อุโมงค์ลอยน้ำที่จมอยู่ใต้น้ำ

Q: ข้อเสนอ

ข้อมูล ณ ปี 2016 แม้ว่าจะยังไม่เคยมีการสร้างอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำ แต่ก็มีข้อเสนอจากหน่วยงานต่างๆ หลายแห่ง

อุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำ ( SFT ) หรือที่รู้จักกันในชื่อสะพานท่อลอยน้ำใต้น้ำ ( SFTB ) อุโมงค์แขวนหรือสะพานอาร์คิมิดีสเป็นแบบที่เสนอสำหรับการออกแบบอุโมงค์ที่ลอยอยู่ในน้ำ โดยอาศัยแรงลอยตัว (โดยเฉพาะโดยการใช้แรงดันไฮโดรสแตติก หรือหลักการของอาร์คิมิดีส ) ^{[ 1 ]}

ท่อจะถูกวางไว้ใต้น้ำ ลึกพอที่จะหลีกเลี่ยงการจราจรทางน้ำและสภาพอากาศ แต่ไม่ลึกเกินไปจนต้องรับมือกับแรงดันน้ำสูง โดยปกติแล้วความลึก20 ถึง 50 เมตร (66 ถึง 164 ฟุต)ก็เพียงพอแล้วสายเคเบิลที่ยึดติดกับพื้นทะเล^[¹^]หรือกับทุ่นลอยบนผิวน้ำ^[²^]จะช่วยป้องกันไม่ให้ท่อลอยขึ้นสู่ผิวน้ำหรือจมลงตามลำดับ

การก่อสร้าง

แนวคิดของอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำนั้นอิงอยู่กับเทคโนโลยีที่รู้จักกันดีซึ่งใช้กับสะพานลอยน้ำและโครงสร้างนอกชายฝั่ง แต่การก่อสร้างส่วนใหญ่คล้ายคลึงกับอุโมงค์ใต้น้ำ กล่าวคือ หลังจากที่ประกอบท่อเป็นส่วนๆ ในอู่แห้งแล้ว และเคลื่อนย้ายส่วนต่างๆ ไปยังสถานที่ก่อสร้าง วิธีหนึ่งคือการปิดผนึกส่วนต่างๆ ก่อน จากนั้นจมลงไปในตำแหน่งที่ปิดผนึกอยู่ และเมื่อส่วนต่างๆ ยึดติดกันแล้วจึงเปิดผนึกออก อีกวิธีหนึ่งคือการปล่อยให้ส่วนต่างๆ ไม่ปิดผนึก และหลังจากเชื่อมต่อเข้าด้วยกันที่สถานที่ก่อสร้างแล้ว จึงสูบน้ำออก

น้ำหนักถ่วงจะถูกคำนวณเพื่อให้โครงสร้างมีสมดุลอุทกสถิตโดยประมาณ (กล่าวคือ อุโมงค์มีความหนาแน่นโดยรวมใกล้เคียงกับน้ำ) ในขณะที่อุโมงค์แบบจมน้ำจะถูกถ่วงน้ำหนักเพื่อให้มีแรงลอยตัวเป็นลบ เพื่อให้มีแนวโน้มที่จะอยู่บนพื้นทะเล แน่นอนว่านั่นหมายความว่าอุโมงค์ลอยน้ำที่จมอยู่ใต้น้ำจะต้องยึดติดกับพื้นดินหรือผิวน้ำเพื่อไม่ให้เคลื่อนที่ ขึ้นอยู่กับแรงลอยตัวของอุโมงค์ลอยน้ำที่จมอยู่ใต้น้ำนั้น ว่าจะเป็นบวกเล็กน้อยหรือลบเล็กน้อยตามลำดับ

แอปพลิเคชัน

ท่อลอยน้ำใต้น้ำช่วยให้สามารถสร้างอุโมงค์ในน้ำลึกมาก ๆ ซึ่งการสร้างสะพานหรืออุโมงค์แบบดั้งเดิมทำได้ยากในทางเทคนิคหรือมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป ท่อลอยน้ำเหล่านี้สามารถรับมือกับการสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวและเหตุการณ์สภาพอากาศได้ง่าย เนื่องจากมีอิสระในการเคลื่อนที่ในระดับหนึ่ง และประสิทธิภาพเชิงโครงสร้างไม่ขึ้นอยู่กับความยาว (กล่าวคือ สามารถยาวมากได้โดยไม่กระทบต่อความมั่นคงและความต้านทาน)

