Tunel Severn

Tunel Severn

Wejście do tunelu po stronie angielskiej.
Przegląd
Lokalizacja	Rzeka Severn
Współrzędne
Początek	South Gloucestershire
Koniec	Monmouthshire
Operacja
Prace rozpoczęte	1873
Otwierany	1886
Ruch drogowy	Kolej żelazna
Techniczny
Inżynier projektant	Sir Johna Hawkshawa
Długość	7008 m (4,355 mil)

Mapa z 1946 roku przedstawiająca przebieg tunelu

Tunel Severn ( walijski : Twnnel Hafren ) to tunel kolejowy w Wielkiej Brytanii , łączący South Gloucestershire w zachodniej Anglii z Monmouthshire w południowej Walii pod ujściem rzeki Severn . Został zbudowany przez Great Western Railway (GWR) w latach 1873-1886 w celu radykalnego skrócenia czasu podróży ich pociągów, zarówno pasażerskich, jak i towarowych, między południową Walią a zachodnią Anglią. Często uważano go za ukoronowanie osiągnięć głównego inżyniera GWR Sir Johna Hawkshawa .

Przed budową tunelu konieczne były długie objazdy dla całego ruchu między południową Walią a zachodnią Anglią, który albo odbywał się statkiem, albo długimi objazdami w górę rzeki przez Gloucester . Uznając wartość takiego tunelu, GWR dążyło do jego rozwoju, zlecając zaprojektowanie Hawkshaw, a później zlecając inżynierowi budownictwa Thomasowi A. Walkerowi podjęcie się jego budowy, która rozpoczęła się w marcu 1873 r. Prace przebiegały sprawnie do października 1879 r., kiedy to punkt znaczna powódź tunelu nastąpiła z tego, co jest obecnie znane jako „Wielkie Źródło”. Dzięki intensywnym i innowacyjnym wysiłkom powódź została powstrzymana i prace mogły być kontynuowane, choć z dużym naciskiem na odwodnienie. Ukończony konstrukcyjnie w 1885 r. Pierwszy pociąg pasażerski przejechał przez tunel 1 grudnia 1886 r., Prawie 14 lat po rozpoczęciu prac.

Po otwarciu tunel szybko stał się kluczowym elementem głównej magistrali kolejowej między południową Anglią a Południową Walią. Między innymi GWR obsługiwał pociąg wahadłowy usługi przez tunel przez wiele dziesięcioleci. Jednak tunel przedstawiał również szczególnie trudne warunki, zarówno pod względem operacyjnym, jak i pod względem infrastruktury i utrzymania konstrukcji. Średnio około 50 milionów litrów wody dziennie przenika do tunelu, co wymaga ciągłej pracy kilku dużych silników pompujących. Pierwotnie, przez większą część ery pary, do pomocy ciężkim pociągom w pokonywaniu trudnych wzniesień tunelu, który rozwijał się z pobliskich stacji rozrządowych, potrzebna była duża liczba lokomotyw pilotowych i bankowych .

Tunel ma 7008 m (4,355 mil) długości, chociaż tylko 3621 m (2,250 mil) jego długości znajduje się pod rzeką. Do 1987 roku był to najdłuższy podwodny tunel na świecie, a przez ponad 100 lat był najdłuższym tunelem kolejowym w Wielkiej Brytanii. Przepustowość ta została ostatecznie przekroczona w 2007 r. wraz z otwarciem dwóch głównych tuneli linii High Speed ​​1 , stanowiących część połączenia kolejowego pod kanałem La Manche . W 2016 r. w tunelu zainstalowano urządzenia linii napowietrznej (OHLE), aby umożliwić przejazd trakcji elektrycznej; praca ta została podjęta jako jeden z elementów szerszej XXI-wieczna modernizacja głównej linii Great Western .

