Геологические пласты образуются в результате накопления осадков и их затвердевания под давлением в течение многих лет. Как правило, чем старше пласт, тем он твёрже и стабильнее. Слои, залегающие непосредственно под морским дном, часто представляют собой недавно отложившийся песок, ещё не затвердевший в горную породу. Слои вокруг Японского архипелага относительно новые, а территория подвержена активной вулканической и сейсмической активности, что делает их ещё более сложными.
На основании предыдущих геологических исследований можно сделать следующие выводы:
1) Определение характеристик маршрута является предварительным условием для выбора маршрута. Возможные транспортные средства для эксплуатации туннеля включают автомобили, поезда и линейные электромобили, при этом характеристики маршрута варьируются в зависимости от ситуации. 2)
Проезд автомобиля по сверхдлинному туннелю вызывает опасения по поводу эргономических ограничений для водителя. Кроме того, линейные электромобили только что вступили в фазу испытаний, и, вероятно, пройдёт некоторое время, прежде чем они будут введены в эксплуатацию.
Поэтому на данном этапе мы решили использовать характеристики маршрута для наиболее реалистичного туннеля Синкансэн.
В частности,
1) максимальный уклон составляет 20/1000 (перепад высот 20 м на 1000 м) и
2) минимальный радиус кривой составляет 5000 м —
этого достаточно для строительства автомобильного туннеля.
Самым большим препятствием при выборе маршрута для Японо-Корейского тоннеля является наличие крупного разлома с глубоким провалом в западном канале Цусимского пролива и наличие там неконсолидированных новых осадочных слоев. Для учета этой геологической формации рассматриваются два маршрута.
Первый маршрут пройдет через коренные породы под неконсолидированными осадочными слоями. Строительство будет относительно безопасным, но тоннель пройдет по значительным глубинам, что приведет к соответственно большой общей длине. Строительство может быть выполнено с использованием горных методов проходки, включая закачку воды в скальный массив, как показано в тоннеле Сэйкан. Второй маршрут будет проходить через неконсолидированные слои и использовать метод проходки щитов. В этом случае тоннель будет менее глубоким, что приведет к сокращению общей длины. Однако проходка щитов под высоким давлением воды на глубине более 150 метров беспрецедентна, и остается множество технических проблем. В любом случае,
методы прокладки туннелей в горах, включающие проходку через коренные породы, вероятно, осуществимы на участке от Кюсю до Ики. Проблема заключается в том, как пересечь более молодые осадочные слои в Восточном и Западном каналах Цусимского пролива. В зависимости от их характеристик возможны два метода проходки.
С учётом описанных выше геологических условий в настоящее время предлагается показанный выше маршрут туннеля. Это геологическая карта от Кюсю до острова Кодже, Южная Корея. Маршрут C, который должен выйти непосредственно к Пусану, имеет недостаток в виде чрезвычайной длины. Здесь я сосредоточусь на геологическом обзоре маршрута к острову Кодже. Во-первых,
в регионе Кюсю находится третичный слой угольного месторождения Карацу, поверхность которого покрыта базальтовой лавой, и видны другие интрузивные породы. Магнитная съёмка канала Ики выявила многочисленные магматические интрузии. Ики состоит из третичной группы Ики, также покрытой базальтовой лавой. Между
Ики и Цусимой, Восточный пролив, лежит риф, называемый Ситиригасонэ, и в окружающей местности, как ожидается, присутствуют магматические породы. Общая геология совпадает с геологией группы Кацумото на стороне Ики и группы Тайсю на стороне Цусимы. Однако между ними есть участок нового осадочного слоя, поэтому, чтобы обойти его, потребуется рыть довольно глубокий туннель.
