Введение
Железнодорожный тоннель в Британской Колумбии, Канада
Туннель Маунт Макдональд расположен в юго-восточной части Британской Колумбии, на участке Ревелстоук — Дональд. Этот однопутный тоннель протяженностью 15 км, проложенный под горой Макдональд в горах Селкирк по основной линии Canadian Pacific Kansas City (CPKC), пропускает большую часть поездов, идущих в западном направлении, в то время как туннель Коннаут обслуживает преимущественно восточное направление. Туннель был открыт Канадской Тихоокеанской железной дорогой (CP) в 1988 году.
Недостатки коннаут-трассы
К 1970-м годам стало очевидно, что туннель Коннатт не мог удовлетворить растущий спрос на перевозки. Основные перспективы роста были связаны главным образом с оптовыми грузами, такими как уголь, сера и калийные соли. В 1980 году предполагаемая стоимость строительства в 300 миллионов долларов составляла почти 20% валовой прибыли CP за 1979 год. Более того, перевозка зерна в западном направлении постоянно являлась проблемой для железных дорог. В связи с этим, CP не была готова приступать к строительству нового туннеля, пока не будет решен вопрос о тарифе "Кроу", который не покрывал переменные затраты на перевозку зерна. В ответ федеральное правительство постепенно повышало этот тариф с 1983 года, а затем отказалось от регулирования тарифов в 1993 году. Необходимость в маневровых локомотивах также была обременительной. За время существования маневровой станции в Роджерсе там работали шесть инженеров, шесть специалистов по техническому обслуживанию и было размещено девять локомотивов. Пять секционных локомотивов использовались на тяжелых поездах, перевозящих зерно, уголь и калийные соли. Четыре секционных локомотива использовались на других грузовых поездах. Значительное улучшение уклона позволило бы отказаться от маневровых локомотивов.
Макдональд Трек
Трасса протяженностью 21,6 мили (35 км), состоящая из наземных путей и туннелей в полосе отвода шириной 100 футов (30 м), использует бесшовные рельсы. Маршрут туннеля Макдональда: Миля – Местоположение; Миля – Местоположение; Миля – Местоположение. 68,3 – Фрейн; 74,5 – Мост Гулли; 78,6 – Мост Коннаут Крик; 68,6 – Мост Купола Крик; 75,0 – Сюрприз Крик; 79,3 – Беар Крик; 69,4 – Алдер Крик; 75,0 – Уэйкли; 79,4 – Туннель Макдональда (восточный портал); 71,3 – Мост Маунтин Крик; 76,5 – Мост Стони Крик; 84,9 – Макдональд; 73,7 – Водоотвод Седар Крик; 77,1 – Виадук Джона Фокса; 88,5 – Туннель Макдональда (западный портал); 74,2 – Водоотвод Распберри Крик; 78,0 – Туннель Маунт Шонесси; 89,9 – Росс Пик.
Connaught Track and Macdonald Track diverge; named for former Pacific Region V. P.; previously called Rogers. Length: 130 feet (40 m); two span; double track; Cana Construction completed in July 1984. Connaught Track had to be moved 30 feet (9 m) into the mountainside along this section to accommodate the new lower track. Length: 315 feet (96 m); 2 X 250 ton spans. Height: about 145 feet (44 m) below Mountain Creek bridge on Connaught Track. Cana Construction named after Mike Wakely, a former chief construction engineer, who oversaw the years of preparatory work, but retired before the work was properly underway, and died soon after, never to see the completed project. Length: 700 feet (213 m); seven spans. Height: about 500 feet (152 m) below Stoney Creek bridge on Connaught Track. Length: 4032 feet (1229 m); Pitts Engineering Construction began work in 1985; 45 X 89 feet (27 m) steel spans, each weighing 82 tonnes; brought from Calgary via the Crowsnest Pass, because too wide for the Spiral Tunnels, and unloaded at the south end of the new Stoney Creek bridge; supported on 44 custom designed piers and two abutments; pier heights range from 15 feet (5 m) to 70 feet (21 m); cut and fill not adopted because it would undermine Connaught Track above, and encroach on highway below; spans installed from early 1987 to that July; walkway on north side; named after John Fox. Length 1.14 mile (2 km). Length 156 feet (48 m); single span; comprises a pair of 70 ton deck plate girders, offloaded near the east portal of the Connaught Tunnel, and hauled up to the highway and down to the site; Cana Construction built. On August 27, 1984, the Selkirk Construction joint venture (comprising S. A. Healey, Foundation Company of Canada, and Atlas Construction) began blasting from the east portal. By mid October, sufficient room existed to install their 22 feet (7 m), 60 feet (18 m) tunnel boring machine (TBM). In December 1985, the tunnel passed 360 feet (110 m) below the Connaught one, almost directly beneath the mountain peak. On completion, Selkirk Construction had advanced 5.25 mile (8 km) westward. On October 5, 1984, the Manning Kumagai (MK) joint venture (comprising Manning Construction and Kumagai Gumi) began from the