Готардский базисный тоннель

Готардский базисный тоннель — это железнодорожный тоннель в Швейцарии, проходящий через Альпы под перевалом Сен-Готард. Является самым длинным и глубоким железнодорожным тоннелем в мире, ключевым элементом швейцарского проекта «Новая железнодорожная линия через Альпы» (NRLA). Длина тоннеля составляет 57,09 км (с учётом служебных и сервисных проходов — 57,1 км), максимальная глубина залегания — 2 300 метров. Тоннель предназначен для высокоскоростного пассажирского и грузового движения, обеспечивая прямое сообщение между северной и южной Европой.

История

Предпосылки и проектирование

Идея строительства базисного (низкоуровневого) тоннеля под Сен-Готардом возникла в середине XX века. Существовавший с 1882 года Готардский тоннель (длиной 15 км) не справлялся с растущим объёмом грузовых и пассажирских перевозок. Его однопутные участки, крутые уклоны (до 2,6 %) и ограниченная высота (для электровозов) требовали модернизации. В 1960-х годах швейцарские железные дороги (SBB) начали изучать возможность прокладки нового тоннеля на более низком уровне, что позволило бы избежать подъёмов и спусков, сократить время в пути и увеличить пропускную способность.

В 1992 году швейцарские избиратели на референдуме одобрили проект «Новая железнодорожная линия через Альпы» (NRLA), который включал строительство Готардского и Ченерийского базисных тоннелей. Окончательное решение о строительстве было принято в 1998 году после дополнительного референдума.

Строительство

Строительство началось в 1999 году. Проект включал проходку двух параллельных однопутных тоннелей (северного и южного), соединённых поперечными сбойками через каждые 312 метров. Для проходки использовались тоннелепроходческие комплексы (ТПК) диаметром 9,58 метра, а также буровзрывной метод в сложных геологических условиях. Всего было задействовано 4 ТПК, работавших одновременно с четырёх сторон: с севера (Эрстфельд) и с юга (Бодио, Файдо).

Основные этапы:

• 1999–2002: подготовительные работы, строительство подъездных путей и вентиляционных шахт.
• 2003–2010: проходка основных тоннелей. В 2010 году была завершена проходка северного тоннеля (длина 57,1 км), а в 2011 году — южного.
• 2011–2016: отделочные работы, укладка рельсов, монтаж систем сигнализации, вентиляции, электроснабжения и безопасности.
• 1 июня 2016 года: официальное открытие тоннеля. Первый пассажирский поезд прошёл через него 11 декабря 2016 года.

Строительство обошлось в 12,2 миллиарда швейцарских франков (около 11,5 миллиарда евро по курсу 2016 года). В ходе работ было извлечено 28,2 миллиона кубометров горной породы, которая была использована для рекультивации и строительства.

Устройство и характеристики

Геометрия и конструкция

Готардский базисный тоннель представляет собой два параллельных однопутных тоннеля, соединённых 176 поперечными сбойками (каждая длиной около 20 метров). В двух местах устроены многофункциональные станции (MFS) — «Седо» и «Файдо», которые служат для аварийной остановки поездов, перехода между тоннелями и размещения технического оборудования. Станции расположены на расстоянии около 20 км от каждого портала.

Тоннель имеет два портала:

• Северный портал: Эрстфельд (кантон Ури, высота 460 м над уровнем моря).
• Южный портал: Бодио (кантон Тичино, высота 312 м над уровнем моря).

Максимальный уклон — 0,5 % (в сторону юга), что позволяет поездам развивать скорость до 250 км/ч (для пассажирских) и до 160 км/ч (для грузовых). Время проезда пассажирского поезда через тоннель составляет около 20 минут.

Инженерные системы

• Вентиляция: система принудительной вентиляции с использованием шахт (глубиной до 800 м) и вентиляционных каналов. В аварийных режимах (пожар) обеспечивает удаление дыма и подачу свежего воздуха.
• Электроснабжение: контактная сеть переменного тока 15 кВ, 16,7 Гц. Питание осуществляется от подстанций, расположенных на порталах и в многофункциональных станциях.
• Сигнализация и управление: система ETCS (European Train Control System) уровня 2, обеспечивающая автоматическое управление движением поездов и защиту от столкновений.
• Безопасность: через каждые 312 метров — аварийные выходы (сбойки) с герметичными дверями, системы пожаротушения (водяные завесы, пенные генераторы), аварийное освещение и связь.

