В канале для коммунальных сетей проложены городские водопроводные трубы, кабели, телефонные и телеграфные провода, а также газовые магистрали.
Штормовые камеры будут справляться с ливневыми осадками. В обычную погоду вода будет направляться через меньшую камеру, чтобы создать сильный поток и свести к минимуму оседание осадка.
Восемь шлюзовых затворов, каждый размером 6 на 10 футов, открывают или закрывают водяные камеры. Они управляются гидравлическими цилиндрами самого современного типа.
Для спуска рабочих внутрь сифона для проведения ремонта или устранения засоров предусмотрено восемь люков. Четыре имеют размер 6 на 13 футов, два — 6 на 6 футов и два — 6 на 4 фута.
Как только канал Флорида-Уок будет углублен и будут выполнены несколько соединений в дренажной системе, весь дренаж Нового Орлеана в нормальную погоду и во время слабых штормов, согласно заявлению Совета по канализации и водоснабжению, будет направляться через этот выход. Во время редких ливней часть дренажных вод придется направлять в озеро, но это будет быстротекущая вода, которая будет уходить от берега. Это очень много значит для развития пригородов города.
Сифон строился полтора года. Подготовка к строительству сооружения обошлась более чем в 250 000 долларов — земляные работы, фундамент и т. д. Только бетон стоил 170 000 долларов. Механизмы, а также работы по их размещению и установке стоили еще 60 000 долларов.
Четыре разводных стальных моста теперь пересекают Промышленный канал. Это крупнейшие мосты в городе. Три из них — на Флорида-Уок для Южной и Муниципальной поясной железных дорог, в Джентилли для железной дороги Луисвилл-Нэшвилл и на берегу озера для Южной железной дороги — весят по 1 600 000 фунтов каждый (только надстройка). Четвертый, у шлюза, весит 1 000 000 фунтов. Они уравновешены 800-тонными бетонными блоками и бетонными регулировочными блоками. Их общая длина составляет 160 футов; подвижная часть имеет пролет 117 футов.
Имея 30-футовую полосу отвода для железнодорожных путей, 11 футов для транспортных средств и трамваев и четыре фута для пешеходов, они спроектированы так, чтобы соответствовать условиям движения большого и растущего города. Они выдержат 50-тонные трамваи или 15-тонные дорожные катки — в Новом Орлеане сейчас нет ничего тяжелее — и поезда гораздо тяжелее тех, что сейчас прибывают в город. Ни один мост на Юге не выдержит таких тяжелых нагрузок.
Предел прочности на разрыв стали, из которой построены мосты, составляет от 55 000 до 85 000 фунтов на квадратный дюйм, и они выдерживают ветровую нагрузку в 20 фунтов на квадратный дюйм открытой поверхности.
Они приводятся в действие двумя электродвигателями мощностью 75 лошадиных сил, 440 вольт, 60 циклов, 3-фазный ток, который понижается с 2 200 вольт с помощью трансформаторов. Кроме того, имеется бензиновый двигатель мощностью 36 лошадиных сил, который используется, если электрооборудование выйдет из строя. На открытие или закрытие мостов потребуется полторы минуты.
УДИВИТЕЛЬНЫЙ ШЛЮЗ.
Шлюз Промышленного канала не только один из крупнейших в Соединенных Штатах, но и его конструкция решила проблему грунта, которая считалась неразрешимой. Шлюз Панамского канала по сравнению с ним — простая задача. Проект уникален во многих отношениях. Шлюз — это памятник власти человека над силами природы и прогрессу общества, которое не желает сдаваться.
Из-за большого колебания уровня реки при низкой и высокой воде — около двадцати футов — необходимо было произвести выемку грунта для строительства шлюза на глубину около пятидесяти футов. В твердом грунте это было бы простой задачей. Но эта земля была образована постепенным отложением ила реки Миссисипи на то, что изначально было песчаным дном океана, и через эти отложения проходят пласты водоносного песка, или плывуна. Он просачивается в котлован и заставляет берега обрушиваться и сползать в выемку. Под ними находится давление болотного газа, который вместе с давлением обрушивающихся берегов выталкивает более глубокие слои плывуна вверх, создавая выбросы и подрывая дно.
