Четыре туннеля Hex River состоят из двойного туннеля длиной 0,5 км (0,31 мили) и трех одинарных туннелей длиной 1,1 км (0,68 мили), 1,2 км (0,75 мили) и 13,5 км (8,39 мили) на железнодорожном маршруте Hexton между De Doorns и Kleinstraat через горы Hex River в Западной Капской провинции, Южная Африка. Линия, которая соединяет De Doorns в долине реки Hex с рекой Touws в Большом Кару , является частью главного железнодорожного маршрута между Кейптауном и Йоханнесбургом . Из 30 километров (18,64 мили) пути 16,8 км (10,44 мили) находятся под землей. Строительство линии устранило узкое место железнодорожного перевала Hex River. [1] [2] [3]
Огромный пояс Кейп-Фолд фактически отделил Кейптаун на побережье от внутренних районов Южной Африки и препятствовал предыдущим попыткам расширить железнодорожную инфраструктуру Капской колонии вглубь страны. В 1872 году правительство Кейптауна под руководством премьер-министра Джона Молтено распорядилось о строительстве железнодорожной линии через этот барьер в районе гор реки Хекс . Были сформированы железные дороги правительства Кейптауна (CGR), а инженер-железнодорожник Уильям Джордж Брунгер был назначен для надзора за выполнением этой задачи. [4] [5]
Гора реки Хекс была основным препятствием, которое необходимо было преодолеть во время строительства железной дороги между Кейптауном и алмазными месторождениями в Кимберли в Северной Капской провинции . В 1874 году геодезист Уэллс Худ по указанию Брунгера нашел потенциальный маршрут по подъему на 2353 фута (717 метров) от Де Дорнса в долине реки Хекс до вершины плато Кару к востоку от Долины, который потребовал бы уклонов не более 1 к 40 без компенсации , очень крутых по железнодорожным стандартам и крутых поворотов с минимальным радиусом 100 метров (328 футов). Он также предположил, что потребуется короткий туннель. [1] [2] [6] [7]
К 1876 году правительство Молтено выбрало предложенный Томасом Брунгером маршрут через долину реки Хекс, с линией, которая должна была следовать по маршруту от Вустера через Де Дорнс , затем по предложенному Худом перевалу через гору через Осплаас к вершине Матросберг высотой 3147 футов (959 метров), а затем через Кляйнстраат к реке Тоувс . [1] [2]
Первоначальная линия между Кейптауном и Веллингтоном была проложена на высоте 4 фута 8 дюймов.+Стандартная колея 1 ⁄ 2 дюйма(1435 мм), но эта колея не могла быть экономически размещена на узких кривых, требуемых предлагаемым железнодорожным проходом Hex River. Это привело к решению CGR использовать более узкую колею в3 фута 6 дюймов(1067 мм) через проход. После первоначального использования двойной колеи в 1873 году было решено перевести все существующие пути CGR на эту более узкую колею, которая в конечном итоге стала известна по всей Африке какколея Cape. Поэтому заслуга в том, что большинство современных железнодорожных линий в Африке имеют колею Cape, может быть напрямую отнесена к железнодорожному проходу Hex River.[1]
Оригинальный 180-метровый (591 фут) туннель, первый железнодорожный туннель Южной Африки, расположен в 34 километрах (21,13 мили) от Де Доорнс на первоначальной линии до Матросберга. Туннель прямой, а порталы сделаны из обработанной каменной кладки, но внутренняя часть не облицована. На маршруте, восходящем на гору, Осплаас предоставил единственный ровный участок, который был достаточно длинным для обычного объездного кольца. [7] [8]
Ход строительства линии: Достигли Вустера 16 июня 1876 года, а к концу 1877 года достигли Монтегю-роуд, ныне известной как Тоус-Ривер – таким образом, миновали туннель. [9]
Этот первый туннель служил железной дороге в течение 53 лет, пока путь не был переложен в 1929 году, чтобы уменьшить кривизну для размещения более крупных локомотивов. В процессе этого новый изогнутый туннель с бетонной облицовкой был проложен рядом с оригинальным. Поскольку также возникла необходимость в другом месте переезда, к востоку от туннеля был проложен подъездной путь под названием «Туннель» путем прокладки двух тупиковых подъездных путей, которые ответвлялись непосредственно по противоположным сторонам от главной линии. Это позволяло поездам ждать на одном или другом из этих подъездных путей, чтобы пропустить встречный поезд. Этот последний туннель использовался в течение шестидесяти лет, пока линия через перевал не была закрыта для железнодорожного движения в 1989 году. [7] [8] [10]
Несмотря на быстрое и относительно дешевое строительство, железнодорожный перевал Хекс-Ривер служил Южноафриканским железным дорогам (SAR) более века. Он был отправной точкой первой железнодорожной линии страны в Витватерсранд и открыл путь для колонизаторского натиска Сесила Родса в центральную часть Южной Африки. [8]
Железнодорожная линия между Кейптауном и Бофорт-Уэст имеет определяющий уклон 1 к 66 и минимальную кривизну 200 метров (656 футов), за исключением перевала, где крутой уклон и резкие повороты ограничивали длину поездов и требовали дополнительной мощности локомотива для наклона поездов на подъеме. В 1943 году уклоны между станциями Де-Доорнс и Матросберг были смягчены до 1 к 40 компенсированным, в то время как повороты были смягчены до минимального радиуса 200 метров (656 футов), но, несмотря на это, железнодорожный перевал Хекс-Ривер все еще оставался узким местом, для устранения которого требовались более радикальные меры. [1]
