Подобную машину применяют всюду, где позволяют дно штольни и объем работ. Если длина туннеля меньше двух километров, машина нерентабельна. Кроме того, желательно, чтобы породы, слагающие скалу, были почти однородны: ведь монтаж новых режущих лезвий займет много времени.
Буровая машина напоминает огромного крота или даже дождевого червя. Множеством резиов она вгрызается в камень. Высота крупнейшей в мире буровой машины «Herrenknecht AG» достигает 14,2 метра. Под ударами ее долот рассыпаются самые крепкие породы. Сто одиннадцать фрезерных зубьев соскребают рыхлую землю, а камнедробилка, напоминающая длинный язык, раскалывает крупные глыбы. Земля и щебенка склеиваются с водой и глиной, образуя кашицу, которую откачивают из туннеля. Особое пневмоустройство создает над машиной «воздушную подушку»: благодаря ее давлению свод туннеля не обрушивается.
С помощью системы «Seismic Softground Probing» буровая машина может заглянуть на сорок метров в глубь скалы. Этот прибор излучает акустические сигналы, а по их отражению на экране возникает картинка. Так, можно вовремя заметить валун, прежде чем лезвия ударятся о него. Это — не машина, а... ангел. Она снимает со строителей проклятие труда.
Когда-то Б. Келлерман писал о подобной машине: «Она кричала, как тысяча младенцев, объятых смертельным страхом, она хохотала, как толпа сумасшедших, она бредила, как целая больница одержимых горячкой, и грохотала, как огромный водопад». В наше время она перестала буйствовать и выполняет за строителей самую тяжелую часть работы.
Вот и здесь, в Полянах, на подземном участке метро, скреблась под ногами громадная машина — канадский проходческий комплекс «Ловетт». Однако самые совершенные в мире буровые машины строят сейчас в Японии. Они могут пробивать толщу породы под любым углом, преодолевать любую преграду — от гранита до мягкой, илистой земли.
Интерес японцев к подобной технике объясним. Страна плотно населена, а в наши дни народ без «жизненного пространства» может найти его лишь под землей.
Фирма «Исикавадзима-Харима» разработала установку, способную бурить под углом 90 градусов. Сперва головка бура (ее диаметр — около шести метров) вгрызается в грунт на заданную глубину. Затем из нее выдвигается боковая фреза и прорезает горизонтальный коридор шириной три метра. Подобной машине незачем пробивать самые твердые глыбы. Она лучше обогнет их. Кстати, по словам конструкторов, проектируя эту машину, они взяли за образец... нашу русскую матрешку. Не зря, значит, умельцы годами торгуют ей на Арбате, зазывая иностранных туристов!
Подобно матрешке, головка этого бура начинена маленькими бурами, которые могут выдвигаться в любом направлении. Такой метод проходки туннелей очень экономичен. Под землей не нужны большие рабочие площадки. Одна-единственная машина ползет под городом, словно крот, поворачивая «лапу» как угодно.
Именно так в Осаке был прорыт недавно новый канализаиионный туннель. Он пролег на глубине 26 метров. Через определенные расстояния буровая машина останавливалась. Из «большой матрешки» выбиралась «маленькая» и пробивала шахту наверх, на поверхность земли.
Фирма «Комацу» разработала головку бура на шарнирах. Они могут менять свое положение так, что машина прорежет круговой туннель. Ее используют при возведении «подземных домов». В крупных японских городах, где нет места для строительства новых зданий, небоскребы устремятся не только ввысь, но и... вглубь. Для постройки подобных зданий потребуется рыть туннели на глубину до полусотни метров. Близ подземных домов пролягут настоящие проспекты. Так, туннель Кавасаки, строящийся в Токио, представляет собой двухъярусную шести полосную автостраду.
Современные японские «кроты» работают почти в автоматическом режиме. За ними следит персонал, находящийся на поверхности земли. Скоро эти машины можно будет встретить во многих странах мира.
Отмечу, что и у нас, в Москве, усилиями нескольких предприятий и НИИ создан уникальный горнопроходческий комплекс «Топаз». Прокладывая туннель, он сразу бетонирует грунт, оставляя позади себя полированные бетонные стены. «Топаз» способен работать на невиданных прежде глубинах, ему не страшен даже плывун. По оценке зарубежных специалистов, разработать подобную машину так же сложно, как и космический аппарат.
Туннели строят открытым и горным способами, а также путем погружения готовых секций. При проходке открытым способом роют траншею и встраивают туда туннель. Именно такова технология прокладки нового Готардского туннеля. При строительстве туннеля на дне реки или пролива роют траншею, укладывают туда секции и соединяют их. При проходке горным способом действуют, как и сто лет назад: горную толщу бурят или взрывают. Впрочем, в последнем случае без бурения тоже не обойтись: надо пробить небольшие скважины, а затем заложить туда взрывчатку и поджечь шнур. Стены возникшего проема облицовывают стальным каркасом и покрывают пневмобетоном. Так, при возведении самого длинного дорожного туннеля в мире — Лзрдаль в Норвегии (его длина — 24,5 километра) потребовалось пять тысяч направленных взрывов. Зато туннель сократил время поездки из Осло в Берген до семи часов.
Самая знаменитая из подземных авантюр, осуществляемых сейчас, — строительство Нового железнодорожного альпийского туннеля (NEAT); он пройдет к югу от Цюриха. По проекту, он состоит из двух частей — туннеля в Лечберге (длина — 34 километра; год окончания работ — 2007) и нового Готардского туннеля (57 километров; 2012 год). Последний станет самым крупным в мире железнодорожным туннелем.
Обычно туннели в горах прокладывают на некоторой высоте, ведь любая скала напоминает конус: чем она выше, тем уже. Однако Новый альпийский туннель прорежет горные кряжи почти у основания, на высоте всего 500 метров над уровнем моря. Сделано это, чтобы снизить крутизну подъема. Тогда можно будет использовать более длинные и тяжелые составы грузоподъемностью до 4000 тонн — в два раза выше нынешней. Скорость товарных поездов возрастет с 80 до 160 километров в час, и дорога из Берна в Милан сократится почти вдвое.
Новая трасса еще теснее свяжет различные регионы Европы, особенно Италию и Германию. Как и встарь, рабочие спускаются под землю, «в царство Аида», чтобы проложить пути, забытые Богом.
Придет время, и люди возведут новые туннели. Острия подземных ходов взрежут наш встопорщенный глобус — с его мятыми складками гор, впадинами озер и моршинами рек. Эти уколы, язвящие тяжелую земную плоть, отзовутся всюду. Мир на наших глазах превращается в одну «глобальную деревню» — и не только паутина Интернета или спутниковое телевидение станут тому причиной, но и туннели, связывающие целые страны воедино.
Так, один китайский ученый предложил построить железнодорожный туннель длиной 144 километра между городом Пинхай, лежащим на побережье в провинции Фуцзянь, и городом Синьчжу на Тайване. Япония и Корея также хотят проложить туннель под проливом, пока разделяющим их. Его длина будет равна тремстам километрам. У нас, в России, периодически вспоминают туннель, который мог бы связать Сахалин с материком, но к его постройке так и не приступают.
Тем временем появилась новая технология строительства подобных туннелей — возведение подводных мостов. По трубам, проложенным на них, помчатся машины. Поговаривают о прокладке «плавающего» туннеля через Мессинский пролив, отделяющий Италию от Сицилии. Это позволило бы избежать расходов на бурение.