Как гибель парома привела к постройке одного из самых технологически сложных инженерных сооружений в мире, и причем тут компания KYB.

С чего всё начиналось

В полдень 26 сентября 1954 года паром Toya Maru должен был отправиться по своему обычному маршруту между крупнейшими островами Японии Хоккайдо и Хонсю: выйти из порта Хакодате на Хоккайдо, за четыре с половиной часа пересечь Сангарский пролив и прибыть в порт Аомори на Хонсю. На борту находилось 120 членов экипажа и 1128 пассажиров.

Тогда паромы принадлежали японским железным дорогам. Большая часть пассажиров добиралась до портов на поездах, после чего люди пересаживались на паром, чтобы пересечь стокилометровый пролив. По проливу курсировали грузовые и пассажирские паромы —Toya Maru был среди них самым вместительным.

Спущенный на воду в 1947 году на верфях Mitsubishi Heavy Industries, Toya Maru был самым большим и одним из самых современных японских паромов послевоенного периода. Размеры судна удивляли современников: длина составляла 119 метров, ширина — 16 метров, водоизмещение — порядка 4000 тонн. Паром был оборудован по последнему слову техники: в арсенале моряков была даже такая диковинка, как судовая радиолокационная станция.

Отправление задерживалось из-за непогоды. Еще во время утреннего рейса из Аомори, капитан Хираичи Кондо получил метеосводку — будет шторм. Море волновалось, вздымалось и чернело от висящих над ним туч. Капитану это не нравилось. Выйдя в море, он практически сразу развернул корабль и вернулся в порт. Отправление перенесли на вечер. В это время команде было, чем заняться: на борт грузили вагоны с небольшого парома, который не мог пережить непогоду самостоятельно, и поднимались пассажиры, которые только что купили билет.

К вечеру буря, казалось, утихла, и капитан Кондо принял решение выйти в рейс. По прогнозу погоды, буря должна была закончится как раз в это время. В 18:39 паром отплыл.

Уже через двадцать минут стало понятно, что отправляться не стоило. Высокие волны накатывали на корабль со всех сторон, раскачивая паром как ореховую скорлупу. Чтобы переждать начинающийся с удвоенной силой шторм, Кондо отдал приказ бросить якорь неподалеку от порта.

Но это не помогло: вскоре сильнейший ветер сорвал корабль с якорей и отправил его в дрейф. Капитан пытался справиться с управлением, и ему это даже удавалось. До того момента, как кувалды волн не нащупали конструктивный недостаток судна. Грузовые палубы оказались негерметичными, морская вода просочилась в моторный отсек и вызвала остановку паровой машины. В попытке спасти судно, капитан направил его на берег. В 22:26 Toya Maru выбросило на отмель; казалось, что кошмар позади.

К сожалению, это было не так. Вскоре волны опрокинули судно и утащили его с отмели обратно в пролив. В сотне метров от берега корабль перевернулся. То и дело его накрывали гигантские стены воды, лишающие жизни тех, кто выбрался за борт в попытке спастись. На борту было более 1000 человек, выжили лишь 150 — те, кто укрылся в надстройке и переждал бурю там.

Тайфуну, поразившему Toya Maru, дали порядковый номер 15. В тот день он погубил еще четыре грузовых парома, 205 небольших судов и рыбацких лодок и 1405 человек. Немногим меньше, чем погибло на «Титанике».

Эта трагедия показала уязвимость японской транспортной системы. На повестке дня встал вопрос о строительстве тоннеля между островами Хонсю и Хоккайдо. Основные параметры этого проекта проработали еще в сороковых годах — пришла пора приступать к его реализации.

Технологии подземного строительства

Начиная с середины 20 века для строительства транспортных тоннелей не используется ручной труд — это слишком медленно и очень опасно. Главным рабочим инструментом современных подземных строителей является проходческий щит, правильно называемый тоннелепроходческим механизированным комплексом.

Первые прототипы такой машины собрал английский инженер Марк Брунель. Он запатентовал изобретение в 1818 году. Тогда шестеренками были живые шахтеры: каждый стоял в отдельной ячейке, занимаясь выемкой грунта в своем секторе забоя. За спинами шахтёров-проходчиков располагалась строительная площадка, на которой по периметру выработки возводили несущие стены тоннеля, называемые обделкой. Обделка воспринимает нагрузку от вышележащих слоёв грунта, не даёт тоннелю деформироваться и обрушиться, защищает от проникновения воды. В первых тоннелях использовали каменную обделку — блоки из натурального камня или кирпич. В процессе работы щит посредством домкратов, отталкивающихся от стен построенного тоннеля, передвигали вперед, а грунт вывозили на поверхность по уже построенному тоннелю в вагонетках. С развитием технологий дробление и выемка грунта стали производиться без участия людей, при помощи вращающегося на оси щита стального ротора с резцами. В самых продвинутых конструкциях откат породы (грунта) на поверхность производится не вагонетками по рельсам, а более технологично — при помощи удлиняющегося конвейера.

Чтобы исключить просадку поверхности земли над тоннелем была разработана технология грунтопригруза — с ней разработанный грунт сначала попадает в герметичную камеру, давление в которой аналогично давлению в забое, и потом удаляется из нее шнековым конвейером. Используются и другие технологии — например, гидропригруз. В таких щитах разработанный грунт сначала подаётся в камеру гидропригруза, в которую под высоким давлением нагнетается специально подготовленный бентонитовый (глинистый) раствор. Перемешанный с раствором измельченный грунт уходит на поверхность по трубопроводу. Там при помощи сепаратора его отделяют от бентонита. Такие проходческие щиты самые сложные по конструкции, но наиболее безопасные для работы в самых тяжелых условиях, например, в слабонесущих водонасыщенных грунтах и под плотной жилой застройкой.

