Саппертонский железнодорожный тоннель: история и проблемы строительства.

Введение

Железнодорожный тоннель в Глостершире, Англия, станция SkyTrain в Ванкувере.

Железнодорожный тоннель Саппертон — железнодорожный тоннель вблизи Саппертона, Глостершир, в Соединенном Королевстве. Он проложен под линией Золотой долины, соединяющей Страуд и Суиндон, и проходит через Котсуолдский склон. Строительство было начато компанией Cheltenham and Great Western Union Railway в 1839 году, а в 1843 году проект перешел к Great Western Railway, завершившись в 1845 году. Фактически, существует два тоннеля: основной, длиной в , и второй, длиной в , разделенные небольшим промежутком.

Трудности в строительстве, инжиниринге и техническом обслуживании

Первоначальные планы туннеля, датируемые 1835 годом, были необычны тем, что предлагалось строить туннель по кривой, но, по-видимому, от этой идеи отказались до начала строительства; сохранились некоторые работы, предположительно относящиеся к подъездному пути первоначального проекта, однако раскопки для самого туннеля на этом участке не проводились. В 1836 году инженером проекта был назначен «мистер Брунель»; таким образом, хотя в проект был включен геологический разрез (составленный инженером GWR, г-ном Р. П. Бреретоном), в нем не упоминались проблемы, связанные с фуллеровой землей. В более поздних публикациях указывается, что на этом разрезе видно, что свод, на первоначально предложенном более глубоком уровне, проходит через значительно больший слой фуллеровой земли, чем построенный туннель, и что информация, полученная при проходке шахт, позволила бы понять, что это так. Также утверждается, что разрыв между двумя туннелями является следствием обрушения кровли в первые годы эксплуатации туннеля. Этот разрыв точно совпадает с горизонтальным участком на вершине линии, а также с понижением рельефа над туннелем, из-за чего уровень земли опускается ниже глубины, на которой переход от туннеля к выемке осуществляется на внешних концах туннелей. Маловероятно, что случайное обрушение произошло бы с такой точностью, соответствуя всем этим особенностям. Также установлено, что разрыв находится в более устойчивых оолитовых слоях, а не в неустойчивых участках фуллеровой земли, которые более склонны к обрушению. Боковая трасса пересмотренного туннеля совпадала с запланированной более глубокой трассой, что привело к пересечению туннелем десяти разведочных шахт, которые продолжались в виде котлованов глубиной до 6 метров ниже подошвы туннеля. Для поддержания пути и балласта котлованы были перекрыты деревянными конструкциями. Однако записей о том, были ли котлованы засыпаны, не сохранилось. В 1950 году машинист заметил пустоту под рельсами, и стало ясно, что необходимы работы по стабилизации котлованов. Старые деревянные конструкции были удалены, а котлованы были перекрыты сборными железобетонными балками, усиленными рельсами «бычий лоб» и сдвиговыми связями. Была изготовлена одна дополнительная балка сверх необходимой, которая хранилась на близлежащей площадке. Снова не было зафиксировано, были ли котлованы засыпаны. В ноябре 2000 года сильное наводнение привело к обрушению одной из перекрытых шахт. В течение четырех недель проводились аварийные работы по стабилизации обрушившегося вала, а также аналогичные профилактические работы на некоторых других валах; однако четыре больших вала остались без изменений. В ошибочном отчете причиной повреждения указано обрушение канального туннеля, проходящего под железнодорожным; на самом деле канальный туннель расположен к северу от железнодорожного и не проходит под ним. В 2001 году было решено испытать избыточную балку, оставшуюся от работ 1950 года, до разрушения, чтобы определить ее прочность в рамках обследований, направленных на выяснение, выдержит ли трасса нагрузки, необходимые для индекса пропускной способности 8. Было установлено, что бетон разрушился и не выдержит нагрузок, необходимых для индекса более 5. Поэтому срочно потребовалась дальнейшая стабилизация. Операция проводилась в течение семи дней при полном перекрытии движения более чем 100 людьми, работавшими в 12-часовые смены, многие из которых были размещены во временных зданиях на месте. Использовалась дорожно-рельсовая техника, которая стояла на одном пути двухпутевого туннеля для демонтажа другого пути и замены балок под ним. Балки 1950 года были разрезаны на три части алмазным дисковым пилой для облегчения демонтажа. Затем каждый котлован был перекрыт новыми сборными балками: одна основная опорная балка под каждой рельсовой нитью и дополнительные проставочные балки для заполнения промежутка между ними. Новые балки были изготовлены в трех секциях, чтобы не превышать рабочую нагрузку техники, которые были соединены после установки болтами из нержавеющей стали. После завершения работ на одном пути дорожно-рельсовая техника переводилась в дорожный режим и перемещалась на новые балки, откуда могла работать на другом пути. Только после удаления старых балок стало известно, что котлованы действительно были засыпаны в ходе более ранних работ, и опасения о падении в шестиметровую яму не оправдались. Семидневного перекрытия движения было недостаточно для полной стабилизации всех четырех больших шахт. Приоритет был отдан двум наименее устойчивым, и работы на них были завершены, но оставшиеся две были стабилизированы лишь частично: балки под ходом были заменены, а балки под выходом оставлены без изменений. Дополнительные работы были запланированы на Пасху 2002 года для выполнения этих окончательных замен. В октябре 2009 года произошло обрушение кровли, потребовавшее закрытия линии для проведения работ по восстановлению.

