АМЕРИКАНСКОЕ ОБЩЕСТВО ИНЖЕНЕРОВ-СТРОИТЕЛЕЙ

ОСНОВАНО В 1852 ГОДУ

ТРУДЫ

Доклад № 1159

ПЕНСИЛЬВАНСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА. ПРОКЛАДКА ТОННЕЛЕЙ В НЬЮ-ЙОРКЕ.

ТОННЕЛИ ПОД ИСТ-РИВЕР. [A]

Авторы: Джеймс Х. Брейс (James H. Brace), Фрэнсис Мейсон (Francis Mason) и С. Х. Вудард (S. H. Woodard), члены Американского общества инженеров-строителей

В настоящем докладе рассматривается исключительно строительство тоннелей, тогда как более общие вопросы проектирования и т. д. уже освещены в докладах бригадного генерала Чарльза У. Реймонда (Charles W. Raymond), члена Американского общества инженеров-строителей, и Альфреда Нобла (Alfred Noble), бывшего президента Американского общества инженеров-строителей.

Расположение рассматриваемого участка работ показано на планшете XIII в докладе г-на Нобла. По обе стороны Ист-Ривер имеется по две постоянные шахты, а также четыре однопутных тоннеля в чугунной обделке длиной около 6000 футов каждый, из которых 3900 футов проходят под рекой между шахтами, а 2000 футов — в Лонг-Айленд-Сити, главным образом под депо и пассажирским парком Пенсильванской железной дороги. Строительство этих тоннелей круглого сечения выполнялось как единый комплекс. Контракт на их сооружение был заключен с компанией «С. Пирсон и сын» (S. Pearson and Son, Incorporated), причем земляные работы начались 17 мая 1904 года. Ровно пять лет спустя работы были завершены и приняты при финальном осмотре для передачи Железнодорожной компании.

Контракт был заключен на условиях распределения прибыли и требовал аудита книг подрядчика со стороны Железнодорожной компании, а также ведения тщательного учета затрат инженерами Компании, благодаря чему в данном документе появилась возможность привести некоторые удельные затраты на производство работ. Они подразделяются на две части. Первая называется удельными затратами на рабочую силу и представляет собой стоимость труда в тоннеле, напрямую относимого к рассматриваемому виду работ. Она не включает в себя затраты на обслуживание оборудования, а также оплату труда сторожей, путевых рабочих, монтажников трубопроводов и электриков. Вторая часть именуется «накладными расходами на поверхности» — это общепринятый термин, однако разные подрядчики и инженеры вкладывают в него разный смысл. В данном случае в них включены затраты на управленческий персонал подрядчика и разъездных рабочих, таких как монтажники трубопроводов, электрики и путевые рабочие, стоимость оборудования и его эксплуатации, а также все прочие расходы, но они не включают в себя прибыль подрядчика и стоимость материалов, идущих на постоянную обделку.

Оборудование подрядчика описано в докладе г-на Генри Джаппа (Henry Japp), члена Американского общества инженеров-строителей, и здесь рассматриваться не будет.

Подрядчики вели работы с трех разных площадок. Из постоянных шахт, расположенных вблизи реки в Манхэттене, четыре проходческих щита двигались на восток примерно до середины реки; а из двух аналогичных шахт на берегу Ист-Ривер в Лонг-Айленд-Сити четыре проходческих щита двигались на запад навстречу щитам из Манхэттена. Из временной шахты около Ист-авеню в Лонг-Айленд-Сити наземный участок протяженностью около 2000 футов был пройден до речных шахт.

Тоннели от Ист-авеню до речных шахт.

Проходка временной шахты на Ист-авеню была сравнительно простой задачей. По ходу выемки грунта было погружено примерно на 28 футов до скального основания грубое шпунтовое ограждение из досок размером 6 на 12 дюймов, образующее прямоугольник размером 127 на 34 фута и раскрепленное мощными деревянными балками. Ниже этого уровня шахта была пробита в скальном грунте на глубину около 27 футов без крепления. Как только шахта была углублена (это произошло 30 сентября 1904 года), в тоннелях A, B и D были начаты нижние забои в западном направлении. Когда они были пройдены примерно на половину расстояния до речных шахт, встретился мягкий грунт (см. пикетаж 59, планшет XIII). Поскольку в грунте было много воды, было решено использовать сжатый воздух. В забое были возведены перемычки, и при давлении воздуха около 15 фунтов на кв. дюйм забой был пройден через мягкий грунт до скального основания традиционными методами горной проходки. После этого использование сжатого воздуха было прекращено. К западу от этого мягкого грунта был пройден верхний забой с последующей разработкой уступа до мягкого грунта примерно на пикете 66. Тоннель C, располагавшийся выше, в большей степени залегал в мягком грунте, и сначала планировалось отложить его разработку до тех пор, пока он не будет хорошо осушен нижними забоями в тоннелях по обеим сторонам. Чуть позже было решено использовать проходческий щит без применения сжатого воздуха. Этот щит ранее использовался при проходке станций тоннеля «Грейт Нозерн энд Сити» в Лондоне. Он был перестроен: его диаметр был изменен с 24 футов 8,5 дюйма на 23 фута 5,25 дюйма. Он оказался слишком слабым, и после того как он просел примерно на 4 дюйма и его трижды поднимали домкратами, от этой схемы отказались, щит демонтировали, а работы продолжили методами, применявшимися в других тоннелях. Щит был довольно легким, но, вероятно, он выдержал бы нагрузку, если бы использовался со сжатым воздухом или если бы проходимый материал целиком состоял из грунта. Здесь же в нижней части находилась узкая бетонная постель, а скальный порода доходила примерно до середины тоннеля; выемка производилась с расчетом на свободный проход щита, и никакой боковой поддержки он не получал. Щит представлял собой цилиндр, раздавленный усилиями, приложенными сверху и снизу.

За исключением этого испытания щита в тоннеле C и нового метода в тоннеле B, где применялся сжатый воздух, но не использовался щит, описание работ в одном тоннеле справедливо для всех.

Из нижних забоев в нескольких местах каждого тоннеля, где имелось достаточное покрытие из скальной породы сверху, были начаты распашки забоя (break-ups). Там, где свод находился в мягком грунте, из точек распашки проходились верхние забои и крепились деревянной крепью. Как только выемка полноразмерного сечения завершалась, монтировалась чугунная обделка, как правило, короткими захватками.

На планшете XIII можно заметить понижение в скальном грунте между пикетом 65 и речными шахтами, в результате чего все тоннели оказались в мягком грунте. Поскольку это место находилось прямо под пассажирской станцией Пенсильванской железной дороги, было сочтено наилучшим решением использовать проходческий щит и сжатый воздух. Это было сделано в тоннелях A, C и D, причем один и тот же щит последовательно применялся для всех трех. Сначала его смонтировали в тоннеле D на пикете 64 + 47. Оттуда его провели на запад до речной шахты. Затем его разобрали и заново смонтировали в тоннеле C на пикете 63 + 63 и провели на запад до шахты. После этого выяснилось, что времени на проходку всех четырех линий одним щитом не хватит. Опыт в тоннелях C и D доказал, что состояние грунта значительно лучше, чем ожидалось. В песке содержалось значительное количество глины, и после удаления воды сжатым воздухом он приобрел очень высокую устойчивость. Был разработан специальный метод крепления, и тоннель B был пройден от пикета 66 + 10 до шахты с применением сжатого воздуха, но без щита. Тем временем щит был вновь смонтирован в тоннеле A и протащен через мягкий грунт от пикета 65 + 48 почти до речной шахты, где был демонтирован.

В щитовых работах не было ничего необычного; они были примерно такими же, как и работы под рекой, которые подробно описаны в другом месте. Несмотря на большую осторожность при разработке грунта перед щитом и своевременное нагнетание цементного раствора позади него, наблюдалась небольшая осадка вышележащего здания, составившая около 1,5 дюйма в стенах и около 5 дюймов в полах по грунту, которые представляли собой бетонные плиты, уложенные подобно тротуару непосредственно на грунт. Невозможно сказать точно, была ли эта осадка следствием выноса грунта при щитовой проходке или уплотнения грунта из-за его высушивания сжатым воздухом.

Интересными особенностями этих работ на участке от Ист-авеню до речных шахт являются методы горной проходки и монтаж чугунного тоннеля без применения щита.

Выемка полностью в скальном грунте.

Там, где тоннель целиком проходил в хорошем скальном грунте, применялись два различных метода. Первый — метод нижнего забоя с последующей распашкой, а второй — метод верхнего забоя с уступом. Первый проиллюстрирован на рис. 1 и 2 планшета LXIII. После проходки нижнего забоя шириной 13 футов и высотой 9 футов начиналась распашка путем взрывного обрушения породы, в результате чего образовывалась камера на всю высоту тоннеля. Деревянная платформа, показанная на чертеже, устанавливалась в нижнем забое и простиралась через камеру распашки. План заключался в том, чтобы пробурить весь забой выше нижнего забоя и обрушить его взрывом на деревянный помост, сохраняя тем самым внизу проход для транспортировки породы из забоя и удаленных точек распашки. Начиная с состояния, показанного на планшете XIII, бурился забой, затем колонковые буры снимались, а куски породы (порода) лопатами забрасывались через отверстия в помосте в находящиеся внизу вагонетки для породы. После этого забой взрывом обрушивался на помост, буровые колонки устанавливались на груде породы, и операция повторялась. Этот метод имеет то преимущество, что нижний забой можно быстро пройти насквозь и вести из него работы в тоннеле сразу в нескольких точках. Он оказался более дорогим, чем метод верхнего забоя с уступом, и как только понижение в скальном грунте примерно на пикете 59 было пройдено, в каждом из четырех тоннелей был пройден верхний забой высотой около 7 футов и примерно в форме сегмента круга диаметром 23 фута. Остальная часть сечения извлекалась двумя уступами: первый, высотой около 4 футов, опережал примерно на 15 футов нижний уступ, высота которого составляла оставшиеся примерно 11 футов.

Выемка в грунте и скальном основании.

Около 2500 футов тоннеля, свод которого залегал в мягком грунте, было разработано при нормальном давлении воздуха с использованием горнопроходческих методов и крепления. На большей части этого участка поверхность скального основания находилась значительно выше середины тоннеля. Этот метод крепления и проходки, хотя и является общеизвестным, в Соединенных Штатах применяется не повсеместно.

Plate LXIII
Plate LXIII

Начиная с распашки в сплошном скальном грунте, как описано выше и показано на планшете XIII, при приближении к мягкому грунту из скального массива в направлении земли и сквозь нее проходился верхний забой. Этот забой имел высоту около 7 футов и ширину около 6 футов. Проходка осуществлялась обычным методом с использованием стоек, верхняков и затяжных досок. Грунт представлял собой плывун с небольшим количеством глины или вовсе без нее и местами с большим количеством воды на начальном этапе. Все забои требовали установки боковых затяжек. Доски потолочной затяжки располагались на высоте примерно 2,5 или 3 футов над внешней границей обделки тоннеля, как показано на рис. 3, 4 и 5 планшета LXIII. Следующим шагом была установка двух верхних продольных брусьев (crown-bars) AA, обычно длиной около 20 футов, под верхняки. Затем под брусья устанавливались стойки, а поверх брусьев выдвигались затяжные доски перпендикулярно оси тоннеля. По мере задавливания этих затяжек боковые затяжки первоначального забоя удалялись, и производилась выемка грунта до концa этих новых поперечных затяжек. Торцевые доски (забойная крепи) устанавливались вертикально под концами поперечных затяжек по достижении ими предельного вылета. После этого как можно дальше наружу устанавливались боковые брусья BB, опирающиеся на наклонные стойки. Эти стойки доводились до скального основания, если оно находилось близко, а если нет, то устанавливался лежень.

Поверх этих боковых брусьев задвигался новый комплект поперечных затяжек, и процесс повторялся до тех пор, пока боковые стенки не были доведены до скального основания или до отметки лежней, поддерживающих стойки, которые обычно располагались примерно на 4 фута выше оси тоннеля.

План заключался в том, чтобы вынуть оставшуюся часть сечения и смонтировать чугунную обделку короткими захватками, постепенно перенося вес кровельных брусьев на чугунную обделку по мере удаления стоек. Это означало, что можно было смонтировать не более четырех колец, а часто лишь одно кольцо, прежде чем возникала необходимость в выемке грунта и установке короткой захватки постели. До того как стойки под кровельными брусьями могли быть демонтированы, а вес перенесен на чугунную обделку, в передней части чугунной обделки устанавливалась перемычка для раствора, и за обделку нагнетался цементный раствор по меньшей мере до уровня 45° от верха. Подобные работы велись одновременно в восьми местах одного тоннеля. Там, где приходилось бороться лишь со стандартными грунтовыми водами, проходка верхнего забоя очень тщательно осушала грунт, и расширение выработки выполнялось легко и без серьезного выноса грунта. В этих условиях осадка поверхности составляла от 6 дюймов до 2 футов.

Под Борден-авеню воды было больше; вероятно, она поступала из протекающей канализации. Ее количество было недостаточным для образования потока, но достаточным для того, чтобы поддерживать грунт в полностью водонасыщенном состоянии. В течение шести или восьми недель между проходкой верхнего забоя и монтажом чугунной обделки наблюдался непрерывный, хотя и едва заметный приток грунта через каждую щель в креплении, и здесь осадка поверхности составила от 4 до 8 футов.

Проходка тоннелей в условиях сжатого воздуха без щита.

Когда стало очевидно, что времени на проходку участков в мягком грунте во всех четырех тоннелях под пассажирской станцией Пенсильванской железной дороги с помощью одного щита не хватит, был принят метод, который применялся в тоннеле B. Хотя он был не столь быстрым, он оказался столь же экономичным, как и работы, выполнявшиеся с помощью щитов. Рис. 6 и 7 планшета LXIII и рис. 1 планшета LXIV довольно хорошо иллюстрируют этот процесс. Суть этого метода заключалась в следующем: после установки чугунной обделки до забоя полноразмерной выемки пробивалось отверстие или верхний забой шириной около 3 футов и высотой 4 или 5 футов на глубину примерно 10 футов. Эта операция выполнялась за несколько часов без какого-либо крепления; однако, как только выработка или забой продвигались на 10 футов вперед, в своде устанавливались деревянные затяжки (лагги) размером 6 на 12 дюймов, причем задние их концы опирались на чугунную обделку, а передние — на вертикальные забойные доски. Затем забой быстро расширялся с укладкой затяжек вниз примерно до 45° от замка свода. Передние концы затяжек поддерживались деревянной рамой и лежнем. Под защитой этого свода производилась выемка всего сечения, монтировалось три кольца чугунной обделки с нагнетанием раствора, после чего весь процесс повторялся.

Plate LXIV, Fig. 1.--Tunneling in Compressed Air Without Shield.
Plate LXIV, Fig. 1.—Tunneling in Compressed Air Without Shield.

Plate LXIV, Fig. 2.--T-Head Air-lock.
Plate LXIV, Fig. 2.—T-Head Air-lock.

Plate LXIV, Fig. 3.--Cutting Edge of Caisson Assembled.
Plate LXIV, Fig. 3.—Cutting Edge of Caisson Assembled.

Plate LXIV, Fig. 4.--Caisson Supported on Jacks and Blocks.
Plate LXIV, Fig. 4.—Caisson Supported on Jacks and Blocks.

Бетонные постели, забутовка камнем вручную и нагнетание раствора.

Если бы тоннель на Ист-авеню строился с помощью щитов, как предполагалось на этапе его проектирования, пространство между контуром выемки и чугунной обделкой было бы несколько меньшим, чем при фактически использовавшемся методе, особенно на участках в грунте. Это пространство заполнялось бы цементным раствором, нагнетаемым через чугунную обделку. Изменение метода производства работ позволило использовать более дешевый материал вместо части раствора и в то же время облегчило ведение работ.

Тоннель из чугунных колец предназначен для сборки в хвосте проходческого щита. Там, где щит не использовался, после завершения выемки и удаления всей рыхлой породы поперек тоннеля закреплялись брусья, на которых подвешивались полукруглые ребра, а под ними укладывались затяжки. Пространство между ними и неровной поверхностью скального основания заполнялось бетоном. Это формировало постель, в которой можно было монтировать чугунный тоннель, и одновременно занимало пространство, которое в случае применения щита было бы заполнено цементным раствором с большими затратами.

Сразу после монтажа каждого чугунного кольца пространство между ним и сводом выработки заполнялось камнем, уложенным вручную. Примерно у каждого шестого кольца между обделкой и скальным основанием возводилась стена из камня на растворе, служившая перемычкой для удержания цементного раствора. Пустоты между камнями ручной укладки затем заполнялись раствором цемента и песка состава 1 к 1, нагнетаемым через чугунную обделку. Объем бетонных постелей составлял в среднем 1,05 куб. ярд. на фут тоннеля, а их стоимость без учета материалов составляла 6,70 долл. за куб. ярд, из которых 2,25 долл. приходилось на рабочую силу и 4,45 долл. — на накладные расходы. Объем камня ручной укладки составлял в среднем 1,5 куб. ярд. на фут тоннеля при стоимости 2,42 долл. за куб. ярд, из которых 0,98 долл. приходилось на рабочую силу и 1,44 долл. — на накладные расходы.

Монтаж чугунной обделки.

Подрядчики планировали осуществлять монтаж чугунной обделки с помощью укладчиков (эректоров) той же конструкции, что и на щите под рекой, установленных на передвижной платформе. Они будут подробно описаны в докладе г-на Джаппа. В каждом тоннеле в разных местах работало по две такие платформы с укладчиками. Работы в тоннеле велись из стольких точек, что эти укладчики невозможно было перемещать с одного фронта работ на другой. В результате около 58% обделки было смонтировано вручную. На первый взгляд это кажется примитивным и нерациональным методом, так как плиты весили около 1 тонны каждая, а вручную было смонтировано около 20 000 плит. Как оказалось на практике, стоимость оказалась не выше, чем при монтаже с помощью механизмов, если принять во внимание затраты на укладчики и силовое оборудование. Однако это во многом объяснялось тем, что ручной монтаж настолько сократил объем работы, подлежащей выполнению машинами, что на долю последних пришлась чрезмерно высокая доля расходов на оборудование.

Ручной монтаж был очень простым. Переносная ручная лебедка с трехвосьмидюймовым стальным тросом устанавливалась в любом удобном месте. Стальной трос пропускался через блок, закрепленный за верхнюю часть ранее смонтированного чугуна; либо, если свод находился в мягком грунте, точки крепления обеспечивались деревянной крепью. Конец стального троса затем цеплялся за болтовое отверстие новой плиты, два человека у лебедки поднимали плиту, а еще три или четыре человека раскачивали ее в приблизительное положение и с помощью монтажных ломиков и бородков устанавливали на место и закрепляли болтами. Там, где над чугунной обделкой не было деревянной крепью, замковая и соседние плиты иногда устанавливались на подкладки на деревянном помосте, после чего домкратами поднимались в проектное положение.

