Túnel de Severn
El Túnel de Severn (en galés: Twnnel Hafren) es un túnel ferroviario en el Reino Unido que une South Gloucestershire en el oeste de Inglaterra con Monmouthshire. en el sur de Gales bajo el estuario del río Severn. Fue construido por Great Western Railway (GWR) entre 1873 y 1886 con el propósito de acortar drásticamente los tiempos de viaje de sus trenes, tanto de pasajeros como de mercancías, entre el sur de Gales y el oeste de Inglaterra. A menudo se ha considerado como el mayor logro del ingeniero jefe de GWR, Sir John Hawkshaw.
Antes de la construcción del túnel, eran necesarios largos desvíos para todo el tráfico entre el sur de Gales y el oeste de Inglaterra, que utilizaba barcos o un largo desvío río arriba a través de Gloucester. Reconociendo el valor de dicho túnel, GWR buscó su desarrollo, encargando a Hawkshaw su diseño y luego contratando al ingeniero civil Thomas A. Walker para emprender su construcción, que comenzó en marzo de 1873. El trabajo avanzó sin problemas hasta octubre de 1879, momento en el cual Se produjo una inundación significativa del túnel a partir de lo que ahora se conoce como "El Gran Manantial". A través de esfuerzos arduos e innovadores, se contuvo la inundación y se pudo continuar el trabajo, aunque con un gran énfasis en el drenaje. Completado estructuralmente durante 1885, el primer tren de pasajeros pasó por el túnel el 1 de diciembre de 1886, casi 14 años después del comienzo de las obras.
Después de su apertura, el túnel se convirtió rápidamente en un elemento clave de la principal línea ferroviaria troncal entre el sur de Inglaterra y el sur de Gales. Entre otros servicios, GWR operó un servicio de tren lanzadera para automóviles a través del túnel durante muchas décadas. Sin embargo, el túnel también ha presentado condiciones especialmente difíciles, tanto a nivel operativo como de infraestructura y mantenimiento estructural. En promedio, alrededor de 50 millones de litros de agua por día se infiltran en el túnel, lo que requiere la operación permanente de varios motores de bombeo grandes. Originalmente, durante gran parte de la era del vapor, se requería una gran cantidad de locomotoras piloto y de banca para ayudar a los trenes pesados a atravesar las desafiantes pendientes del túnel, que se desplegaban desde los patios de clasificación cercanos.
El túnel tiene 7.008 m (4.355 mi) de largo, aunque solo 3.621 m (2.250 mi) de su longitud están bajo el río. Fue el túnel submarino más largo del mundo hasta 1987 y, durante más de 100 años, fue el túnel ferroviario principal más largo del Reino Unido. Finalmente se superó en esta capacidad durante 2007 con la apertura de los dos túneles principales de Alta Velocidad 1, formando parte del Enlace Ferroviario del Túnel del Canal. En 2016 se instalaron equipos de catenaria (OHLE) en el túnel para permitir el paso de tracción eléctrica; este trabajo se llevó a cabo como un elemento de la modernización más amplia del siglo XXI de la línea principal de Great Western.
Generales
El túnel Severn forma una parte fundamental de la línea ferroviaria principal entre el sur de Inglaterra y el sur de Gales, y transporta un servicio intensivo de trenes de pasajeros, así como niveles significativos de tráfico de mercancías. A partir de 2012, un promedio de 200 trenes por día utilizan el túnel. Toda la longitud del túnel se controla como una sola sección de señales, lo que tiene como consecuencia limitar el avance de trenes sucesivos. Las fuertes pendientes (1 en 90 y 1 en 100) dificultan el trabajo de los trenes de mercancías pesadas.