The initial plans for the tunnel, dating from 1835, were unusual in that it was proposed to construct the tunnel on a curve, but this seems to have been abandoned before any construction was done; some works remain which are thought to relate to the approach route for the original line, but no excavations were made on that line for the tunnel itself. In 1836 "Mr Brunel" was appointed as engineer for the project; Therefore, although it included the geological cross section (drawn by GWR engineer, Mr. R. P. Brereton), it made no mention of fuller's earth problems. Later articles say the section shows that the header, on the originally proposed deeper level, passes through a much greater length of fuller's earth than the tunnel as built, and that it also makes it clear that information gained from digging the shafts would have made it apparent that this would be the case. that the gap between the two tunnels is the result of a roof collapse in the early days of the tunnel. This gap coincides precisely with the level section at the summit of the line, and also with a dip in the contours of the ground above which brings the ground level below the depth at which the transition from tunnel to cutting is made at the outer ends of the tunnels. It is unlikely that a chance collapse would have taken place to correspond with these features with such convenient precision. The gap is also shown to be in the more stable oolitic strata rather than the unstable stretches of fuller's earth which are more liable to collapse. The lateral alignment of the revised tunnel route was the same as the planned deeper route, and this left the ten exploratory shafts intersecting the tunnel and continuing as pits up to 6 metres deep below the tunnel floor. The pits were capped with timber to support the track and ballast. However, no records were left as to whether or not the pits had been filled in. In 1950 a train driver noticed a void beneath the tracks and it became apparent that work was required to stabilise the pits. The original timbers were removed and the pits spanned with prefabricated concrete beams reinforced with bullhead rail and shear links. One more beam was fabricated than was required for the work and this was stored in a nearby yard. Again it was not recorded whether the pits were filled. In November 2000, heavy flooding caused the collapse of one of the capped shafts. Emergency work over a period of four weeks was carried out to stabilise the collapsed shaft and similar preventative work was carried out on some of the other shafts; the four larger shafts, however, were left untouched. An erroneous report attributes the damage to the collapse of the canal tunnel running underneath; in reality the canal tunnel is to the north of the rail tunnel and does not pass underneath it. In 2001 it was decided to test the redundant beam remaining from the 1950 operations to destruction in order to determine its strength, as part of surveys intended to discover whether the route would support the loadings required for a route availability index of 8. It was found that the concrete had deteriorated and would not support the loads required for an index of more than 5. Further stabilisation was therefore required as a matter of urgency. The operation was carried out under a complete possession over a period of seven days by over 100 people working 12 hour shifts, many of whom were accommodated in temporary buildings at the site. Road rail plant was used, standing on one track of the double track tunnel to remove the other track and replace the beams underneath. The 1950 beams were cut into three sections using a diamond tipped saw blade to facilitate removal. Each pit was then spanned with new prefabricated beams, one main support beam under each rail plus additional spacer beams to fill the gap between them. The new beams were fabricated in three sections to avoid exceeding the working load of the plant, which were joined once the beams were in place using stainless steel bolts. After work on the one track was completed, the road rail plant was put into road mode and driven onto the new beams from where it could work on the other track. Not until the old beams were removed did it become known that the pits had indeed been backfilled in the course of earlier work and the fears of falling into a six metre hole were unfounded. The seven day possession did not give enough time to fully stabilise all four large shafts. Priority was given to the two least stable ones and the work on those was completed, but the remaining two were only partially stabilised, the beams under the up line being replaced but those under the down line being left alone. A further operation was scheduled for Easter 2002 to perform these final replacements. A roof collapse occurred in October 2009, necessitating the closure of the line for relining work.

