Тоннели реки Хекс - Hex River Tunnels

Железнодорожный проездной Hex River
Западный подход к туннелю № 4, в 13,5 км (8,4 мили) самый длинный железнодорожный туннель в Африке до 2009 года.
Карта маршрута Легенда из Кейптаун De Doorns Туннель на реке Хекс 1 (483 м) Альмерия с 1989 г. Хекс Ривер Тоннель 2 (1100 м) Осплаас 1878–1989 1878–1921 Тоннель, 1921–1989 Тоннель Туннель на реке Хекс 3 (1200 м) Туннель 1921–1989 Салбар с 1989 г. Туннель на реке Хекс 4 (13500 м) Matroosberg 1931–1989 Hexton с 1989 г. Слева: 1931–1989 гг. Справа: 1878–1989 гг. Kleinstraat к Йоханнесбург

Четверка Тоннели реки Хекс состоят из двойного туннеля протяженностью 0,5 км (0,31 мили) и трех одиночных туннелей протяженностью 1,1 км (0,68 мили), 1,2 км (0,75 мили) и 13,5 км (8,39 мили) на железнодорожном маршруте Хекстон между Де-Дорнсом и Кляйнстраатом через Горы реки Хекс из Западно-Капская провинция, Южная Африка. Линия, соединяющая De Doorns в долине реки Хекс с Река Тоус в Великий Кару, является частью главного железнодорожного маршрута между Кейптаун и Йоханнесбург. Из 30 километров (18,64 мили) путей 16,8 километров (10,44 мили) проходят под землей. Строительство линии устранило узкое место на железнодорожном переезде Хекс Ривер.^[1][2][3]

Железнодорожный перевал Хекс Ривер

сэр Джон Чарльз Молтено

Огромный Пояс-накидка эффективно отделил Кейптаун на побережье от внутренних районов Южной Африки и препятствовал предыдущим попыткам расширить железнодорожную инфраструктуру Капской колонии вглубь страны. В 1872 г. Правительство Кейптауна при премьер-министре Джон Молтено, приказал построить железнодорожную ветку через этот барьер в непосредственной близости от Горы реки Хекс. В Капские государственные железные дороги (CGR), и инженер путей сообщения Уильям Джордж Броунджер был назначен руководить этой задачей.^[4][5]

Маршрут

Гора реки Хекс была серьезным препятствием, которое нужно было преодолеть при строительстве железной дороги между Кейптаун и алмазные поля на Кимберли в Северном мысе. В 1874 году геодезист Уэллс Худ по указанию Броунжера обнаружил потенциальный маршрут подъема на 2353 фута (717 метров) от Де Доорна в долине реки Хекс до вершины плато Кару к востоку от долины, для чего потребовались бы градиенты не более 1 из 40 некомпенсированный, очень крутые по железнодорожным стандартам и крутые повороты с минимальным радиусом 100 метров (328 футов). Он также предположил, что потребуется короткий туннель.^[1][2][6][7]

К 1876 году правительство Мольтено выбрало предложенный Томасом Брунгером маршрут через долину реки Хекс с линией, которая должна была следовать по маршруту от Worcester через De Doorns, затем по предлагаемому Худу перевалу через гору через Осплаас к вершине Матроосберга (3147 футов) (959 метров), а затем через Кляйнстраат до Река Тоус.^[1][2]

Cape Gauge

Путь с двойной колеей на пересечении старой улицы Стрэнд за пределами станции Кейптаун, c. 1880 г.

Исходная линия между Кейптаун и Веллингтон был заложен 4 футов8 ¹⁄₂ в (1435 мм) стандартной колеи, но эта колея не могла быть экономически приспособлена на крутых поворотах, требуемых предлагаемым железнодорожным перевалом Hex River. Это привело к решению CGR использовать более узкую толщину 3 фута 6 дюймов (1067 мм) через перевал. После первоначального использования двойной колеи в 1873 году было решено преобразовать всю существующую колею CGR в эту более узкую колею, которая в конечном итоге стала известна во всей Африке как Датчик мыса. Таким образом, заслуга в том, что большинство современных железнодорожных линий в Африке имеют ширину Капской колеи, может быть напрямую отнесена к железнодорожному перевалу реки Хекс.^[1]

