Рома Агравал - Built. Неизвестные истории известных зданий [litres]

По задумке Брюнеля, это должно было быть устройство с двумя лезвиями, как у teredo navalis , только в два раза выше человека. Лезвия будут располагаться на одном конце железного цилиндра, лежащего горизонтально (устройство немного напоминает вентилятор, который летом создает нам прохладу, только без защитной решетки). Группа мужчин будет проворачивать лезвия так, словно бы они ели землю. Цилиндр будет продвигаться вперед за счет гидравлических домкратов. Землю, которую срезают лезвия, вручную будут транспортировать в конец туннеля, почти как это делает червь. По мере продвижения вперед цилиндр будет оставлять за собой круглый туннель. Чтобы укрепить его стенки, каменщики выложат его кирпичом с использованием быстросохнущего раствора, и так за лезвиями образуется цилиндрический проход. Процесс таков: провернуть лезвия, вытащить землю, выложить проход кирпичом – это будет повторяться до тех пор, пока не получится длинный укрепленный туннель.

Корабельный червь Брюнеля

После разработки устройства Брюнелю осталось найти подходящий материал для бурения. Очевидно, что некоторые вещества копать легче, чем другие. Возьмем, к примеру, сухой песок. Если заполнить им круглую форму для выпечки и попытаться зачерпнуть половину так, чтобы получился полукруг, у нас ничего не получится, потому что песок сразу осыпется в образовавшееся пустое пространство. Таким же образом ведет себя очень сырой песок – из-за жидкого характера этот материал течет и заполняет пространство, которое мы только что освободили. Лондон расположен на слое глины, которому 50 миллионов лет. Если эта глина хорошо сжимается под слоями почвы и не слишком сырая, то получается довольно крепкий слой земли. С точки зрения инженерии, это хороший материал, потому что его довольно легко рыть и вероятность его обрушения мала. Положите хорошую глину – спрессованную и не слишком сырую – в круглую форму и выньте половину. У вас получится идеальный полукруг. С другой стороны, лондонская глина бывает разной: она может быть песчаной, рыхлой, водянистой и нестойкой. Брюнелю для своего изобретения нужно было найти хорошую глину.

Он нанял двух гражданских инженеров, которые тщательно исследовали состав почвы. Они выходили на реку на лодке и погружали глубоко на дно железную трубку диаметром 50 мм, а потом вынимали ее. Затем они изучали вещества, попавшие в трубку, чтобы определить, какие слои почвы там находятся и какой толщины каждый. Через несколько месяцев исследований они представили Брюнелю результаты, а он решил, что земля пригодна для осуществления его плана и особых проблем возникнуть не должно. Прежде чем червь начнет копать, его нужно погрузить глубоко в землю.

2 марта 1825 года зазвонили колокола церкви Святой Марии в Ротерхите, и толпа людей собралась у скотного двора, чтобы взглянуть на необычайное зрелище. Посреди двора лежало огромное железное кольцо диаметром 15 м и весом 25 тонн. Заиграл духовой оркестр, и появились хорошо одетые леди и джентльмены, которые в этой убогой части Лондона смотрелись довольно неуместно. Под одобрительные возгласы толпы явился Марк Брюнель со всей своей семьей, и ему вручили серебряный мастерок, которым он возложил первый кирпич на вершину железного кольца. Брюнель повернулся к своему сыну Изамбарду, и тот заложил второй кирпич. Затем последовали торжественные речи, выпивка, тосты за науки и искусство, и народ отметил открытие туннеля под Темзой. Однако у восторженной толпы не было ни малейшего представления о том, с какими трудностями столкнутся эти самые науки в ближайшие месяцы.

Строительство туннеля под Темзой, Лондон

Железное кольцо, которое видели зрители, напоминало острый край ножа для разрезания печенья. Два кирпичных кольца, разделенных слоем цемента и щебня, лежали на железном кольце и представляли собой цилиндрическую башню высотой чуть менее 13 м. На ее вершину строители положили еще одно железное кольцо, которое соединялось с нижними железными тросами, проходящими между кирпичными стенами. Наверху тысячетонного сооружения был закреплен паровой двигатель, который будет откачивать воду и вынимать вырытую землю.

Когда мы режем тесто для печенья, мы с силой вдавливаем его в тесто. А по задумке Брюнеля, его кирпичный нож должен был тонуть в земле под собственным весом: он был настолько тяжелым, что сам проваливался в мягкую почву. Медленно, но верно колонна стала тонуть на несколько сантиметров в день. По мере ее продвижения вниз землекопы вынимали землю из середины цилиндра, так же как мы вынимаем тесто из середины ножа для теста.

Застряв один раз, кирпичная колонна наконец опустилась до нужного уровня. Чтобы заложить фундамент, землекопы вырыли землю под нижним железным кольцом еще на 6 м. В этом пространстве каменщики выложили кирпичом три стороны колодца и пол, а одну сторону оставили. Как раз в эту сторону «червь» Брюнеля и будет рыть землю.

Проходческий щит, огромная машина, с помощью которой Брюнель и его рабочие прокладывали туннель

Пока они все это делали, Брюнель понял, что, в отличие от червя, который легко вращает лезвиями, у людей недостаточно сил, чтобы вращать лезвия этого аппарата. Он так и не придумал, как обеспечить мощность с помощью парового двигателя, зато ему в голову пришла другая идея. Он решил разделить свое устройство на небольшие секции – всего их было 36, – так чтобы в каждой из них мог работать один человек. Эту гигантскую машину он назвал «щитом».

В нем было 12 железных рам, каждая высотой 6,5 м, шириной 910 мм и глубиной 1,8 м. Каждая рама делилась на три ячейки, расположенные друг над другом. Двенадцать рам располагались рядом и составляли огромную решетку из 36 ячеек, в каждой из которых помещался один рабочий, и эти рабочие управляли щитом. С обеих сторон у каждого рабочего в ячейке были длинные тросы, идущие на равном расстоянии от пола до потолка. На них держалось примерно по 15 деревянных планок, расположенных одна над другой прямо перед работником и подпирающих землю перед щитом.

Рабочие трудились одновременно в чередующихся рамах (например, в рамах под номерами 1, 3, 5, 7, 9 и 11). Их задача заключалась в том, чтобы убрать одну деревянную планку, оттянув железные тросы, на которых она держится, выкопать ровно 11,5 см земли и закрепить планку в образовавшемся углублении с помощью железных тросов. Затем убрать следующую планку и проделать то же самое, и так до тех пор, пока все деревянные планки во всех 18 ячейках не встанут на новое место. Когда землекопы извлекли весь участок земли перед собой, домкраты в задней части щита продвигают ячейки вперед на 11,5 см.