Чтобы проложить тоннель в плотных скальных породах или добыть полезные ископаемые, проходческий щит не подойдёт, нужен другой инструмент — проходческий комбайн избирательного разрушения.

Это многофункциональная машина со стреловидным исполнительным органом с фрезерной коронкой, оборудованной резцовым режущим инструментом. Такой комбайн выполняет раздельную выемку породы и перевозит ее, поднимает верхние элементы крепи и анкерует выработку. Кстати, в Японию такая техника попала из СССР: в виде проходческого комбайна ПК-3.

Строительство тоннеля Сэйкан

Уже в 1956 году, компания Japanese National Railways начала подготовку к строительству тоннеля. Задача была амбициозной: согласно проекту, на детальную разработку которого ушло девять лет, длина тоннеля должна была составить без малого 54 километра. Глубина залегания — 240 метров, длина подводной части — 23,3 км. При этом тоннель должен был располагаться на 120 метрах ниже уровня дна Сангарского пролива. На тот момент никто в мире не строил тоннелей такого масштаба. Даже для трудолюбивых японцев задача была непростой.

В 1963 году были закончены последние геологические изыскания, и вскоре горняки приступили к работе.Фактически, рабочие строили не один тоннель, а три: вспомогательную выработку, сервисный тоннель, и только потом основной — его прокладка началась в 1971 году.

Основной тоннель соединялся с сервисным с помощью поперечных ходков, расположенных на расстоянии 600-1000 м друг от друга. Крепление выработок осуществлялось при помощи стальных арок. После установки арок проводилось бетонирование стенок.

Тоннель строили одновременно с севера и с юга. Участки под сушей давались рабочим достаточно просто: их строили при помощи проходческих щитов.

Наиболее трудной оказалась прокладка подводного участка тоннеля. Инженеры просто не могли определиться с геологическим строением горных пород: у них не было показателей прочности и водонепроницаемости. Чтобы получить эти показатели, приходилось постоянно бурить горизонтальные скважины длиной от 300 до 2150 м. После первых двух километров стало понятно, что на пути магматические породы с прочностью свыше 300 МПа. Использование тяжелого тоннелепроходческого комплекса было затруднено, работа продвигалась очень медленно.

Выручил старый добрый способ — горный, и за дело взялись взрывники. В ход пошло свыше 2 800 тонн взрывчатки. Осколки породы удалялись в том числе при помощи проходческих комбайнов.

В процессе работ горнякам пришлось неоднократно бороться с обвалами и затоплениями, наиболее серьезное из которых произошло в 1976 году. Хлынувшая из разлома в горных породах вода прибывала во вспомогательный тоннель со скоростью 70 кубометров в минуту. Аварийный участок был перекрыт на длительное время. За время строительства тоннеля погибло 34 рабочих.

Открытие тоннеля

Первый контакт между двумя концами тоннеля установили в 1983 году. Торжественное открытие состоялось только в 1988 году — через 17 лет после начала строительства основного хода транспортной артерии.

Высота тоннеля составила восемь метров, ширина — около десяти.

Рельсовый путь изначально сделан бесстыковым на всем протяжении. При длине почти 54 км, на тот момент Сэйкан стал самым длинным в мире железнодорожным тоннелем, проложенным под морским дном.

Воду, так или иначе поступающую в тоннель, откачивают мощные насосы — их возможности достигают 16 тонн воды в минуту.

Скорость движения поездов "Синкансен" на подводном участке тоннеля составляет 140 км/ч, но уже в 2018 году она вырастет до 260 км/ч.

Видео:

В тоннеле есть две станции, расположенные по обе стороны подводного участка. Одна из них, "Йошиока-Кайтеи", залегает на глубине 149 метров — это самая глубокая подземная железнодорожная станция в мире. Обе станции предназначены для остановки поездов только в экстренных случаях: например, при пожаре или землетрясении.

Ежегодно тоннелем Сэйкан пользуются свыше пяти миллионов пассажиров.

При чем тут KYB

Строительство тоннеля Сэйкан, равно как и других тоннелей в Японии, увеличило спрос на горнопроходческое оборудование. Основанное в 1972 году индустриальное подразделение KYB — Kayaba System Machinery Co. — на сегодняшний день является одним из крупнейших в Японии производителем специальной строительной техники. И хотя конкретно в строительства тоннеля Сэйкан KYB участие не принимала, полученный японскими строителями и инженерами опыт позволил компании KYB стать одним из лидеров рынка.

Среди выпускаемой продукции Kayaba System Machinery Co- проходческие комбайны, тоннеле-проходческие комплексы, установки для бурения шахтных стволов, шахтные экскаваторы, спецгидравлика и многое другое.

24-метровый проходческий комбайн RH-10J-SS имеет самую высокую разрушающую способность среди всех японских моделей. Мощность привода фрезы составляет 330 кВт. Машина может разрабатывать секции размером 8,7 × 9,5 × 4,5 м без перемещения. Благодаря широким гусеницам, комбайн обеспечивает низкое удельное давление на грунт. Все операции управляются дистанционно.

Но даже этот гигант меркнет на фоне монструозного тоннелепроходческого комплекса KYB. Полностью автоматизированный комплекс позволяет строить тоннели с минимальным использованием труда рабочих, быстрее, надежнее и эффективнее.

Тоннелепроходческий комплекс производства KYB. Источник: KYB

Так техника KYB помогает делать мир лучше и безопаснее.

Источник