Шахты в Лонг-Айленде.

Речные шахты были спроектированы так, чтобы служить как рабочими шахтами, так и постоянными проемами в тоннели, поэтому они выполнялись более крупными и прочными, чем потребовалось бы исключительно для целей строительства. На планшете X в докладе г-на Нобла показана их конструкция. Они состоят из двух стальных кессонов размером по плану 40 на 74 фута со стенами толщиной 5 футов, заполненными бетоном. Стена толщиной 6 футов разделяла каждую шахту на два отделения размером 29 на 30 футов каждое, расположенных непосредственно над тоннелем. В бортах кессонов были предусмотрены круглые проемы для тоннелей диаметром 25 футов. Во время погружения они закрывались перемычками из стальных листов, подкрепленных горизонтальными стальными бальями (балками). Шахты погружались как пневматические кессоны на глубину 78 футов ниже среднего уровня высокой воды. Существовало лишь несколько кессонов большего размера и большей глубины погружения, чем эти, однако большинство крупных кессонов предназначалось для фундаментов, таких как опоры мостов, и останавливалось на поверхности скального грунта или чуть ниже нее. Необычной особенностью кессонов шахты Лонг-Айленда является то, что они были погружены на 54 фута в скальный грунт.

Была надежда, что скальная порода окажется достаточно прочной, чтобы позволить остановить кессоны на ее поверхности или чуть ниже нее и продолжить выемку без их дальнейшего погружения; по этой причине первоначально был заказан металл только для нижней 40-футовой части кессонов.

Потолок рабочей камеры располагался на 7 футов выше режущей кромки. Он представлял собой стальной настил, спроектированный подрядчиками и состоявший из пяти стальных балок высотой 6 футов, длиной 29 футов, расположенных с шагом 5 футов. Между ними находились листы, выгнутые вверх с радиусом 4 фута. Каждая рабочая камера имела две шахты размером 3 фута на 5 футов в поперечном сечении с диафрагмой, разделяющей каждую на два хода: меньший для людей и больший для бадей с породой. Наверху этих шахт располагались шлюзы Морана. Наверху кессона был установлен 5-тонный кран Уилсона, который мог обслуживать каждую шахту, а также вагонетки для породы, стоявшие на путях на уровне земли рядом с кессонами. Для перемещения всей породы использовались круглые стальные бадьи диаметром 2 фута 6 дюймов и высотой 3 фута. Они извлекались из нижней части рабочей камеры, разгружались в вагонетки и возвращались вниз без расстроповки. Работы велись в три смены по 8 часов в сутки. Выемка грунта производилась со скоростью около 67 куб. ярд. в сутки из одного кессона. Выемка скального грунта в объеме около 6200 куб. ярд. в каждом кессоне выполнялась со скоростью около 44,5 куб. ярд. в сутки. Средняя скорость опускания при прохождении режущей кромкой южного кессона через грунт составляла 0,7 фута в сутки. В скальном грунте скорость составляла 0,48 фута в сутки в южном кессоне и 0,39 фута в сутки в северном кессоне.

В начале все опускание выполнялось с помощью шестнадцати гидравлических домкратов. К внешней стороне кессона крепились временные кронштейны. Под каждый второй кронштейн устанавливался 100-тонный гидравлический домкрат, а под остальные устанавливались подкладки. Домкраты соединялись с насосом высокого давления в здании компрессорной. По мере того как домкраты приподнимали кессон, подкладки переустанавливались в более низкое положение, на которое кессон опускался при сбросе давления в домкратах. После того как кессон углублялся в грунт примерно на 10 футов, внешние кронштейны демонтировались, а опускание регулировалось подкладками, устанавливаемыми под кронштейны внутри рабочей камеры. Кессон обычно опирался на три комплекта подкладок с каждой стороны и по два с каждого торца. Подкладки располагались примерно на 4 фута внутри от режущей кромки. В скальном грунте, по мере того как режущая кромка освобождалась для опускания примерно на 2 фута, под угол режущей кромки устанавливались дубовые стойки сечением 6 на 8 дюймов. Когда устанавливалось достаточное количество стоек, подкладки, на которых покоился кессон, выбивались или взрывались, и порода под ними разрабатывалась. После этого подкладки устанавливались заново на более низкой отметке. Стойки под режущей кромкой надпиливались наполовину, а давление воздуха снижалось примерно на 10 фунтов, что увеличивало чистый вес до более чем 4 000 000 фунтов. После этого стойки постепенно разрушались, и кессоны опускались на новые подкладки. Наклон или горизонт кессона контролировался путем более глубокого подпиливания стоек с той стороны, которую требовалось сместить в первую очередь.

Кессон почти всегда имел очень большой чистый вес, обычно около 870 тонн. Бетон в стенах, который добавлялся по мере погружения кессона, поддерживался примерно на отметке поверхности земли. Наверху перекрытия рабочей камеры обычно находился водяной балласт глубиной от 5 до 20 футов. Давление воздуха в рабочей камере было обычно значительно ниже гидростатического напора снаружи кессона. Например, среднее давление воздуха в южном кессоне в январе 1906 года составляло 16,5 фунта, в то время как средний напор составлял 62,5 фута, что эквивалентно 27 фунтам на кв. дюйм. В этих условиях наблюдалась постоянная, но небольшая утечка воды в кессон в объеме от 15 000 до 20 000 галлонов в сутки.

В скальном грунте выемка всегда производилась на 2–5 дюймов наружу от режущей кромки. Как только режущая кромка освобождалась, под нее укладывались мешки с глиной плотным, хорошо перевязанным штабелем, так что при опускании кессона мешки прорезались, и большая часть глины вместе с мешками выдавливалась назад за режущую кромку между скальным основанием и кессоном.

В таблице 1 показано соотношение между конечным положением кессонов и проектным.

Стоимость выемки скального грунта в кессоне составляла 4,48 долл. за куб. ярд по рабочей силе и 10,54 долл. по накладным расходам.

Нижняя часть шахты представляет собой обратный бетонный свод толщиной 4 фута с гидроизоляцией из 6-слойного войлока на пекóвом вяжущем. Как только кессон опускался в конечное положение и выемка завершалась, на неровные поверхности скального основания укладывался бетон, который выводился до проектной линии гидроизоляции и покрывался гладким слоем растворной стяжки толщиной 1 дюйм. Войлок склеивался на поверхности в 3-слойные маты с использованием горячего каменноугольного пека. Они скатывались в рулоны и спускались в рабочую камеру, где укладывались на жидком холодном пеке при температуре 60 °F. Каждый лист войлока перекрывал нижележащий на 6 дюймов. Гидроизоляция покрывалась слоем штукатурки из раствора толщиной 1 дюйм, после чего укладывался бетон 4-футового обратного свода. Во время выполнения гидроизоляционных и бетонных работ давление воздуха поддерживалось на уровне от 30 до 33 фунтов на кв. дюйм, что соответствовало полному гидростатическому напорному давлению у режущей кромки. После выстаивания в течение десяти дней давление воздуха сбрасывалось, и начинался демонтаж перекрытия рабочей камеры. Гидроизоляционные работы выполнялись компанией «Юнион Констракшн энд Уотерпруфинг Компани» (Union Construction and Waterproofing Company).

ТАБЛИЦА 1. — Соотношение между конечным положением кессонов и проектным.

Location. | Long Island City.
Shaft. | North. | South.
Corner. | High. | East. | North. | High. | East. | North.
Northeast | 0.21 ft. | 0.08 ft. | 0.05 ft. | 0.32 ft. | 0.15 ft. | 0.28 ft.
Northwest | 0.22 " | 0.08 " | 0.02 " | 0.00 " | 0.15 " | 0.12 "
Southwest | 0.27 " | 0.14 " | 0.02 " | 0.18 " | 0.45 " | 0.12 "
Southeast | 0.23 " | 0.14 " | 0.05 " | 0.39 " | 0.45 " | 0.28 "

Location. | Manhattan.
Shaft. | North. | South.
Corner. | High. | East. | South. | High. | East or West. | North or South.
Northeast | 0.23 ft. | 0.74 ft. | 0.38 ft. | 0.00 ft. | 0.06 ft. east. | 0.04 ft. south.
Northwest | 0.00 " | 0.74 " | 0.22 " | 0.08 " | 0.06 "      " | 0.13 "   north.
Southwest | 0.11 " | 0.31 " | 0.22 " | 0.21 " | 0.45 "   west. | 0.13 "      "
Southeast | 0.46 " | 0.31 " | 0.38 " | 0.04 " | 0.45 "      " | 0.04 "   south.

Стоимость рабочей силы в условиях сжатого воздуха, относимая на бетонирование, составляла 3,40 долл. за куб. ярд.

После демонтажа перекрытия каждой рабочей камеры щит монтировался на деревянной постели в нижней части шахты в положении, обеспечивающем его выдвижение из проема в западной стене кессона. В шахте устанавливались временные кольца чугунной обделки, служившие упором для домкратов щита.

Затем потолок рабочей камеры монтировался заново примерно на 35 футов выше своего первоначального положения и примерно на 8 футов выше проемов тоннелей. На этот раз вместо двух малых шахт, использовавшихся во время погружения кессона, была построена крупная стальная шахта со шлюзом с T-образной головкой. Это показано на рис. 2 планшета LXIV. Шахта имела диаметр 8 футов. Внутри находились лестница и лифтовая клеть для спуска и подъема людей и стандартных однокубовых вагонеток для тоннелей. Наверху, образуя головку буквы T, располагались два стандартных шлюза для тоннелей.

Шахты в Манхэттене.

В Манхэттене над каждой парой тоннелей была сооружена постоянная шахта, аналогичная речным шахтам в Лонг-Айленд-Сити. Каждая шахта располагалась поперек двух линий, причем ее длинная ось была перпендикулярна тоннелям. На планшете XIII показано их относительное расположение. Они были разделены поровну железобетонной перегородкой, перпендикулярной оси тоннелей. По завершении строительства западные части были переданы подрядчику по строительству поперечно-городских тоннелей для его исключительного использования.

Южная шахта. — Работы на южной шахте начались 9 июня 1904 года с проходки испытательного шурфа размером 16 на 16 футов в центре южной половины южной шахты, который достиг разрушенной породы на глубине около 20 футов.

Начиная с августа, вся площадь шахты размером 74 на 40 футов была разработана открытым способом без крепления до скального основания, а в скальном грунте до проектной отметки тоннеля была пройдена шахта размером 20 на 50 футов, с оставлением бермы шириной 10 или 12 футов вокруг нее (рис. 1, планшет LXX).

Монтаж кессона начался примерно в середине января на скальной берме вокруг шахты размером 20 на 50 футов и примерно на 15 футов ниже поверхности. На рис. 3 планшета LXIV показана собранная режущая кромка кессона. Выемка малой шахты показала, что предстоит встретить твердую скальную породу и лишь очень незначительное количество воды, и что кессон нужно опустить лишь на небольшое расстояние ниже поверхности скального основания. Поэтому перекрытие рабочей камеры не предусматривалось, кессон был построен высотой всего 40 футов, а круглые проемы были замурованы наглухо.

Сборка кессона заняла 2,5 месяца, и 2 апреля началось опускание. Обратные кронштейны были временно приболчены к крепежным кронштейнам режущей кромки, а погружение осуществлялось методами, аналогичными применявшимся в Лонг-Айленде. Домкраты и подкладки, поддерживающие кессон, показаны на рис. 4 планшета LXIV. Как только режущая кромка вошла в скальный грунт, пробуренный примерно на 6 дюймов наружу от проектного контура, пространство вокруг кессона было засыпано глиной и породой для придания ему устойчивости и создания сил трения по боковой поверхности. По мере возрастания трения стены заполнялись бетоном, а по мере медленного оседания кессон удерживался и направлялся подкладками. Режущая кромка в конечном итоге остановилась на отметке 31 фут ниже среднего уровня высокой воды, причем погружение было выполнено примерно за семь недель со средней скоростью 0,50 фута в сутки.

Конечное положение режущей кромки относительно проектного показано в таблице 1.

У подножия кессона была оставлена берма шириной около 4 футов, ниже которой скальный грунт имел некоторую трещиноватость и требовал крепления. Режущая кромка кессона была загерметизирована по контуру со скальным основанием с помощью раствора снаружи и бетонного основания стен кессона изнутри, причем последнее опиралось на 4-футовую берму. После завершения строительства шахты был выемкой доведен до проектной отметки постоянный зумпф для использования в период строительства.

Северная шахта. — Северную шахту пришлось погружать в условиях очень ограниченного пространства. Восточная сторона кессона в одной точке не доходила до соседнего здания всего на 1 фут, в то время как северо-западный угол находился на таком же расстоянии от восточной линии Первой авеню. Как и в случае с шахтами в Лонг-Айленде, металлоконструкции только для нижней 40-футовой части были заказаны в самом начале. Эта высота была полностью собрана до начала погружения. Кессон опускался примерно таким же образом, как и описанные ранее. Опорные кронштейны для гидравлических домкратов крепились, как и на южной шахте, изнутри к кронштейнам режущей кромки. Восточная сторона кессона соприкасалась с фундаментами соседнего здания, в то время как западная сторона находилась в гораздо более мягком грунте. Вследствие этого западная сторона имела тенденцию опускаться быстрее, что выводило кессон из уровня и проектного положения. Чтобы противодействовать этой тенденции, восточную стену необходимо было сильно нагрузить чугунными элементами тоннельной обделки в дополнение к бетонному заполнению стен.

Вскоре после начала погружения был пройден небольшой испытательный шурф до отметки ниже верха тоннелей. Порода оказалась прочной, твердой и практически сухой. Тогда было решено остановить кессон сразу же после достижения надежного основания на прочном скальном грунте. Последний был обнаружен на глубине 38 футов ниже среднего уровня высокой воды. При посадке режущей кромки на этой глубине верх кессона возвышался над средним уровнем высокой воды всего на 2 фута, и поскольку это было недостаточной защитой от высоких приводов, была заказана 10-футовая надставка для верхней части. Тем не менее работы по остальной выемке продолжались без промедления. Стык между режущей кромкой и скальным основанием был загерметизирован бетоном и раствором. Кессон опускался со средней скоростью 0,53 фута в сутки. Размер шахты ниже режущей кромки составлял 62 фута 7 дюймов на 32 фута. Средняя скорость выемки при погружении в мягком грунте составляла 84 куб. ярд. в сутки. Средняя скорость выемки скального грунта ниже конечного положения режущей кромки составляла 125 куб. ярд. в сутки. Работы велись в ночную и дневную смены продолжительностью по 10 часов каждая. Выемка грунта стоила 3,96 долл. за куб. ярд, из которых 1,45 долл. приходилось на рабочую силу и 2,51 долл. — на накладные расходы и т. д. Выемка скального грунта обошлась в 8,93 долл. за куб. ярд, из которых 2,83 долл. составила стоимость рабочей силы и 6,10 долл. — накладные расходы.

Конечные отметки четырех углов режущей кромки, а также их отклонения от проектных положений приведены в таблице 1.

Речные тоннели.

Четыре речных тоннеля между шахтами в Манхэттене и Лонг-Айленд-Сити протяженностью около 3900 футов были построены щитовым методом. Было смонтировано восемь щитов, по одному на каждой линии в каждой шахте: четыре щита со стороны Манхэттена двигались на восток до соединения примерно посредине реки с четырьмя щитами, движущимися на запад из Лонг-Айленд-Сити. Ближе к концу работ стало очевидно, что щиты в тоннелях B, C и D встретятся в мягком грунте немного восточнее рифа Блэкуэллс-Айленд, если работы во всех забоях будут продолжены. Чтобы стыковка произошла в прочной породе, работы со стороны Манхэттена в этих трех тоннелях были приостановлены, когда щиты достигли края гряды. Щиты в тоннеле A встретились в соответствующей точке без остановки работ на любой из сторон. В среднем было пройдено 1760 футов тоннеля со стороны Манхэттена и 2142 фута со стороны Лонг-Айленд-Сити.

Plate LXV, Fig. 1.--Shield Fitted with Sectional Sliding Hoods and Sliding Extensions to the Floors.
Plate LXV, Fig. 1.—Shield Fitted with Sectional Sliding Hoods and Sliding Extensions to the Floors.

Plate LXV, Fig. 2.--Shield Fitted with Fixed Hoods and Fixed Extensions to the Floors.
Plate LXV, Fig. 2.—Shield Fitted with Fixed Hoods and Fixed Extensions to the Floors.

Тоннели, пройденные на восток из Манхэттена.

Материалы и начало работ. — Встреченные материалы показаны на продольном профиле на планшете XIII и были аналогичными во всех тоннелях. В целом они оказались такими же, как указывалось в предварительных скважинах. Материалы, встреченные в тоннеле A, можно считать типичными для всех тоннелей.

Двигаясь из шахты Манхэттена на восток, последовательно проходили 123 фута участка полностью в скальном грунте, 87 футов смешанного грунтово-скального участка, 723 фута участка полностью в грунте, 515 футов смешанного скально-грунтового участка, 291 фут участка полностью в скальном грунте и 56 футов смешанного скально-грунтового участка.

Порода на стороне Манхэттена представляла собой гудзонский сланцевый амфиболит, тогда как порода в рифе — фордхэмский гнейс. Здесь, как и в других местах, они были очень похожи друг на друга; гнейс был немного тверже, но обе породы были сильно иссечены трещинами и разломами. Везде, где они встречались при этих работах, поверхность скального основания была покрыта отложениями валунов, гравия и песка толщиной от 4 до 10 футов и в среднем около 6 футов.

Наклон поверхности гряды со стороны Манхэттена составлял в среднем примерно 1 по вертикали к 4 по горизонтали. Порода вблизи поверхности была изобилована зонами дезинтеграции и сильно разрушена. Она имела нерегулярное залегание и падала на запад под углом около 60 градусов. Крупные куски часто откалывались от забоя и сползали в щит, нередко обнажая песок. Поверхность скального основания была весьма неровной и покрыта валунами и отдельными глыбами породы, залегающими в крупнозернистом песке и гравии. Песок и гравий позволяли воздужу свободно улетучиваться. К тому моменту, когда щиты полностью освободились от скального основания, материал в забое сменился на мелкий песок, прослоенный каждые несколько дюймов очень тонкими слоями глинистого материала шоколадного цвета. Этот материал в других местах именуется плывуном. По мере продвижения щита на восток количество и толщина глиняных прослоек увеличивались, пока глина не составила по меньшей мере 20% от всей массы, причем многие прослойки имели толщину 2 дюйма.