Hay una alcantarilla de drenaje continua entre las vías para conducir el agua subterránea hasta el punto más bajo del túnel, debajo de la estación de bombeo de Sudbrook, donde se bombea a la superficie. El peligro de que el petróleo encendido entre en la alcantarilla en caso de descarrilamiento de un vagón cisterna significa que se deben hacer arreglos especiales para evitar que los trenes de pasajeros ocupen el túnel mientras se trabaja con cargas líquidas peligrosas. Se han establecido dispositivos de evacuación para permitir el escape de los pasajeros y el personal en caso de accidente grave en el túnel.
El personal tiene acceso restringido al túnel en la estación de bombeo de Sudbrook, donde una escalera de hierro desciende por el eje de la tubería principal de bombeo de agua; el aire de ventilación también se bombea en este punto. El arreglo de ventilación original de GWR fue para extraer aire en Sudbrook, pero los gases de escape del funcionamiento del tren de vapor provocaron una corrosión prematura del mecanismo del ventilador. Cuando se reemplazaron los motores de bombeo de Cornish en la década de 1960, se invirtió el tiro para que el aire atmosférico se bombee al túnel y escape por las bocas de los túneles.
En promedio, se ha determinado que alrededor de 11 000 000 galones imperiales (50 000 000 L) por día de agua dulce (manantial) se bombean típicamente desde el túnel; esto normalmente se libera directamente en el río Severn adyacente. También se han hecho intentos para tratar de determinar las fuentes del agua que alimenta el "Gran Manantial".
Las condiciones especialmente difíciles para el mantenimiento de la infraestructura en el túnel, así como el estado físico de la estructura del túnel, requieren un grado de atención de mantenimiento superior al normal. Las dificultades de acceso y seguridad personal significan que las tareas laborales importantes solo se pueden realizar durante el cierre temporal de la línea, durante el cual los trenes normalmente se desvían a través de Gloucester. Se afirma que el túnel estaría lleno de agua en 26 minutos si se apagaran las bombas y fallaran las medidas de respaldo, mientras que Network Rail también ha observado que la atmósfera corrosiva del túnel, producida por una combinación de humedad y vapores de diesel al pasar trenes, genera tanta corrosión que los rieles de acero deben reemplazarse cada seis años.
Historia
Construcción
Antes de la construcción del túnel, el viaje en tren entre el área de Bristol y el sur de Gales implicaba un viaje en ferry entre New Passage y Portskewett o un largo desvío a través de Gloucester. Los funcionarios de Great Western Railway (GWR) Company pronto se dieron cuenta de que el tiempo de viaje en tren entre los dos lugares podría acortarse significativamente mediante la construcción de un túnel directamente debajo del río Severn. Como tal, a principios de la década de 1870, el ingeniero jefe de GWR, Sir John Hawkshaw, desarrolló su diseño para este túnel. El 27 de junio de 1872, la empresa obtuvo una ley del Parlamento que autorizó la construcción del túnel ferroviario previsto como reemplazo del ferry entre Portskewett, Monmouthshire y New Passage, Gloucestershire.
El 18 de marzo de 1873, la actividad de construcción comenzó con trabajadores empleados directamente por GWR; este trabajo inicial se centró en el hundimiento de un eje, que poseía un diámetro de 15 pies (4,6 m) en Sudbrook y un drenaje más pequeño cerca de Pennant Measures. El ritmo de trabajo inicial en el túnel fue lento y gradual, pero sin mayores incidentes. Para agosto de 1877, solo se habían completado el eje y un rumbo de 1,5 km (0,93 millas); en consecuencia, ese mismo año, se emitieron nuevos contratos para la excavación de pozos adicionales a ambos lados del Severn, así como nuevos tramos a lo largo de la ruta prevista del túnel.
Como señala en su libro el ingeniero civil Thomas A. Walker, quien fue designado como contratista para la construcción del túnel, el GWR esperaba que la parte crítica del trabajo fuera la excavación del túnel bajo las profundidades. canal de agua de los Brotes. Sin embargo, las dificultades más importantes de la empresa se encontraron durante octubre de 1879, cuando, con solo 130 yardas (119 m) que separaban el túnel principal del lado de Monmouthshire y el más corto de Gloucestershire, las obras se inundaron. El agua entrante era dulce, no del Severn sino del lado galés, y la fuente se conoció como "El Gran Manantial".
