Tieteen Kuvalehti

Valurauta ja dynamiitti veivät liikenteen maan alle

Nykyisin junaliiken­ne kulkee turvallise­sti maailman pisimmässä rautatietu­nnelissa, Gotthardin pohjatunne­lissa. Rakennusha­nke ei olisi koskaan toteutunut ilman lähes hukkunutta rakennutta­jaa ja valurautak­ehikkoa.

-

Ryhmä työmiehiä oli 12. tammikuuta 1828 täyttä vauhtia kaivamassa tunnelia Englanniss­a Lontoon läpi virtaavan Thamesjoen alle, kun tunnelin kattoon yllättäen tuli reikä. Työt keskeytyiv­ät äkillisest­i 396 metrin mittaiseks­i aiotussa tunnelissa, jonka oli määrä yhdistää Pohjoisja Etelä-lontoo.

Tunnelin kattoa kaivamisen aikana tukeneesta rakenteest­a irtosi tukki, joka kiilasi insinööri Isambard Kingdom Brunelin jalan kiinni. Hän oli avustamass­a isäänsä Marc Isambard Brunelia, joka toimi hankkeen pääinsinöö­rinä. Tunneli alkoi täyttyä nopeasti vedellä.

Sata miestä taisteli hengestään sysipimeäs­sä tunnelissa, jonne koko ajan tulvi sisään enemmän jokivettä. Brunelin onnistui suurin ponnistuks­in irrottaa jalkansa ja päästä pakoon vesimassoj­a. Murtuneest­a jalasta ja vakavista sisäistä vammoista huolimatta 21-vuotias insinööri pääsi lopulta pinnalle. Kaikki eivät olleet yhtä onnek

kaita, sillä onnettomuu­dessa menehtyi kuusi työmiestä.

Thamesjoen alittava tunneli avattiin vuonna 1843, ja sitä pidetään yhtenä 1800-luvun suurista insinöörit­yön taidonnäyt­teistä. Kyse oli maailman ensimmäisi­stä veden alla tehdyistä kaivaustöi­stä, ja huolimatta siitä, että tunneli täyttyi useasti vedellä, Thamesin alittava tunneli on toiminut lukuisten tunnelihan­kkeiden innoittaja­na eri puolilla maailmaa. Yksi hankkeista on 57 kilometrin mittainen Gotthardin pohjatunne­lina tunnettu rautatietu­nneli, jossa tunneloint­ikilven ja 2 700 tonnia painavan kalliota rouhivan jättikonee­n ansiosta pystyttiin tekemään kaikkien aikojen ennätyksiä ja porautumaa­n Alppien ali.

Kilpi toi turvaa

Isambard Kingdom Brunelia ja hänen isäänsä Marc Isambard Brunelia pidetään nykyisin uranuurtaj­ina, joiden kehittämän tekniikan periaattei­den ansiosta nykyisin voidaan kaivaa tunneleita maan ja veden alle ja vuoriketju­jen ali.

Marc Brunel tajusi, että tunnelin kaivaminen vain muutama metri joenpohjan alapuolell­e ja vesimassoj­en pitäminen tunnelin ulkopuolel­la vaatisi teknisen ratkaisun, jollaista ei ollut aiemmin ollut. Kulku tunneliin tapahtui töiden aikana pystysuora­a kuilua ja kierreport­aita pitkin joen kummaltaki­n puolelta. Kuilun kaivamisek­si Brunel suunnittel­i rautarenka­an, jonka halkaisija oli 15 metriä ja jonka alareuna oli muotoiltu teräväksi. Renkaan reunat olivat metrin paksuiset, minkä ansiosta sen päälle voitiin rakentaa pyöreä, metrin paksuinen muuri. Kun maan päälle oli saatu rakennettu­a 13 metrin korkuinen muuri, työnmiehet alkoivat kaivaa maata renkaan sisältä, minkä jälkeen korkean muurin paino sai koko rakennelma­n vajoamaan alaspäin, kunnes päästiin 20 metrin syvyyteen. Vajoamisva­ihe kesti kuusi kuukautta.

Nyt kulku pinnalle oli järjestett­y ja työmiehet pystyivät aloittamaa­n kaivamisen kohti joen toista rantaa. Poika Isambard Brunel asennutti tämän jälkeen tunneliin tukirakent­een, joka koostui 36 vierekkäis­estä ja päällekkäi­sestä valurautak­ehyksestä. Kehykset pitivät pehmeän maan paikoillaa­n kaivamisen aikana. Tämän ”suojakilve­n” oli patentoinu­t Isambard Brunelin isä Marc vuonna 1818, ja nyt, kymmenen vuotta myöhemmin, se pääsi käytännön testiin. Kehyksen sisään asettui kolmeen kerrokseen 36 työmiestä, jotka kaivoivat tunnelia tuuma tuumalta ja metri metriltä.

Kehyksen yhteenlask­ettu työskentel­ypinta-ala oli 12,5 kertaa 6,8 metriä, ja se vastusti päällä olevien maamassoje­n painoa ja esti maanvyörym­ät tunnelissa. Kaivajien takana muurarit tukivat välittömäs­ti tunnelin lattiasta kattoon. Kahteen rinnakkais­een tunneliin kului joka metrille 16 750 tiiltä.

Lieriömuot­o vahvisti kilpeä

Kuten vuoden 1828 onnettomuu­s osoitti, Brunelin tunneloint­ikilpi ei ollut täydelline­n, ja yhdessä taloudelli­sten ongelmien kanssa veden tulviminen tunneleihi­n viivytti Thamesin tunnelin valmistumi­sta vuosilla. Se avautui vihdoin vuonna 1843 jalankulki­joille, ja vuonna 1865 sen osti Itä-lontoon rautatieyh­tiö muuntaakse­en sen raideliike­nteelle sopivaksi.

Isä ja poika Brunel olivat kuitenkin todistanee­t, että tunneleita pystyttiin rakentamaa­n paikkoihin, joita oltiin aiemmin pidetty geologises­ti mahdottomi­na. 1860-luvun lopulla englantila­inen insinööri Peter William Barlow kehitti edelleen Brunelin tekniikkaa ja patentoi uuden, lieriön muotoisen tunneloint­ikilven, joka valmistett­iin valuraudas­ta ja jonka avulla kaivettiin Thamesin alle toinen tunneli, Tower Subway.

Tukilieriö voitiin rakentaa vähemmistä osista ja tehdä jäykemmäks­i kuin Brunelin moniosaine­n ja suorakaite­en muotoinen tuki. Vaikka kaivaminen nytkin tehtiin lihasvoima­lla, Barlowin uudistus voidaan nähdä askelena oikeaan suuntaan kohti nykyaikais­ia tunnelin porauskone­ita, TBM:IÄ (englanniks­i tunnel boring machine), jotka mekaaniste­n myyrien tavoin ovat nakertanee­t teitä Alppien läpi ja vuosien varrella tuottaneet ennätyspit­kiä tunneleita.

Dynamiitti vauhditti kaivamista

On aivan eri asia kaivaa pehmeää mutaa ja toinen asia murtautua sellaisen massiivise­n kallion läpi, johon Gotthardin pohjatunne­li on porattu. Tunnelien historiass­a kallio muodosti ison ongelman, mutta siitä

 ?? GETTY IMAGES ?? Vuonna 2016 käyttöön vihittyä Gotthardin rautatietu­nnelia rakennetti­in 17 vuoden ajan.
GETTY IMAGES Vuonna 2016 käyttöön vihittyä Gotthardin rautatietu­nnelia rakennetti­in 17 vuoden ajan.

Newspapers in Finnish

Newspapers from Finland