На расстоянии около 440 футов за манхэттенской грядой материал в нижней части забоя внезапно сменился на такой, в котором слои глины составляли, вероятно, 98% от общего объема. Слои песка имели толщину не более 1/16 дюйма и располагались в среднем на расстоянии около 2 дюймов друг от друга. Поверхность глины постепенно поднималась на протяжении 40 футов в тоннелях A и B и 100 футов в тоннелях C и D, после чего в нижней части щита появлялись гравий и валуны. К тому времени глина составляла примерно половину забоя.

Поверхности как глины, так и гравия были неровными, но постепенно поднимались. После встречи со скальным основанием формации гравия и глины шли примерно параллельно поверхности породы.

По мере подъема поверхности скалы они поочередно исчезали и вновь появлялись, когда щиты выходили из скального массива на восточной стороне рифа Блэкуэллс-Айленд. К востоку от рифа в гравийных отложениях присутствовало большое количество крупного рыхлого песка до того, как глина появлялась ниже верха режущей кромки. В тоннелях C и D с этим было особенно трудно справиться. Представляется вполне обоснованным предположение, что слой глины был непрерывным на протяжении всего рифа. Везде, где глина поднималась выше верха щита, она существенно уменьшалась утечку воздуха. Несомненно, во многом именно благодаря этому обстоятельству участки со смешанным скальным грунтом в пределах рифа не были самыми сложными участками работ.

Во время выемки нижних частей шахт тоннели были пройдены на восток в сплошном скальном грунте на расстояние около 60 футов, где было обнаружено, что порода в верхней части несколько разрушена. Это было максимальное расстояние, на которое считалось целесообразным продвигаться полноразмерным сечением без давления воздуха. Примерно в то же время из шахт были пройдены верхние забои на запад на расстояние 100 футов, а забои были расширены до полного сечения на длине 50 футов. Цель заключалась в том, чтобы избежать повреждения шахты и создания помех для речного тоннеля при начале работ подрядчиком по строительству поперечно-городского тоннеля.

Plate LXVI, Fig. 1.--Rear of Shield Showing Complete Fittings.
Plate LXVI, Fig. 1.—Rear of Shield Showing Complete Fittings.

Plate LXVI, Fig. 2.--Shield with Lower Portion of Bulkhead Removed.
Plate LXVI, Fig. 2.—Shield with Lower Portion of Bulkhead Removed.

Щиты монтировались на деревянных постелях в шахте и подвигались вперед к забою выемки. Затем поперек тоннелей позади щитов возводились бетонные перемычки с необходимыми шлюзовыми камерами. Щиты монтировались до установки разделительных стен между двумя контрактами. Кольца чугунной обделки тоннеля, подкрепленные балками, перекрывающими проемы с западной стороны, монтировались поперек шахт во временном порядке, чтобы обеспечить упор для домкратов щита при входе в порталы. Движение щита на восток продолжалось в каждом тоннеле на расстояние около 60 футов, и по мере продвижения щита монтировалась постоянная чугунная обделка тоннеля. До выхода из скального массива необходимо было подать в тоннели давление воздуха. Это требовало сооружения перемычек со шлюзами внутри чугунной обделки непосредственно к востоку от порталов. Перед монтажом перемычек было необходимо закрыть кольцевой зазор между чугунной обделкой тоннеля и скальным основанием. Пространство у портала было заполнено бетонной стеной. После того как в каждом тоннеле было смонтировано около двадцати постоянных колец, два кольца раздвигались в хвосте щита, и строилась вторая каменная стена или перемычка. Пространство между двумя перемычками затем заполнялось цементным раствором. Во избежание возможности смещения чугуна назад после подачи давления воздуха, в восемнадцать кольцевых стыков в каждом тоннеле между кольцами по мере их монтажа устанавливались пластины сегментного типа толщиной 5/8 дюйма и шириной 13-7/8 дюйма. В пластинах имелись прорези, совпадающие с отверстиями в сегментах. После выхода колец из щита пластины выдвигались наружу и выступали примерно на 5 дюймов. При нагнетании раствора в тоннель пластины замоноличивались.

Перемычки были завершены, и в тоннели было подано давление воздуха в следующие даты:

Линия D — 5 октября 1905 года; Линия C — 6 ноября 1905 года; Линия B — 25 ноября 1905 года; Линия A — 1 декабря 1905 года.

Этим завершился подготовительный период.

В самой глубокой части реки, вблизи линии фронта застройки пирсов со стороны Манхэттена, естественное покрытие над сводами тоннелей составляло всего 8 футов. Это покрытие состояло из описанного выше мелкого песка, и было очевидно, что через него из тоннелей будет свободно уходить воздух. Чтобы обеспечить большую толщину покрытия и ограничить потерю воздуха, подрядчик подготовил работы по укрытию трассы тоннелей глиняными отсыпками (экранами), которые, впрочем, были предусмотрены спецификациями. Разрешения, как описано далее, получались в разное время у военного министра на отсыпку глины различной толщины над трассой работ. Отсыпка для глиняного экрана, разрешенного по первому разрешению, была завершена в феврале 1906 года. Толщина этого экрана значительно варьировалась, но составляла в среднем 10 или 12 футов со стороны Манхэттена. Первоначальный экран принес большую пользу, но толщины слоя глины оказалось недостаточно для прекращения утечки воздуха.

Основные части щитов во всех четырех тоннелях были абсолютно одинаковыми. Однако щиты в тоннелях B и D изначально были оснащены секционными сдвижными козырьками и выдвижными фартуками полов рабочих камер, как показано на рис. 1 планшета LXV. Щиты в тоннелях A и C изначально были оснащены неподвижными козырьками и неподвижными удлинителями полов, как показано на рис. 2 планшета LXV. Полное описание щитов приведено в докладе г-на Джаппа.

Щиты в каждой паре тоннелей продвигались через участок сплошного скального основания примерно на одном уровне друг с другом, пока контрольные скважины из забоя не указывали на появление мягкого грунта в пределах нескольких футов. Поскольку расстояние между бортами двух тоннелей составляло всего 14 футов, было сочтено лучшим дать тоннелям B и D опережение примерно на 100 футов до выхода тоннелей A и C в мягкий грунт, чтобы прорыв газов из одного тоннеля не распространился на другой. Работы в тоннеле C были остановлены 23 декабря 1905 года после обнажения песка на глубину 3 фута в верхней части и оставались приостановленными в течение семи недель. Работы в тоннеле A были приостановлены 29 сентября 1905 года. К тому времени, когда тоннель B сделал требуемое продвижение, он вместе с тоннелями C и D перегружал мощности компрессорной станции. В тоннеле C до июля 1906 года велись лишь незначительные работы, а работы в тоннеле A не возобновлялись до 22 октября 1906 года.

Тоннели, пройденные на запад из Лонг-Айленд-Сити.

Материалы и начало работ. — Материалы, встреченные в тоннеле A, являются типичными для всех четырех тоннелей. Двигаясь из шахт Лонг-Айленда на запад, последовательно проходили 124 фута участка полностью в скальном грунте, 125 футов смешанного скально-грунтового участка, 22 фута участка полностью в скальном грунте, 56 футов смешанного скально-грунтового участка, 387 футов участка полностью в скальном грунте, 70 футов смешанного грунтово-скального участка и 1333 фута участка полностью в грунте.

Plate LXVII
Plate LXVII

Грунты, через которые проходила трасса, указаны на листе XIII. Порода была аналогична породе рифа Блэкуэллс-Айленд и так же была покрыта слоем песка и валунов. Остальной мягкий грунт подразделялся на три класса. Первый представлял собой очень мелкий красный песок, который залегал слоем толщиной от 6 футов до по крайней мере 15 футов. Выше уровня тоннеля он мог залегать на гораздо большую глубину. Это тот самый плывун, который обычно встречается при устройстве любых глубоких фундаментов в Нью-Йорке. Ниже приведен результат ситового анализа этого песка:

|  |  | Held | on | No. | 30 | sieve | 0.6%
Passed | No. | 30, | " | " | No. | 40 | " | 0.4%
" | No. | 40, | " | " | No. | 50 | " | 0.7%
" | No. | 50, | " | " | No. | 60 | " | 2.4%
" | No. | 60, | " | " | No. | 80 | " | 14.9%
" | No. | 80, | " | " | No. | 100 | " | 54.0%
" | No. | 100, | " | " | No. | 200 | " | 8.0%
" | No. | 200 |  |  |  |  | " | 19.0%
|  |  |  |  |  |  |  | 100.0%

Это означает, что 96% зерен песка имели диаметр менее 0,0071 дюйма. 19% песка, прошедшего через сито № 200, зерна которого имели диаметр 0,0026 дюйма или менее, при наблюдении под микроскопом казались абсолютно чистыми зернами кварца; на глаз он выглядел как обычный строительный песок, острый и хорошо отсортированный по крупности от крупных зерен к мелким. Этот песок с избытком воды был плывунным. Когда вода из него выдувается воздушным давлением, он становится стабильным, хорошо держит вертикаль и очень удобен в работе. По-видимому, он представляет собой тот же красноватый плывун, который встречается в большинстве глубоких выработок в окрестностях Нью-Йорка.

Второй материал горняки окрестили «бычьей печенью» сразу же после его обнажения. «Бычья печень», по-видимому, является распространенным термином среди англоязычных горняков во всем мире. Однако сомнительно, чтобы он всегда применялся к одному и тому же материалу. В данном случае он состоял из прослоев синей глины и очень мелкого красного песка. Глина казалась совершенно чистой и полностью свободной от песка. Она легко раскалывалась по чистому, почти кристалличному излому, и в то же время была мягкой и легко разминалась. Слои глины варьировались по толщине от 1/16 дюйма до 1 дюйма, в то время как толщина слоя песка составляла от 1/4 дюйма до нескольких дюймов. Песок был тем же самым плывуном, который описан выше.

«Бычья печень» оказалась идеальным материалом для работы под проходческим щитом. Она держала вертикаль и удерживала воздух примерно так же хорошо, как и глина, но с ней было гораздо проще обращаться.

Третий материал представлял собой слой мелкого серого песка, который встречался в верхней части всех тоннелей на протяжении примерно 400 футов к востоку от рифа Блэкуэллс-Айленд. Он был очень рыхлым и состоял из зерен довольно однородного размера.

Во время вывода тоннелей из шахт и в течение более чем года после этого свод рабочей камеры в кессонах и шлюзы, описанные ранее в связи с шахтами в Лонг-Айленд-Сити, заменяли перемычку поперек тоннелей для удержания давления воздуха.

Первой работой под давлением воздуха было удаление заглушки щита, закрывавшей проем в боковой стене шахты. После этого щит был протащен через проем, и началась выемка грунта.

В начале щиты были оснащены подвижными площадками, но какие-либо защитные козырьки не устанавливались до тех пор, пока не была завершена выемка породы.

Методы выемки грунта.

Распределение извлекаемых материалов, описанное выше, разделило выемку на три четких класса, для которых пришлось разработать различные методы.

Этими тремя классами были:

Первый. — Участок полностью в скальном грунте. Второй. — Порода в нижней части, грунт в верхней. Третий. — Участок полностью в мягком грунте.

Протяженность второго и третьего классов была намного больше первого, и они, разумеется, определяли применение проходческого щита. Ранее щиты широко не применялись на скальных работах — ни там, где забои полностью состояли из породы, ни там, где они состояли из нее частично, — и методы приходилось вырабатывать на основе опыта. Технические условия требовали, чтобы при наличии породы в нижней части было уложено бетонное ложе в виде люльки, по которому продвигался бы щит.

Сплошной скальный грунт. — В разное время для выемки на участках, состоящих сплошь из породы, применялись три основных метода. Их можно назвать: метод нижней выработки (забоя); метод полносечения; метод центральной выработки (забоя).

Метод нижней выработки был опробован первым. Забой высотой около 8 футов и шириной около 12 футов проходился по центральной линии, причем его подошва располагалась как можно ближе к проектной отметке низа тоннеля. Бурение производилось обычным способом четырьмя перфораторами, смонтированными на двух колоннах. Забой опережал режущую кромку на расстояние от 10 до 30 футов. После проходки забоя на длину около 10 футов нижняя часть очищалась и устанавливалось бетонное ложе. Ширина таких лож варьировалась, но обычно составляла от 8 до 10 футов.

Выработка расширялась до полного сечения по мере продвижения щита, причем перфораторы устанавливались в передних отсеках щита, как показано на рис. 1 на листе LXVII, на котором представлены условия после того, как в перемычке был прорублен проем, но до того, как были разработаны упомянутые ниже новые методы.

Plate LXVIII
Plate LXVIII

Бока и свод обрушались взрывом в сторону забоя. Площадь забоя, остававшаяся позади выработки, была велика, и для эффективного взрыва забоя требовалось очень большое количество шпуров и несколько приемов взрывания. Как только в забое начинались взрывные работы, он полностью блокировался, и работы там приходилось приостанавливать до тех пор, пока выдача породы не была практически завершена. Метод нижней выработки был, пожалуй, столь же хорош, сколь и любой другой, который можно было бы придумать для использования с щитами в их первоначальной конструкции. всю породу приходилось вручную вынимать из забоя и транспортировать через желоба или дверцы. Буря с самого щита, часть породы удавалось подорвать на выносные площадки полов, откуда ее можно было перегружать из верхних отсеков. Однако в худшем случае щит с глухой поперечной перемычкой представлял собой серьезное препятствие для быстрого выполнения работ на скальных участках.

Метод полносечения применялся только там, где скальная порода считалась недостаточно надежной для выработки. На подошве выполнялся взрыв с отбойкой шпуров, а также боковых шпуров, способом, весьма схожим с тем, который применялся для первой группы шпуров при нижней выработке. Затем устанавливалось ложе секциями длиной 2,5 или 5 футов, после чего производился взрыв остальной части забоя тем же способом, что и для метода нижней выработки. Глухая поперечная перемычка со шлюзовыми камерами, показанная на рис. 1 на листе LXVI, была установлена в щите в надежде, что потребуется поддерживать полное давление воздуха только в рабочих отсеках перед перемычкой. Также предполагалось, что какая-либо конструкция перемычки, которую можно было быстро и герметично закрыть, окажется необходимой для предотвращения затопления тоннеля в случае прорыва воздуха. Хотя попыток снизить давление за перемычкой щита никогда не предпринималось, из опыта работы с тоннелями B и D в песке между Манхэттеном и рифом было очевидно, что этот план непрактичен и что глухая перемычка внизу является помехой, а не средством защиты. Как только в этих тоннелях у западного края рифа была встречена скальная порода, подрядчик прорезал перемычки и видоизменил их, как показано на рис. 2 на листе LXVI.

Воспользовавшись приобретенным опытом, проемы прорезали в перемычках щитов A и C, когда те были остановлены у края манхэттенской уступовой породы. При монтаже щитов в Лонг-Айленд-Сити в мае и июне 1906 г. проемы также были предусмотрены. Этим щитам на старте предстояло пройти около 700 футов породы, большая часть которой представляла собой сплошной скальный участок. Именно в этой точке впервые стали широко применяться проемы и были разработаны методы, которые были бы невозможны иначе, чем при условии возможности протаскивания вагонеток через щит. Сначала был опробован метод нижней выработки, однако рабочее пространство перед щитом было тесным, и в погрузке вагонеток могло быть задействовано лишь немного людей. Чтобы обеспечить больше пространства, забой постепенно расширялся. Расширение в верхней части, выполняемое со щита, блокировало все работы в забое во время проведения этой операции. Чтобы сократить простои, забой был поднят, что позволило уменьшить количество породы, оставляемой вверху, а нижняя часть разрабатывалась в виде уступа. Во время взрыва в верхней части, во избежание блокирования путей, с полов средних рабочих отсеков была выдвинута вперед тяжелая деревянная платформа. Большая часть породы из верхней части задерживалась на платформе и сбрасывалась в стоящие внизу вагонетки. Этот метод работы показан на рис. 2 на листе LXVII. Платформы оказались не вполне удовлетворительными, и позже перфораторы в забое были развернуты вверх, а верхний уступ также обуривался и взрывался, как показано на рис. 3 на листе LXVII. После этого вверху оставалось так мало породы, что ей позволяли падать прямо на пути, откуда она быстро убиралась. Описанный метод называется методом центральной выработки и оказался наиболее удовлетворительным решением для участков сплошной скальной породы.

Выработка в частично скальном и частично мягком грунте. — Это была, пожалуй, наиболее сложная работа, с которой пришлось столкнуться, особенно когда скальная порода была покрыта валунами и крупным острым песком, допускавшим свободный выход воздуха. Перед удалением породы, находившейся непосредственно под мягким грунтом, необходимо было вынуть грунт впереди щита до точки, расположенной за пределами участка разработки породы, и каким-либо образом укрепить свод, бока и забой образовавшегося проема. Защитные козырьки были спроектированы главным образом для удержания свода и боков. При использовании жесткого козырька требовалось либо выполнять выработку на длину планируемого шага впереди него, либо вдавливать козырек в нетронутый материал. Чтобы избежать этой трудности, в качестве эксперимента были испытаны скользящие козырьки.

При использовании скользящего козырька, который будет подробно описан в докладе мистера Джаппа, сегменты, начиная с верхнего, по одному продвигались вперед с помощью винтовой тяги как можно дальше в нетронутый грунт. Затем из-под секции и перед ней удалялось ровно столько материала, чтобы освободить ее, после чего она снова продвигалась вперед. Эти операции повторялись до тех пор, пока секция не выдвигалась на расстояние, достаточное для шага щита. Как только две или три секции продвигались таким образом, забой у переднего конца скользящего козырька защищался забойной доской, установленной на ребро и раскрепленной от забоя. Постепенно все сегменты продвигались вперед, и одновременно весь забой из мягкого грунта затягивался досками. Время от времени поверх выдвинутых сегментов укладывались горизонтальные доски крепления (полинги), чтобы освободить место для следующего шага, как показано на листе LXVIII. При продвижении щита гайки на винтовых тягах ослаблялись, и секции козырьков телескопически сдвигались внутрь щита. Идея была остроумной, но оказалась непрактичной из-за неравномерных относительных перемещений верхней и нижней частей щита при его толкании, что создавало поперечные напряжения в секциях козырька.

