Kako serijski proizvoditi plutajuće tunele?

Na mnogim mjestima u svijetu planiraju graditi plutajuće tunele. To su tuneli postavljeni u vodu na određenu dubinu ispod površine, ili na dno mora. Obično se ovakvim tunelima planiraju povezati obale otoka sa kopnom, ili spojiti obale velikih zaljeva.

Najdalje u planiranju ovakvih tunela su otišli Norvežani koji planiraju projekt „E39 bez trajekta“ čime bi se vrijeme vožnje prepolovilo zahvaljujući novim mostovima i tunelima. Jedan od tunela postavit će svjetski rekord, a nalazit će se ispod fjorda dubokog 400 metara, te će biti dugačak oko 28 kilometara. Postavljen između dvije strane fjorda na dubini od oko 30 metara ispod površine, omogućit će slobodnu plovidbu najvećih brodova. Imat će dvije betonske cijevi tunela, po jedna za promet u svakom smjeru, te će biti postavljen i pričvršćen za plutajuće pontone, razmaknute 250 metara kako bi se omogućilo prolaz velikim brodovima.

Kako bi ovakve velike cijevi stojale na jednom mjestu u vodi mora ih se usidriti za dno.

Ako je dno previše duboko tada ih je lakše držati na određenoj visini tako da ih se napravi težim od vode, te ih na određenoj dubini drže veliki ploveći pontoni na svakih nekoliko stotina metara. Mana ovog rješenja je u tome što se pontoni prilikom plime ili velikih valova dižu, a sa njima se dižu i tunelske cijevi. Na taj način ove cijevi svaki dan nekoliko puta idu gore dolje, čime se mijenja dužina njihovog spoja sa kopnenim dijelom tunela. Na spoju dolazi do velikih oscilacija, te je tu potrebno napraviti vrlo trajne klizne površine.

Ako je more pliće tunelske cijevi je bolje napraviti lakše od vode kako bi ih uzgon držao na određenoj dubini koja se određuje sidrenjem za dno. Na ovaj način je spoj sa kopnenim dijelom tunela puno stabilniji pošto do promjene dužine tunela može doći samo u slučaju veće promjene temperature mora, dok plima i oseka nema utjecaj na dužinu tunela. U plićem moru tunel bi samo djelomično plutao na određenoj dubini, dok bi većim dijelom ležao na dnu mora, na lokacijama gdje je more pliće od 30 - 40 metara.

Problem kod plutajućih tunela su potencijalne eksplozije u tunelu, te mogući udar podmornica u tunel.

U tunelu postoji veliki pritisak vode izvana prema unutra, dok potencijalna eksplozija ima suprotan pritisak. Zahvaljujući tome ove dvije sile se poništavaju te je stoga tunel vrlo otporan na unutrašnje eksplozije. Puno veća opasnost bi se mogla dogoditi u slučaju implozije smjese plina i zraka kada i vanjski pritisak i implozija djeluju u istom smjeru. Kako bi tunelske cijevi izdržale ovakvu opasnost cijevi moraju biti dovoljno jake kako bi izdržale vanjski pritisak čak i u slučaju stvaranja potpunog vakuma u cijevi.

Velika opasnost je i potencijani udar podmornice u plutajući tunel.

Kako bi se smanjila opasnost od udara potrebno je tunel osvijetliti izvana, kako bi ga se vidjelo. Na dijelovima tunela koji leži na dnu zaštita od udara je lakša pošto je dovoljno sa obje strane napraviti kamene nasipe koji bi zaštitili tunel od udara.

Na plutajućem dijelu trase tunela zaštita je teža.

Prva i najvažnija zaštita je čvrsta betonska oplata tunela od armiranog betona u kojemu se nalaze i dodatne staklene niti koji ojačavaju beton.

Drugi nivo zaštite je obloga cijevi debelim elastičnim materijalom poput spužvaste gume, ili plastičnih cijevi omotanima oko betonskih cijevi.

Treći nivo zaštite bi mogla biti velika mreža postavljena oko tunela na udaljenosti od 20 do 30 metara sa svake strane tunela.