Новый Орлеан имел богатый опыт работы с этими текучими песками при прокладке неглубоких канализационных траншей. Как же тогда рассчитывать на выемку грунта глубиной пятьдесят футов? — спрашивали сомневающиеся. Это невозможно сделать. Плывуны будут поступать слишком быстро. Земснаряды осушат окружающий подпочвенный слой, но глубже определенной отметки это не поможет. Более того, какая была гарантия, что грунт на такой глубине обеспечит достаточное трение для удержания свай, необходимых для поддержания огромного веса шлюза и проходящих через него судов?
Неустрашимые перед лицом этих пророчеств, инженеры на основе пробного бурения рассчитали характер сползания и течения грунта, оценили различные давления, которые необходимо было нейтрализовать, сбалансировали это с несущей способностью сосновых свай, стали и бетона, разработали план и начали выемку котлована шириной 350 футов и длиной 1 500 футов, постепенно делая откосы (в соотношении 1 к 4) к центру, где должен был быть построен шлюз размером 1 020 на 150 футов по внешним габаритам.
INNER HARBOR—NAVIGATION CANAL
Lock and Vicinity
Пологий откос котлована был сделан для предотвращения оползней.
Было установлено, что первый пласт плывуна начинается на глубине двадцати восьми футов ниже поверхности земли (-3 по уровню Каира) и имеет толщину три фута; второй пласт — на глубине сорока восьми футов ниже поверхности (-23 по уровню Каира) и имеет толщину десять футов. Более крупный песок простирался на одиннадцать футов ниже этого, от отметки -33 по уровню Каира. Второй пласт текучего песка начинался как раз под тем местом, где должен был быть уложен пол шлюза. Третий слой находился на глубине 80 футов ниже поверхности (-55 по уровню Каира); концы свай должны были едва не доставать до него.
Земляные работы начались в ноябре 1918 года. Пока работали земснаряды, вокруг шлюза, примерно в 125 футах от края берега, была забита деревянная шпунтовая перемычка, чтобы отсечь первый пласт плывуна. Примерно на 150 футов дальше, когда работы были в самом разгаре, был забит второй ряд шпунтовых свай, чтобы отсечь второй пласт, который имел статическое давление 55 футов и находился всего в футе или около того ниже того места, где должен был быть пол шлюза. Считать необходимым отсекать третий пласт не стали.
Выемка грунта производилась в мокром состоянии. Когда она была закончена, земснаряды вернулись в канал, вход был закрыт, и начались работы по осушению места строительства шлюза. Это было в апреле 1919 года.
В этом районе никогда не делали таких глубоких выемок. Следовательно, характер грунта, хотя его можно было оценить, не мог быть известен абсолютно. И точное давление газа также не могло быть известно.
Пески оказались более жидкими, а давление газа — сильнее, чем ожидалось. Плывуны проходили сквозь шпунтовые сваи, как сквозь сито. Стенки котлована начали осыпаться и обрушиваться. Давление газа стало угрожающим, когда был снят вес земли и воды; на дне начали образовываться песчаные выбросы; дно котлована начало вздуваться.
Судьба Промышленного канала висела на волоске.
Чтобы справиться с ситуацией, инженеры закачали в котлован большое количество воды. Ее вес уравновесил давление грунта с боков и давление газа снизу.