west portal. Using the drilling and blasting method, 30 men, rostered in 3 shifts, completed 3.6 mile (6 km) eastward. Meanwhile, the highway was temporarily relocated to construct a 880 feet (268 m) reinforced concrete box in a cut and cover trench. This structure carries both the highway and protects the portal from avalanches. In 1985, the words "Mount Macdonald Tunnel 1988" were stamped into the concrete cladding above the portal. The eastern work camp was near the Mount Shaughnessy Tunnel, and the western one at Flat Creek. A third camp for summer surface workers existed near Rogers. Breaking through on October 24, 1986, the approaching tunnels joined. Cementation Canada sank the 28 feet (9 m), 1150 feet (351 m) ventilation shaft. MK drilled and blasted the gate chamber below, and air tunnels to, this shaft. After concrete lining, the tunnel height is 25 feet (8 m), and the width is 17 feet (5 m) on the straights, and 18 feet (5 m) on the curves. In September 1988, the final track concrete was poured. The paved concrete track (PaCT) rests on a 7 feet (2 m), reinforced concrete slab. The height clearance can accommodate any future electrification. A fleet of 50 dump cars were built exclusively for the project. About 5,000 tons of material were removed daily from the western side. Parks Canada allowed some dumping about 2.8 mile (5 km) from the portal, creating a bed for track twinning. The remainder was dumped outside the park boundary at various proposed double tracking sites between Golden and Revelstoke. The of rubble produced daily at the eastern end was dumped into a large depression to create the grade. Minus the 156 feet (48 m) bridge, this fill covered the 4386 feet (1337 m) distance to the Mount Shaughnessy Tunnel.
Коннаут Трек и Макдональд Трек расходятся; названы в честь бывшего вице-президента Тихоокеанского региона; ранее назывались Роджерс. Длина: 40 м; два пролета; двойной путь; строительство завершено компанией Cana Construction в июле 1984 года. Участок Коннаут Трек был перемещен на 9 м в сторону горы, чтобы разместить новый нижний путь. Длина: 96 м; два пролета по 250 тонн. Высота: около 44 м ниже моста Маунтин Крик на Коннаут Трек. Cana Construction названа в честь Майка Уэйкли, бывшего главного инженера-строителя, который руководил годами подготовительных работ, но вышел на пенсию до начала основных работ и вскоре после этого скончался, так и не увидев завершенный проект. Длина: 213 м; семь пролетов. Высота: около 152 м ниже моста Стони Крик на Коннаут Трек. Длина: 1229 м; компания Pitts Engineering Construction начала работы в 1985 году; 45 стальных пролетов размером 27 м, каждый весом 82 тонны; доставлены из Калгари через перевал Кроуснест, так как были слишком широки для Спиральных туннелей, и разгружены в южной части нового моста Стоуни Крик; поддерживаются 44 индивидуально спроектированными опорами и двумя устоями; высота опор варьируется от 5 м до 21 м; метод выемки и насыпи не был применен, так как это могло бы подорвать Коннаут Трек выше и затронуть шоссе ниже; пролеты были установлены с начала 1987 года до июля; пешеходная дорожка на северной стороне; назван в честь Джона Фокса. Длина 2 км. Длина 48 м; однопролетная конструкция, состоящая из пары 70-тонных балок, разгруженных возле восточного портала туннеля Коннаут и доставленных к шоссе и на площадку; построена компанией Cana Construction. 27 августа 1984 года совместное предприятие Selkirk Construction (включающее S. A. Healey, Foundation Company of Canada и Atlas Construction) начало проходку от восточного портала. К середине октября было достаточно места для установки их тоннелепроходческого комплекса (ТПК) длиной 7 м и 18 м. В декабре 1985 года туннель прошел на 110 м ниже туннеля Коннаут, почти прямо под вершиной горы. По завершении строительства Selkirk Construction прошла 8 км на запад. 5 октября 1984 года совместное предприятие Manning Kumagai (MK) (включающее Manning Construction и Kumagai Gumi) начало проходку от западного портала. Используя метод бурения и взрыва, 30 рабочих, работающих посменно, прошли 6 км на восток. Тем временем шоссе было временно перенесено для строительства железобетонной коробки длиной 268 м в траншее с открытым верхом. Эта конструкция поддерживает шоссе и защищает портал от лавин. В 1985 году над бетонной облицовкой портала были выгравированы слова "Туннель Маунт Макдональд 1988". Восточный строительный лагерь находился возле туннеля Маунт Шонесси, а западный – у Флат Крик. Третий лагерь для летних рабочих располагался возле Роджерса. Проходка была завершена 24 октября 1986 года, когда встретились приближающиеся туннели. Cementation Canada пробурила вентиляционную шахту длиной 9 м и 351 м. MK пробурила и взорвала камеру ворот внизу и воздушные туннели к этой шахте. После бетонной облицовки