ในทางกลับกัน โครงสร้างเหล่านี้อาจมีความเสี่ยงต่อการถูกสมอเรือหรือการจราจรใต้น้ำ ซึ่งจึงต้องนำมาพิจารณาเมื่อทำการสร้างโครงสร้างดังกล่าว

การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ฟยอร์ดช่องทะเลลึกแคบ และทะเลสาบน้ำลึก^{[ 3 ]}

ข้อเสนอ

ข้อมูล ณ ปี 2016แม้ว่าจะยังไม่เคยมีการสร้างอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำ แต่ก็มีข้อเสนอจากหน่วยงานต่างๆ หลายแห่ง

วันที่	สถานที่	ประเทศ	ผู้เสนอ	ลิงก์
1886	สิทธิบัตรเลขที่ 9558 ^{[ 4 ]}	สหราชอาณาจักร	เซอร์เอ็ดเวิร์ด เจมส์ รีด	^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}
1890	สิทธิบัตรเลขที่ 447735 ^{[ 7 ]}	สหรัฐอเมริกา	เอช. โมเซอร์	^{[ 8 ]}
1905	สิทธิบัตรเลขที่ 357983 ^{[ 9 ]}	ฝรั่งเศส	เอ็มเอฟ เฮนเนบิก	^{[ 6 ]}^{[ 8 ]}
1907	สิทธิบัตรเลขที่ 862288 ^{[ 10 ]}	สหรัฐอเมริกา	ฮอสมิธ	^{[ 8 ]}
1923	สิทธิบัตร "dykket pontonbro"	นอร์เวย์	ทรีกเว โอลเซ่น	^{[ 6 ]}^{[ 11 ]}
1947	สิทธิบัตร "«neddykket, flytende tunnel til kryssing av borgløp" อยู่ระหว่างดำเนินการ nr. 91699	นอร์เวย์	เอริก โอเดการ์ด	^{[ 6 ]}^{[ 11 ]}
1960	สิทธิบัตรเลขที่ 1262386 ^{[ 12 ]}	ฝรั่งเศส	เอ็มเอฟ คริสตัลดี	^{[ 8 ]}
1969	ช่องแคบเมสซีนา	อิตาลี	อลัน แกรนท์	^{[ 6 ]}^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}
1980	เกาะแวนคูเวอร์ ( ลิงก์ถาวรไปยังเกาะแวนคูเวอร์ )	แคนาดา	กระทรวงคมนาคมแห่งรัฐบริติชโคลัมเบียประเทศแคนาดา	^{[ 15 ]}
พ.ศ. 2527	ทะเลสาบโคโม	อิตาลี	จี.แมกรินี	^{[ 16 ]}
1998	ฮ็อกส์ฟยอร์เดน	นอร์เวย์	สำนักงานบริหารทางหลวงแห่งนอร์เวย์	^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}^{[ 20 ]}
2003	อุโมงค์ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก	ไม่มีข้อมูล	รายการ Extreme Engineeringทางช่อง Discovery Channel ( ซีซั่น 1ตอนที่ 3)	^{[ 21 ]}^{[ 22 ]}
2011	ซอกเนฟยอร์ด	นอร์เวย์	สำนักงานบริหารทางหลวงนอร์เวย์	^{[ 23 ]}
2016	บียอร์นาฟยอร์ด	นอร์เวย์	สำนักงานบริหารทางหลวงนอร์เวย์	^{[ 24 ]}
2017	สถานที่ที่มีศักยภาพหลายแห่ง	ไม่มีข้อมูล	ไฮเปอร์ลูป วัน	^{[ 25 ]}
?	อ่าวฟุงกะฮอกไกโด	ญี่ปุ่น	สมาคมเทคโนโลยีอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำ	^{[ 26 ]}^{[ 27 ]}
?	ทะเลสาบวอชิงตัน , ซีแอตเติล	สหรัฐอเมริกา	เจมส์ เฟลช / บริษัท ซับเทอร์รา จำกัด	^{[ 14 ]}^{[ 27 ]}^{[ 28 ]}
?	ทะเลสาบลูกาโน	สวิตเซอร์แลนด์		^{[ 14 ]}
2018	ช่องแคบคุก	นิวซีแลนด์	นักข่าวของStuff.co.nz	^{[ 29 ]}
?	ทะเลสาบการ์ดา	อิตาลี	คณะกรรมการจาโคโม ซิส ออนลัส	^{[ 30 ]}
2021	ทะเลไอริช	สหราชอาณาจักร	บอริส จอห์นสัน	^{[ 31 ]}