Затем внутри двух других рядов был забит еще один ряд шпунтовых свай. Он был стальным, а стенки были расперты деревянными балками сечением десять дюймов и с шагом пятнадцать футов в обоих направлениях. Это одна из крупнейших стальных перемычек, когда-либо возводившихся. В качестве дополнительной меры предосторожности против опасности прорыва третьего пласта плывуна, который имел статический напор 75 футов, внутри стальной перемычки было пробурено 130 десятидюймовых артезианских скважин. Пятьдесят шесть аналогичных скважин было пробурено между стальной и деревянной перемычками, чтобы максимально осушить второй пласт плывуна и уменьшить его текучесть.
В ноябре 1919 года работы по осушению места строительства шлюза начались снова. Уровень воды понижали всего на один фут через день. Инженеры следили за каждым бревном. Только 4 января 1920 года осушение было завершено. План сработал. Только в одном месте произошло движение — секция деревянных шпунтовых свай длиной около 300 футов выгнулась вперед максимум на три дюйма, когда распорки удержали и остановили ее.
Затем началась работа по забивке 24 000 свай, на которых должен был «плавать» шлюз. Они имеют длину 60 футов, а их концы находятся на глубине 100 футов ниже поверхности земли.
В марте 1920 года начались бетонные работы. Работа велась 15-футовыми секциями, так как за один раз можно было переместить лишь несколько распорок. Когда в апреле 1921 года все было закончено, шлюз представлял собой единое целое, массивную конструкцию из стали и камня длиной 1 020 футов, шириной 150 футов и высотой 68 футов, весом вместе с воротами и механизмами 225 000 тонн, а с водой — 350 000 тонн.
Бетонный пол шлюза имеет толщину от 9 до 12 футов, стены — 13 футов в основании, сужаясь до двух футов в верхней части. При строительстве было использовано шесть тысяч тонн арматурной стали и 125 000 баррелей цемента. В сооружении содержится 90 000 кубических ярдов бетона. На изготовление опалубки ушло два с половиной миллиона футов пиломатериалов.
Usable dimensions of the lock are 640 feet long, 75 feet wide, and 30 feet (at minimum low water of the river) deep.
Верхняя часть шлюза находится на 20 футов выше естественной поверхности земли и на 6 футов выше самого высокого зафиксированного уровня реки Миссисипи. К вершине земля будет спланирована в виде серии террас шириной 150 футов. Это укрепит стены против давления воды внутри монолита. Территория будет превращена в красивый парк. Тяжелые бетонные анкерные колонны будут удерживать стены от давления этих искусственных холмов, когда шлюз пуст.
Движение пересекает канал здесь по стальному разводному мосту шириной 65 футов с двумя железнодорожными и двумя трамвайными путями, двумя проезжими частями для автомобилей и двумя дорожками для пешеходов. К мосту ведут бетонные виадуки.
Газовые и водопроводные магистрали, канализационные трубы, а также телефонные, телеграфные и электрические провода проходят под шлюзом в каналах, отлитых прямо в бетоне.
Вода поступает в шлюз и сливается из него через водопропускные трубы, отлитые в основании. Они имеют размер 8 на 10 футов, сужаясь на выходе до 8 на 8 футов, и закрываются 8 шлюзовыми затворами, каждый из которых приводится в действие электродвигателем мощностью 52 лошадиные силы. Наполнение или опорожнение шлюза будет занимать десять минут.
Шлюз имеет пять пар ворот. Они изготовлены из стальных листов и прокатных профилей, имеют толщину четыре с половиной фута и весят по 200 тонн каждая. Также имеется аварийная плотина весом 720 тонн, которая в случае необходимости может быть использована в качестве ворот.
Четыре пары ворот имеют размер 55 футов; одна — 42 фута. Каждые ворота приводятся в действие электродвигателем мощностью 52 лошадиные силы. В открытом состоянии ворота плотно прилегают к стенам шлюза.
В аварийной плотине воплощена высшая степень предосторожности — она была спроектирована для спасения города от затопления в маловероятном случае отказа ворот шлюза во время высокой воды, а также для обеспечения бесперебойной работы шлюза в обычное время, если ворота будут повреждены судном или иным образом выведены из строя.
