Гидротехнический туннель

ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЙ ТУННЕЛЬ (гидротехнический тоннель), подземный горизонтальный или слабонаклонный водовод замкнутого поперечного сечения. По основному назначению различают гидротехнические тоннели: энергетические (подводящие к гидроэлектростанции воду или отводящие её), водопроводные, ирригационные, водосбросные, строительные (для пропуска расходов реки в обход будущего сооружения в период строительства), судоходные и др.

Гидротехнические тоннели подразделяют на напорные и безнапорные. Напорные туннели (работающие на всём протяжении полным сечением) вследствие полного заполнения водовода водой подвержены гидростатическому давлению выше атмосферного, почти равномерному во всех точках; наилучшим поперечным сечением в этом случае является круговое кольцо. Безнапорные гидротехнические тоннели работают с неполным сечением (верхняя часть водовода свободна от воды); имеют корытообразное, реже коробовое сечение. Высота воздушного просвета при скоростях течения воды более 10 м/с обосновывается лабораторными исследованиями.

В зависимости от инженерно-геологических условий, качества скального грунта и методов проходки гидротехнические тоннели могут быть полностью закреплены несущей обделкой (из бетона, железобетона, набрызг-бетона), частично закреплены, иметь выравнивающую (не несущую) облицовку (из торкрета или набрызг-бетона) или вовсе оставаться без крепления. В горных районах гидротехнические тоннели крупных высоконапорных гидроузлов нередко устраивают в несколько ярусов (по высоте), образуя единый комплекс подземных гидротехнических сооружений.

Гидротехнические тоннели известны с глубокой древности. Так, для снабжения водой Иерусалима и Вифлеема было сооружено несколько гидротехнических тоннелей. История сооружения одного из них, известного как туннель Езекии (1-е тысячелетие до нашей эры), нашла отражение в Ветхом Завете (2 Пар. 32:3). В Древней Греции население Афин снабжалось водой с помощью 18 водоподводящих каналов, один из которых прорезал горный массив туннелем. Примечательным был гидротехнический тоннель длиной 1200 м для водоснабжения г. Самос. Туннели для водоснабжения сооружались в городах Древнего Рима. При императоре Клавдии (1 век нашей эры) в Риме был построен гидротехнический тоннель, предназначенный для спуска вод озера Фучино в реку. Его длина достигала 5600 м, а перепад высот – свыше 8 м. К числу древних гидротехнических сооружений в засушливых районах Ирана, Афганистана и других среднеазиатских стран относятся кяризы - туннели малого сечения для отбора подземных вод и транспортирования части их с целью ирригации и водоснабжения.

В 12 веке в Париже был сооружён действующий и поныне гидротехнический тоннель, снабжающий водой французскую столицу. В конце 18 века механиком К. Д. Фроловым на Колывано-Воскресенских рудниках Алтая было запроектировано и построено гидротехническое сооружение для подъёма руды и осуществления водоотлива. В его составе было несколько гидротехнических тоннелей, пройденных в крепких скальных породах.

В начале 19 века во Франции при Наполеоне I были построены два судоходных туннеля, соединяющих реки Шельда и Уаза. Один из них - туннель Рикеваль - имел рекордную для того времени длину 5670 м. При ширине выработки более 10 м строительство туннелей в мягких грунтах впервые осуществлялось многоштольневым способом с использованием временной деревянной крепи и постоянной облицовки из каменной кладки на растворе.

Дальнейшее развитие туннелестроения связано с созданием первых ГЭС в горных районах Франции, Швейцарии, Германии и других стран. Самым крупным (сечение выработки до 460 м²) является отводящий туннель ГЭС Пирттикоски (Финляндия, 1963-64). Самый длинный (48,5 км) гидротехнический тоннель сооружён в СССР для переброски реки Арпа в остров Севан (1981). Общая протяжённость гидротехнических тоннелей для переброски воды в засушливые районы юга Испании составляет более 70 км.

Лит.: Зурабов Г. Г., Бугаева О. Е. Гидротехнические туннели гидроэлектрических станций. М., 1962; Хечинов Ю. Е. Механизированная проходка подземных выработок гидроэлектростанций. М., 1986; Мостков В. М., Дмитриев Н. В., Рахманинов Ю. П. Проектирование и строительство подземных сооружений большого сечения. М., 1993.