Plate LXIX
Plate LXIX

При использовании жесткого козырька для поддержки свода и боков применялись доски крепления (полинги), а забой крепился способом, описанным для скользящих козырьков. Полинги обычно представляли собой доски из клена или дуба толщиной 2 дюйма, шириной около 8 дюймов и длиной 6,5 футов. При разработке забоя сначала удалялась верхняя доска старой забойки, после чего материал аккуратно выбирался на длину полинга. Затем последний устанавливался так, чтобы его задний конец опирался на козырек, а передний был заглублен как можно дальше в нетронутый грунт. После установки двух или трех полингов устанавливалась забойная доска. Когда несколько полингов оказывались на своих местах, их передние концы поддерживались какой-либо консолью, прикрепленной к козырьку. На листе LXIX показан один из видов таких опор. Таким образом весь мягкий грунт вынимался до поверхности породы, а свод, бока и забой затягивались досками. При продвижении щита полинги в своде и боках терялись. Было установлено, что забой обычно можно безопасно разрабатывать на 5 футов. Жесткий козырек позволял устанавливать забой на 7–8 футов впереди режущей кромки без увеличения длины полингов. Это расстояние было достаточным для двух шагов и применялось повсеместно, хотя многие забои настраивались всего на один шаг.

Жесткие козырьки были установлены взамен скользящих, первоначально смонтированных на щитах B и D в Манхэттене, примерно в то время, когда последние встретили породу у рифа.

При установке полингов и забойки все пустоты позади них по возможности заполнялись болотным сеном или мешками с опилками или глиной. Для предотвращения утечки воздуха в рыхлом материале стыки между досками промазывались глиной, специально подготовленной для этой цели в глиномешалке. Раздвижные удлинители полов рабочих отсеков в начале работ часто использовались для поддержки деревянной забойки или рыхлой породы, как показано на рис. 1 на листе LXVIII. В такие моменты передняя часть удлинителей плотно прижималась к дощатой зашивке давлением домкратов пола. Во время продвижения щита давление на домкраты пола постепенно сбрасывалось, что позволяло полам вдвигаться обратно в щит, продолжая при этом поддерживать забой. Удлинители также служили удобными рабочими площадками. Однако во время толкания щита они подвергались сильным изгибающим нагрузкам, и чугунные штоки часто ломались или заклинивали. Удлинители не прослужили дальше края уступа в Манхэттене и прошли лишь примерно половину пути скальных работ в Лонг-Айленд-Сити. Жесткие удлинители, первоначально установленные на щитах A и C в Манхэттене, оказались недостаточно прочными и продержались всего несколько дней.

Везде, где скальный забой был достаточно прочным и высоким, нижняя выработка проходилась на 20–30 футов впереди щита. Выработка и установка ложа выполнялись независимо от забоя вышележащего мягкого грунта и тем же способом, который описан для сплошных скальных участков. Остальная часть скального забоя удалялась путем взрывания верхних и боковых шпуров в направлении нижней выработки после того, как мягкий грунт был вынут. При взрывных работах требовалось соблюдать большую осторожность, чтобы не нарушить деревянное крепление и не отколоть породу из-под забойных досок. Если происходило то или другое, следствием мог стать серьезный вывал грунта. Метод нижней выработки показан на рис. 1, 2 и 3 на листе LXVIII, а забойка и полинги — на рис. 2 на листе LXX.

В начале работ, там, где нижняя выработка была невыполнимой, мягкий грунт сначала вынимался описанным выше способом, а в породе бурились шпуры с помощью машин, смонтированных на треногах, после чего порода взрывалась в виде уступа. При таком плане буровые работы не могли производиться до тех пор, пока не был удален мягкий грунт. Этот метод называется методом скального уступа.

Позже был разработан метод скальной выемки. Перфораторы устанавливались на колоннах в нижних отсеках щита, и в забое бурились шпуры во время выполнения работ на мягком грунте выше. Бурение производилось для горизонтального или вертикального откола, а также для обуривания боков и свода. Во время работы бурильщики были защищены деревянными площадками, выдвинутыми из полов вышележащих отсеков. Этот план, хотя и был, вероятно, не столь экономичным по расходу взрывчатых веществ, позволил избавиться почти от всех задержек, связанных с бурением уступа.

Plate LXX, Fig. 1.--Small Shaft Sunk to Rock.
Plate LXX, Fig. 1.—Small Shaft Sunk to Rock.

Plate LXX, Fig. 2.--Breasting and Poling in Front of Shield.
Plate LXX, Fig. 2.—Breasting and Poling in Front of Shield.

Plate LXX, Fig. 3.--Shutters on Front of Shield.
Plate LXX, Fig. 3.—Shutters on Front of Shield.

Plate LXX, Fig. 4.--Hydraulic Erector Placing Segment.
Plate LXX, Fig. 4.—Hydraulic Erector Placing Segment.

Участок в сплошном мягком грунте. — Как описывали мисс. Хэй и Фицморис в докладе о Блэкволлском тоннеле, [C] подрядчик с заметным успехом применял затворы в забое щита при выемке рыхлого сыпучего материала. Он закономерно перенял этот метод для работ на Ист-Ривер. Когда щиты в тоннелях B и D в Манхэттене, первые из проходивших через мягкий грунт, достигли точки под фактической линией перемычки, работы были частично приостановлены, и в забое верхнего и среднего отсеков были установлены затворы. Затворы в средних отсеках щита D показаны на рис. 3 на листе LXX, а метод работы с затворами показан на рис. 4, 5, 6 и 7 на листе LXVIII. На рис. 4 на этом листе щит показан готовым к шагу. Когда давление подавалось на домкраты щита, рабочие ослабляли гайки на винтах, удерживающих концы затворов, и позволяли последним вдвигаться в рабочие отсеки. В конце шага затворы находились в положении, показанном на рис. 5 на листе LXVIII. При подготовке к новому шагу заслонки в затворах открывались, и материал перед ними разгребался внутрь щита. Одновременно затворы постепенно подавались вперед. Два верхних затвора в отсеке обычно выдвигались на 12–15 дюймов, после чего породу можно было выгребать лопатой поверх нижних затворов, как показано на рис. 6 на листе LXVIII и рис. 3 на листе LXX. В нижних отсеках затворы не устанавливались, и поскольку давление воздуха обычно было недостаточно высоким, чтобы удерживать забой сухим в нижней части, эти отсеки довольно хорошо заполнялись мягким мокрым плывуном. Непосредственно перед шагом этот материал вынимался до точки, где он начинал втекать быстрее, чем его успевали вынимать. Большая часть выемки в нижнем отсеке выполнялась с помощью пескососа (выдувной трубы). Во время шага материал из нижнего отсека часто перетекал назад через открытую дверь в поперечной перемычке, как показано на рис. 5 на листе LXVIII.

Сообщалось, что в Блэкволлском тоннеле материал был достаточно рыхлым, чтобы все время находиться в тесном контакте с затворами. В тоннелях Ист-Ривер дело обстояло иначе. Песок в верхней части был сухим и часто мог стоять с вертикальным забоем в течение нескольких часов. При выдвижении затворов было трудно привести их в тесный контакт с забоем по окончании операции. Мягкий материал внизу постоянно затекал в нижний отсек и подмывал жесткий сухой материал вверху. Последний постепенно обрушивался, и порой фактический забой находился на несколько футов впереди затворов. В таких обстоятельствах воздух свободно выходил через незащищенную песчаную поверхность забоя. Стыки затворов промазывались глиной, но это не мешало воздуху выходить через нижние отсеки. Такое состояние способствовало образованию прорывов воздуха, которые постоянно случались там, где в песке использовались затворы. В тоннелях B и D в Манхэттене затворы использовались описанным выше способом на всем протяжении вплоть до рифа. В тоннеле C, который значительно отставал от тоннелей B и D, затворы, хотя и были установлены, никогда не применялись против забоя, а выемка велась с помощью полингов вверху и забойки забоя. Это изменение привело к значительному ускорению темпов работ и уменьшению числа прорывов. Проходка через мягкий материал в тоннеле C только что завершилась, когда был начат тоннель A, и бригады рабочих были переброшены.

Таким образом, работы в мягком грунте в тоннеле A воспользовались опытом, полученным в тоннеле C. Затворы в этом тоннеле устанавливались только в верхних отсеках и, как и в тоннеле C, никогда не использовались в контакте с забоем. Метод работы показан на рис. 1, 2 и 3 на листе LXXI. Результатом стали еще более высокие темпы проходки в тоннеле A, и хотя утечка воздуха в этом тоннеле была не меньшей, чем в трех остальных, произошел лишь один прорыв, вызвавший сколько-нибудь значительное падение давления. В тоннелях A и C диафрагмы в задней части средних отсеков нижних ярусов рабочих камер были демонтированы до того, как щиты вошли в мягкий грунт. Это изменение не дало таких больших преимуществ в мягком грунте, как в скальном, но оно облегчило удаление мягкого мокрого песка внизу. В тоннеле A после встречи с гравием к передвижной эстакаде был подвешен ленточный конвейер, один из концов которого выступал через проем в рабочий отсек. Использование конвейера позволило продолжать выдачу породы из забоя во время монтажа нижних тюбингов чугунной обделки и привело к существенному росту скорости проходки.

Plate LXXI
Plate LXXI

На щитах в Лонг-Айлете затворы не устанавливались вообще. Непосредственно перед тем, как щиты переходили в сплошной мягкий грунт, к каждому из них крепился жесткий козырек.

Метод работы в мягком грунте со стороны Лонг-Айленд-Сити проиллюстрирован на листе LXXII. Сплошные линии у забоя щита показывают положение грунта до шага щита, а пунктирные — после шага. Забой разрабатывался до передней кромки козырька и зашивался до уровня чуть ниже пола верхних карманов щита. В среднем кармане грунту позволяли принимать естественный откос назад на пол. В задней части нижних карманов он удерживался инвентарными досками. Давление воздуха всегда было примерно равно гидростатическому напору на уровне середины щита, так что забой в верхнем и среднем карманах был сухим. В нижних карманах он был влажным и тек под воздействием усилия при толкании щита. Благодаря этому методу четырьмя щитами со стороны Лонг-Айленда за 120 дней — с 1 ноября 1907 г. по 1 марта 1908 г. — было пройдено 4195 погонных футов тоннеля. Это составило в среднем 8,74 фута в день на один щит.

Скорость проходки, характер материалов и принятые методы приведены в таблице 2.

Подготовка к стыковке щитов. — Как упоминалось ранее, манхэттенские щиты были остановлены у края рифа. Перед выполнением финального шага этих щитов с необычной тщательностью были установлены специальные полинги. Выемка имела форму колокола для приема щитов со стороны Лонг-Айленда. Расположение полингов показано на рис. 4 и 5 на листе LXXI. После того как щиты были задвинуты в окончательное положение, показанное справа на рис. 5, задние концы полингов опирались на режущую кромку и оставляли пространство для демонтажа козырька. После того как это было выполнено, в качестве меры предосторожности против прорывов воздуха при сближении щитов были построены временные перемычки из бетона и мешков с глиной. Затем через перемычку вперед была пробита 8-дюймовая труба на расстояние от 30 до 100 футов для проверки выравнивания по осям и уклонам между двумя забоями до того, как щиты будут окончательно сдвинуты вместе. Погрешности съемок оказались ничтожными, но здесь, как и везде, щиты находились не совсем в желаемом положении, и для сведения режущих кромок потребовалось аккуратное маневрирование. Щиты со стороны Лонг-Айленда проталкивались навстречу щитам из Манхэттена.

ТАБЛИЦА 2. — Скорость проходки, характер материалов и методы, принятые при строительстве тоннелей под Ист-Ривер.

Линия A, Лонг-Айленд.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To
All rock | Bottom heading | 69+39.9 | 69+79 | Aug. 2, '06 | Sept 25, '06 | 54   | 39.1 | 0.724   |
All rock | Center heading | 69+79 | 70+64 | Sept 25, '06 | Nov. 21, '06 | 57   | 85    | 1.49     |
Earth and rock | Center heading | 70+64 | 71+34 | Nov. 21, '06 | Dec. 30, '06 | 39   | 70    | 1.79     |
Earth and rock | Bottom heading | 71+34 | 71+89 | Dec. 30, '06 | Feb. 13, '07 | 45   | 55    | 1.22     |
All rock | Bottom heading | 71+89 | 72+11 | Feb. 13, '07 | Feb. 21, '07 | 8   | 22    | 2.75     |
Earth and rock | Center heading | 72+11 | 72+67 | Feb. 21, '07 | Mar. 19, '07 | 26   | 56    | 2.15     |
All rock | Center heading | 72+67 | 76+54 | Mar. 19, '07 | Sept 6, '07 | 171   | 387    | 2.26     |
Earth and rock | Going out of rock | 76+54 | 77+24 | Sept 6, '07 | Oct. 4, '07 | 28   | 70    | 2.50     |
All earth | Soft ground | 77+24 | 90+57.3 | Oct. 4, '07 | Mar. 26, '08 | 174   | 1,333.3 | 7.66     |

Линия B, Лонг-Айленд.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To
All rock | Bottom heading | 69+29.6 | 70+46 | Oct. 16, '06 | Nov. 20, '06 | 35   | 116.4 | 3.33   |
Earth and rock | Bottom heading | 70+46 | 71+95 | Nov. 20, '06 | Feb. 23, '07 | 95   | 149    | 1.57   |
All rock | Bottom heading | 71+95 | 72+25 | Feb. 23, '07 | Mar. 6, '07 | 11   | 30    | 2.73   |
Earth and rock | Center heading | 72+25 | 72+60 | Mar. 6, '07 | Mar. 24, '07 | 18   | 35    | 1.94   |
All rock | Going out of rock | 72+60 | 76+57 | Mar. 24, '07 | Aug. 7, '07 | 136   | 397    | 2.92   |
Earth and rock | Soft ground | 76+57 | 77+30 | Aug. 7, '07 | Sept 5, '07 | 29   | 73    | 2.52   |
All earth | Soft ground | 77+30 | 90+49.6 | Sept 5, '07 | Mar. 19, '08 | 196   | 1,319.6 | 6.73   |

Линия C, Лонг-Айленд.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To
All rock | Bottom heading | 68+61.9 | 69+93 | June 11, '06 | Oct. 16, '06 | 127   | 131.1 | 1.03   |
Earth and rock | Bottom heading | 69+93 | 71+65 | Oct. 16, '06 | Feb. 7, '07 | 114   | 172    | 1.51   |
All rock | Bottom heading | 71+65 | 71+91 | Feb. 7, '07 | Feb. 13, '07 | 6   | 26    | 4.33   |
All rock | Center heading | 71+91 | 75+81 | Feb. 13, '07 | July 20, '07 | 157   | 390    | 2.48   |
Earth and rock | Going out of rock | 75+81 | 76+56 | July 20, '07 | Aug. 25, '07 | 36   | 75    | 2.08   |
All earth | Soft ground | 76+56 | 90+44.4 | Aug. 25, '07 | Mar. 17, '08 | 205   | 1,388.4 | 6.77   |

Линия D, Лонг-Айленд.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To
Rock | Bottom heading | 68+50.6 | 69+77 | June 2, '06 | Oct. 24, '06 | 144   | 126.4 | 0.87   |
Earth and rock | Bottom heading | 69+77 | 71+22 | Oct. 24, '06 | Jan. 13, '06 | 81   | 145    | 1.79   |
All rock | Bottom heading | 71+23 | 72+00 | Jan. 13, '07 | Mar. 3, '07 | 49   | 78    | 1.59   |
All rock | Center heading | 72+00 | 75+73 | Mar. 3, '07 | July 10, '07 | 129   | 373    | 2.89   |
Earth and rock | Going out of rock | 75+73 | 77+63 | July 10, '07 | Sept 25, '07 | 77   | 190    | 2.47   |
All earth | Soft ground | 77+63 | 90+38.6 | Sept 25, '07 | Mar. 7. '08 | 164   | 1,275.6 | 7.78   |

Линия A, Манхэттен.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To
Rock | ⎧ ⎨ ⎩ | Top heading Top lift of bench Bottom lift of bench | 108+43 108+43 108+43 | 107+74 107+74 107+74 | July 20, '05 Aug. 8, '05 Aug. 30, '05 | Aug. 3, '05 Aug. 23, '05 Sept 27, '05 | 14 15 28 | ⎫ ⎬ ⎭ | 57 | 69   | 1.21 | ⎧ ⎨ ⎩ | Excavation in normal air, and before advance of shield.
Rock | ⎧ ⎨ ⎩ | Bottom heading Bottom heading | 107+74 107+74 | 107+21 107+21 | Sept 27, '05 Nov. 30, '05 | Oct. 23, '05 Dec. 29, '05 | 26 29 | ⎫ ⎬ ⎭ | 55 | 53   | 0.96 | ⎧ ⎨ ⎩ | Bottom heading timbered to avoid the possibility of a break.
Mixed |  | Bottom heading | 107+21 | 106+99 | Oct. 26, '06 | Nov. 20, '06 | 25 |  |  | 22   | 0.88 |  | Bottom heading timbered.
Mixed |  | Rock bench | 106+99 | 106+34 | Nov. 20, '06 | Jan. 13, '07 | 54 |  |  | 65   | 1.20 |  |
Earth |  | Poling and breasting | 106+34 | 99+11 | Jan. 13, '07 | Apr. 17, '07 | 94 |  |  | 723   | 7.69 |  |
Mixed |  | Rock cut | 99+11 | 93+96 | Apr. 17, '07 | Oct. 24, '07 | 190 |  |  | 515   | 2.71 |  |
Rock |  | Bottom heading | 93+96 | 93+58 | Oct. 24, '07 | Nov. 14, '07 | 21 |  |  | 38   | 1.81 |  |
Rock |  | Center heading | 93+58 | 92+42 | Nov. 14, '07 | Dec. 27, '07 | 46 |  |  | 116   | 2.52 |  |
Rock |  | Bottom heading | 92+42 | 91+05 | Dec. 27, '07 | Feb. 24, '08 | 59 |  |  | 137   | 2.32 |  |
Mixed |  | Rock cut | 91+05 | 90+57 | Feb. 24, '08 | Mar. 20, '08 | 25 |  |  | 48   | 1.92 |  |

Линия B, Манхэттен.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To

Rock
⎧
⎨
⎩
Top heading
Top lift of bench
Bottom lift of bench
Bottom lift of bench
108+35
108+35
108+35
108+15
107+87
107+87
108+15
107+87
July 6, '05
Aug. 3, '05
Aug. 26, '05
Sept 11, '05
July 27, '05
Aug. 14, '05
Aug. 30, '05
Sept 26, '05
21
11
4
15
⎫
⎬
⎭
51
48   
0.94
⎧
⎨
⎩
Excavation done in normal air and before advance of shield.