Эта плотина состоит из восьми балок или секций длиной 80 футов, шириной 3 фута и высотой 6 футов. Каждая из них весит 90 тонн. Они хранятся на платформе рядом с речным концом шлюза. Рядом находится кран с двигателем мощностью 300 лошадиных сил, который поднимает эти балки и опускает их в пазы в стенах шлюза. Установка этой аварийной плотины занимает час.
Судно, проходящее через шлюз, не будет двигаться под собственной тягой. Имеется шесть кабестанов, по два на каждом конце шлюза и два посередине, каждый из которых приводится в действие электродвигателем мощностью 52 лошадиные силы и способен развивать тяговое усилие 35 000 фунтов, что позволит проводить суда через шлюз.
Шлюз в сборе, включая мост и подходы, обошелся в 7 500 000 долларов. Полтора миллиона из этой суммы приходится на механизмы и 56 000 долларов — на подходы.
Генри Голдмарк, нью-йоркский инженер, спроектировавший ворота Панамского канала и Промышленного канала Нового Орлеана, в письме от 24 марта 1921 года в инженерный отдел Портового управления так комментирует этот замечательный шлюз:
«Я был очень впечатлен неизменно высоким качеством строительства шлюза, систематическим и энергичным способом ведения работ и, особенно, восхитительным духом командной работы, проявленным сотрудниками Портового управления разных уровней, а также подрядчиками, прорабами и мастерами.
Стремление получить наилучшие результаты во всех деталях при наименьших затратах было очевидно во всем.
Уникальный метод, использованный для выполнения очень сложной и рискованной работы по выемке грунта, привлек большое профессиональное внимание во всех частях страны. Его успешное завершение делает честь всем, кто участвовал в разработке и реализации использованного метода.
Бетонные работы производят впечатление легкости, а также прочности, как будто каждый ярд бетона выполняет свою особую часть работы без перенапряжения, что, конечно, является характеристикой хорошо спроектированной железобетонной кладки.
Внешние поверхности особенно гладкие и хорошо отделанные, больше, чем в любых работах, которые я видел в последнее время.
Монтаж ворот, клапанов, рабочего оборудования и защитной плотины шел в ногу с бетонными работами, так что никаких задержек к концу строительного периода опасаться не следует.
Цеховые и полевые работы по воротам шлюза выполнены отлично. Отверстия под заклепки хорошо совпадают, а головки заклепок выглядят плотными и хорошо сформированными. Створки ворот кажутся очень прямыми и точными».
Шлюз был спроектирован Джорджем М. Уэллсом из компании George W. Goethals Company при содействии Р. О. Комера, инженера-проектировщика Портового управления, и одобрен генералом Гёталсом. Методы, использованные для осушения шлюза, были разработаны г-ном Уэллсом. Дж. Деверо О'Рейли, главный инженер Портового управления до ноября 1919 года, отвечал за детали установки осушительных и предохранительных устройств. Его сменил генерал Арсен Перрийя, который руководил процессом окончательного осушения. После его смерти в октябре 1920 года его сменила компания J. F. Coleman & Company, возглавившая инженерный отдел, и главный инженер Г. М. Галлахер, под руководством которого работы доводятся до завершения.
От начала и до конца Тили С. Макчесни, помощник секретаря и казначей Портового управления, оказывал разумную и неоценимую помощь, собирая и удерживая нити предприятия и оперативно занимаясь множеством деталей, связанных с выполнением работ.
Шлюз был официально открыт 2 мая 1921 года — церемония стала главной особенностью съезда Ассоциации долины Миссисипи в Новом Орлеане.
С дноуглублением канала между рекой и шлюзом, работами, которые должны быть завершены до января 1922 года, суда смогут проходить из Миссисипи в озеро Пончартрейн. Тогда Новый Орлеан сможет планировать свое следующее великое развитие.