Цусима в основном состоит из группы Тайсю, с большим гранитным телом на юге, окружающая территория которого подверглась ороговикованию. Ороговение — это процесс, при котором горные породы изменяются под воздействием тепла. Поскольку гранит удерживает тепло, окружающие слои, с которыми он контактирует, также подвергаются воздействию тепла. Ороговикованные породы чрезвычайно твёрдые. У берега
Западного пролива Цусимы, параллельно побережью проходит большой разлом, а к западу от него образуется глубокая впадина в коренных породах, на которой отлагаются новые осадочные слои. Эти новые осадочные слои накапливались на морском дне подобно падающему снегу, начиная с плиоценовой эпохи третичного периода, более 2 миллионов лет назад, или даже раньше, и до наших дней. Они всё ещё находятся в процессе диагенеза и ещё не полностью затвердели, превратившись в скальную породу. Поэтому считается, что они содержат большое количество воды и чрезвычайно мягкие.
Два возможных способа пройти через этот район: использовать метод щитовой проходки для проходки осадочного слоя или метод горной проходки для разработки коренной породы под ним. Самая глубокая точка Западного канала находится на глубине 150 метров под водой, а туннель через коренную породу будет иметь глубину 550–600 метров. Считается, что эта коренная порода залегает неглубоко и находится на высоте около 4 градусов в сторону Кореи.
Исходя из этого общего геологического обзора, ожидаемые проблемы строительства можно резюмировать следующим образом:
Во-первых, в регионе Кюсю гранит в некоторых местах выветрился, образовав песчано-подобные блоки, которые могут легко обрушиться при впитывании грунтовых вод. На морском дне пролива Ики и Восточного пролива распространены магматические породы, и существует вероятность внезапных излияний.
Водные ресурсы в проливах Ики и Цусима ограничены, и люди зависят от грунтовых вод для повседневной жизни, сельского хозяйства и рыболовства. Поэтому необходимо принять меры для минимизации воздействия на использование грунтовых вод. Более того, вопрос о том, как обращаться с неконсолидированными новыми осадочными слоями под морским дном Западного пролива, пожалуй, является самой большой проблемой, влияющей на весь проект тоннеля.
Поскольку проведенные на сегодняшний день геологические исследования носили общий и качественный характер, следующий шаг потребует проведения конкретных количественных исследований, которые будут учитываться при проектировании, составлении бюджета и выборе метода строительства. Таким образом, будущие задачи можно свести к следующим четырем областям:
1) Во-первых, необходимо углубить понимание инженерных свойств геологии вдоль всего маршрута, как на суше, так и под водой.
2) Определить гидрогеологические условия в каждом регионе для решения проблем с грунтовыми водами в прибрежных районах Кюсю, Ики и Цусимы.
3) Выявить и оценить геологические и инженерные свойства новых осадочных слоёв в Восточном и Западном каналах.
4) Выявить и оценить распределение и структуру геологии морского дна и его инженерные свойства.
Хотя до настоящего времени морские акустические исследования в основном использовались в морских геологических исследованиях, одного этого недостаточно для понимания физических свойств геологии. Поэтому в будущем планируется проведение морских сейсмических исследований в дополнение к этим исследованиям.
Что касается геологии суши, стратиграфическое сравнение каждой области будет продолжено для уточнения геологического строения между островами Кюсю, Ики и Цусима. Одновременно будут продолжены гидрогеологические исследования. Кроме того, как на суше, так и на морском дне будут проводиться геотехнические исследования, соответствующие методам строительства.
Организация исследований также является серьёзной проблемой, и необходимо унифицировать стандарты исследований и систематизировать данные исследований, проведённых на суше и на море. Существует также проблема унификации исследований, проводимых в Японии и Корее. Реперные точки нивелирования расположены в Нихонбаси, Токио (Япония) и Инчхоне (Корея), поэтому необходимо точно понимать взаимосвязь между этими двумя странами. В связи с этим необходимо и в будущем развивать обмены между Японией и Кореей.
строительные изыскания тоннеля Япония-Корея
Обзор туннеля Япония-Корея