Аварии

4 декабря 1851 года возле туннеля Саппертон (ошибочно написано "Сальпертон") произошло столкновение. Грузовой поезд, приближавшийся к туннелю со стороны Суиндона, не смог преодолеть уклон после прохождения станции Тетбери-роуд, и машинист решил разделить состав, оттянув переднюю часть вперёд и вернувшись позже за задней. К сожалению, тормоза задней части состава отказали, и она покатилась обратно по уклону, столкнувшись с поездом, следовавшим за ним. Грузовые вагоны были разрушены, а машинист и пассажиры поезда, следовавшего за ним, получили ранения, но погибших не было. 29 октября 1855 года в туннеле произошла незначительная авария, также связанная с разделением поезда и неконтролируемым движением одной из его частей. Пострадавших и погибших не было, и, вероятно, расследование не проводилось. 14 апреля 1896 года в туннеле погибли четыре работника путевого хозяйства. Это упоминается в стенограммах заседаний парламента (Hansard) от 27 апреля 1896 года (в отчёте "Строуд" ошибочно написано как "Строуд"), но подробностей не приводится. 9 декабря 2009 года вблизи туннеля открылась дверь высокоскоростного поезда, и пассажир попытался её закрыть, но безуспешно и с риском для себя. Местная газета попыталась сенсационно осветить инцидент, заявив, что пассажир "чуть не выпал из поезда", когда дверь "вылетела" открытой. На самом деле, никто не находился рядом с дверью в момент её открытия, и риск для пассажира возник исключительно из-за его попытки закрыть её. Местный советник Эндрю Грейвеллс заявил, что поезда должны быть оснащены устройствами, предотвращающими отправление со станций при открытых дверях. Такое требование уже существует, и старые поезда с распашными дверями, такие как HST, были модернизированы центральной системой блокировки дверей, в которой электромагнитный замок, активируемый проводником, предотвращает открытие дверей во время движения поезда; однако эта система не связана с органами управления машинистом. Неясно, почему система вышла из строя в данном случае; RAIB была уведомлена об инциденте, но отчёта по нему на их сайте не обнаружено. 17 января 2011 года произошло нарушение движения поездов из-за того, что охотник и двадцать гончих собак проникли на железнодорожные пути возле восточного конца туннеля. Одна из собак была сбита поездом и погибла. Поезд был отменён, а другие поезда задерживались. К прибытию сотрудников британской транспортной полиции нарушители скрылись, и ни один из охотников не взял на себя ответственность.

A collision took place near Sapperton Tunnel (mis spelt as "Salperton") on 4 December 1851. A goods train approaching the tunnel from the Swindon direction was overcome by the gradient after passing Tetbury Road station, and the driver decided to divide the train, taking the front portion forward and returning later to collect the rear portion. Unfortunately the brakes on the rear portion failed and it ran back down the gradient to collide with a following train. The goods vehicles were destroyed and the driver and passengers of the following train sustained injuries, but there were no fatalities. A minor accident occurred at the tunnel on 29 October 1855 also involving a train becoming divided and one portion running away. There were no injuries or deaths and it is thought that no investigation was carried out. Four platelayers were killed in the tunnel on 14 April 1896. This is mentioned in Hansard for 27 April 1896 (the report mis spells "Stroud" as "Strood") but no details are given. On 9 December 2009 a door on an HST came open in the vicinity of the tunnel and a passenger attempted to close it, without success but at some personal risk. A local newspaper attempted to sensationalise the incident by stating that the passenger concerned was "almost thrown from the train" as the door "flew" open. In fact nobody was near the door when it opened, and any risk to the passenger concerned arose entirely as a result of his decision to attempt to close it. Local councillor Andrew Gravells is quoted as saying that trains should be fitted with devices to prevent departure from stations if doors are open. This requirement already exists, and older slam door stock such as the HST was retrofitted with a central door locking system in which a power operated bolt, activated by the guard, prevents the doors from opening while the train is in motion; however this system is not interlocked with the driving controls. It is not clear how the system failed on this occasion; the RAIB was informed of the incident but no report appears to exist on their website. Disruption to train services was caused on 17 January 2011 when a huntsman and twenty fox hounds trespassed on the line near the east end of the tunnel. One of the hounds was struck by a train and killed. The train was cancelled and other trains suffered delays. The trespassers had disappeared by the time British Transport Police officers arrived, and no hunt admitted responsibility.