CROSS SECTION OF LOCK
CROSS SECTION OF SIPHON
НОВЫЙ КАНАЛ К ЗАЛИВУ.
Джордж М. Уэллс, Джордж Р. Гёталс, сын генерала, полковник Э. Дж. Дент, окружной инженер США в Новом Орлеане, и другие инженеры, изучавшие эту проблему, говорят, что дноуглубление канала от Промышленного канала к заливу через озеро Пончартрейн или болота осуществимо, сравнительно дешево, а обслуживание будет простым. Это сократило бы расстояние от Нового Орлеана до моря примерно на 50 миль и принесло бы огромную экономию для судов. Это одна из целей, над которой работает Портовое управление Хадсона.
Развитие и содержание гаваней и каналов к морю — признанный долг дяди Сэма. Расстояние, очевидно, является важным фактором; более того, предлагаемый новый выход стал бы важным звеном в Межбереговом канале, соединяющемся с участком реки Уорриор в Алабаме, который правительство развивает между Атлантическим и Мексиканским побережьями. В 1920 году сенатором Рэнсделлом из Луизианы в Сенат был внесен законопроект, предусматривающий развитие предлагаемого канала; он не продвигался, поскольку канал был еще далек от завершения. Однако Портовое управление будет прилагать все усилия, чтобы дядя Сэм взял дело в свои руки.
Полковник Дент в течение нескольких месяцев изучал возможные маршруты. Кстати, он полностью убежден в ценности Промышленного канала для развития Нового Орлеана и торговли страны, о чем он публично заявлял.
Маршрут через Пончартрейн был проложен инженерами, начиная от канала, параллельно южному берегу озера Пончартрейн до южного разводного моста Южной железной дороги, затем к Риголе до прохода Кэт-Айленд, оттуда к каналу Кэт-Айленд и далее к глубоким водам залива, общая протяженность — 75 миль.
На всем протяжении маршрута через частые интервалы проводились промеры глубин и зондирование поверхности. Они показали инженерам следующее:
В трех четвертях мили от южного берега озера и до железнодорожного разводного моста обнаружено твердое дно. Материал — преимущественно плотный песок, довольно мелкий, с небольшим количеством глины и иногда с битыми ракушками. За пределами этого расстояния от берега дно более мягкое, состоящее из ила, смешанного с песком. От моста на остальной части маршрута дно, за исключением нескольких песчаных карманов, мягкое — голубой ил с большим процентом песка. Однако этот мягкий материал обладает такой цепкостью, что течение и волны, которые имеют тенденцию заполнять искусственно углубленные каналы, будут воздействовать только на поверхность.
Правительство проводит крупные дноуглубительные работы в заливе Мобил, канале Галфпорт, заливе Атчафалайя и судоходном канале Хьюстона. Краткий обзор результатов там покажет, насколько осуществимо дноуглубление канала Пончартрейн и насколько оно дешевле в сравнении.
Канал, соединяющий залив Мобил с Мексиканским заливом, имеет дно, по большей части очень мягкое, с небольшим процентом песка. Ближе к внешнему концу материал представляет собой черный ил, примерно равный по консистенции самому мягкому материалу, найденному на маршруте Пончартрейн. Зонд с 4-дюймовым диском на конце можно легко погрузить на три или четыре фута в ил и вытащить обратно. Волновое и приливное воздействие вызывает обмеление канала со скоростью от 78 000 до 132 000 кубических ярдов на милю в год, в зависимости от мягкости дна и глубины. Там, где наблюдается самая высокая скорость, окружающий материал состоит из мягкого ила без следов песка. Опыт показывает, что там, где в материале, прилегающем к руслу канала, есть значительный процент песка, обмеление уменьшается. В целом, материал вдоль маршрута Пончартрейн содержит больший процент песка и гораздо более цепкий, чем вдоль канала залива Мобил. Более того, маршрут Пончартрейн не подвержен таким сильным поперечным течениям.