Ovakva zaštitna mreža je prikazana na gornjoj slici.

Mreža(5) je postavljena na plastične plutajuće cijevi(4) koje se protežu paralelno sa tunelskim cijevima(1). Ove plastične plutajuće cijevi(4) su čvrstim čeličnim spiralnim odbojnicima(3) spojene sa samim tunelskim cijevima(1).

U slučaju udara podmornice ona bi najprije udarila u zaštitnu mrežu(5) pri čemu bi izgubila dio energije udara, a tunelske cijevi(1) bi se malo pomaknule u suprotnom smjeru. Ako to ne bi zaustavilo podmornicu, ona bi smanjenom brzinom bi udarila u elestičnu oblogu koja se nalazi na samim cijevima tunela, te bi se tunelske cijevi(1) još malo pomaknule u suprotnom smjeru. Tek ostatkom sile podmornica bi djelovala na same armirano betonske tunelske cijevi(1) koje bi se od siline udarca mogle još više pomaknuti u suprotnom smjeru. Zahvaljujući tome što tunelske cijevi imaju mogućnost horizontalnog pomicanja opasnost od pucanja cijevi je puno manja, te bi i sigurnost putnika kroz tunel bila veća.

Kako bi se ovakvi tuneli mogli brzo graditi moguće je primijeniti tehniku gradnje spajanjem gotovih elemenata prethodno izgrađenih u brodogradilištima na suhim dokovima.

U suhim dokovima bi se mogle serijski i masovno izgrađivati okrugle armirano betonske cijevi širine desetak metara i dugačke 200 – 300 metara. U ove cijevi bi se na ulaze postavljala čelična višedjelna vrata koja bi spriječavala ulaz vode u cijevi. Na taj način tunelske cijevi(1) bi plovile na vodi kao brodovi i mogle bi se vući površinom vode do mjesta postavljanja.

Zajedno sa tunelskim cijevima(1) u brodogradilištima bi se mogli izrađivati i spojne cijevi(2) koje bi služila kao spojevi između tunelskih cijevi(1). Ove spojne cijevi(2) bi također na svojim otvorima morale imati višedijelna montažna vrata koja sprječavaju ulaz vode tijekom transporta površinom vode.

Na spojne cijevi(2) bi se spajale dvije tunelske cijevi(1) sa jedne strane i dvije sa druge strane. Ove spojne cijevi(2) također imaju i jednu manju cijev koja poprečno spaja lijevu i desnu tunelsku cijev(1).

Na taj način, nakon postavljanja plutajućih tunela kroz ove spojne cijevi(2) bi ljudi sa jedne strane tunela mogli u slučaju potrebe, ili opasnost prijeći u drugu stranu tunela gdje se promet odvija u drugom smjeru.

Nakon montaže tunelskih cijevi(1) sa spojnim cijevima(2) na lokaciji postavljanja, te nakon sidrenja plutajućeg tunela za dno, tunelske cijevi(1) bi se težinom sidara spustile na potrebnu dubinu. Nakon toga bi se iznutra vadila višedjelna vrata, redom jedna za drugima. Na taj način bi prolaz kroz plutajući tunel postao otvoren, te bi se moglo prijeći na postavljanje kanalizacije, asfaltiranje ceste, postavljanje klimatizacije i ostalih instalacija. Težina svih ugrađenih dijelova (zajedno sa kasnijim vozilima) bi morala biti manja od uzgona koji ima tunelska cijev(1) svojim volumenom.

Zahvaljujući ovakvoj tehnologiji sastavljanja plutajućeg tunela od unaprijed izgrađenih elemenata gradnja bi se mogla završiti za nekoliko mjeseci, a cijena izgradnje bi mogla biti višestruko manja nego kada bi se cijevi izrađivale betoniranjem na obali i guranjem u more.

Time bi se omogućilo jeftino i brzo spajanje mnogobrojnih otoka na Jadranskom moru, bez ugrožavanja normalne plovidbe između otoka.