ยุโรป

ในประเทศนอร์เวย์ สิทธิบัตรฉบับแรกเกี่ยวกับโครงสร้างนี้ถูกนำเสนอในปี 1923 โดย Trygve Olsen ("สะพานลอยน้ำใต้น้ำ") และมีการยื่นคำขอใหม่ในปี 1947 โดยวิศวกร Erik Ødegård ความสนใจในโครงสร้างนี้ได้รับการฟื้นฟูในช่วงหลายศตวรรษที่ผ่านมาด้วยการศึกษาหลายครั้งในประเทศนอร์เวย์ แต่การศึกษาที่ดำเนินการโดยสำนักงานทางหลวงสาธารณะแห่งนอร์เวย์ (NPRA) เท่านั้นที่พิสูจน์ถึงความเป็นไปได้ของโครงสร้างนี้ พร้อมกับการพัฒนาโครงสร้างนอกชายฝั่งในปัจจุบัน สำนักงานทางหลวงสาธารณะแห่งนอร์เวย์ (NPRA) ได้ตรวจสอบศักยภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจในการกำจัดเรือข้ามฟากทั้งหมดในการข้ามฟยอร์ดตามเส้นทางระเบียงตะวันตก ( เส้นทางยุโรป E39 ) ระหว่าง Kristiansand และ Trondheim ^{[ 32 ]}^{[ 33 ]} โครงการนี้ยังเชื่อมโยงกับ FEHRL ผ่านโครงการ Forever Open Road ^{[ 34 ]}หากโครงการนี้ดำเนินการต่อไป คาดว่าจะใช้งบประมาณ 25 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ และจะแล้วเสร็จภายในปี 2050 ^{[ 35 ]}

บริษัท Ponte di Archimede International ของอิตาลี ได้ทำการวิจัย SFT ร่วมกับห้องปฏิบัติการวิจัยถนนของนอร์เวย์^{[ 36 ]}สถาบันถนนของเดนมาร์ก และสำนักทะเบียนเรือของอิตาลี โดยได้รับเงินสนับสนุนจากสหภาพยุโรป และการประสานงานของFEHRL (Forum European National Highway Research Laboratories) ซึ่งเป็นสมาคมระหว่างประเทศของศูนย์ถนนแห่งชาติกว่า 30 แห่ง^{[ 37 ]}นอกจากนี้ หน่วยงานบริหารส่วนภูมิภาคของเมืองโคโม ( ทะเลสาบโคโม ) และเลคโคในอิตาลี ได้แสดงความสนใจอย่างมากในสะพานอาร์คิมีดีสสำหรับการข้ามแม่น้ำลาริโอและการศึกษาอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำในช่องแคบเมสซีนาได้รับการส่งเสริมโดย Ponte di Archimede SpA และได้รับการตรวจสอบด้วยการวิเคราะห์ความเป็นไปได้โดยสำนักทะเบียนเรือของอิตาลี (RINA) ^{[ 38 ]}

จีน

SIJLAB (ห้องปฏิบัติการร่วมจีน-อิตาลีว่าด้วยสะพานอาร์คิมีดีส) ซึ่งก่อตั้งขึ้นในปี 1998 โดยความร่วมมือระหว่างสถาบันกลศาสตร์ สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีน และบริษัท Ponte di Archimede SpA ได้รับเงินทุนสนับสนุนจากกระทรวงการต่างประเทศของอิตาลี กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีน และสถาบันกลศาสตร์สถาบันวิทยาศาสตร์ แห่งประเทศ จีน