Первый туннель

Первоначальный 180-метровый (591 фут) туннель, первый железнодорожный туннель в Южной Африке, расположен в 34 километрах (21,13 мили) от Де Доорна на исходной линии до Матроосберга. Туннель прямой, порталы выложены тесаной каменной кладкой, но внутри без облицовки. На маршруте подъема на гору Осплаас обеспечил единственный ровный участок, достаточно длинный для обычного объезда.^[7][8]

Ход строительства линии: достигли Вустера 16 июня 1876 г. и к концу 1977 г. достигли Монтегю-роуд, ныне известной как река Тувс - таким образом, миновали туннель.^[9]

Второй туннель

Восточные порталы, туннель 1876 года слева, туннель 1929 года справа

Этот первый туннель служил железным дорогам в течение 53 лет, пока в 1929 году путь не был заново проложен, чтобы уменьшить кривую для размещения более крупных локомотивов. В процессе строительства новый изогнутый туннель с бетонным покрытием был проложен рядом с оригиналом. Поскольку возникла необходимость в другом месте пересечения, к востоку от туннеля был построен запасной путь под названием Туннель, проложив две ровные тупиковые подъездные пути, которые ответвлялись прямо на противоположных сторонах главной линии. Это позволяло поездам ждать на одном или другом из этих подъездных путей, чтобы пропустить поезд противоположной стороны. Этот последний туннель использовался шестьдесят лет, пока в 1989 году линия через перевал не была закрыта для железнодорожного движения.^[7][8][10]

Несмотря на быстрое и относительно дешевое строительство, железнодорожный перевал Хекс-Ривер обслуживал Южноафриканские железные дороги (SAR) более века. Это была отправная точка первой в стране железнодорожной линии до Витватерсранд и открыл путь для Сесил Родс колонизация продвинулась в центральную южную часть Африки.^[8]

Текущий маршрут

Железнодорожная линия между Кейптауном и Бофор-Уэст имеет основной класс 1: 66 и минимальную кривизну 200 метров (656 футов), за исключением перевала, где крутой уклон и крутые повороты ограничивали длину поезда и требовали дополнительной мощности локомотива для наклона. поезда на восхождение. В 1943 году градиенты между станциями Де-Дорн и Матроосберг были уменьшены до 1 из 40 с компенсацией, в то время как изгибы были уменьшены до минимального радиуса 200 метров (656 футов), но, несмотря на это, железнодорожный перевал Хекс-Ривер все еще оставался узким местом, которое потребовало более решительные меры должны быть устранены.^[1]

В конечном итоге это привело к решению построить систему туннелей, чтобы полностью исключить железнодорожный перевал Хекс-Ривер. В 1945 г. Эванс, позже ставший главным инженером-строителем САР, предложил новый маршрут для участка между Де-Дорнсом и Матроосбергом, который обеспечит компенсацию уклона 1 к 66 и минимальный радиус кривой 800 метров (2625 футов). Схема потребует четырех туннелей, два из которых длиной 0,8 км (0,5 мили) каждый и еще два длиной 2,4 км (1,5 мили) и 13,5 км (8,4 мили) соответственно. Польза для SAR будет значительной. Эксплуатационные расходы будут снижены в результате устранения крутых поворотов и крутых уклонов. Длина участка будет уменьшена на 8 километров (5 миль), и это также устранит в целом 5280 градусов кривизны и 110 метров (361 фут) ложного подъема уровня. Время движения поездов может быть сокращено на 23 минуты в восходящем направлении и на 36 минут в нисходящем.^[1][2]

Одобрение

Оригинальный восточный портал туннеля № 4, заброшенный в 1948 году

Схема была утверждена в 1946 году, и было решено, что в длинном туннеле будет использоваться анфас. При использовании этого метода и одновременной работы с двумя забоями ожидалось, что ежегодно можно будет пройти 3,5 км (2,2 мили) с футеровкой, а весь туннель будет завершен за четыре года.^[1]