Ogólny

Mapa przedstawiająca tunel Severn w stosunku do innych skrzyżowań i samego ujścia rzeki

Tunel Severn stanowi kluczową część głównej linii kolejowej między południową Anglią a Południową Walią i obsługuje intensywne pociągi pasażerskie, a także znaczny poziom ruchu towarowego. Od 2012 r. Z tunelu korzysta średnio 200 pociągów dziennie. Cała długość tunelu jest kontrolowana jako pojedynczy odcinek sygnalizacyjny, co skutkuje ograniczeniem przejazdu kolejnych pociągów. Strome wzniesienia (1 na 90 i 1 na 100) utrudniają pracę ciężkich pociągów towarowych.

Pomiędzy torami znajduje się ciągły przepust odwadniający, który odprowadza wodę gruntową do najniższego punktu tunelu, pod przepompownią Sudbrook , skąd jest wypompowywana na powierzchnię. Niebezpieczeństwo przedostania się zapalonej ropy naftowej do przepustu w przypadku wykolejenia wagonu-cysterny oznacza, że ​​należy podjąć specjalne środki, aby zapobiec zajęciu tunelu przez pociągi pasażerskie podczas przeładunku niebezpiecznych ładunków płynnych. Istnieją rozwiązania ewakuacyjne umożliwiające ucieczkę pasażerów i personelu w przypadku poważnego wypadku w tunelu.

Dostęp personelu do tunelu w pompowni Sudbrook jest ograniczony, gdzie żelazna drabina schodzi w szybie magistrali wodociągowej; powietrze wentylacyjne jest również wpompowywane w tym momencie. Oryginalny układ wentylacji GWR miał usuwać powietrze w Sudbrook, ale spaliny z pracy pociągu parowego doprowadziły do ​​​​przedwczesnej korozji mechanizmu wentylatora. Kiedy kornwalijskie silniki pompujące zostały wymienione w latach sześćdziesiątych XX wieku, odwrócono ciąg tak, że powietrze atmosferyczne jest pompowane do tunelu wylotowego przy wylotach tunelu.

Ustalono, że średnio około 11 000 000 galonów imperialnych (50 000 000 l) dziennie świeżej (źródlanej) wody jest zwykle pompowanych z tunelu; jest to zwykle uwalniane bezpośrednio do sąsiedniej rzeki Severn. Podejmowano również próby ustalenia źródeł wody zasilającej „Wielkie Źródło”.

Szczególnie trudne warunki utrzymania infrastruktury w tunelu, a także stan fizyczny konstrukcji tunelu wymagają większego niż zwykle poziomu uwagi konserwacyjnej. Problemy z dostępem i bezpieczeństwem osobistym oznaczają, że istotne zadania robocze można wykonywać tylko podczas tymczasowego zamknięcia linii, podczas którego pociągi są zwykle kierowane przez Gloucester . Twierdzi się, że tunel byłby wypełniony wodą w ciągu 26 minut, gdyby pompy zostały wyłączone, a środki rezerwowe zawiodły, podczas gdy Network Rail zaobserwował również, że korozyjna atmosfera tunelu, wytwarzana z połączenia wilgoci i oparów oleju napędowego z przejeżdżających pociągów, powoduje tak dużą korozję, że stalowe szyny muszą być wymieniane co sześć lat.

Historia

Budowa

Jedna z przepompowni tunelu. Ten jest w Severn Beach .

Przed budową tunelu podróż koleją między obszarem Bristolu a Południową Walią obejmowała podróż promem między New Passage a Portskewett lub długi objazd przez Gloucester . Urzędnicy w Great Western Railway (GWR) szybko zdali sobie sprawę, że czas podróży koleją między dwoma lokalizacjami można znacznie skrócić, budując tunel bezpośrednio pod rzeką Severn . W związku z tym we wczesnych latach siedemdziesiątych XIX wieku główny inżynier GWR, Sir John Hawkshaw opracował swój projekt dla tego tunelu. W dniu 27 czerwca 1872 roku firma uzyskała ustawę parlamentu , która zezwoliła na budowę planowanego tunelu kolejowego jako zamiennik promu między Portskewett , Monmouthshire i New Passage , Gloucestershire.