Rock |  | Bottom heading | 107+87 | 107+00 | Oct. 23, '05 | Jan. 17, '06 | 86 |  |  | 87    | 1.01 |  |
Mixed |  | Bottom heading | 107+00 | 106+64 | Jan. 17, '06 | Feb. 12, '06 | 26 |  |  | 36    | 1.38 |  |
Mixed |  | Rock bench | 106+64 | 106+31 | Feb. 12, '06 | Mar. 1, '06 | 17 |  |  | 33    | 1.94 |  |
Earth |  | Poling and breasting | 106+31 | 105+58 | Mar. 1, '06 | Apr. 3, '06 | 33 |  |  | 73    | 2.21 |  |
Earth |  | Shutters in contact with face | 105+58 | 99+19 | Apr. 9, '06 | Nov. 1, '06 | 206 |  |  | 639    | 3.10 |  |
Mixed |  | Rock bench | 99+19 | 98+44 | Nov. 1. '06 | Dec. 29, '06 | 58 |  |  | 75    | 1.30 |  |
Mixed |  | Bottom heading | 98+44 | 97+76 | Dec, 29, '06 | Feb. 12, '07 | 45 |  |  | 68    | 1.51 |  |
Mixed |  | Rock cut | 97+66 | 93+84 | Feb. 12, '07 | Aug. 6, '07 | 175 |  |  | 392    | 2.24 |  |
Rock |  | Full face | 93+84 | 93+21 | Aug. 6, '07 | Sept 2, '07 | 27 |  |  | 63    | 2.33 |  |
Rock |  | Center Heading | 93+21 | 92+30 | Sept 2, '07 | Oct. 12, '07 | 40 |  |  | 91    | 2.28 |  |
Rock |  | Bottom heading | 92+30 | 90+99 | Oct. 12, '07 | Dec. 6, '07 | 55 |  |  | 131    | 2.38 |  |
Mixed |  | Rock cut | 90+99 | 90+49.6 | Dec. 6, '07 | Jan. 3, '08 | 28 |  |  | 49.4 | 1.76 |  |

Линия C, Манхэттен.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To

Rock
⎧
⎨
⎩
Top heading
Top heading
Excavating bench
Bottom heading
Bottom heading
107+79.03
107+69
107+79
107+23
107+23
107+69
107+23
107+23
106+72
107+15
Dec. 20, '04
Jan. 1, '05
Jan. 21, '05
Mar. 1, '05
Oct. 12, '05
Dec. 27, '04
Jan. 15, '05
Feb. 28, '05
Mar. 11, '05
Oct. 27, '05
7
14
38
10
15
⎫
⎬
⎭
54  
0.77
⎧
⎨
⎩
Stopped to brace portal. No work done from March 12th to October 11th, 1905, except a little trimming in September. All work up to this date done in normal air. Heading advanced to 106+70 and bulkheaded.

Rock |  | Bottom heading | 107+15 | 106+62 | Nov. 6, '05 | Dec. 2, '05 | 26 |  | 53   | 2.04 |  |
Mixed |  | Bottom heading | 106+62 | 106+55 | Dec. 2, '05 | Dec. 23, '05 | 21 |  | 7   | 0.33 | ⎧ ⎨ ⎩ | Heading advanced to 106 + 40. Shut down in order that Line D might have a lead.
Mixed |  | Bottom heading | 106+55 | 106+17 | Feb. 12, '06 | Mar. 22, '06 | 38 |  | 38   | 1.00 | ⎧ ⎨ ⎩ | Shut down on account of air shortage.
Mixed |  | Rock cut | 106+17 | 105+85 | Apr. 2, '06 | Apr. 20, '06 | 18 |  | 32   | 1.78 |  | Shut down on account of air shortage.
Mixed |  | Rock cut | 105+85 | 105+55 | July 27, '06 | Aug. 26, '06 | 30 |  | 30   | 1.00 |  | Shut down April 20th to July 27th, 1906.
Earth |  | Breasting and poling | 105+55 | 99+40 | Aug. 26, '06 | Jan. 2, '07 | 127 |  | 615   | 4.84 |  |
Mixed |  | Rock cut | 99+40 | 98+70 | Jan. 2, '07 | Feb. 6, '07 | 35 |  | 70   | 2.00 |  |
Rock |  | Full face | 98+70 | 98+60 | Feb. 6, '07 | Feb. 12, '07 | 6 |  | 10   | 1.66 |  |
Mixed |  | Bottom heading | 98+60 | 98+39 | Feb. 12, '07 | Mar. 6, '07 | 22 |  | 21   | 0.95 |  |
Rock |  | Bottom heading | 98+39 | 98+17 | Mar. 6, '07 | Mar. 15, '07 | 9 |  | 22   | 2.44 |  |
Mixed |  | Rock cut | 98+17 | 95+68 | Mar. 15, '07 | July 30, '07 | 110 |  | 249   | 2.26 |  | Heading advanced to 97+82.
Rock |  | Middle heading | 95+68 | 94+61 | July 30, '07 | Aug. 21, '07 | 49 |  | 107   | 2.18 |  | Heading advanced to 94+35.
Mixed |  | Rock cut | 94+61 | 93+56 | Aug. 21, '07 | Oct. 3, '07 | 43 |  | 106   | 2.46 |  |
Rock |  | Middle heading | 93+56 | 92+73 | Oct. 3, '07 | Nov. 11, '07 | 39 |  | 83   | 2.13 |  |
Mixed |  | Rock cut | 92+73 | 90+55 | Nov. 11, '07 | Feb. 13, '08 | 94 |  | 218   | 2.32 |  | Shut down until Line D shields met.
Mixed |  | Rock cut | 90+55 | 90+44.4 | Feb. 25, '08 | Mar. 3, '08 | 6 |  | 11   | 1.83 |  |

Линия D, Манхэттен.

Material. | Method. | Station: | Date: | Number of days. | Linear Feet. | Rate of progress in feet per day. | Remarks.
From | To | From | To

Rock
⎧
⎨
⎩
Top heading
Removing bench
Bottom heading
Trimming
Trimming
107+70.49
107+70.49
107+35
107+70
107+70
107+16
107+35
106+80
106+80
106+80
Dec. 9, '04
Jan. 1, '05
Jan. 30, '05
Mar. 29, '05
Aug. 31, '05
Jan. 31, '05
Jan. 27, '05
Feb. 10, '05
Apr. 12, '05
Sept 19, '05
⎫
⎬
⎭
123  
90     
0.73  

In normal air.

Rock |  | Bottom heading | 106+80 | 106+67 | Oct. 5, '05 | Nov. 8, '05 |  | 34   | 13      | 0.40   |  | Bottom heading timbered.
Mixed |  | Bottom heading | 106+67 | 106+39 | Nov. 8, '05 | Dec. 23, '05 |  | 45   | 38      | 0.84   |  |
Mixed |  | Sliding hood and breasting. Rock bench | 106+29 | 105+70 | Dec. 23, '05 | Jan. 24, '06 |  | 32   | 59      | 1.84   |  |
Earth |  | Poling and breasting | 105+70 | 104+61 | Jan. 24, '06 | Feb. 27, '06 |  | 31   | 109      | 3.41   |  |
Earth |  | Poling, breasting and shutters | 104+61 | 103+90 | Mar. 2, '06 | Mar. 31, '06 |  | 29   | 71      | 2.45   | ⎧ ⎨ ⎩ | Three days' delay to set shutters in top. Shut down 20 days to permit consolidation of the river bed and to repair broken plates.
Earth |  | Shutters | 103+90 | 99+41 | Apr. 20, '06 | Sept 3, '06 |  | 136   | 449      | 3.40   |  | Four days of 136, delay account of flood.
Mixed |  | Bottom bench | 99+41 | 99+17 | Sept 3, '06 | Sept 23, '06 |  | 20   | 24      | 1.20   |  |
Mixed |  | Bottom heading | 99+17 | 98+50 | Oct. 2, '06 | Nov. 24, '06 |  | 53   | 67      | 1.27   |  | Thirteen days' shut-down to put on hood.
Rock |  | Bottom heading | 98+50 | 97+72 | Nov. 24, '06 | Jan. 16, '07 |  | 53   | 78      | 1.47   |  |
Mixed |  | Bottom heading | 97+72 | 97+27 | Jan. 16, '07 | Feb. 10, '07 |  | 25   | 45      | 1.40   |  |
Mixed |  | Rock cut | 97+27 | 95+72 | Feb. 10, '07 | Apr. 23, '07 |  | 72   | 155      | 2.15   |  |
Rock |  | Middle heading | 95+72 | 95+57 | Apr. 23, '07 | May 11, '07 |  | 18   | 15      | 0.83   |  |
Rock |  | Middle heading | 95+57 | 94+65 | May 23, '07 | June 17, '07 |  | 25   | 92      | 3.68   |  | Twelve days' delay to repair cutting edge.
Mixed |  | Middle heading | 94+65 | 94+41 | June 17, '07 | June 25, '07 |  | 8   | 24      | 3.00   |  |
Mixed |  | Rock cut | 94+41 | 94+03 | June 25, '07 | July 13, '07 |  | 18   | 38      | 2.11   |  |
Rock |  | Middle heading | 94+03 | 92+64 | July 13, '07 | Sept 12, '07 |  | 61   | 139      | 2.28   |  |
Mixed |  | Middle heading | 92+64 | 92+54 | Sept 12, '07 | Sept 20, '07 |  | 8   | 10      | 1.25   |  |
Rock |  | Middle heading | 92+54 | 92+50 | Sept 20, '07 | Sept 21, '07 |  | 1   | 4      | 4.00   |  |
Mixed |  | Rock cut | 92+50 | 90+38.66 | Sept 21, '07 | Jan. 8, '08 |  | 109   | 211.34 | 1.94   |  |

Сбойки между забоями были осуществлены в следующие даты:

Тоннель D — 20 февраля 1908 г.; тоннель B — 3 марта 1908 г.; тоннель C — 5 марта 1908 г.; тоннель A — 18 марта 1908 г.

Перед тем как режущие кромки могли быть сведены вместе, потребовалось срезать выступающие полы рабочих отсеков.

Организация работ подрядчика. — Работы в тоннелях велись непрерывно в течение тринадцати дней из четыредней, причем регулярная работа останавливалась для проведения ремонта по воскресеньям через неделю. Когда требуемое давление превышало 32 фунта, привлекались четыре бригады рабочих, каждая из которых работала в две смены по 3 часа с перерывом в 3 часа между сменами. Когда давление было менее 32 фунта, задействовались три бригады, каждая из которых отрабатывала по 8 часов, но с перерывом примерно на 1/2 часа при низком давлении на обед.

Требуемое давление воздуха. — На протяжении большей части работ в мягком грунте поддерживалось давление, которое примерно уравновешивало гидростатический напор на оси тоннеля. Для этого требовалось давление на 30–34 фунта на кв. дюйм выше атмосферного. В тоннелях B и D в Манхэттене во время работ в мягком грунте в течение значительных периодов времени поддерживалось давление до 37 фунтов; в плотном грунте возле рифа часто было достаточно 28 фунтов. Во время удаления разрушенных тюбингов давление на короткое время поднималось до 42 фунтов и удерживалось в диапазоне от 37,5 до 40 фунтов чуть более месяца.

Подача воздуха. — Для регулярной работы подрядчик установил по четыре компрессора с каждой стороны реки, каждый из которых имел номинальную производительность 5000 куб. футов свободного воздуха в минуту при подаче на 50 фунтов выше нормы и при скорости вращения 100 об/мин. Дополнительный компрессор такой же производительности был поставлен с каждой стороны реки в соответствии с требованием 25-процентного запаса мощности; эти дополнительные компрессоры также имели цилиндры высокого давления, которые можно было подключать по желанию и в которых давление можно было увеличивать до 150 фунтов, а воздух использовать для питания перфораторов, цементационных машин и т. д. Таким образом, вся установка с каждой стороны реки имела номинальную производительность 25 000 куб. футов свободного воздуха в минуту, или в среднем 6250 куб. футов на забой. Ее безопасная рабочая производительность составляла около 20 000 куб. футов в минуту.

Щиты прорвались через скальную поверхность в тоннелях B, C и D в Манхэттене в ноябре и декабре 1905 г. Расход воздуха в четырех тоннелях вскоре превысил 15 000 куб. футов за 24 часа, а в тоннеле D в нескольких случаях превысил 7 000 куб. футов за тот же период. Прорывы воздуха стали частыми, и было очевидно, что компрессорная станция недостаточна для проходки четырех тоннелей одновременно в рыхлом грунте к востоку от манхэттенской породы. Поэтому работы в тоннеле A после приостановки 29 декабря не возобновлялись в течение примерно десяти месяцев, а тоннель C также закрывался более чем на четыре месяца в период с декабря 1905 г. по июль 1906 г. За это время мощность станции была увеличена с номинальных 25 000 куб. футов свободного воздуха в минуту до 35 000. В тоннеле D по мере приближения к рифу Блэкуэллс-Айленд материал постепенно становился более плотным, с большим содержанием глины и меньшей утечкой воздуха, и к концу этого периода скальная поверхность находилась всего в 3 футах от верха щита; в тоннеле B порода рифа все еще располагалась чуть ниже щита, но перекрывающий материал содержал большую долю глины и очень хорошо удерживал воздух. Тоннель C все еще находился в рыхлом грунте, но, учитывая безопасность двух линий и увеличение мощности компрессорной станции, было решено возобновить работы в тоннеле A, что и было сделано 23 октября 1906 г. С тех пор работы во всех забоях велись непрерывно до тех пор, пока не были достигнуты точки встречи со щитами Лонг-Айленда.

Этот период, с января по октябрь 1906 г. включительно, был самым напряженным за всю работу, особенно первые шесть месяцев. При закрытии одного, а временами и двух тоннелей расход воздуха в забоях со стороны Манхэттена составлял в среднем более 20 000 куб. футов в минуту в течение периодов от 30 до 60 дней; он часто превышал 25 000 куб. футов за 24 часа при максимальном значении почти 29 000 куб. футов, и несомненно, что в течение более коротких периодов эта величина значительно превышалась. В нескольких случаях количество воздуха, подаваемого в один тоннель, составляло в среднем более 15 000 куб. футов в минуту за 24 часа. Наибольшие средние показатели за 24 часа были получены позже в тоннеле A после возобновления там работ и превысили 19 000 куб. футов, но условия в забоях других линий к тому моменту были настолько благоприятными, что работы велись непрерывно во всех.

Дефицит первоначальной компрессорной станции в Манхэттене был столь очевиден, а необходимость одновременной проходки всех забоев со стороны Лонг-Айленда столь ясна, что было решено увеличить номинальную производительность компрессорной станции Лонг-Айленда до 45 400 куб. футов свободного воздуха в минуту, что на 10 400 куб. футов превышало мощность манхэттенской станции после ее расширения.

Plate LXXII
Plate LXXII

Грунт, встреченный при выходе из породы при проходке на запад со стороны Лонг-Айленда, был гораздо более плотным и менее проницаемым для воздуха, чем на манхэттенской стороне, однако на расстоянии от 400 до 600 футов непосредственно к востоку от рифа он представлял собой чистый рыхлый песок, и пока щиты проходили через него, количество воздуха, подаваемого в четыре забоя, редко опускалось ниже 20 000 куб. футов в минуту; обычно оно составляло более 25 000 куб. футов при зарегистрированном максимуме 33 400 куб. футов. Хотя это было больше, чем когда-либо использовалось на манхэттенской стороне, воздух распределялся по забоям более равномерно, и ни в одном из них не достигался максимум, наблюдавшийся на манхэттенской стороне, где наибольший показатель составлял 12 700 куб. футов в минуту за 24 часа; однако следует помнить, что в какой-то момент со стороны Манхэттена в плохих грунтах строились только два тоннеля.

Исходя из вышесказанного, можно заключить, что станция, в конечном итоге установленная на Лонг-Айленде и имевшая номинальную производительность 45 400 куб. футов свободного воздуха в минуту, стала бы разумным ответом первоначальным реальным потребностям на манхэттенской стороне, и наоборот: станция, в конце концов созданная на манхэттенской стороне и имевшая номинальную производительность 35 000 куб. футов свободного воздуха в минуту, оказалась бы достаточной для стороны Лонг-Айленда.

Общее количество свободного воздуха, сжатого для обеспечения рабочих камер тоннелей и кессонов Лонг-Айленда, составило 34 109 000 000 куб. футов, и кроме того, 10 615 000 000 куб. футов было сжато до давления от 80 до 125 фунтов для силовых нужд, из которых по меньшей мере 80% стравливалось в рабочих камерах со сжатым воздухом. Таким образом, общая подача свободного воздуха в каждый забой во время работы под давлением составляла в среднем около 3550 куб. футов в минуту.

Количество воздуха, уходящего во внезапного прорыва, по-видимому, намного меньше, чем может показаться. Исследование ряда случаев, показавших большие потери давления в сочетании с протяженным участком тоннеля, обеспечивающим относительно большой резервуар воздуха, показало, что максимальная потеря составила около 220 000 куб. футов свободного воздуха за 10 минут. В среднем это составляет чуть более 19 000 куб. футов в минуту — максимальная зарегистрированная подача в один тоннель за период 24 часа. Однако из этого количества от 30 до 40% выходило в первые 45 секунд, в то время как остальная часть представляла собой более или менее постоянную утечку до тех пор, пока подача не могла быть увеличена в достаточной степени для поддержания упавшего давления. Лишь очень немногие прорывы показывали сопоставимые по объему потери, но присущая наблюдениям неточность делает приведенные цифры лишь весьма приблизительными.

Особые трудности.

Наиболее серьезные трудности в работе возникли в самом начале. В тоннеле D прорывы воздуха и обрушения песка из забоя происходили часто после того, как в верхней части был встречен мягкий грунт. Примерно через шесть недель после выхода на полный песчаный забой и до установки затворов щит проявил выраженную тенденцию к оседанию, потянув за собой обделку тоннеля, что привело к сильному повреждению ряда тюбингов в нижней части колец. Несмотря на применение исключительно высоких значений вертикального опережения, [D] песок был настолько мягким, что оседание щита продолжалось на протяжении примерно пятнадцати колец, а максимальное отклонение составило почти 9 футов ниже проектной отметки. Гидростатический напор на средней высоте тоннеля составлял 32,5 фута, и повышение давления воздуха до 37 фунтов, предпринятое в этот момент, было сопряжено с серьезной опасностью сильных прорывов из-за недавнего нарушения естественного перекрытия вследствие извлечения и повторного забивания свай при реконструкции паромных причалов Лонг-Айленда, расположенных непосредственно над трассой. Тем не менее это существенно подсушило забой, и щит начал снова подниматься, практически вернувшись на проектную отметку, когда произошли ожидавшихся прорывы, завершившиеся попаданием каменной наброски со дна реки внутрь щита и затоплением передней части тоннеля 4 футами песка и воды. Утечка воздуха была огромной, и поскольку давление более 28 фунтов поддержать не удавалось, забой был заделан перемычкой, а работы в тоннеле были приостановлены на три недели для консолидации дна реки.

