В начале 19 века порт Лондона был самым загруженным в мире. Грузы, которые прошли тысячи миль и пережили все опасности на море, накапливались на причалах Ротерхайта - только для их владельцев, чтобы обнаружить, что самая медленная, самая расстраивающая часть их путешествия часто лежит перед ними. Грузы, предназначенные для южных (и наиболее густонаселенных) районов Британии, должны были быть вывезены на скрипучих телегах и перевезены через порты и через Лондонский мост, который был построен в 12-м веке и был таким же тесным и непрактичным, как и его ранняя дата подразумевается. К 1820 году он стал центром крупнейшей в мире пробки.
Связанный контент
- Долгая и извилистая история Темзы
Это была недопустимая ситуация для города с гордостью Лондона, и было ясно, что, если частное предприятие сможет построить еще один переход ближе к докам, будет получена чистая прибыль в виде платы за проезд. О другом мосте не могло быть и речи - он лишил бы парусных кораблей доступа в Лондонский бассейн - и амбициозные люди вместо этого обратили свои мысли на то, чтобы проложить туннель под Темзой. Это не было такой очевидной идеей, как могло бы показаться. Хотя спрос на уголь быстро рос, поскольку промышленная революция набрала обороты, методы работы оставались примитивными. Туннели были вырыты мужчинами, державшими кирки при напылении свечей.
Ни один инженер не проложил туннель под крупной рекой, а Темза была особенно хитрой рекой. На севере Лондон был построен из твердого слоя глины, идеального туннельного материала. На юге и востоке, однако, лежат более глубокие слои водоносного песка, гравия и рыхлого песка, разбитые слоями гравия, ила, окаменелых деревьев и обломков древних устричных пластов. Земля была полужидкой, а на глубине она находилась под высоким давлением, угрожая ворваться на любую строительную площадку.
Ричард Тревитик, корнишский инженер, который совершил первую - катастрофическую - попытку проложить туннель в Темзе.
Сегодня инженеры справляются с предательской проблемой, создавая давление на свои рабочие поверхности (хотя это решение все еще оставляет уязвимые места уязвимыми для проблем, возникающих при работе в условиях высокого давления, включая гниение кости и даже изгибы). В начале 19-го века такие меры были еще десятилетия. Первые люди, которые попытались проложить туннель под Темзой - банды корнишских шахтеров, привезенные в Лондон в 1807 году бизнесменами, объединившимися в «Темзу Аркуэй», - мало что могли им помочь.
Главным инженером этого первого проекта туннеля был мускулистый гигант по имени Ричард Тревитик, человек с самообразованием, который вырос из юношеской славы как корнишский борец, проявив ослепительный талант к изобретательству. Тревитик использовал паровую мощность для привода первого самоходного двигателя на рельсах и разработал первый в мире паровой двигатель высокого давления. Он был убежден, что под Темзой относительно легко можно проложить туннель. Ему не потребовалось много времени, чтобы понять, что он был неправ.
Люди Тревитика добились больших успехов во время туннелирования через лондонскую глину, но как только они попали под Темзу, у них возникли постоянные проблемы. Их пилотный туннель был всего пять футов в высоту и три фута в ширину, и из реки в тридцати футах над их головами просачивалась сточная вода со скоростью 20 галлонов в минуту. В этом узком пространстве трое шахтеров работали на коленях: один колотил по лицу своим киркой, другой убирал грязную землю, третий укреплял дрейф тембрами. Условия работы во время шестичасовой смены были ужасными; мужчины были мокрыми от пота и речной воды, никто не мог стоять или растягиваться, а туннель был настолько плохо проветрен, что зловонный воздух иногда гасил свечи.
Шахтер в тесной дамбе Тревитика.
Тем не менее корнишмены добились прогресса, и к январю 1808 года Тревитик сообщил, что его дрейф был в пределах 140 футов от северного берега Темзы и что пилотный туннель будет завершен через две недели. Затем все стало катастрофически не так. Шахтеры попали в зыбучие пески, а затем в воду, на этот раз в таком количестве, что ничто не могло помешать заболоченной почве хлынуть в водосток. Люди на лице бежали из шахты прямо перед наводнением.
Правильно предполагая, что его туннель слишком близко подошел к неожиданной впадине в русле Темзы, Тревитик организовал, чтобы отверстие было забито большими мешками глины, сброшенными в реку. К изумлению его хулителей, эта, казалось бы, отчаянная мера сработала, и туннель был полностью прокачан. Через несколько дней, однако, он снова затопил, и на этот раз компании Темзы Арку было достаточно. Его средства были исчерпаны, его главный инженер был болен от воздействия речной воды, и все его усилия доказали только то, что проход под рекой в Ротерхите превысил пределы современной технологии добычи.
В то время в шахтах использовались только насосы. Требовался гениальный человек, чтобы понять, что нужен другой тип машины - машина, которая может одновременно предотвратить разрушение крыши и стен и удержать любой зыбучий песок или воду на поверхности туннеля. Этим человеком был Марк Брунель, эмигрант, который бежал из своей родной Франции во время революции и быстро сделал себе имя одного из самых выдающихся инженеров в Британии.
