Chiny drążą najgłębszy tunel kolejowy pod wodą. Rekord już pobity

Na południu Chin powstaje tunel, który ma połączyć wielkie miasta i stać się nowym symbolem ambicji tamtejszej inżynierii.

Budowa przebiega całkowicie pod wodą, w trudnym geologicznym terenie, a mimo to chińscy inżynierowie już zeszli na rekordową głębokość ponad 113 metrów pod dnem estuarium Rzeki Perłowej.

Nowa magistrala dużych prędkości pod dnem rzeki

Tunel jest częścią nowej linii kolei dużych prędkości, która ma połączyć Shenzhen i Jiangmen w prowincji Guangdong. Cała trasa liczy około 116 kilometrów i wpisuje się w większy korytarz kolejowy biegnący wzdłuż chińskiego wybrzeża.

Cel jest bardzo konkretny: skrócić czas przejazdu między dynamicznie rosnącymi metropoliami do mniej niż godziny i jeszcze mocniej spiąć w całość obszar nazywany Gospodarczą Zatoką – obejmujący m.in. Shenzhen, Hongkong i Makau.

Przeczytaj również: To miejsce w kuchni jest brudniejsze niż deska do mięsa. Myj je co tydzień

Nowy tunel pod estuarium Rzeki Perłowej osiągnął już ponad 113 metrów głębokości pod dnem, z docelowym poziomem około 116 metrów – to jeden z najgłębiej drążonych tuneli kolejowych pod wodą na świecie.

Gigantyczny tunelier w roli głównej

Serce całego przedsięwzięcia stanowi ogromny tunelier nazwany Shenjiang-1, zaprojektowany i zbudowany w Chinach. To kilkusetmetrowa, stalowa „fabryka pod ziemią”, która jednocześnie drąży tunel, usuwa urobek i układa gotowe elementy obudowy.

Maszyna działa praktycznie bez przerwy, a z chińskich mediów państwowych wynika, że załoga nie zatrzymuje się nawet w tradycyjne dni wolne. Praca postępuje w trybie ciągłym, bo okno czasowe na budowę linii jest ściśle ograniczone, a koszt przestoju liczony jest w setkach tysięcy dolarów dziennie.

Przeczytaj również: Masz 15 minut dziennie? Tyle wystarczy, by zyskać 100 zł miesięcznie

Shenjiang-1 ma średnicę ponad 13 metrów. W praktyce oznacza to przekrój pozwalający na ułożenie dwóch torów kolei dużych prędkości, przestrzeni technicznej oraz systemów bezpieczeństwa, takich jak korytarze ewakuacyjne i instalacje przeciwpożarowe.

Walcząc z gigantyczną presją wody

Na głębokości przekraczającej 100 metrów problemem nie jest już tylko twarda skała, lecz także kolosalna presja wody. Obciąża ona zarówno stalową tarczę tuneliera, jak i świeżo powstałą obudowę tunelu.

Przeczytaj również: Kwitnie niemal cały rok i prawie nikt jej nie zna: poznaj lantana

Aby uniknąć zapadnięcia się komory drążeniowej oraz rozszczelnienia konstrukcji, inżynierowie stosują wyszukany system cyrkulacji specjalnej zawiesiny, potocznie nazywanej „błotem”, choć składa się ona z precyzyjnie dobranej mieszanki wody, gliny i dodatków chemicznych.

Gęsty płyn podawany do przodu tarczy stabilizuje front robót, smaruje głowicę tnącą, ogranicza tarcie i przejmuje część nacisku wód estuarium, a równocześnie przenosi rozdrobnioną skałę kanałami z powrotem na powierzchnię.

Dzięki temu głowica może pracować w miarę stabilnych warunkach, mimo że nad maszyną zalega kilkadziesiąt metrów warstw osadów i wody.

Geologiczny rollercoaster pod Rzeką Perłową

Sam fakt drążenia tunelu o tak dużej średnicy to wyzwanie. W tym przypadku dochodzi do niego wyjątkowo złożona budowa geologiczna. Odcinek podwodny między Dongguan i Guangzhou ma długość około 13,7 kilometra i obejmuje aż 13 różnych warstw geologicznych.

Na trasie tuneliera znajdują się zarówno miękkie osady rzeczne, jak i twarde skały, kilka typów skał mieszanych oraz co najmniej sześć aktywnych stref uskoków. Dla operatorów w kabinie oznacza to konieczność ciągłej zmiany parametrów wiercenia: ciśnienia płuczki, momentu obrotowego tarczy, prędkości posuwu.