Геология

Тоннель проходит через разнообразные горные породы: граниты, гнейсы, сланцы, известняки, а также зоны тектонических разломов (например, разлом Пьора). Максимальная глубина залегания (2 300 м) приходится на участок под горой Пиц-Ватгеора. В ходе строительства были преодолены зоны с высоким горным давлением (до 40 МПа) и притоком воды (до 200 л/с). Для укрепления породы применялись анкеры, набрызг-бетон и стальные арки.

Значение и применение

Транспортное значение

Готардский базисный тоннель является центральным звеном европейского транспортного коридора «Рейн — Альпы» (от Роттердама до Генуи). Он позволяет:

• Сократить время в пути между Цюрихом и Миланом с 3,5 до 2,5 часов.
• Увеличить пропускную способность грузовых перевозок до 260 поездов в сутки (против 140 на старой линии).
• Снизить нагрузку на автомобильные дороги (перевал Сен-Готард) и уменьшить выбросы CO₂ за счёт перевода грузов с автотранспорта на железную дорогу.

Экономическое значение

Проект NRLA, частью которого является тоннель, обошёлся Швейцарии в 23 миллиарда швейцарских франков (в ценах 2016 года). Ожидается, что инвестиции окупятся за счёт роста грузопотока, сокращения времени перевозок и повышения конкурентоспособности швейцарской экономики. Тоннель также способствует развитию туризма в регионе Тичино и Ури.

Экологическое значение

Переход с автомобильного на железнодорожный транспорт сокращает выбросы парниковых газов. По оценкам, после ввода тоннеля в эксплуатацию ежегодный объём перевозок грузов по железной дороге через Альпы увеличился на 20–30 %, что эквивалентно снижению выбросов CO₂ на 1–2 миллиона тонн в год.

Критика и проблемы

Стоимость и сроки

Первоначальная смета строительства составляла 11 миллиардов швейцарских франков, но фактическая стоимость превысила её на 10 %. Сроки строительства также были сдвинуты: изначально планировалось завершить тоннель к 2013 году, но открытие состоялось только в 2016 году. Причиной стали сложные геологические условия, задержки с поставками оборудования и необходимость дополнительных работ.

Технические инциденты

В 2017 году, через год после открытия, в тоннеле произошёл сход грузового поезда (из-за неисправности колёсной пары), что привело к повреждению путей и временному закрытию участка. В 2020 году была зафиксирована проблема с системой вентиляции на многофункциональной станции «Файдо», потребовавшая ремонта.

Экологические споры

Некоторые экологические организации (например, Pro Natura) критиковали проект за нарушение горных экосистем, шумовое загрязнение и использование большого количества энергии для вентиляции. Однако швейцарские власти утверждают, что тоннель соответствует строгим экологическим стандартам.

Интересные факты

• Готардский базисный тоннель является самым длинным железнодорожным тоннелем в мире, превосходя японский тоннель Сэйкан (53,85 км) и евротоннель под Ла-Маншем (50,5 км).
• Максимальная глубина залегания (2 300 м) — рекорд для железнодорожных тоннелей. Для сравнения, глубина Байкальского тоннеля (Россия) составляет около 1 000 м.
• В тоннеле установлено 2 000 датчиков температуры, давления и вибрации, которые в реальном времени передают данные в диспетчерский центр.
• При строительстве было использовано 2 500 тонн взрывчатки и 10 000 тонн стали для армирования бетона.
• В 2016 году, в день открытия, через тоннель прошёл первый пассажирский поезд с президентом Швейцарии и другими официальными лицами.

Источники

• Официальный сайт проекта «Новая железнодорожная линия через Альпы» (NRLA).
• Swiss Federal Railways (SBB) — техническая документация по Готардскому базисному тоннелю.
• «Gotthard Base Tunnel: The World's Longest Railway Tunnel» — статья в журнале «Tunnelling and Underground Space Technology» (2016).
• «The Gotthard Base Tunnel: A Milestone in Alpine Railway Construction» — отчёт Швейцарского федерального управления транспорта (BAV).
• «Geotechnical Aspects of the Gotthard Base Tunnel» — доклад на конференции по тоннелестроению (2015).