Это была самая серьезная трудность на любом из участков работ, и, возникнув в самом начале, она оказалась чрезвычайно удручающей. Во время остановки работ поврежденные тюбинги были временно усилены стальными ребрами и армированным бетоном (рис. 1 на листе LXXIII), которые по завершении работ были заменены на литые стальные сегменты, как описано в другом месте. Практически никаких дальнейших смещений чугунной обделки не происходило, а потеря проектной отметки из-за оседании щита, которая была безусловно наибольшей за все время работ, оказалась недостаточной для того, чтобы потребовалось менять проектные уклон или трассу путей. Работы были возобновлены с использованием затворов в забое в качестве вспомогательного средства для выемки. Чрезвычайно опасные явления больше не повторялись, однако в течение двух месяцев утечка воздуха оставалась крайне высокой: во многие дни этого периода требовался расход в среднем 15 000 куб. футов в минуту.

Plate LXXIII, Fig. 1.--Temporary Reinforcement of Broken Plates And Removal of a Plate in Sections.
Plate LXXIII, Fig. 1.—Temporary Reinforcement of Broken Plates And Removal of a Plate in Sections.

Plate LXXIII, Fig. 2.--Heavy Cast-Steel Patch Attached to Bent Segment of Cutting Edge.
Plate LXXIII, Fig. 2.—Heavy Cast-Steel Patch Attached to Bent Segment of Cutting Edge.

Plate LXXIII, Fig. 3.--Inflow of Soft Clay Through Shield.
Plate LXXIII, Fig. 3.—Inflow of Soft Clay Through Shield.

Plate LXXIII, Fig. 4.--Reinforcement of Broken Plate with Long Polt and Twisted Steel Rods.
Plate LXXIII, Fig. 4.—Reinforcement of Broken Plate with Long Polt and Twisted Steel Rods.

В тоннеле B после выхода из-под линии перемычки в апреле 1906 г. потери воздуха стали очень большими, а прорывы происходили почти ежедневно вплоть до конца июня. В моменты прорывов давление в тоннеле падало на 2–8 фунтов, и на восстановление прежнего давления обычно уходило несколько часов. В течение этого времени регулярные работы прерывались. В конце июня было получено разрешение на увеличение толщины глиняной подушки до уровня воды 27 футов при среднем отливе. Дополнительный слой глины был отсыпан в конце июня и начале июля, что практически полностью прекратило прорывы.

К концу месяца природная глина, описанная выше, составляла бо́льшую часть забоя и с этого момента играла важную роль в снижении требуемого расхода воздуха. В апреле и начале мая работы велись под паромными эстакадами Пенсильванской железной дороги. Подушку приходилось отсыпать, сбрасывая глину из тачек через отверстия в настиле.

В тоннеле A к моменту остановки работ в конце 1905 г. нижняя выработка была пройдена на 23 фута впереди забоя. За десять месяцев простоя трещины в вышележащей породе раскрылись. Скальная поверхность находилась всего на 2–4 фута ниже верха режущей кромки на протяжении около 60 футов. Поверх породы залегали крупные валуны, погруженные в острый песок. Удаление валунов и установка полингов без провоцирования вывала были чрезвычайно сложной операцией. Открытые трещины над нижней выработкой также часто создавали проблемы, поскольку в забое происходили многочисленные камнепады, которые разрушали забойку и позволяли мягкому материалу сверху затекать в щит. Было зафиксировано два вывала объемом от 50 до 75 куб. ярдов и множество мелких.

Управление щитами.

В ходе работ практически не возникало трудностей с продвижением щита точно по оси, однако удерживать его на проектном уклоне было гораздо сложнее. На скальном участке, где ложе можно было установить достаточно далеко впереди, чтобы оно набрало прочность до того, как на него будет наддвинут щит, никаких проблем не возникало вообще. Там же, где ложе удавалось уложить лишь за очень короткое время до того, как оно должно было принять на себя вес щита, ситуация выглядела совершенно иначе. Щит имел тенденцию проседать у режущей кромки, и стоило ему один раз опуститься вниз, как изменить его направление становилось чрезвычайно трудно. Обычно это достигалось за счет заделки в ложе на прочном основании рельсов или тяжелых дубовых досок. Часто эту операцию приходилось повторять несколько раз, прежде чем она приносила успех. В мягком грунте изменить направление щита было намного проще, однако из-за изменчивого характера материала порой невозможно было заранее определить, как именно следует наклонять щит. Опыт работ в Манхэттене показал, что чугунная обделка сохраняет наилучшее положение относительно уклона, когда нижняя сторона нижней части щита в его задней части движется по проектной отметке низа обделки, но если скорость проходки была низкой, лучше было вести щит чуть выше.

В забоях со стороны Лонг-Айленда, которые, как правило, находились в мягком грунте, режущие кромки щитов удерживались на 4–8 дюймов выше по отношению к проектному уклону, чем рельсы. В этом случае щиты обычно двигались параллельно проектному уклону, хотя это в значительной степени корректировалось способом выдачи породы и жесткостью грунта в нижней части щита.

В среднем щиты толкались десятью-двенадцатью нижними домкратами под давлением около 4000 фунтов на кв. дюйм. Домкраты имели 9-дюймовые плунжеры, что составляло суммарное среднее усилие, необходимое для продвижения щита, равное 2 800 000 фунтов. В мягком грунте, где использовались затворы, часто задействовались все двадцать семь домкратов, а в нескольких случаях давление превышало 6000 фунтов на кв. дюйм. При удельном давлении 6000 фунтов на кв. дюйм суммарное усилие на щит при работе всех двадцати семи домкратов составляло 5154 тонны.

Повреждения щитов.

Было зафиксировано лишь два случая повреждения основных конструктивных элементов щитов. Наиболее серьезный произошел в тоннеле D, где режущая кромка в нижней части щита была вдавлена в слегка пологий уступ породы. В стальной отливке образовался прогиб, который заметно увеличивался при следующих нескольких шагах. Работы были приостановлены, и к погнутым сегментам была прикреплена массивная литая стальная накладка, перекрывающая прогиб, как показано на рис. 2 на листе LXXIII. В дальнейшем никаких проблем с деформированным участком не возникало. Другой случай произошел в тоннеле B со стороны Лонг-Айленда, где случилась похожая, но менее серьезная авария, с которой справились аналогичным образом.

Перемычки. — В Манхэттене перемычки должны были сооружаться вблизи шахт до того, как в тоннелях могло быть создано давление. После проходки 500 футов тоннеля на каждой линии были возведены вторые перемычки. Давление воздуха между первой и второй перемычками было затем снижено до значений от 15 до 20 фунтов. Когда щиты были продвинуты на 1500 футов, был построен третий комплект перемычек. Почти все демонтированные поврежденные тюбинги находились между первой и третьей перемычками в Манхэттене. Перед началом этой операции двери шлюзов в перемычках № 3 были перевернуты, чтобы воспринимать давление с запада. Благодаря этому можно было одновременно вести работы по демонтажу щитов при сравнительно низком давлении и извлекать поврежденные тюбинги.

В Лонг-Айленд-Сити роль перемычек № 1 выполняли перекрытия кессонов. Были установлены еще два комплекта перемычек: первый — на расстоянии около 500 футов, а второй — около 1500 футов от шахт.

Оседание поверхности земли.

Проходка таких участков речных тоннелей с земляным сводом, которые располагались в сухопутной части, вызывала оседание поверхности земли, обычно составлявшее от 3 до 6 дюймов. Трехэтажное кирпичное здание по адресу: Восточная 34-я улица, 412, потребовало масштабного ремонта. Это здание стояло над участком выработки в частично мягком и частично скальном грунте, где тоннели выходили из манхэттенского уступа и где произошло несколько вывалов песка в щит. По сути, пустоты, образовавшиеся в результате этих вывалов, со временем дошли до поверхности и привели к просадки мостовой проезда между зданиями на 4 или 5 футов на значительной площади. Тоннели также проходили непосредственно под паромными эстакадами и путями Пенсильванской железной дороги на Восточной 34-й улице. В тоннелях B и D в это время постоянно происходили прорывы воздуха, и на участках с медленной проходкой это вызывало столь значительное оседание, что одну из эстакад пришлось перестраивать. Тоннель A, напротив, где скорость проходки была высокой, практически не вызвал оседания путей.

Глиняная подушка.

Как упоминалось ранее, глина сбрасывалась поверх тоннелей на разную глубину в разное время. Требовался материал, который уплотнялся бы в монолитную массу и не подвергался бы быстрому размыву под воздействием приливных течений реки и выхода больших объемов воздуха, которые часто приводили воду в окрестностях щитов в бурное движение. Подходящую глину не удалось найти в непосредственной близости от места работ. Для этой цели были опробованы материалы с Шутерс-Айленда и из Хаверстро. Правительственные инстанции не одобрили первый вариант, и большая часть использованной глины поступала из второго пункта. Хотя было выдано несколько различных разрешений, регулировавших работы, среди них было три наиболее важных. Первое разрешение позволяло создать подушку, которая в целом повторяла профиль тоннелей, со средней толщиной 10 футов на манхэттенской стороне и несколько меньшей на стороне Лонг-Айленд-Сити. Второе общее разрешение позволявало нарастить подушку до плоскости, лежащей на 27 футов ниже уровня малых вод. Это оказалось эффективным средством для сдерживания тенденции к прорывам воздуха, но приводило к значительным потерям воздуха. Наконец, отсыпка была разрешена над ограниченными и обозначенными участками до плоскости на 20 футов ниже уровня малых вод. Везде, где пользовались этим последним разрешением, чрезмерная утечка воздуха практически полностью прекращалась. После того как все щиты прошли далеко в русло реки, подушка позади них дредировалась, и глина использовалась повторно впереди щита.

Над щитами ежедневно производились промеры глубин (продлевания), и если обнаруживался заметный размыв, в образовавшуюся воронку сбрасывалась глина. При каждом серьезном прорыве воздуха как можно скорее, не дожидаясь промеров, сбрасавалась шаланда глины. Для этих целей значительное количество глины хранилось в Пиджон-стрит-слипе в Лонг-Айленд-Сити, а одна или две грунтоотвозные шаланды с днищевыми люками держались заполненными на случай чрезвычайных ситуаций. Мистер Роберт Чалмерс, отвечавший за промеры для подрядчика, заявляет, что «углубления в подушке, вызванные размывом из-за выхода воздуха, как правило, в плане были примерно круговыми, а в сечении — несколько уплощенными по центру». Удовлетворительных промеров в центре сильного прорыва получить никогда не удавалось, но следующий пример в некоторой степени иллюстрирует то, что происходило. Над тоннелем B на пикете 102+80 в обычных условиях было 36 футов воды, 7 футов глиняной подушки и 20 футов естественного перекрытия. Воздух выходил со скоростью около 10 000 куб. футов в минуту, а небольшие прорывы случались один-два раза в день. 22 июня промеры показали глубину 54 фута. Дно реки было размыто на глубину 18 футов примерно за два дня. На следующий день из щита были извлечены валуны, которые почти наверняка покоились на естественном дне реки. Глина из подушки также попадала в щиты в ряде случаев во время или после прорывов. Наиболее примечательным случаем стал сентябрь 1907 г., когда верх щита в тоннеле D выходил из восточной части рифа Блэкуэллс-Айленд. Песок в верхней части был очень крупным и рыхлым, что позволяло воздуху выходить совершенно свободно. Падение куска рыхлой породы из-под забойки спровоцировало вывал песка, за которым последовала глина из подушки, представлявшая в этом месте в основном более мягкий повторно поднятый материал. Выемка породы из щита продолжалась, когда мягкая глина снова начала течь и прорвалась обратно в тоннель на расстояние 20 футов, как показано на рис. 3 на листе LXXIII. Для восстановления контроля над забоем и завершения шага потребовалось десять дней тщательной и тяжелой работы из-за мощного давления пластичной глины.

Глиняный экран имел важнейшее значение для всех работ на протяжении всего проекта, и трудно представить, как без него можно было бы проложить тоннели через мягкий грунт со стороны Манхэттена.

Объем нового материала, использованного в экране, составил 283 412 куб. ярд., из которых 117 846 куб. ярд. были извлечены из-над уже пройденных тоннелей и повторно уложены в экран впереди проходческих щитов. Всего через прорывы было отсыпано 88 059 куб. ярд. глины. Общая стоимость возведения и удаления экрана составила 304 056 долларов.

Чугунная обделка.

Стандартная чугунная обделка тоннеля имела обычную трубчатую конструкцию с внешним диаметром 23 фута. Кольца шириной 30 дюймов состояли из одиннадцати сегментов и замкового камня. Толщина стенки (полотна) сегментов в центральной части составляла 1-1/2 дюйма и увеличивалась до 2-3/8 дюйма у основания ребер (фланцев), которые имели глубину 11 дюймов, толщину 2-1/4 дюйма у основания и 1-1/2 дюйма по краю; все контактные поверхности были обработаны на станке. На краях фланцев были отлиты выемки, образующие при установке обделки паз глубиной 1-1/2 дюйма и шириной около 3/8 дюйма для чеканки. Отверстия под болты были отштампованы в фланцах, а приливы (бобышки) вокруг отверстий механической обработке не подвергались. По центру каждой плиты для стандартной 1-1/4-дюймовой трубы было высверлено с нарезанием резьбы привычное отверстие для нагнетания цементного раствора. На практике выяснилось, что стандартная трубная резьба была слишком мелкой, а конусность — нежелательной. Каждый сегмент весил примерно 2 020 фунтов, а замковый камень — 520 фунтов, при этом общий вес составлял 9 102 фунта на погонный фут тоннеля. На рис. 1 показаны детали стандартной тяжелой обделки.

В дополнение к стандартной чугунной обделке были предусмотрены литые стальные кольца тех же размеров для использования на коротком участке тоннеля при переходе от скального основания к основанию из мягкого грунта. Здесь ожидались неравномерная осадка и, как следствие, возможные деформации и рост напряжений, однако, за исключением небольшого закономерного проседания обделки при ее выходе из хвоста проходческого щита, никакой подобной осадки замечено не было.

Два класса более легкого чугуна — один с толщиной стенки 1 дюйм и фланцами 8 дюймов, а другой с толщиной стенки 1-1/4 дюйма и фланцами 9 дюймов (первый весил 5 166 фунтов на погонный фут тоннеля, а второй — 6 776 фунтов) — были предусмотрены для использования на наземных участках между Ист-авеню и шахтами Лонг-Айленд-Сити. Также были поставлены сегменты особой тяжести двух весовых категорий для использования в нижней части колец. Так называемые плиты XX имели стенки и фланцы на 1/4 дюйма толще стандартного сегмента, а плиты YY были соответственно на 1/2 дюйма тяжелее. Условия их применения будут упомянуты ниже. Все отливки относились к тому же общему типу, который показан на рис. 1.

Кольца с сужением по ширине на 3/4 дюйма и 1-1/2 дюйма использовались при изменениях в плане и профиле (уклоне): первые применялись примерно на каждом четвертом кольце на кривых радиусом 1° 30'. Сужения на 1-1/2 дюйма в основном использовались при изменениях уклона, когда требовалось освободить чугунную обделку от защемления о хвост проходческого щита. Еще более широкие сужения были бы полезны для быстрого достижения этой цели.

Никаких приливов для крепления к укладчику на сегментах не отливалось; вместо этого приспособление, показанное на рис. 4 на листе LXX, вставлялось в одну из пар отверстий под болты около центра плиты и удерживалось в нужном положении крепежной гайкой на одном из концов.

В начале работ предполагалось, что естественная деформация колец не приведет к уменьшению вертикального диаметра более чем на 1 дюйм; однако это значение было немного превышено, и средняя величина деформации по всему тоннелю составила 1-7/16 дюйма. Укладчики монтировались на проходческом щите в таком положении, при котором они находились в плоскости центра монтируемого кольца, если продвижение (совершение шага домкратами) выполнялось без опережения (наклона) и ровно на такое расстояние, которое было необходимо для установки сегментов. Если щит продвигали слишком далеко (что случалось редко), это создавало неудобства при монтаже. При проходке с большими положительными вертикальными углами опережения (что происходило чаще) неудобство размещения укладчика на щите проявлялось более отчетливо. В таких условиях плоскость движения укладчика располагалась под острым углом к плоскости кольца, и после установки нижней части кольца обычно требовалось продвинуть щит еще на несколько дюймов вперед, чтобы установить верхние плиты. О практических последствиях этого процесса будет сказано ниже.

Fig. 1.
Fig. 1.

Сначала монтаж чугунной обделки в подводных тоннелях несколько мешал работам по уборке породы, однако времени, требуемого на завершение последней, было вполне достаточно для монтажа первой, и начало очередного шага проходки редко откладывалось из-за незавершенности сборки кольца. После демонтажа нижней части диафрагм, позволившему подавать вагонетки с породой внутрь щита и дальше за него, обе операции стали выполняться одновременно без серьезных помех. Установка ленточного конвейера для перемещения разработанного мягкого грунта в тоннеле А оказалась особенно полезной в этом отношении.

В качестве подготовки к окончательной затяжке болтов каждого смонтированного кольца на его горизонтальном диаметре устанавливался 15-тонный стяжной домкрат, состоявший из небольшого тягового домкрата, помещенного в легкую шарнирно-рычажную цепь из серег; кроме того, укладчики часто использовались для поддомкрачивания свода обделки с целью придания кольцу правильной круглой формы. Перед началом продвижения щита на горизонтальный диаметр также устанавливался 1-1/4-дюймовый талреп, предотвращающий расхождение чугунных элементов до заполнения пустот с внешней стороны цементным раствором. Приближение опор верхней площадки концевой платформы потребовало удаления этих талрепов со всех колец, кроме трех головных, однако если обделка проявляла тенденцию к дальнейшей деформации, их устанавливали снова после прохода концевой платформы, и они оставались на месте до возведения бетонного свода обделки.

Стоимость погрузочно-разгрузочных работ и монтажа чугунной обделки в разное время существенно различалась, составляя в среднем для подводных тоннелей 3,32 доллара за тонну непосредственно учитываемых затрат труда на перемещение и монтаж, к которым необходимо было прибавить 7,54 доллара накладных расходов («верхних расходов»). В эту цифру также включена стоимость ремонта поврежденных плит.

Поврежденные плиты. — Во время строительства подводного участка тоннелей было обнаружено, что некоторое количество сегментов оказалось сломано при продвижении щита. Поломки, которые за редким исключением ограничивались тремя или четырьмя нижними плитами, почти всегда происходили на передней (обращенной внутрь кольца) плоскости и редко распространялись за пределы нижней части фланца. Тщательный анализ изломов и журналов проходки позволил выделить несколько отчетливых типов разрушений и три основные известные причины поломок под воздействием щита.