18 marca 1873 r. rozpoczęto prace budowlane przy wykorzystaniu robotników zatrudnionych bezpośrednio przez GWR; te początkowe prace koncentrowały się na zatopieniu szybu o średnicy 15 stóp (4,6 m) w Sudbrook i mniejszym kanale odwadniającym w pobliżu Pennant Measures . Tempo wczesnych prac w tunelu było powolne i stopniowe, ale bez większych incydentów. Do sierpnia 1877 r. Ukończono tylko szyb i chodnik o długości 0,93 mili (1,5 km); w związku z tym w tym samym roku wydano nowe kontrakty na kopanie dodatkowych szybów po obu stronach Severn, a także nowe chodniki wzdłuż planowanej trasy tunelu.

Jak zauważa w swojej książce inżynier budowlany Thomas A. Walker , który został wyznaczony na wykonawcę budowy tunelu, GWR spodziewał się, że kluczową częścią prac będzie drążenie tunelu pod głębokowodnym kanałem Shoots. Jednak największe trudności związane z przedsięwzięciem napotkano w październiku 1879 r., Kiedy to przy zaledwie 130 jardach (119 m) oddzielających główny tunel prowadzący od strony Monmouthshire i krótszy chodnik Gloucestershire, wyrobiska zostały zalane. Napływająca woda była świeża, nie z Severn, ale ze strony walijskiej, a źródło stało się znane jako „Wielkie Źródło”.

Hawkshaw powierzył Walkerowi kontynuowanie działań ratunkowych, a następnie ukończenie tunelu po powodzi w 1879 roku. Osiągnięcie tego wymagało trzymania w ryzach Wielkiego Źródła, co z kolei osiągnięto poprzez instalację znacznie powiększonych urządzeń pompujących, podczas gdy nurek musiał zostać również wysłany w dół szybu i 330 jardów (300 m) wzdłuż tunelu zmierzającego do zamknięcia wodoszczelne drzwi w wyrobiskach, zamykające wody. W listopadzie 1880 roku to kłopotliwe zadanie zostało ostatecznie wykonane przez głównego nurka, Alexandra Lamberta, który został wyposażony w nowo opracowany niezależny aparat oddechowy Henry'ego Fleussa (SCBA); jednak prace w rejonie Wielkiego Źródła nie mogły być kontynuowane do stycznia 1881 r., kiedy to Wielkie Źródło zostało czasowo odcięte.

GWR 5101 klasa nr 4121 pilotuje nr 4998 Eyton Hall w mieszanym pociągu towarowym przez Pilning , po wspięciu się na brzeg z tunelu Severn, 1961

W dniu 26 września 1881 r. Spotkały się dwa kierunki, wyznaczając kamień milowy w budowie tunelu, wysiłki przeniesiono na zajęcie się ostateczną strukturą tunelu wraz z długimi głębokimi wykopami na obu końcach. W październiku 1883 r. Prace ponownie przerwała kolejna powódź pochodząca z Wielkiej Źródła, którą dodatkowo spotęgowało pojawienie się wiosennego przypływu zaledwie tydzień później; ponownie Lambertowi i innym nurkom udało się uratować dzień i uszczelnić prace. Uznano, że problemy z wnikaniem wody będą się utrzymywać, dlatego wyrobisko prowadzono z nachyleniem 1 na 500 od pierwotnego szybu Sudbrook, aż do szczeliny, przez którą płynęło Wielkie Źródło. Kierując wodę do nowego chodnika, zamurowana część tunelu mogłaby być łatwiej osuszona i wykończona.