высота туннеля составляет 8 м, а ширина – 5 м на прямых участках и 5 м на кривых. В сентябре 1988 года был залит последний бетонный блок пути. Бетонная трасса (PaCT) опирается на железобетонную плиту толщиной 2 м. Высота просвета позволяет в будущем установить электрификацию. Для проекта был построен парк из 50 самосвалов. Около 5000 тонн материала удалялось ежедневно с западной стороны. Parks Canada разрешила сброс около 5 км от портала, создав основание для удвоения пути. Остальное было сброшено за пределами парка на различных предлагаемых участках для удвоения пути между Голден и Ревелстоуком. Ежедневно образующийся мусор на восточном конце сбрасывался в большую впадину для создания насыпи. Без моста длиной 48 м эта насыпь покрыла расстояние в 1337 м до туннеля Маунт Шонесси.
Connaught Track and Macdonald Track diverge; named for former Pacific Region V. P.; previously called Rogers. Length: 130 feet (40 m); two span; double track; Cana Construction completed in July 1984. Connaught Track had to be moved 30 feet (9 m) into the mountainside along this section to accommodate the new lower track. Length: 315 feet (96 m); 2 X 250 ton spans. Height: about 145 feet (44 m) below Mountain Creek bridge on Connaught Track. Cana Construction named after Mike Wakely, a former chief construction engineer, who oversaw the years of preparatory work, but retired before the work was properly underway, and died soon after, never to see the completed project. Length: 700 feet (213 m); seven spans. Height: about 500 feet (152 m) below Stoney Creek bridge on Connaught Track. Length: 4032 feet (1229 m); Pitts Engineering Construction began work in 1985; 45 X 89 feet (27 m) steel spans, each weighing 82 tonnes; brought from Calgary via the Crowsnest Pass, because too wide for the Spiral Tunnels, and unloaded at the south end of the new Stoney Creek bridge; supported on 44 custom designed piers and two abutments; pier heights range from 15 feet (5 m) to 70 feet (21 m); cut and fill not adopted because it would undermine Connaught Track above, and encroach on highway below; spans installed from early 1987 to that July; walkway on north side; named after John Fox. Length 1.14 mile (2 km). Length 156 feet (48 m); single span; comprises a pair of 70 ton deck plate girders, offloaded near the east portal of the Connaught Tunnel, and hauled up to the highway and down to the site; Cana Construction built. On August 27, 1984, the Selkirk Construction joint venture (comprising S. A. Healey, Foundation Company of Canada, and Atlas Construction) began blasting from the east portal. By mid October, sufficient room existed to install their 22 feet (7 m), 60 feet (18 m) tunnel boring machine (TBM). In December 1985, the tunnel passed 360 feet (110 m) below the Connaught one, almost directly beneath the mountain peak. On completion, Selkirk Construction had advanced 5.25 mile (8 km) westward. On October 5, 1984, the Manning Kumagai (MK) joint venture (comprising Manning Construction and Kumagai Gumi) began from the west portal. Using the drilling and blasting method, 30 men, rostered in 3 shifts, completed 3.6 mile (6 km) eastward. Meanwhile, the highway was temporarily relocated to construct a 880 feet (268 m) reinforced concrete box in a cut and cover trench. This structure carries both the highway and protects the portal from avalanches. In 1985, the words "Mount Macdonald Tunnel 1988" were stamped into the concrete cladding above the portal. The eastern work camp was near the Mount Shaughnessy Tunnel, and the western one at Flat Creek. A third camp for summer surface workers existed near Rogers. Breaking through on October 24, 1986, the approaching tunnels joined. Cementation Canada sank the 28 feet (9 m), 1150 feet (351 m) ventilation shaft. MK drilled and blasted the gate chamber below, and air tunnels to, this shaft. After concrete lining, the tunnel height is 25 feet (8 m), and the width is 17 feet (5 m) on the straights, and 18 feet (5 m) on the curves. In September 1988, the final track concrete was poured. The paved concrete track (PaCT) rests on a 7 feet (2 m), reinforced concrete slab. The height clearance can accommodate any future electrification. A fleet of 50 dump cars were built exclusively for the project. About 5,000 tons of material were removed daily from the western side. Parks Canada allowed some dumping about 2.8 mile (5 km) from the portal, creating a bed for track twinning. The remainder was dumped outside the park boundary at various proposed double tracking sites between Golden and Revelstoke. The of rubble produced daily at the eastern end was dumped into a large depression to create the grade. Minus the 156 feet (48 m) bridge, this fill covered the 4386 feet (1337 m) distance to the Mount Shaughnessy Tunnel.