• w miękkich osadach trzeba ograniczać prędkość, by nie rozluźnić nadmiernie gruntu,
• w twardszych strefach rośnie zużycie narzędzi tnących, więc posuw bywa spowalniany,
• w rejonach uskoków kluczowe staje się stałe monitorowanie drgań i szczelności obudowy.

Każda zmiana rodzaju gruntu wymusza korekty, inaczej tunelier ryzykuje zablokowanie lub uszkodzenie. To właśnie dlatego na takich budowach pracują całe zespoły geologów, którzy na bieżąco analizują próbki urobku i aktualizują modele podłoża.

Produkcja tunelu w trybie taśmowym

Za głowicą tnącą w bardzo krótkim odstępie czasu powstaje gotowy, żelbetowy pierścień tunelu. Ramiona montażowe wewnątrz maszyny sięgają po prefabrykowane segmenty – tzw. voussoiry – i składają je w kompletny krąg.

Na jeden pierścień potrzeba dziewięciu elementów o szerokości około dwóch metrów każdy. Po ich spięciu i uszczelnieniu powstaje fragment trwałej obudowy tunelu, który od razu przejmuje nacisk gruntu i wody.

Równoległe drążenie i natychmiastowy montaż obudowy pozwalają utrzymywać stabilne tempo robót, skracać czas realizacji i ograniczać ryzyko deformacji świeżo wykonanego odcinka.

Ten „taśmowy” tryb działań sprawia, że budowa przypomina wielką, powolną linię produkcyjną przesuwającą się przez wnętrze ziemi, zamiast klasycznego placu budowy znanego z powierzchni.

Stawka gospodarcza: szybkie połączenia w Zatoce

Projekt nie jest wyłącznie popisem inżynierii. Nowa linia dużych prędkości ma spełnić bardzo konkretne cele ekonomiczne. Region wokół Rzeki Perłowej to jedna z najgęściej zabudowanych i najbogatszych stref przemysłowo-technologicznych na świecie, z wielkimi ośrodkami produkcji elektroniki, logistyki i finansów.

Skrócenie czasu przejazdu między Shenzhen, Dongguan, Guangzhou i Jiangmen:

Sprawniejsza kolej oznacza realne oszczędności czasu dla milionów pasażerów dziennie, łatwiejszy dojazd pracowników do nowych stref przemysłowych i biurowych, a także większą konkurencyjność portów i lotnisk w regionie.

Infrastruktura jako narzędzie polityki i technologii

Dla Pekinu takie inwestycje to nie tylko kwestia transportu. Władze budują wizerunek kraju jako lidera zaawansowanej inżynierii i technologii tunelowych, które potem można eksportować w ramach umów z innymi państwami.

Chińskie firmy budowlane mają już w portfolio długie mosty, linie kolei dużych prędkości na nasypach i wiaduktach, a teraz coraz mocniej zaznaczają obecność w projektach podmorskich. Im bardziej złożony i spektakularny projekt uda się zrealizować w kraju, tym łatwiej uzyskać kontrakty za granicą.

Co taki tunel zmienia w praktyce

Dla mieszkańców regionu nowy tunel oznacza przede wszystkim szybsze i częstsze pociągi. Czas dojazdu do pracy może skrócić się z dwóch godzin do kilkudziesięciu minut, co często otwiera drogę do zmiany zatrudnienia lub miejsca zamieszkania bez konieczności przeprowadzki całej rodziny.

Wyraźne są też skutki dla gospodarki lokalnej: rośnie atrakcyjność terenów wcześniej uznawanych za peryferyjne, bo nagle znajdują się „jedną stację szybkiej kolei” od dużego centrum. Taki efekt dobrze widać wszędzie tam, gdzie w ostatnich latach pojawiły się nowe linie dużych prędkości – także w Europie.

Z drugiej strony tunel tej skali rodzi pytania o bezpieczeństwo i serwis w kolejnych dekadach. Utrzymanie szczelności, kontrola korozji, bieżące przeglądy obudowy i urządzeń wentylacyjnych czy przeciwpożarowych wymagają stałych nakładów i wyspecjalizowanych ekip.

Takie konstrukcje buduje się z myślą o co najmniej 100 latach eksploatacji. Już na etapie projektu trzeba więc przewidzieć miejsce na nowe kable, systemy łączności, czujniki pomiarowe, a nawet potencjalne roboty inspekcyjne, które dopiero powstaną w przyszłości. W praktyce tunel kolejowy staje się dynamiczną infrastrukturą, którą trzeba dostosowywać do zmieniających się technologii transportu i bezpieczeństwa, a nie tylko betonowym korytarzem pod dnem rzeki.