กลุ่มบริษัทวางแผนที่จะสร้างอุโมงค์สาธิตยาว 100 เมตรในทะเลสาบเฉียนเต่าใน มณฑลเจ้อ เจียงทางตะวันออกของจีนภายในอุโมงค์จะมีทางหลวงแบบเดินรถทางเดียวสองชั้นวิ่งผ่านตรงกลาง โดยมีรางรถไฟสองรางขนาบข้าง^[³⁹^]ต่อมามีรายงานว่าโครงการนำร่องนี้จะกลายเป็นอุโมงค์ชมวิวสำหรับนักท่องเที่ยว เพื่อให้สามารถชมซากปรักหักพังของเมืองเหอเฉิงที่ถูกน้ำท่วมได้อย่างไม่ถูกรบกวน ซึ่งปัจจุบันสามารถชมได้โดยการดำน้ำเท่านั้น^[⁴⁰^]^[⁴¹^]ต้นแบบในทะเลสาบเฉียนเต่าจะใช้เพื่อช่วยวางแผนโครงการอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำยาว 3,300 เมตรในช่องแคบจินถัง ในหมู่ เกาะ โจว ซานซึ่งตั้งอยู่ในมณฑลเจ้อเจียงเช่น กัน ^[⁴²^]^[⁴³^]^[⁴⁴^]

ตามที่ Elio Matacena ประธานของ Ponte di Archimede International กล่าวไว้ ความยากลำบากเพียงอย่างเดียวในการสร้างอุโมงค์ดังกล่าวในน้ำที่ลึกกว่าคือราคาของโครงสร้าง กล่าวคือ สายเคเบิลซึ่งมีราคาแพงมากและจะต้องมีความยาวมาก เขายังตั้งข้อสังเกตอีกว่าอุโมงค์นี้สามารถรองรับน้ำหนักได้มากกว่าสะพานแบบดั้งเดิมซึ่งมีข้อจำกัดด้านน้ำหนักที่เข้มงวดมาก ในขณะที่ราคาถูกกว่าถึงสองเท่า Matacena ชี้ให้เห็นว่าการศึกษาด้านสิ่งแวดล้อมแสดงให้เห็นว่าอุโมงค์จะมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำน้อยมาก^{[ 45 ]}

อินโดนีเซีย

อินโดนีเซียก็แสดงความสนใจในเทคโนโลยีนี้เช่นกัน สำหรับโครงสร้างพื้นฐานที่จะเชื่อมเกาะสุมาตรากับเกาะชวา มีการพิจารณาสองทางเลือก ได้แก่ สะพานแบบธรรมดาหรืออุโมงค์ใต้ทะเล

ในปี 2547 ตัวเลือกอุโมงค์ได้รับการพูดคุยกันอย่างกว้างขวางมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อKwik Kian Gieซึ่งดำรงตำแหน่งรัฐมนตรีว่าการกระทรวงการพัฒนาแห่งชาติในขณะนั้น ประกาศว่ากลุ่มบริษัทจากยุโรปสนใจที่จะลงทุนในอุโมงค์ใต้ทะเลระหว่างเกาะชวาและเกาะสุมาตรา งบประมาณสำหรับอุโมงค์ใต้ทะเลใน ช่องแคบ ซุนดา คาดว่าจะอยู่ที่ประมาณ 15 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ในระยะยาว อุโมงค์นี้จะเชื่อมต่อเกาะชวาและเกาะสุมาตรา เข้าด้วยกันอย่างต่อเนื่อง โครงการนี้จะเริ่มก่อสร้างในปี 2548 และพร้อมใช้งานในปี 2561 และเป็นส่วนหนึ่งของทางหลวงเอเชีย^{[ 46 ]}