Вентиляция туннеля
Из-за большой длины туннеля и отсутствия электрификации в нём используется система вентиляции, состоящая из ряда огромных вентиляторов, которые удаляют из туннеля дизельные выхлопные газы, оставшиеся от локомотивов. В туннеле также установлены большие двери у порталов и в средней точке, которые могут открываться и закрываться по мере необходимости для проветривания. Система вентиляции предназначена для предотвращения перегрева локомотивов и удаления загрязняющих веществ из воздуха. Открытие и закрытие ворот у порталов и в средней части туннеля способствует процессу вытяжки воздуха. Конструкция ворот в средней части туннеля расположена внутри пещеры размерами 82 фута (25 м) в длину, 88 футов (27 м) в ширину и 52 фута (16 м) в высоту. В случае отключения электроэнергии противовесы возвращают все ворота в верхнее положение. Каждая ворота имеет центральную деревянную панель, предназначенную для разрушения при столкновении с поездом. Хотя мониторинг системы вентиляции осуществляется из центра управления в Ревелстоке, она управляется компьютером и автоматически регулируется в зависимости от типа и размера поезда. В здании вентиляции, расположенном над шахтой рядом с перевалом Роджерс-Пасс, находятся четыре вентилятора, резервный дизельный генератор и два лифта. Используемые обслуживающим персоналом открытые лифтовые кабины медленно спускаются по открытому шахте лифта до уровня туннеля за 11 с половиной минут. Прямой туннель сделал бы местоположение шахты хорошо видимым с вершины памятника. Чтобы скрыть комплекс, в трассировке туннеля был сделан небольшой изгиб.
Операция
9 ноября 1988 года первый официальный поезд прошёл по Макдональд-Траку в западном направлении. Примерно в западном направлении от западного портала Р. С. Эллисон, президент CP, установил последний рельсовый зажим. 12 декабря 1988 года через туннель прошёл первый поезд, перевозивший уголь, что позволило сократить время в пути на один час. Официальное открытие тоннеля стоимостью 422 миллиона долларов состоялось в мае 1989 года. Высота гребня у западного портала на 90 метров ниже, чем у гребня Коннота. 0,7%-ный уклон в западном направлении устранил необходимость в подталкивающих локомотивах. В настоящее время локомотивы могут преодолевать этот уклон. Груженые угольные поезда проходят через туннель со скоростью . Чтобы предотвратить повреждение конструкции пути из-за частотных вибраций, ограничение скорости для всех поездов составляет .
Содержание
Ежегодно проводятся ремонты ПК «Пакт». Отверстия для дренажа, пробуренные до продольного коллекторного дренажа под туннелем, снижают количество отказов, вызванных избыточной поверхностной водой. Трещины в плитах, возникающие из-за недостаточного поперечного и продольного армирования плиты «Пакт», могут быть устранены с помощью эпоксидной смолы в незначительных случаях. Инъекция смолы восстанавливает структурную целостность. В серьезных случаях требуется удаление и замена плиты. С 1993 по 2020 год в двух туннелях было заменено в общей сложности 378 футов (115 м) ПК «Пакт».
Аварии
2005: При расчистке льда в тоннеле погиб работник, ударенный отколовшимся куском льда. 2019: Сшедшая лавина настигла остановившийся поезд в Уэйкли, что привело к сходу с рельсов семи платформ с контейнерами.