Były dodatkowe wpadki, które dotknęły plac budowy; w pewnym momencie nastąpiło niezamierzone przebicie koryta basenu, znanego jako „Salmon Pool”, po angielskiej stronie tunelu. Pierwotnie zakładano, że ciągła ceglana okładzina tunelu wytrzyma ciśnienie wód gruntowych, dlatego śluza odwadniająca w chodniku bocznym została zamknięta, a wszystkie pompy z wyjątkiem jednej zostały usunięte z terenu budowy. Jednak 20 grudnia 1885 r. ciśnienie wzrosło tak bardzo (do 395 kN na m2), że odkryto wypchnięcie pewnej liczby cegieł z okładziny. Aby temu zaradzić, śluza była otwierana stopniowo, co pozwoliło na obniżenie ciśnienia, ale wymagało długotrwałej pracy dodatkowych silników pompujących. W okresie międzywojennym, Budowany był również most kolejowy Severn , konkurencyjny środek transportu kolejowego do przecinania rzeki Severn, rozciągający się między Sharpness i Lydney , który ostatecznie został otwarty dla ruchu w 1879 roku.

22 października 1884 r. Rozpoczęto układanie podwójnych torów w całym tunelu. 18 kwietnia 1885 r. wmurowano ostatnią cegłę w okładzinę tunelu. Miał przekrój w kształcie podkowy, wraz z wklęsłą podłogą, o wysokości 6,1 metra nad szynami i maksymalnej szerokości 26 stóp (7,9 m). Zamknięty kanał odwadniający w postaci odwróconego półkolistego tunelu jest zbudowany na odwrocie tunelu, 4,6 stopy (1,4 m) poniżej szyn i ma wysokość 21,0 cali (533 mm). Według publikacji Railway Industry Rail Engineer, uważa się, że do budowy tunelu zużyto około 76,4 miliona cegieł. Mur ma grubość od 27,0 cali (686 mm) do 36,0 cali (914 mm). Wokół najgłębszej części tunelu dach znajduje się maksymalnie 50 stóp (15,2 m) pod korytem rzeki.

W połowie 1885 r. Tunel Severn został ukończony ze stanu konstrukcyjnego. Aby uczcić to osiągnięcie, 5 września 1885 r. przez tunel przejechał specjalny pociąg pasażerski, wiozący wielu urzędników firmy i VIP-ów , w tym Sir Daniela Goocha , ówczesnego prezesa firmy GWR. Pierwszy pociąg towarowy przejechał przez nią 9 stycznia 1886 r. Jednak regularne usługi musiały poczekać, aż ukończone zostaną stałe systemy pomp. 17 listopada 1886 r. inspekcję tunelu przeprowadził płk FH Rich , Inspektora Rządowego, o niezbędny krok przed otwarciem go dla ruchu pasażerskiego. Pułkownik Rich zatwierdził prace; w ten sposób tunel został otwarty dla regularnych pociągów towarowych we wrześniu 1886 roku; pierwszy pociąg pasażerski wyjechał 1 grudnia 1886 r., kiedy to minęło prawie 14 lat od rozpoczęcia prac nad tunelem.

Operacje

Na nowo wybudowanej stacji Severn Tunnel Junction , GWR zbudował główną stację rozrządową , która: rozprowadzała węgiel na wschód i północ, wysyłając węgiel z dolin południowej Walii w kierunku Londynu i Midlands; stworzył główny i lokalny transport mieszany z towarów wysyłanych z Midlands, południowego zachodu i wzdłuż doliny Tamizy, zarówno na zachód do Walii, jak iz powrotem.