อย่างไรก็ตาม ต่อมาตัวเลือกสะพานได้รับความนิยมมากกว่า^{[ 47 ]}

ในปี 2550 ผู้เชี่ยวชาญชาวอินโดนีเซีย นำโดย Ir. Iskendar ผู้อำนวยการศูนย์ประเมินและประยุกต์ใช้เทคโนโลยีสำหรับระบบขนส่งและอุตสาหกรรม ได้เข้าร่วมการประชุมกับวิศวกรของ SIJLAB จากโครงการสะพานอาร์คิมีดีสของจีน-อิตาลี^{[ 43 ]}^{[ 48 ]}ในฐานะ ประเทศ หมู่เกาะที่มีเกาะมากกว่า 13,000 เกาะ อินโดนีเซียสามารถได้รับประโยชน์จากอุโมงค์ดังกล่าว การขนส่งระหว่างเกาะแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้เรือข้ามฟากดังนั้นอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำจึงอาจเป็นวิธีการเชื่อมต่อเกาะที่อยู่ติดกันอีกทางหนึ่ง นอกเหนือจากสะพานปกติ

ดูเพิ่มเติม

ท่อจุ่ม

อ่านเพิ่มเติม

บทความวิจัย

Mariagrazia Di Pilato; Anna Feriani; Federico Perotti (17 มีนาคม 2551). "แบบจำลองเชิงตัวเลขสำหรับการตอบสนองแบบไดนามิกของอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำภายใต้แรงแผ่นดินไหว" . วิศวกรรมแผ่นดินไหวและพลศาสตร์โครงสร้าง, เล่มที่ 37 ฉบับที่ 9, หน้า 1203–1222 .{{cite web}}: CS1 maint: บริการเก็บถาวรที่เลิกใช้แล้ว ( ลิงก์ )

FEHRL – สมาคมห้องปฏิบัติการวิจัยทางหลวงแห่งชาติยุโรป (17 มีนาคม 2551) "การวิเคราะห์แนวคิดอุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำ"รายงานฉบับที่ 1996/2a, ISSN 1362-6019
การข้ามช่องแคบในปี 2001โดย จอน โครเคบอร์ก หน้า 511–590
ออสต์ลิด, ฮาวาร์ด; แกรนท์ซ, วอลเตอร์ ซี.; ซาเวอร์, ม.ค.; ยาคอบเซ่น, เบิร์นท์ (2007) “ก้าวต่อไป: อุโมงค์ยาวมาก (VLT) ” ในเมืองบาตัก จิรี; ฮริดินา, อีวาน; โรมันคอฟ, จอร์จิจ; ซลามาล, จาโรมีร์ (บรรณาธิการ). พื้นที่ใต้ดิน — มิติที่ 4 ของมหานครเทย์เลอร์ แอนด์ ฟรานซิสกรุ๊ป หน้า149– 154. ไอเอสบีเอ็น 978-0-415-40807-3. OCLC 7350147091 .
Hakkaart, JA; Lancelotti, A.; Østlid, H.; Marazza, R.; Nyhus, KA (1993). Culverwell, DR (บรรณาธิการ). "บทที่ 6: อุโมงค์ลอยน้ำใต้น้ำ" . เทคโนโลยีการสร้างอุโมงค์และพื้นที่ใต้ดิน . 8 (2). สมาคมอุโมงค์นานาชาติ: 265– 285. doi : 10.1016/0886-7798(93)90096-E . สืบค้นเมื่อ14 กันยายน 2020 .

วิดีโอ

วิดีโออธิบายข้อเสนอหลายประการสำหรับการสร้างทางข้ามช่องแคบซอกเนฟยอร์ดโดยสำนักงานทางหลวงสาธารณะของนอร์เวย์มีการอธิบายอุโมงค์ลอยน้ำที่จมอยู่ใต้น้ำในนาทีที่ 4:24
วิดีโออธิบายแนวคิดบางส่วนของสะพานอาร์คิมิดีส
ข่าวโทรทัศน์อิตาลีรายงานเกี่ยวกับโครงการทะเลสาบเกียนเตา(เป็นภาษาอิตาลี)
ข่าวเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงการความร่วมมือจีน-อิตาลี(เป็นภาษาอิตาลี)

[ 1 ]

[

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[

[

[

[

[

[

[ 45 ]

[ 46 ]

[ 47 ]

[ 48 ]