Проходка дополнительных туннелей и наружные земляные работы начались немедленно, но начало работ по длинному туннелю было отложено из-за специального оборудования, которое нужно было спроектировать и заказать в 1946 году. В ожидании специального оборудования западная (сторона Кейптауна) и восточная (Сторона Йоханнесбурга) порталы были установлены путем заглубления и наклона, и к 1948 году были проложены короткие 20-метровые (66 футов) участки туннеля с обоих концов. 33 ° 24′21 ″ ю.ш. 19 ° 54′03 ″ в.д. / 33,405814 ° ю.ш. 19,9008 ° в.д. / -33.405814; 19.9008) был вырыт непосредственно рядом с национальной дорогой N1 примерно в 15 км (9 милях) к западу от реки Тоус и имел форму врезки в уклон на достаточную глубину для начала прокладки туннеля.^[1]

Первая отсрочка

Однако в апреле 1950 года работы по всей схеме Hexton были отложены по соображениям экономии. Вместо этого существующая линия через перевал к 1954 году была электрифицирована и эксплуатировалась с Класс 4E электровозы, заказанные для использования через туннели. На момент остановки проекта в общей сложности было вырыто 1170 метров (3 839 футов) туннеля и 540 метров (1772 футов) бетонной облицовки было уложено в более короткие туннели.^[1][11]

Вторая и третья отсрочки

Юго-западный портал тоннеля № 1, двойные туннели, из которых используется только один

Схема туннеля была на короткое время реанимирована в 1965 году, но была вновь отложена в 1966 году. В конечном итоге работы были возобновлены в 1974 году и включали реконструкцию нижней части отклонения между станциями Де Доорнс и Осплаас, а также строительство туннеля №2. 1, двойные туннели. Это было завершено в 1976 году, после чего финансовые ограничения привели к еще одной отсрочке. Право на продолжение было получено снова только в конце 1979 года.^[1]

Двойные туннели проходили через холм, огибавший западную и северную стороны первоначальной трассой к Осплаасу. После завершения юго-восточная часть двойных туннелей стала частью новой трассы участка Де Дооренс-Осплаас. Северо-западный из двойных туннелей первоначально использовался для строительных поездов, работающих на остальной части туннельной системы, и стал частью нового маршрута, когда туннельная система открылась. Юго-восточная часть двойных туннелей в конечном итоге вышла из употребления вместе со старым перевалом реки Хекс.^[1]

Завершение Hexton

Во многих отношениях схема, которая в конечном итоге была завершена, была такой же, как и предполагавшаяся в 1945 году. Однако, прежде чем продолжить в 1979 году, была проведена сложная оценка возможностей всей схемы Hexton с использованием диаграмм поездов и компьютерных графиков движения поездов. Был сделан вывод, что при наличии только двух объездных колец между Де-Дорнс и Кляйнстраат по сравнению с тремя на Осплаасе, Туннеле и Матроосберге на существующей линии пропускная способность составит 31 поезд, но с дополнительным обходным кольцом она увеличится до 42 поездов. Поэтому было решено разместить внутри длинного туннеля третью петлю, названную Hexton, в дополнение к двум петлям между туннелями No. 1 и 2 в Альмерии и между туннелями № 3 и 4 в Салбаре соответственно.^[1][12]

Строительство

Проходящий разъезд внутри самого длинного туннеля, смотрящий на запад

Когда были объявлены тендеры, для туннеля № 4, самый длинный туннель. Один будет прямым и более или менее на исходном месте, но с восточным порталом, перемещенным подальше от национальной дороги N1. Другой будет изогнутым, чтобы проходить через сланцевый материал, что сделало бы использование туннельно-проходческого станка экономичным. Участникам торгов было предложено указать круглые или подковообразные профили и бетонные или торкретбетонные покрытия для каждого из двух профилей и для каждого из предложенных маршрутов. После анализа инженерных, геологических и экономических факторов был окончательно выбран прямой маршрут с подковообразным профилем и бетонным покрытием.^[1]

Туннель был построен Compagnie Interafricaine De Travaux (Comiat), подразделением Spie-Batignolles в Париже, Франция.