В конечном итоге это привело к решению построить систему туннелей, чтобы полностью исключить железнодорожный перевал Хекс-Ривер. В 1945 году г-н У. Х. Эванс, позже ставший главным инженером-строителем SAR, предложил новый маршрут для участка между Де-Доорнсом и Матросбергом, который привел бы к компенсированному уклону 1 к 66 и минимальному радиусу кривой 800 метров (2625 футов). Схема потребовала бы четырех туннелей, два длиной 0,8 километра (0,5 мили) каждый и еще два длиной 2,4 километра (1,5 мили) и 13,5 километра (8,4 мили) соответственно. Преимущества для SAR были бы значительными. Эксплуатационные расходы были бы снижены в результате устранения крутых поворотов и крутых уклонов. Длина участка была бы сокращена на 8 километров (5 миль), а также это полностью исключило бы 5280 градусов кривизны и 110 метров (361 фут) ложного подъема уровня. Время движения поездов может быть сокращено на 23 минуты в восходящем направлении и на 36 минут в нисходящем направлении. [1] [2]
Схема была одобрена в 1946 году, и было решено, что в длинном туннеле будет использоваться полнозабойная выработка. При таком методе и работе в двух забоях одновременно ожидалось, что ежегодно можно будет проходить 3,5 километра (2,2 мили) с облицовкой, а весь туннель будет завершен за четыре года. [1]
Прокладка дополнительных туннелей и внешние земляные работы начались немедленно, но начало работ по длинному туннелю было отложено из-за специального оборудования, которое должно было быть спроектировано и заказано в 1946 году. В ожидании специального оборудования западный (со стороны Кейптауна) и восточный (со стороны Йоханнесбурга) порталы были установлены путем проходки и уступа, и короткие 20-метровые (66 футов) секции туннеля были пройдены с обоих концов к 1948 году. Первоначальный восточный портал (координаты 33°24′21″ ю.ш. 19°54′03″ в.д. / 33.405814° ю.ш. 19.9008° в.д. / -33.405814; 19.9008 ) был вырыт в непосредственной близости от национальной дороги N1 примерно в 15 километрах (9 милях) к западу от реки Тоувс и принял форму врезания в уклон до достаточного глубина начала проходки туннеля. [1]
Однако в апреле 1950 года работа над всей схемой Хекстона была отложена по экономическим причинам. Вместо этого существующая линия через перевал была электрифицирована к 1954 году и эксплуатировалась с помощью электровозов класса 4E , которые были заказаны для использования в туннелях. К моменту остановки проекта было вырыто в общей сложности 1170 метров (3839 футов) туннеля и 540 метров (1772 фута) бетонной облицовки было уложено в более короткие туннели. [1] [11]
Проект туннеля был ненадолго реанимирован в 1965 году, но был отложен еще раз в 1966 году. В конечном итоге работы были возобновлены в 1974 году и включали реконструкцию нижней части ответвления между станциями De Doorns и Osplaas, а также строительство туннеля № 1, двойных туннелей. Это было завершено в 1976 году, после чего финансовые ограничения привели к еще одной отсрочке. Разрешение на продолжение было дано только в конце 1979 года. [1]
Двойные туннели пролегали через холм, который был огибён с западной и северной сторон первоначальной трассой до Osplaas. После завершения строительства юго-восточная часть двойных туннелей стала частью новой трассы участка De Doorns-Osplaas. Северо-западная часть двойных туннелей изначально использовалась для строительных поездов, работающих на остальной части туннельной системы, и стала частью нового маршрута, когда открылась туннельная система. Юго-восточная часть двойных туннелей в конечном итоге вышла из употребления вместе со старой железнодорожной линией Hex River Railpass. [1]
В большинстве аспектов схема, в конечном итоге завершенная, была такой же, как и задуманная в 1945 году. Однако перед продолжением в 1979 году была проведена сложная оценка пропускной способности всей схемы Хекстона с использованием схем поездов и вычисленного на компьютере времени движения поездов. Вывод был таков, что при наличии только двух объездных петель между Де Доорнс и Кляйнстраат по сравнению с тремя в Осплаас, Туннель и Матросберг на существующей линии пропускная способность составит 31 поезд, но с дополнительным объездным петлей она увеличится до 42 поездов. Поэтому было решено разместить третью объездную петлю, названную Хекстон, внутри длинного туннеля в дополнение к двум петлям между туннелями № 1 и 2 в Альмерии и между туннелями № 3 и 4 в Сальбаре соответственно. [1] [12]
Когда были объявлены тендеры, были выбраны два маршрута для туннеля № 4, самого длинного туннеля. Один должен был быть прямым и более или менее на исходном месте, но с восточным порталом, перемещенным дальше от национальной дороги N1. Другой должен был быть изогнутым, чтобы проходить через сланцевый материал, что сделало бы использование туннелепроходческой машины экономичным предложением. Участникам тендера было предложено предложить расценки на круглые или подковообразные профили и бетонную или торкрет-бетоновозную облицовку для каждого из двух профилей и для каждого из предложенных маршрутов. После анализа инженерных, геологических и экономических факторов был окончательно выбран прямой маршрут с подковообразным профилем и бетонной облицовкой. [1]
Туннель был построен компанией Compagnie Interafricaine De Travaux (Comiat), подразделением Spie-Batignolles в Париже, Франция.