Брунел был крошечным, эксцентричным человеком, непрактичным в личной жизни, но чрезвычайно способным новатором. Его изобретения, которые привлекли его внимание к таким выдающимся людям, как царь Николай I в России, включали машины для массового производства пушечных ядер, вышивания ткани, распиливания дерева и изготовления корабельных снастей. Это привело к снижению стоимости производства такелажных шкивов на 85 процентов. После того, как он получил ряд контрактов на поставку шкивов для Королевского флота, француз оказался относительно богатым, несмотря на отсутствие деловой хватки.
Марк Брунель, отец знаменитого судостроителя и инженера железной дороги Исамбарда, сам был известным инженером. Изображение: Wikicommons.
Вскоре после провала компании Темзы Арчуэй, Брунел случайно прогуливался по королевской верфи в Чатеме, когда он заметил гнилой кусок корабельной древесины, лежавший на набережной. Осматривая дерево через увеличительное стекло, он заметил, что оно было заражено страшным тередо или корабельным червем, чьи грубые челюсти могут загадить деревянный корабль с отверстиями. По мере того как он роет, этот «червь» (на самом деле это моллюск) засовывает в рот древесную массу и переваривает ее, выделяя твердый хрупкий осадок, который выстилает туннель, который он выкопал, и защищает его от хищников.
Хотя у него не было предварительных знаний или интереса к предмету, Брунел понял, что техника роения корабельного червя может быть адаптирована для создания совершенно нового способа туннелирования. Его понимание побудило его изобрести устройство, которое использовалось в той или иной форме почти в каждом крупном туннеле, построенном за последние 180 лет: туннельный щит. Он состоял из сетки железных рам, которые можно было прижимать к поверхности туннеля и поддерживать на горизонтальных деревянных досках, называемых досками для полировки, которые препятствовали бы разрушению лица. Рамки были разделены на 36 камер, каждая три фута в ширину и почти семь футов в высоту, и расположены друг на друге на трех уровнях. Вся машина была 21 футов в высоту, а рабочая поверхность была 850 квадратных футов - в 68 раз больше, чем у Тревитика.
Щит был увенчан прочными железными пластинами, которые образовывали временную крышу и защищали шахтеров во время их работы. Вместо того, чтобы разъезжать по большой и открытой поверхности, они убирали по одной доске для полировки за один раз и вырубали отверстие в форме почтового ящика на заданную глубину - скажем, девять дюймов. Затем доска вставлялась в отверстие и завинчивалась на место до того, как была удалена следующая, и весь процесс начался заново. Когда шахтеры в камере раскопали землю за всеми их досками, их рамы могли быть измотаны вперед на эти девять дюймов. Таким образом, вся 90-тонная туннельная машина могла двигаться неумолимо и безопасно, в то время как каменщики тянулись позади, укрепляя недавно обнаженный туннель кирпичами.
Модель туннельного щита Марка Брунеля, выставленная в музее Брунеля в Ротерхите, Лондон. Фото: Wikicommons.
Перспектива туннелирования под Темзой обещала прибыльное испытание нового изобретения Брунеля, и он собрал средства для проекта по открытой подписке. Пробы почвы были взяты под русло реки, и Брунелю посоветовали держаться ближе к грязному дну реки, где он мог ожидать глины, вместо того, чтобы рисковать ударами зыбучих песков, проходя глубже. Когда он начал работу над своим туннелем в 1825 году, шахта, затонувшая в грязном Ротерхите, имела глубину всего 42 фута, и планировалось пройти в пределах семи футов от русла реки местами.
Опасность такой операции вскоре стала очевидной. Несмотря на то, что щит работал хорошо, и шахтеры вначале рыли через предсказанную глину, вода начала капать в туннель, прежде чем шахта даже начала проходить под Темзой. Этот приток был скорее неприятностью, чем реальной опасностью во время работы насоса, но летом 1826 года он вышел из строя, и весь вал вскоре был затоплен на глубину до 12 футов.
С тех пор проект оказался еще сложнее. Машина Брунеля могла справиться с грязью и сухим гравием, с которыми его шахтеры сталкивались почти так же, как с глиной, но у него не хватало средств. Экономика, которая последовала за левым валом, была плохо осушена и проветривалась, а шахтеры были отравлены загрязненной речной водой или страдали от болезней, варьирующихся от диареи и постоянных головных болей до временной слепоты. Большинство рабочих Брунеля жаловались на то, что они задыхаются и мучаются от температуры, которая может упасть или подняться на 30 градусов по Фаренгейту в течение часа. Один шахтер умер от болезни.