Контракт на тоннель № 4 был присужден 13 августа 1980 года по тендерной цене 26 770 082 ранда, а завершение было завершено через четыре года, 12 августа 1984 года. Контрактный срок завершения был позже продлен до 25 февраля 1986 года. Строительство началось в сентябре 1980 года, когда началось строительство туннеля. в январе 1981 года. В результате непредвиденных неблагоприятных подземных условий ^[13] которые были обнаружены во время выполнения контракта, однако туннель был завершен только в ноябре 1988 года.^[14]

Туннелей нет. 2 и 3 аналогичны по конструкции длинному туннелю, но были завершены по отдельному контракту на сумму 9 миллионов рандов. Оба они были частично выкопаны, когда работы были приостановлены в 1949 году, туннель № 1,1 км (0,68 мили). 2 на расстояние 583 метра (1913 футов), большая часть из которых была облицована бетоном, и туннель № 2 длиной 1,2 км (0,75 мили). 3 на расстояние 467 метров (1532 фута), но выстилаются только в местах с плохим грунтом. Контракт призывал к тому, чтобы оба были расширены до новых стандартов проектирования, чтобы учесть воздушную электрификацию и более широкие габариты грузовых автомобилей.^[15]

Завершение

Восточный портал тоннеля № 4

Западный портал (координаты 33 ° 24′55 ″ ю.ш. 19 ° 45′56 ″ в.д. / 33,415182 ° ю.ш. 19,765646 ° в. / -33.415182; 19.765646) туннеля № 4, установленный в 1948 году, входит прямо в скалу горы, которая в этой точке почти вертикальна. Восточный портал (координаты 33 ° 24′30 ″ ю.ш. 19 ° 54′31 ″ в.д. / 33,40843 ° ю.ш.19,908717 ° в. / -33.40843; 19.908717) был перемещен на небольшое расстояние к юго-востоку от первоначального портала 1948 года и находится в выемке длиной 600 метров (1969 футов) и глубиной 16 метров (52 фута). Длина туннеля составляет 13,5 км (8,4 мили), а максимальное покрытие - 250 метров (820 футов). Уклон в основном составляет 1 к 66, за исключением петли обгона, где он уменьшается до 1 к 200. Были затоплены пять вентиляционных шахт диаметром 1,8 метра (5 футов 11 дюймов) и общей длиной 1 000 метров (3281 фут). Площадь поперечного сечения однолинейного туннеля с подковообразным профилем составляет 30 квадратных метров (323 квадратных фута), но на проходной петле она увеличивается до 66 квадратных метров (710 квадратных футов). Туннель нет. 4 также содержит релейные помещения для сигнального оборудования.^[1][2]

Система туннелей была введена в эксплуатацию в апреле 1989 г., более чем через сорок лет после того, как были затоплены первые порталы, и была официально открыта 27 ноября 1989 г. Завершенная система с четырьмя туннелями теперь может похвастаться самой длинной системой железнодорожных туннелей в Африке.^[2][3]

Туннель 4 был самым длинным железнодорожным туннелем в Африке до 2009 года. В настоящее время самый длинный железнодорожный туннель в Африке составляет 15,5 км (9,63 мили) на Gautrain линия между Станция Йоханнесбург Парк и Мальборо Портал, прорвавшийся в сентябре 2009 года.^[16]

Экотуризм

После открытия нового маршрута линия была фактически удвоена, поскольку исходная линия, пересекающая перевал, была сохранена. Однако в результате уже уменьшающегося объема перевозок из-за конкуренции со стороны автомобильного транспорта старая железнодорожная линия Хекс-Ривер была закрыта для железнодорожного движения, а инфраструктура электрификации была удалена, когда была открыта линия Хекстон. Однако большая часть пути между станциями Матроосберг и Осплаас была оставлена ​​на месте и теперь используется как популярное туристическое направление, известное как Hexpas Ecotrek.^[15][17]

Рекомендации

внешняя ссылка

• СМИ, связанные с Тоннели реки Хекс в Wikimedia Commons