Контракт на строительство туннеля № 4 был заключен 13 августа 1980 года по цене тендера 26 770 082 ранда и с датой завершения через четыре года — 12 августа 1984 года. Дата завершения по контракту была позднее продлена до 25 февраля 1986 года. Строительство началось в сентябре 1980 года, а прокладка туннеля началась в январе 1981 года. Однако в результате непредвиденных неблагоприятных подземных условий [13] , которые возникли во время выполнения контракта, туннель был завершен только в ноябре 1988 года [14].
Тоннели № 2 и 3 по конструкции похожи на длинный туннель, но были завершены по отдельному контракту стоимостью 9 миллионов рандов. Оба они были частично выкопаны, когда работы были приостановлены в 1949 году, 1,1-километровый (0,68 мили) туннель № 2 на расстояние 583 метров (1913 футов), из которых большая часть была облицована бетоном, и 1,2-километровый (0,75 мили) туннель № 3 на расстояние 467 метров (1532 фута), но облицован только в местах с плохим грунтом. Контракт предусматривал расширение обоих туннелей до новых проектных стандартов, чтобы обеспечить надземную электрификацию и более широкие габариты погрузки. [15]
Западный портал (координаты 33°24′55″ ю.ш. 19°45′56″ в.д. / 33.415182° ю.ш. 19.765646° в.д. / -33.415182; 19.765646 ) тоннеля № 4, установленного в 1948 году, выходит прямо в склон горы, который в этой точке почти вертикальный. Восточный портал (координаты 33°24′30″S 19°54′31″E / 33.40843°S 19.908717°E / -33.40843; 19.908717 ) был перемещен на небольшое расстояние к юго-востоку от первоначального портала 1948 года и находится в выемке длиной 600 метров (1969 футов) и глубиной 16 метров (52 фута). Длина туннеля составляет 13,5 километров (8,4 мили), а максимальная ширина — 250 метров (820 футов). Градиент в основном составляет 1 к 66, за исключением разъезда, где он уменьшается до 1 к 200. Было проложено пять вентиляционных шахт диаметром 1,8 метра (5 футов 11 дюймов) и общей длиной 1000 метров (3281 фут). Площадь поперечного сечения однолинейного туннеля подковообразного профиля составляет 30 квадратных метров (323 квадратных фута), но она увеличивается до 66 квадратных метров (710 квадратных футов) на разъезде. Туннель № 4 также содержит релейные помещения для сигнального оборудования. [1] [2]
Система туннелей была введена в эксплуатацию в апреле 1989 года, спустя более сорока лет после того, как были зарыты первые порталы, и была официально открыта 27 ноября 1989 года. Завершенная система из четырех туннелей теперь может похвастаться самой длинной системой железнодорожных туннелей в Африке. [2] [3]
Туннель 4 был самым длинным железнодорожным туннелем в Африке до 2009 года. В настоящее время самый длинный отдельный железнодорожный туннель в Африке имеет длину 15,5 километров (9,63 мили) и находится на линии Gautrain между станцией Johannesburg Park и станцией Marlboro Portal, которая была проложена в сентябре 2009 года. [16]
После открытия нового маршрута линия была фактически удвоена, поскольку первоначальная линия через перевал была сохранена. Однако в результате уже уменьшающихся объемов перевозок из-за конкуренции со стороны автомобильного транспорта старая железнодорожная линия Hex River была закрыта для железнодорожного движения, а инфраструктура электрификации была удалена, когда была открыта линия Hexton. Однако большая часть пути между станциями Matroosberg и Osplaas была оставлена на месте и теперь используется как популярное туристическое направление, известное как Hexpas Ecotrek. [15] [17]
Медиа, связанные с Hex River Tunnels на Wikimedia Commons