Pociąg dużych prędkości wjeżdża do tunelu Severn od strony walijskiej w 1997 roku

Ze względu na gradienty dostępu, przez całą erę pary, wymagana była pomoc przy przejeździe wszystkich ciężkich pociągów przez tunel Severn, co pociągnęło za sobą (na wschód, od skrzyżowania tunelu Severn ): 3 + 1 / 2 mil (5,6 km) z 1- w-90 do środka tunelu; dalsze 3 + 1 / 2 mile (5,6 km) przy 1 na 100 aż do Pilning ; krótki poziom, a następnie 3 + 1 ⁄ 2 mile (5,6 km) więcej przy 1 na 100 do Patchway . Oznaczało to, że powiązana lokomotywownia w Severn Tunnel Junction (86E) miała dużą liczbę lokomotyw pilotowych i bankowych, które pomagały ciężkim pociągom w przejściu przez tunel. Podczas typowych operacji lokomotywy pilotowe zwykle pracowały na wschód i były odłączane w Pilning, a następnie kierowały się na zachód, pilotując drugi pociąg z powrotem do stacji rozrządowej. W ostatnich dniach pary pod British Rail lokomotywy te były głównie grupą później zbudowanych lokomotyw GWR 5101 klasy 2-6-2T, z których większość stanowi obecnie zachowany rdzeń tej klasy.

Szereg stałych silników kornwalijskich , napędzanych kotłami Lancashire , było używanych do stałego wypompowywania Wielkiej Źródła i innych źródeł wody z tunelu. Były one nadal w regularnym użyciu aż do lat 60. XX wieku, kiedy to zostały zastąpione pompami napędzanymi elektrycznie. Te pompy i ich systemy sterowania zostały od tego czasu zastąpione w latach 90. przez prywatną firmę Railtrack zajmującą się infrastrukturą kolejową . W latach trzydziestych XX wieku dostępność niezawodnego zaopatrzenia w świeżą wodę z Wielkiego Źródła była znaczącym czynnikiem sprzyjającym wyborowi sąsiedniego miejsca, które miało zostać utworzone jako Fabryka Propelenta Królewskiej Marynarki Wojennej, Caerwent . Do młyna w Sudbrook dostarczano również wodę do produkcji papieru; ten obiekt został już zamknięty.

W dniu 7 grudnia 1991 r. Miał miejsce wypadek kolejowy w tunelu Severn , w którym uczestniczył InterCity 125 , który został uderzony od tyłu przez Class 155 . Późniejsze dochodzenie w sprawie wypadku, chociaż nie było w stanie wyciągnąć jednoznacznych wniosków co do przyczyny, wykazało, że liczniki osi używane do wykrywania ruchu pociągów w tunelu mogły zostać przypadkowo zresetowane.

Drugie przejście Severn , które zostało zbudowane w latach 90. XX wieku, przecina tunel przez „most na poziomie gruntu” po stronie angielskiej, w pobliżu Salmon Pool. Ten most jest podparty w taki sposób, że na tunel nie jest wywierane żadne obciążenie. Podczas budowy tego mostu wykorzystano okazję do odnowienia betonowej czapy nad tunelem w Salmon Pool.

W 2002 roku dwa pociągi klasy 121 zostały wyremontowane przez LNWR , Crewe do użytku jako pociąg ratunkowy Network Rail , który stał w pobliżu stacji Severn Tunnel Junction. Zostały usunięte w 2008 roku, ponieważ nigdy nie były używane.

Transport samochodowy

Podejście do tunelu od strony angielskiej.

W 1924 roku Great Western Railway uruchomiła tunel samochodowy , który przewoził samochody ciężarówkami przez tunel między Pilning i Severn Tunnel Junction . Usługa funkcjonowała jako kolejowa alternatywa dla Aust Ferry , która była obsługiwana według nieregularnego rozkładu jazdy określonego przez pływy lub długie podróże drogowe przez Gloucester. Transfer kolejowy był kontynuowany po zakończeniu II wojny światowej , ale ostatecznie został zlikwidowany po otwarciu mostu Severn w 1966 roku, co doprowadziło do jego przerwania wkrótce potem.