В первом случае случайное попадание постороннего предмета между головкой домкрата и чугунной обделкой приводило к тому, что домкрат упирался во фланец выше своего нормального положения (напротив стенки кольца), что обычно вызывало скол части фланца или появление нескольких радиальных трещин с прогибом фланца или без него. Эти повреждения были весьма характерными, и их причину удавалось легко распознать, даже если сам посторонний предмет непосредственно не был замечен.

Во втором случае попадание твердого металлического предмета, например небольшого инструмента, в кольцевой зазор между обделкой и хвостом щита, где он застревал на внутреннем уступе (бортике) и волочился по мере продвижения щита, являлось доказанной причиной поломки ряда сегментов. Такие повреждения не имели каких-либо специфических характеристик, но обычно располагались в непосредственной близости над траекторией движения потерянного инструмента или металла. Их причина устанавливалась по обнаружению глубокой царапины на нижней стороне сегмента либо по находке инструмента, заклиненного в хвосте щита или лежащего под сломанной плитой при ее демонтаже. Весьма вероятно, что к этой категории следует отнести и ряд поломок, отнесенных на счет неизвестных причин.

Третья причина охватывает наибольшее количество поломок и, хотя ее трудно четко охарактеризовать, представляет наибольший интерес. Говоря в целом, эти повреждения являлись результатом перемещений щита относительно положения обделки тоннеля. При проходке в мягком грунте часто было трудно привить нижним домкратам усилие, достаточное для завершения полного шага в 30 дюймов по требуемой траектории. Поэтому в начале шага щит выдавливался вверх, а по мере уплотнения песка перед щитом, когда требовалось большее усилие, оно обеспечивалось задействованием верхних домкратов. Верхняя часть щита медленно подавалась вперед, и к концу шага достигалось требуемое положение; однако щит совершал качательное движение с заметным подъемом хвостовой части ближе к концу шага. Аналогичный подъём хвоста происходил, когда при больших положительных углах опережения верхняя часть щита подавалась вперед для монтажа верхних плит кольца. С другой стороны, когда щит шел выше проектной отметки и требовалось опустить его, проход щита через вершину перегиба профиля вызывал аналогичный эффект. Во всех этих перемещениях, при плотно забитом глиной зазоре между хвостом щита и обделкой, восходящее усилие щита стремилось сплющить обделку снизу, что приводило к периодическим поломкам плит. Широкое использование сужающихся колец, устанавливаемых так, чтобы снять защемление обделки о хвост щита, заставляет тоннель следовать изменениям уклона щита, но значительно снижает повреждения колец от такого воздействия.

В тоннеле D, где при прохождении через мягкий песок требовались очень большие положительные углы опережения в сочетании с выраженной тенденцией щита к осадке, щит сильно зажимало на обделке, и он волочился по ней своей верхней частью. Опора обделки на мягкое основание в этом случае также стремилась приподнять низовую часть, о чем свидетельствовало раскрытие нижних поперечных стыков при ослаблении болтов для снятия напряжения во время шага проходки. Ожидавшихся трещин в плитках свода, которые чаще наблюдались в других тоннелях, здесь не произошло, и они не были обнаружены нигде, кроме одного места в тоннеле B, где их происхождение связали с аналогичным действием щита. Трещины, возникающие в результате перемещений щита, как кратко описано выше в третьем случае, не ограничивались каким-либо конкретным типом, но чаще возникали на самом конце кольцевого фланца, чем в любой другой точке.

Количество сломанных плит в подводных тоннелях составило 319 штук, или 0,42% от общего числа смонтированных. Из них 52 были обнаружены и удалены либо до начала шага проходки, либо сразу после него, причем подавляющее большинство было повреждено при погрузочно-разгрузочных работах до монтажа или в процессе его. Оставшиеся 267 штук рассматриваются ниже.

Ремонт сломанных плит. — По завершении шага проходки хвост щита не доходил примерно на 5 дюймов до перекрытия всей ширины последнего кольца, поэтому удаление плиты, сломанной во время этого шага, привело бы к обнажению грунта у хвоста щита. При прочном материале в нижней части это не создавало особых трудностей, и в таких условиях сломанная плита обычно удалялась немедленно. Однако в песке, и особенно со стороны Манхэттена, где он был плывунным и подвижным, извлечение плиты было сопряжено с определенной опасностью, и такие плиты обычно оставляли до окончания проходки тоннеля. Многие из них были усилены путем установки стальных, XX- и YY-сегментов в последующих кольцах вблизи места излома.

После встречи щитов было возобновлено отложенное ранее заменение сломанных сегментов. Давление воздуха поднималось в достаточной степени, чтобы насухо осушить песок с внешней стороны сегментов, которые засверливались и выбивались, как правило, по четвертям, как показано на рис. 1 на листе LXXIII. Затем в кольцо вставлялся стальной сегмент и подтягивался на место с помощью талрепов. Применение стяжного домкрата с усилием около 30 тонн на каждый конец поочередно обеспечивало плотную посадку плиты на радиальные стыки по торцам.

Там, где сломанная плита была изолированной и усиливалась стальными или усиленными сегментами в смежном кольце, трещина (если она была незначительной) просто чеканилась для обеспечения водонепроницаемости. Если же трещина раскрывалась или доходила до стенки плиты, поперечные фланцы стягивались между собой болтом размером 1-1/2 дюйма на 7 футов, пропущенным через отверстия под болты, ближайшие к сломанному фланцу. Этот длинный болт работал по принципу тетивы лука и снабжался на концах двумя гайками, установленными на противоположных сторонах поперечных стыков взамен стандартных болтов, извлеченных для его установки. На рис. 4 на листе LXXIII один из таких болтов показан на своем месте. Кроме того, все сломанные плиты, оставшиеся в тоннеле, были усилены 1-дюймовыми стержнями из скрученной стали, заложенными в бетонную обделку (также показано на рис. 4 на листе LXXIII).

Специальная конструкция в местах стыковки подводных щитов. — Демонтаж щитов начинался сразу же после того, как они останавливались в своем конечном положении режущими кромками друг к другу. Планами предусматривалось их полное удаление, за исключением цилиндрических оболочек и литых стальных режущих кромок. Внутри первых монтировалась стандартная тоннельная обделка на расстоянии до 4 футов от тыльных частей (пят) режущих кромок. Перекрывая последние и образуя непрерывную металлическую обделку тоннеля, возводилась специальная конструкция, показанная на рис. 2. Она состояла из кольца из катаной стали толщиной 1-1/4 дюйма и длиной 7 футов, смонтированного внутри режущих кромок с кольцевым зазором в 1 дюйм, и двух специальных чугунных колец фасонной формы, предназначенных для соединения кольца из катаной стали с обычной обделкой. Один фланец специальных чугунных колец был стандартного типа, а другой был отогнут назад на 9 дюймов в виде кольца, внутренний диаметр которого совпадал с внешним диаметром кольца из катаной стали, к которому оно крепилось болтами.

Пространство между стандартной и специальной конструкциями имело разную ширину у разных щитов и заполнялось замыкающим кольцом, отлитым по размерам, определенным на месте работ. На рис. 2 показана завершенная конструкция.

Рым-болты (анкерные болты с проушиной), ввернутые в резьбовые отверстия и замоноличенные в цементном растворе состава 1 к 1 на портландцементе, нагнетаемом через аналогичные отверстия, укрепляли кольцо из катаной стали против внешнего гидростатического давления. В двух тоннелях бетонная обделка была проведена через весь узел стыка и полностью покрывала всю конструкцию, в то время как в остальных двух тоннелях она не доходила до кольца из катаной стали, оставляя последнее открытым и отступя назад примерно на 3 дюйма от внутренней поверхности бетона.

Fig. 2.
Fig. 2.

Нагнетание цементного раствора.

За исключением случаев, оговоренных ранее, пустоты с внешней стороны тоннельной обделки заполнялись раствором, нагнетаемым через отверстия для раствора в каждом сегменте. Всегда существовала вероятность того, что портландцемент, если его использовать для нагнетания раствора в тоннелях, проходимых с помощью щита, может вытечь вперед вокруг щита и схватиться, «намертво зажав» щит в скале или в чугунной обделке либо образовав на нем наросты, которые затруднят управление им. Учитывая это, подрядчики предложили заменить его английской известью Blue Lias в качестве материала для раствора. Свежий раствор английской извести с умеренным количеством воды очень быстро схватывался на воздухе до консистенции мела. Однако его гидравлические свойства были слабыми, и в присутствии избытка воды он сохранял консистенцию мягкой грязи. Поэтому он не подходил в качестве поддерживающего материала для тоннеля.

Была опробована американская известь, изготовленная в подражание лиасской извести, но обладающая более высокими гидравлическими свойствами, однако она оказалась неудовлетворительной. Также были испытаны и отвергнуты две марки натурального цемента, но модифицированный быстротвердеющий натуральный цемент, производимый специально для этой работы, в итоге показал хорошие результаты, и подавляющая часть работ по нагнетанию раствора в подводных тоннелях была выполнена с использованием этого материала, смешанного с песком в пропорции 1 к 1 по объему. К востоку от шахт Лонг-Айленда работы, выполнявшиеся без щитов, инъецировались преимущественно портландцементом с песком, смешанными в пропорции 1 к 1 по объему.

В подводных тоннелях большие количества английской извести без добавок (чистым раствором) использовались для нагнетания над сводом тоннеля в попытках остановить утечки воздуха через мягкий грунт. Тем не менее, в этом отношении она была не слишком эффективна до тех пор, пока пустоты снаружи обделки не были заполнены выше замка свода. После этого ее свойства расширения и быстрого схватывания в сухом песке в этой зоне начинали приносить пользу. Использование сухой извести в забое, где выходящий воздух уносил ее в пустоты песка и закупоривал их, оказывалось гораздо более эффективным и быстрым средством для пресечения утечек.

За исключением английской извести, весь раствор смешивался с песком в пропорции 1 к 1 в машине непрерывного перемешивания Кокберна (Cockburn), приводимой в действие 3-цилиндровым пневматическим двигателем. Растворомешалка устанавливалась на нижней площадке концевой платформы, показанной на листе LXXII, в то время как материалы подавались на верхнюю площадку и вместе с водой загружались в машину через отверстие в верхнем настиле. Песок фасовался в мешки на строительном дворе, а вагонетки, на которых материалы доставлялись в тоннели, перед разгрузкой поднимались подъемником на уровень верхней площадки концевой платформы.

Серьезные трудности возникали при предотвращении утечки жидкого раствора перед щитом и в хвостовую часть через зазор между ней и чугунной обделкой. На участке, полностью сложенном мягким грунтом, первая проблема обычно не возникала. На участках, полностью проходящих в скале, самым эффективным методом борьбы с утечками оказалось возведение затворов или перемычек снаружи обделки — между ней и поверхностью породы. С этой целью примерно через каждые 30 футов головное кольцо и верхняя половина предыдущего кольца расстыковывались и подавались вперед на расстояние, достаточное для получения доступа к зазору с внешней стороны. Затем снаружи чугуна возводилась грубая перемычка из бутового камня, мешков с раствором или глиной, после чего кольца сдвигались назад и соединялись вновь. На участках, содержащих как скальные породы, так и мягкий грунт, перемычки для раствора возводились у режущей кромки с определенными интервалами и поднимались на максимально возможную по условиям высоту.

Предполагалось, что кольцевой зазор в хвосте щита все время будет плотно забит глиной и пустыми мешками, но эту набивку (тампонаж) было трудно удерживать под давлением раствора. Некоторое время для удержания набивки использовались 1/2-дюймовые сегментные стальные пластины, вставляемые сверху вниз между оболочками и чугуном, но их смещение приводило к поломке ряда фланцев, и от их применения отказались. Вместо них были внедрены 2-дюймовые сегментные пластины, прикрепленные к головкам домкратов, с более удовлетворительными результатами. Несмотря на эти приспособления, утечки раствора в хвосте были очень велики.

Мягкие грунты на различных участках работ вели себя по-разному. Глина и «бычья печенка» не обрушивались на чугунную обделку в течение нескольких часов после прохода щита, а иногда и суток или более, что позволяло заполнить раствором пространство между грунтом и чугуном. Мелкий серый или пляжный песок и плывун смыкались практически сразу. Плывун имел тенденцию заполнять пространство под чугуном с боков и местами оставлять пустоту примерно на уровне горизонтального диаметра, которая не заполнялась сверху, так как песок, высушенный воздухом, держался довольно хорошо и не обрушивался на обделываемые элементы, за исключением почти горизонтальных участков наверху.

Общее количество раствора, использованного на работах, было эквивалентно по затвердевшему объему 249 647 баррелям раствора портландцемента состава 1 к 1, из которых 233 647 баррелей было нагнетано через чугунную обделку, что составляет в среднем 14,93 барреля на погонный фут. Стоимость раствора, нагнетаемого снаружи подводных тоннелей, составляла 93 цента за баррель по рабочей силе и 2,77 доллара на накладные («верхние») расходы. К востоку от шахты Лонг-Айленда сопоставимые затраты составляли 0,68 и 1,63 доллара, причем разница частично объяснялась большой долей работ, выполненных в условиях нормального давления воздуха в последнем месте.

Чеканка швов и протечки.

До августа 1907 года стыки между сегментами чугунной обделки чеканились железными опилками и нашатырным спиртом, смешанными в весовой пропорции 400 к 1. При давлении воздуха, уравновешивающем гидростатический напор вблизи оси тоннеля, было трудно сделать чеканку ржачинным составом герметичной ниже оси против противодействующего напора воды; кроме того, этот вид чеканки во многих местах повреждался капелью из служебных трубопроводов, закрепленных на обделке тоннеля. Несколько проб с использованием свинцовой проволоки при холодной чеканке дали столь удовлетворительные результаты, что она была принята в качестве замены. Пневматические молотки с успехом применялись для чеканки свинцом, но лишь в небольших объемах использовались для чеканки железными опилками (ржачинным составом), которая выполнялась преимущественно вручную. Непосредственно перед возведением бетонной обделки все протечки, независимо от того, были ли они в местах чеканки опилками или свинцом, устранялись свинцом, а оставшаяся часть паза заполнялась раствором портландцемента состава 1 к 1, что делало стыки на тот момент абсолютно водонепроницаемыми. Последующее появление небольших следов просачивания через бетон свидетельствовало о том, что ремонтные работы следовало вести на достаточном удалении впереди бетонирования, чтобы можно было обнаружить вторичные протечки, которые могли развиваться медленно. Средняя стоимость рабочей силы, относимая на чеканку, составляла 12 центов на погонный фут, к чему следовало добавить 21,8 цента накладных расходов.

К сожалению, бо́льшую часть бетонной обделки в подводных тоннелях пришлось укладывать в летние месяцы, когда температура на рабочем месте часто превышала 85°; а температура бетона во время схватывания была еще выше. Это аномальное тепло, вызванное химическими процессами в цементе, вскоре рассеялось, и с приближением зимы усадка бетона привела к образованию поперечных трещин. К середине зимы они развились довольно равномерно по концам каждого 30-футового участка бетонного свода по мере его возведения, а зачастую более тонкие трещины проявлялись примерно в центре каждого 30-футового участка.

По мере падения температуры бетона аналогичные изменения происходили и в чугунной обделке, что приводило к ее усадке. Обделка была смонтирована в условиях сжатого воздуха, температура которого составляла в среднем около 70° зимой и была выше летом. После сброса давления сжатого воздуха летом 1908 года тоннели приобрели более низкую температуру окружающего грунта, которая медленно падала до середины зимы. Усадка бетона, прочно уложенного вокруг фланцев чугуна и проявившего трещины с довольно равными интервалами, вероятно, локализовала небольшие сопутствующие перемещения чугуна вблизи бетонных трещин, что привело к ослаблению чеканки в этих точках. С наступлением холодной погоды на бетоне во многих местах появились сырые пятна, а на температурных трещинах вполне закономерно проступили небольшие протечки, в некоторых случаях развившиеся настолько, что их можно было назвать течами. Тем не менее, лишь немногие из них поддавались измерению по объему.

В начале января по обе стороны от большого числа трещин были надежно установлены небольшие латунные штифты, и на протяжении всей зимы и весны регулярно производились измерения штангенциркулем и наблюдения за температурой воздуха. Ширина трещин и объем протечек в них увеличивались с каждым падением температуры и уменьшались по мере ее повышения, однако вплоть до весны ширина трещин не возвращалась к исходному значению при каждом возвращении температуры к прежнему уровню.

Протечки во всех четырех тоннелях были схожими, но наибольший объем наблюдался в тоннеле D, где в начале февраля обычный приток составлял около 0,0097 куб. фут/с, что эквивалентно 0,00000347 куб. фут/с на погонный фут тоннеля. Из этого количества 0,0065 куб. фут/с приходилось на восемь трещин с измеряемыми протечками, а оставшиеся 0,0032 куб. фут/с (или 0,00000081 куб. фут/с на погонный фут тоннеля) составляли общую фильтрацию, распределенную по всей длине.

Устранить каждую течь в тоннеле (большинство из которых обозначалось просто сырыми пятнами на бетоне) не представлялось возможным; однако был разработан довольно простой метод остановки течей в восьми-десяти местах каждого тоннеля, где вода капала со свода или текла по поверхности бетона. Самая сильная течь в любом из тоннелей составляла около 0,0023 куб. фут/с. Для устранения этих течей перфораторами с бурами джап (Jap drills) сквозь бетон до фланца чугуна высверливались ряды 1-дюймовых отверстий с шагом около 4 дюймов. Эти ряды имели длину от 3 до 18 футов, выходя на 1 фут или более за пределы зоны протечки. Дно отверстий приходилось непосредственно на чеканочный паз, и удары бура обычно осаживали чеканку назад, так что после бурения течь прекращалась или почти прекращалась. Если их оставлять без внимания, течи через несколько часов или дней постепенно пробивались вновь, выделяя больше воды, чем прежде. Тем не менее, в качестве эксперимента это было позволено сделать лишь в нескольких случаях. После бурения нижние 4 дюйма отверстия у фланца заполнялись мягким цементным раствором без добавок. Сразу поверх него закладывались две пробки из чистого цемента длиной около 2-1/2 дюйма, выдержанные 5–6 часов и достаточно твердые. Каждая из них уплотнялась круглым чеканочным инструментом диаметром с отверстие при помощи кувалды. Поверх них аналогичным образом забивались еще две пробки из чистого цемента того же размера, находящиеся в стадии полного схватывания. Они разрушались под ударами молотка и плотно зачеканивали отверстие. По окончании работ утрамбовывающий инструмент издавал звонкий звук, как при ударе по монолитной скале. На пластичный раствор в нижней части отверстия оказывалось сильное давление, что приводило к повторной чеканке стыка чугунных элементов. В отремонтированных трещинах в течение четырех месяцев не возникало никаких новых измеряемых протечек, а общая протечка в каждом тоннеле сократилась примерно до 0,002 куб. фут/с (в среднем 0,00000051 куб. фут/с на погонный фут).