В мае 1827 года, когда туннель вышел в реку, земля за полировочными досками стала настолько жидкой, что пробилась сквозь щели между досками; Грушер в одной из камер поразил шахтера, работавшего в ней над головой. Остальные из 120 человек, работающих в щите, не смогли вовремя проникнуть в его раму, чтобы остановить поток. Дегустирующая, булькающая вода быстро поднималась и затопляла туннель, посылая всех шахтеров, спешащих к своим лестницам и поверхности.
Водолазный колокол использовался Брунелем, чтобы закрыть дыру в дне Темзы.
Брунел, как и Тревитик, понял, что его туннель прошел под впадиной в русле реки, и он тоже решил свою проблему с мешками глины. Тысячи, содержащие в общей сложности 20 000 кубических футов земли, были сброшены в реку над положением щита, и через две недели после наводнения его люди начали прокачивать туннель всухую. Это заняло четыре месяца, и когда в ноябре работа была возобновлена, в туннеле был проведен широко разрекламированный банкет на 50 гостей. Тысячам посетителей было разрешено войти в шахту и взглянуть на чудесный туннельный станок за плату в копейку за голову. Строительство туннеля стало новостью во всем мире; Эдвард Лир, путешествуя по горам Калабрии, остановился на ночь в одиноком монастыре, которым управлял аббат, который сообщил своим монахам: «Англия - очень маленькое место, в целом примерно в три раза меньше города Рима…». Целое место разделено на две равные части морским рукавом, под которым расположен большой туннель, так что все это похоже на один кусок суши ».
Работа над лицом снова началась в конце 1827 года, но через несколько месяцев щит снова продвигался по коварной земле. Рано утром 12 января 1828 года шахтеры в одной из верхних камер взламывали, когда в туннель затопил еще один неостановимый поток воды. Снова люди в щите должны были бежать за безопасностью, но на этот раз они оставили его слишком поздно; шесть шахтеров утонули. Точно так же, как и для Брунеля, затраты на то, чтобы переложить еще 4500 мешков глины в Темзу, чтобы закрыть эту последнюю дыру в русле реки, исчерпали средства его компании. Не имея нового финансирования в ближайшем будущем, туннель был прокачан всухую, щит был заложен кирпичом, а туннель был заброшен.
Внутренняя часть туннеля была позже занята бродягами и мрачно известна как «Гостиница Аида».
Брунелю и его сторонникам потребовалось семь лет, чтобы убедить правительство выделить кредит в размере 246 000 фунтов стерлингов, чтобы завершить работу над этим «проектом национального значения». И несмотря на замену старого туннельного щита новой моделью, способной лучше противостоять давлению Темзы, когда он набухал с каждым приливом, потребовалось еще шесть лет круглосуточной работы, прежде чем туннель наконец появился в Wapping на 12 августа 1841 года. Работы над 1200-футовым тоннелем, таким образом, заняли 16 лет и два месяца, средний темп прогресса (с учетом семилетнего увольнения) всего 4 дюйма в день - хорошая мера того, насколько сильно проект был протестирован технология дня.
Триумф Брунеля был лишь частичным. Опять же, средства его компании были на низком уровне, и десятки тысяч посетителей с копейками едва ли заплатили проценты по государственному займу. Не было достаточно, чтобы завершить подходы к туннелю и сделать его доступным для запряженных лошадьми транспортные средства, как предполагалось. Вместо этого проходы были заполнены продавцами сувениров днем и бездомными города ночью. За копейки бродяги могли лечь под арки Брунеля в так называемом отеле Hades.
Лишь когда в 1860-х годах подземная железная дорога пришла в Лондон, туннель Темзы приобрел меру реальной пользы. Приобретенная Восточно-Лондонской железной дорогой в 1869 году, она оказалась в таком превосходном состоянии, что сразу же была введена в эксплуатацию с паровозными поездами - сначала вдоль линии Брайтона, а затем от Уоппинга до Нового Креста. Туннель стал и остается частью сети лондонского метро. Это дань уважения Тревитику и Брунелу - и немое свидетельство о трудностях туннелирования в Лондоне - то, что он оставался единственной линией метро на востоке до открытия удлинения Юбилейной линии в 1999 году.
источники
Anon. Темза Tunne л. Лондон: Генри Тип, 1825; Ричард Бимиш. Воспоминания о жизни сэра Марка Исамбарда Брунеля . Лондон: Longman, Green, 1852; HW Дикинсон и Артур Титли. Ричард Тревитик: Инженер и Человек . Кембридж: издательство Кембриджского университета, 2011; Джеймс Ходж. Рихард Тревитик: Иллюстрированная жизнь . Князья Рисборо: Shire Publication, 2003; Чарльз Найт. Иллюстрированные полчаса лондонской топографии . Лондон: Автор, 1851; Дэвид Лампе Туннель: история первого в мире туннеля под судоходной рекой . Лондон: Харрап, 1963; Госта Сандстрем. История туннелирования: подземные разработки сквозь века . Лондон: Barrie & Rockliff, 1963; Барбара Стэк. Справочник по туннельному и горному машиностроению . Нью-Йорк: Wiley, 1982.