Elektryfikacja

Severn Tunnel Junction
Linia Gloucester – Newport do Chepstow do Sudbrook Pompy tunelowe do Caerwent Training Area Południowa Walia Główna linia do Bristolu przez Severn Tunnel Caldicot Severn Tunnel Junction Południowa Walia Główna linia do Newport

W ramach XXI-wiecznej modernizacji Great Western Main Line przygotowano tunel pod elektryfikację. Chociaż konstrukcja zapewniała dobre prześwity i dlatego była stosunkowo łatwa do zelektryfikowania, istniał również czynnik umniejszający w postaci ciągłego przesiąkania wody przez dach tunelu w niektórych obszarach, co stanowiło kluczowe wyzwanie inżynieryjne. Rozważono opcje zastosowania konwencjonalnego sprzętu do elektryfikacji tuneli lub technologii osłoniętej wiązki stałej; poparte badaniami, zdecydowano się zastosować podejście z wiązką stałą. W związku z tym wzdłuż stropu tunelu zainstalowano aluminiową szynę prądową do utrzymywania nienaprężonego miedzianego kabla jezdnego; ta szyna jest utrzymywana na miejscu przy użyciu około 7000 wysokiej jakości ze stali nierdzewnej , które powinny być odporne na nieprzyjazne środowisko tunelu. Podobno sztywna szyna jest bardziej wytrzymała, wymaga mniej konserwacji i jest bardziej zwarta niż tradycyjne przewody napowietrzne i była używana w kilku innych tunelach wzdłuż GWML.

W celu zainstalowania napowietrznych urządzeń elektryfikacyjnych konieczne było sześciotygodniowe zamknięcie tunelu Severn, które rozpoczęło się 12 września 2016 r. W tym czasie alternatywnym środkiem transportu była dłuższa podróż pociągiem przez Gloucester lub połączenie autobusowe między Stacje Severn Tunnel Junction i Bristol Parkway . Również w tym czasie, a być może później, odbywały się bezpośrednie loty między Cardiff a London City Airport . Po zakończeniu tych prac, które obejmowały zainstalowanie 8,7 mil (14 km) miedzianych przewodów jezdnych przy użyciu 1700 pionowych rur spustowych i 857 punktów kotwiących przy przybliżonym koszcie wykonania 10 milionów funtów, tunel został ponownie otwarty dla regularnego ruchu na 22 października 2016 r. Jednak niecałe dwa lata później nastąpiło kolejne trzytygodniowe zamknięcie tunelu po tym, jak odkryto, że niektóre z niedawno zainstalowanych napowietrznych urządzeń elektryfikacyjnych zaczęły już rdzewieć . Do zwalczania korozji, aluminium użyto drutu, pierwszego tego typu w Wielkiej Brytanii. Pociągi elektryczne zaczęły kursować przez tunel w czerwcu 2020 roku.

Zobacz też

• Tunel Severn (1810)
• Przeprawa przez rzekę Severn

Bibliografia

•       The Severn Tunnel: Its Construction and Difficulties (1872–1887), Thomas A. Walker ISBN 1-85026-014-1 (wydanie 1. 1888), wydanie przedrukowane 2004, Nonsuch Publishing Ltd, Stroud, Anglia ISBN 1-84588-000-5 . Wznowione w 2013 r. (ze świeżych fotografii drugiego wydania z 1890 r.) Przez Cambridge University Press, ISBN 978-1-108-06340-1 . (Walker był wykonawcą, któremu główny inżynier GWR, Sir John Hawkshaw, powierzył ratowanie i ukończenie tunelu po powodzi w 1879 r.)
•   Railway Tales of the Unexpected autorstwa K Westcott-Jones ISBN 0-946537-73-9 , 1992, Atlantic Transport Publishers.

Dalsza lektura

•    Lewis, Deryck (listopad 1986). „100 nie wyszło”. Pasjonat kolei . Nr 62. Publikacje krajowe EMAP. s. 26–28. ISSN 0262-561X . OCLC 49957965 .

Linki zewnętrzne

• Historia tunelu z Great Western Archive
• Budowa tunelu Severn , jak nurkowie próbowali uszczelnić Wielkie Źródło