Водосборные и насосные камеры.

Для обеспечения водоотведения из тоннелей для каждой пары тоннелей были предусмотрены водосборный приямок с расположенной над ним насосной камерой. Приямки представляли собой короткие тоннели под основными выработками, простирающиеся примерно между осевыми линиями последних. Они имели наружный диаметр 10 футов 9-1/2 дюйма и длину 44 фута. Вода поступала в приямки напрямую из дренажей по осям тоннелей. Над приямками и между тоннелями была построена насосная камера длиной 19 футов 5 инчей. Над торцом последней, противоположным приямку, между банкетными стенами двух тоннелей был устроен поперечный проход. Этот проход обеспечивает доступ из любого тоннеля через проем в полу в насосную камеру и далее через нее — к приямку.

По данным предварительного бурения предполагалось, что приямки расположены так, что вся конструкция целиком окажется в скальном грунте. Для тоннелей C и D это подтвердилось, но для тоннелей A и B — нет. Положение поверхности породы в последних показано на рис. 3. После завершения выемки грунта в тоннеле B (1 января 1908 года) плиты были демонтированы с борта тоннеля у поперечного прохода, и через грунт над поверхностью породы была пройдена штольня к обделке тоннеля А. Забой был раскреплен креплениями, как показано на рис. 3. Потерь воздуха из штольни практически не наблюдалось, но глиняный экран над этим местом был удален, и ситуация вызывала определенную тревогу. Чтобы сделать забой максимально надежным, к обделке обоих тоннелей прикрепили 24-дюймовые двутавровые балки, показанные на рис. 3. Эти балки образовали опору для постоянного бетонного арочного перекрытия прохода, которое было возведено немедленно. В то же время в тоннеле B над местом расположения приямка были сняты плиты в днище, и по оси приямка была начата проходка штольни в сторону тоннеля А. Как только штольня была пройдена за осевую линию насосной камеры, из разборки (забоя) в западном направлении внутри насосной камеры была выполнена нижняя штольня и осуществлена сбойка с поперечным проходом. Затем производился монтаж чугунной обделки насосной камеры от поперечного прохода в восточном направлении. Мягкий грунт разрабатывался непосредственно впереди обделки, а грунт удерживался с помощью продольной затяжки (полок) почти так же, как описывалось для щитовых работ. Из-за плохого грунта и прослоев песка, встреченных в скале ниже уровня поперечных балок, вся западная стена насосной камеры была смонтирована до расширения приямка до полного сечения. Это также было целесообразно для обеспечения максимальной поддержки чугунной обделки тоннелей. После этого приямок был разработан до полного сечения. Чугунная обделка приямка и восточная стена насосной камеры были установлены в кратчайшие сроки. Пустоты с внешней стороны чугунной обделки приямка и насосной камеры были максимально полно заполнены бетоном, а затем тщательно проинъецированы раствором. Наконец, внутри чугуна была смонтирована бетонная обделка.

Как показано на рис. 3, выемка грунта под эти камеры оставила значительную часть чугунной обделки тоннелей временно без опоры на нижней внутренней четверти. Для предотвращения деформаций была установлена система диагоналей и подкосов, как показано на рисунке.

Пол насосной камеры был гидроизолирован мешковиной (рулонным битумным материалом) на пекe способом, аналогичным описанному для кессонов в Лонг-Айленд-Сити. Закрепить битумную гидроизоляцию на вертикальных стенах с помощью мягкого пека (который был единственным видом, применимым в условиях сжатого воздуха) не представлялось возможным, поэтому поверхности были защищены стенкой из асфальтовых кирпичей, уложенных на пеке с температурой плавления 60° по Фаренгейту. По проектному контуру были установлены опалубки, а пространство до скалы было заполнено бетоном, образовав так называемую песчаную стенку, подобную тем, что обычно применяются для гидроизоляции рулонными битумными материалами. Затем кирпичи укладывались на высоту в четыре или пять рядов. Швы заполнялись пеком вместо раствора. К лицевой стороне стены прижимались стальные листы, раскрепленные от опалубки бетона. После этого между кирпичом и песчаной стенкой заливалось как можно больше пека, после чего бетон в основной стене поднимался до верха гидроизоляционного слоя. Затем стальной лист извлекался, и операция повторялась. Этот метод был медленным и дорогостоящим, но давал хорошие результаты. Обычный пек нельзя было использовать из-за выделения паров, которые особенно нежелательны в условиях сжатого воздуха. Пек с температурой плавления 60° перед использованием слегка подогревался на открытом воздухе.

Fig. 3.
Fig. 3.

Приямки и насосные камеры в тоннелях C и D отличались от описанных лишь в незначительных деталях; однако, будучи полностью сооруженными в скальном грунте, они представляли меньше трудностей и позволяли устроить сплошную гидроизоляционную оболочку в верхней части.

Бетонная обделка.

Укладка бетона внутри чугунной трубы выполнялась организацией, полностью отделенной от тоннелепроходческих сил. Бетоносмесительная установка была размещена в каждой из пяти шахт. Бункеры для щебня и песка разгружались напрямую в смесители, находящиеся внизу, которые, в свою очередь, разгружали смесь в стальные вагонетки для бетона с боковой разгрузкой. Весь бетон укладывался в условиях нормального воздуха.

Первым шагом после того, как чугунная обделка была очищена скребками, промыта струей воды и все течи были устранены, являлась установка балок (биат), обозначенных буквой B на листе LXXIV. Они изготавливались из бруса желтой сосны размером 6 на 12 дюймов и длиной 17 футов, к концам которого были пришиты два коротких бруска того же сечения с помощью отрезков 12-дюймовых швеллеров длиной 3 фута 9 инчей, закрепленных на боковых сторонах струбцинами. Эти балки устанавливались с шагом 5 футов вдоль тоннеля в кольцах, имеющих боковые замки. Затем на балки укладывался настил шириной 13 футов, на котором монтировались два пути с колеей 30 дюймов и межосевым расстоянием 6-1/2 фута. Бетонирование состояло из трех этапов. На рис. 2 на листе LXXIV показан бетон на месте по завершении первого этапа, а на рис. 3 на листе LXXIV — по завершении второго этапа. Возведение всего свода над банкетными стенами выполнялось в ходе последней операции.

Две вертикальные стойки размером 3 на 10 дюймов (SS на рис. 1 и 2 на листе LXXIV) прикреплялись к каждой балке и раскреплялись между собой двумя горизонтальными и двумя диагональными подкосами. К каждой паре стоек затем прибивался гвоздями шаблон пола (лотковий шаблон) T. Форма для центрального дренажного лотка подвешивалась так, как показано на рис. 1 на листе LXXIV. Затем к нижней части стоек прибивались три доски опалубки FFF длиной 20 футов. Для укладки первой порции бетона хватило бы и одной доски, но установить их на этом этапе было проще, чем позже, когда оставалось меньше свободного пространства. Три черновые доски опалубки также прибивались к криволинейному участку для формирования шаблона пола. Напротив каждой балки прибивался кронштейн bb, на который опирался комплект черновых досок, образовывавших подступенки для ступеней кабельных блоков (каналов). После этого все было готово к бетонированию, за исключением того, что в местах расположения ниш для укрытия к опалубке прибивалась форма для той части ниши, которая находилась ниже сиденья. Эта форма показана под буквой R на рис. 1 на листе LXXIV.

Plate LXXIV
Plate LXXIV

Бетон выгружался по обе стороны из вагонеток с боковой разгрузкой, стоявших на путях, и, падая между подступенками ступеней для кабельных каналов, затекал или забрасывался лопатами под формы и вниз на основание. Горизонтальная поверхность с обеих сторон от центрального дренажного лотка разравнивалась лопатой. Рабочие приобрели в этом деле большой навык и добивались довольно гладкой поверхности. Этот бетон обычно укладывался захватками длиной 45 или 60 футов. После выдерживания в течение примерно 24 часов кронштейны bb демонтировались вместе с опалубкой ступеней. Треугольные элементы t на рис. 1 на листе LXXIV удалялись лишь позднее. Вместо этого на эту нижнюю ступень укладывалась доска, на которой могли работать монтажники кабельных блоков. Эта доска и треугольный элемент удалялись непосредственно перед укладкой бетона банкета. Это было важно, так как в противном случае сцепление между старым и новым бетоном сильно ухудшилось бы из-за грязи, втертой в поверхность старого бетона. Затем укладывались кабельные блоки, как показано на рис. 2 на листе LXXIV.

Затем устанавливались оставшиеся щиты опалубки для лицевой поверхности банкетных стен. Остальные части форм для ниш для укрытия (RR на рис. 1 на листе LXXIV) прибивались к опалубке, стальная балка над нишей укладывалась на место, формы для лестниц (L на рис. 2 на листе LXXIV), устраиваемых каждые 25 футов, прихватывались гвоздями к опалубке, сама опалубка и формы покрывались слоем креозотового масла, после чего все было готово к укладке бетона банкетных стен.

Технические условия требовали выполнения 2-дюймового отделочного слоя из раствора на всех открытых поверхностях, а остальную часть полагалось заглаживать мастерком и правилом. Примерно через 48 часов балки приподнимались на клиньях на уровень банкета, и вся опалубка между банкетными стенами ниже рабочей площадки демонтировалась.

Опалубка (кружала) для бетонирования свода состояла из простых арок из стальных уголки размером 5 на 3-1/2 на 5/16 дюйма, согнутых по требуемому радиусу и установленных с шагом 5 футов. Каждая арка состояла из двух частей, соединенных вверху встык с накладкой. Двое рабочих легко справлялись с одной такой деталью. После соединения арка поддерживалась четырьмя подвесными болтами, прикрепленными к чугунной обделке, как показано на рис. 3 на листе LXXIV.

В начале работ примерно на половине высоты боковой стены между верхним и нижним подвесными болтами использовались еще два дополнительных болта. Вскоре было обнаружено, что при установке подкоса между обделкой тоннеля и замком арки от этих подвесных болтов можно отказаться. Обшивка опалубки выполнялась из строганной желтой сосны толщиной 3 дюйма, шириной 12 дюймов и длиной 15 футов. Каждая доска имела три пропила на тыльной стороне от одного концы до другого, что позволяло изгибать ее по кривой свода; изогнутая форма сохранялась с помощью прикрученной с тыльной стороны стальной полосы. Своды бетонировались участками длиной 15, 30 или 45 футов в зависимости от того, что было готово к бетонированию и что можно было сделать за один непрерывный рабочий цикл. Правило гласило, что если укладка свода начата, работу нельзя останавливать до ее завершения. Захватка свода всегда заканчивалась посредине кольца. Обшивка устанавливалась на высоту около 6 футов выше банкета до начала укладки бетона. Когда бетон доходил до этого уровня, обшивка наращивалась по одной доске непосредственно перед подачей бетона вплоть до замка, где оставлялся зазор шириной около 18 дюймов. Когда обшивка достигала верхних подвесных болтов, их демонтировали, в результате чего в бетоне оставались зафиксированными только два нижних болта. Большинство из них выкручивалось из проушин и сохранялось для повторного использования, так как перед бетонированием вокруг них устанавливались жестяные гильзы. На каждые 5 футов тоннеля терялось по две чугунные проушины. Для укладки замкового бетона в середине настила устраивалась рабочая подмостка, и, начиная с одного конца, устанавливалось около 2 футов блочной опалубки. Поверх нее набивался бетон, заполняя замок как можно полнее. Это делалось частично с помощью лопат и короткой трамбовки, а частично — вручную рабочими, одетыми для этого в резиновые перчатки. Затем устанавливалось еще 2 фута опалубки, и операция повторялась; так, продвигаясь задом наперед фут за футом, замок свода завершался. Это обычный способ устройства замка бетонного свода, но в данном случае трудность усугублялась фланцами чугунной обделки. Заполнить все участки карманов, образованных этими фланцами, было практически невозможно. Чтобы преодолеть эту трудность, было предусмотрено нагнетание раствора в любые незаполненные пространства. По мере укладки бетона устанавливались жестяные трубки так, чтобы их верхи почти касались чугунной обделки, а низы опирались на опалубку. Предполагалось, что в каждом кармане будет по две такие трубы: одна для нагнетания раствора, а другая в качестве вытяжной для выхода воздуха. Каждое центральное замковое кольцо имело шесть труб, а каждое боковое — восемь. Низы труб удерживались одним гвоздем, забитым наполовину в опалубку. Это служило для удержания труб в проектном положении и их обнаружения после демонтажа опалубки.

Стоимость рабочей силы в тоннелях, непосредственно относимая на бетон, составляла 1,80 доллара за куб. ярд. Накладные («верхние») расходы без учета стоимости материалов (цемента, песка и щебня) составляли 3,92 доллара.

Электрические кабелепроводы (каналы).

В одной банкетной стене каждого тоннеля имелось пятнадцать отверстий для силовых кабелей, а в другой, между подводными шахтами, — сорок отверстий для телефонных, телеграфных и сигнальных кабелей. К востоку от шахты Лонг-Айленда количество последних было сокращено до двадцати четырех. Телефонные каналы были исключительно четырехканальными (блочными с четырьмя отверстиями). Технические условия требовали, чтобы силовые каналы имели размер отверстия не менее 3-1/2 дюймов и не более 3-7/8 дюймов, и чтобы после укладки через них проходил 4-футовый опрессовочный шаблон (мандрель), имевший размер 3-3/8 дюйма на головном конце и 2-5/8 дюйма на другом. Внешний размер ограничивался пределами от 5 до 5-3/8 дюймов. Отверстия четырехканальных блоков должны были быть не менее 3-3/8 дюймов и не более 3-5/8 дюймов и после укладки пропускать 5-футовый шаблон размером 3-1/4 дюйма на головном конце и 2-1/2 дюйма на другом. Внешние размеры ограничивались пределами от 9 до 9-1/2 дюймов. Все каналы должны были укладываться на слой раствора толщиной 1/4 дюйма. Технические условия не содержали четких указаний относительно формы отверстия, но те, что использовались, были квадратными с закругленными радиусом 3/8 дюйма углами. Четырехканальные блоки имели длину 3 фута, а одноканальные — 18 дюймов.

Изучение приведенных выше размеров покажет, что допуски при работе были узкими. Такие жесткие допуски не окупились бы для обычной кабельной канализации на улице, где больше свободного пространства. В тоннеле большая свобода означала бы либо сокращение числа кабелепроводов, либо ущемление прочности бетонной обделки тоннеля. Небольшая разница всего в 1/8 дюйма в размере мандрели (или зазор всего в 1/16 дюйма с каждой стороны) без сомнения несколько увеличила стоимость укладки, хотя и не так сильно, как может показаться на первый взгляд. Все нижние ряды укладывались по шнуру, практически с идеальным соблюдением линии и уклона, а все стыки проверялись шаблонами, которые находились во всех отверстиях и продвигались вперед по мере укладки каждого элемента канала. По мере того как рабочие приобретали навыки, темпы продвижения становились отличными.

Все затраты на рабочую силу в тоннеле, относимые на укладку каналов, составили 0,039 доллара за фут канала; с учетом накладных расходов эта сумма возросла до 0,083 доллара.

Серьезной проблемой было предотвращение попадания цементного раствора и строительного раствора в отверстия каналов через стыки из бетона, который представлял собой довольно влажную смесь. Каждый стык при укладке обматывался брезентом весом 10 унций на кв. ярд, смоченным в цементном растворе непосредственно перед использованием. Эти полосы ткани имели ширину 6 дюймов и нарезались достаточной длины, чтобы перекрывать нахлест примерно посередине канала. Сразу после укладки всех каналов весь блок каналов оштукатуривался довольно густым раствором, что при правильном выполнении закрывало все отверстия. Оштукатуривание не требовалось по техническим условиям, но подрядчик выяснил, что оно приводит к экономии итоговой стоимости.

Бетон по обе стороны блока каналов связывался между собой с помощью стальных анкерных связей размером 2 на 1/8 дюйма, располагаемых между каналами и укладываемых поперек в горизонтальные швы. Оба конца связей расщеплялись на две части длиной 1 инч, одна из которых отгибалась вверх, а другая — вниз. Эти связи выступали на 1-1/2 дюйма в бетон с каждой стороны. В местах, где связь оказывалась напротив подступенков ступени каналов, к которым они примыкали, для выступающей связи были предусмотрены углубления. Это достигалось путем прибивания к черновым доскам опалубки ступеней специальной формы, при удалении которой оставался вертикальный паз типа «ласточкин хвост». Эта форма изготавливалась из двух частей: одна сужалась внутрь, а другая имела больший скос наружу. По мере установки связей эти пазы заполнялись раствором.

Каналы обычно подвергались окончательной пробивке мандрелью по техническим условиям через месяц или более после их укладки, после чего все отверстия в монтажные (распределительные) камеры закрывались деревянными пробками длиной 8 дюймов, сужающимися от 3-3/4 дюймов на одном конце до 2-3/4 дюймов на другом и имеющими форму, обеспечивающую плотную посадку в отверстие. Сначала пробки парафинировались, чтобы предотвратить их разбухание и разрушение каналов, но это не принесло успеха, так как парафин смазывал их так сильно, что они не держались на месте. Они были дорогими, и даже лучшие из полученных образцов в некоторой степени разбухали. Более удачная пробка изготавливалась без парафина, но с выполнением шести пропилов — трех горизонтальных и трех вертикальных — на большем конце, причем пропилы не доходили примерно до 2 дюймов до меньшего конца. Разбухание древесины в этом случае компенсировалось пропилами и упругостью дерева.

Монтажные камеры располагаются с интервалами 400 футов. Они имеют длину 6 футов, высоту 4 фута 9 инчей и ширину, изменяющуюся от 3 футов 2 инчей наверху до 1 фута 2 инчей внизу.

СНОСКИ:

[A] Представлено на заседании 15 декабря 1909 года.

[B] Труды Американского общества инженеров-строителей (Transactions, Am. Soc. C. E.), т. LXIX, стр. 1.

[C] Протоколы заседаний Института инженеров-строителей (Minutes of Proceedings, Inst. C. E.), т. CXXX, стр. 50.

[D] Опережение (наклон) щита — это угловое отклонение его оси от оси тоннеля; в данном тоннеле оно измерялось как смещение на длине 23 футов. Оно обозначалось знаком «+», когда щит был направлен вверх от проектного уклона, и знаком «-», когда он был направлен вниз.

back

back

back

back

back

back

back

back

back

back