, сенімділік үшін жасалған.