Hawker le confió a Walker que continuara con los esfuerzos de rescate y luego completara el túnel después de la inundación de 1879. Para lograr esto, se requirió mantener bajo control el Gran Manantial, lo que a su vez se logró mediante la instalación de instalaciones de bombeo mucho mayores, mientras que también se tuvo que enviar un buzo por un pozo y 330 yardas (300 m) a lo largo del túnel en dirección al cierre. una puerta estanca en las obras, sellando las aguas. Durante noviembre de 1880, esta problemática tarea fue finalmente lograda por el buzo líder, Alexander Lambert, quien estaba equipado con Henry Fleuss' aparatos de respiración autónomos (SCBA) recientemente desarrollados; sin embargo, el trabajo en el área del Gran Manantial no pudo continuar hasta enero de 1881, momento en el que el Gran Manantial se cerró temporalmente.
El 26 de septiembre de 1881, los dos encabezados se encontraron, marcando un hito clave en la construcción del túnel, los esfuerzos se transfirieron para abordar la estructura final del túnel junto con los cortes largos y profundos en cada extremo. Durante octubre de 1883, el trabajo se vio nuevamente interrumpido por nuevas inundaciones que se originaron en el Gran Manantial, que se agravó aún más por la aparición de una marea viva solo una semana después; nuevamente, Lambert y otros buzos lograron salvar el día y sellar las obras. Se reconoció que los problemas de entrada de agua continuarían, por lo que se condujo un rumbo con una pendiente de 1 en 500 desde el eje original de Sudbrook, continuando hasta llegar a la fisura a través de la cual fluía el Gran Manantial. Al desviar el agua hacia el nuevo rumbo, la sección amurallada del túnel podría drenarse y terminarse más fácilmente.
Hubo contratiempos adicionales que afectaron el sitio de construcción; en un momento, hubo un avance involuntario del lecho de una piscina, conocida como 'Piscina de salmón', en el lado inglés del túnel. Originalmente se supuso que el revestimiento de ladrillo continuo del túnel resistiría la presión del agua subterránea, por lo que la válvula de esclusa de drenaje en el frente lateral se cerró y todas las bombas, excepto una, se retiraron del sitio. Sin embargo, el 20 de diciembre de 1885, la presión aumentó tanto (hasta 395 kN por metro cuadrado) que se descubrió que varios ladrillos habían salido del revestimiento. Para abordar esto, la válvula de compuerta se abrió gradualmente, lo que permitió que la presión disminuyera pero requirió la operación a largo plazo de motores de bombeo adicionales. En el período intermedio, también se estaba construyendo el puente ferroviario Severn, un medio competitivo para el tráfico ferroviario para atravesar el Severn, que se extiende entre Sharpness y Lydney, y finalmente se abrió al tráfico durante 1879.
El 22 de octubre de 1884 se iniciaron los trabajos de tendido de doble vía en todo el túnel. El 18 de abril de 1885 se colocó el último ladrillo en el revestimiento del túnel. Poseía una sección transversal en forma de herradura, completa con un piso cóncavo, con una altura de 6,1 metros sobre los rieles junto con un ancho máximo de 26 pies (7,9 m). Se construye un canal de drenaje cerrado, en forma de túnel semicircular invertido, en la parte inferior del túnel, 4,6 pies (1,4 m) por debajo de los rieles y con una altura de 21,0 pulgadas (533 mm). Según la publicación Rail Engineer de la Industria Ferroviaria, se cree que se utilizaron alrededor de 76,4 millones de ladrillos en la construcción del túnel. El ladrillo tiene entre 27,0 pulgadas (686 mm) y 36,0 pulgadas (914 mm) de espesor. Alrededor de la parte más profunda del túnel, el techo está a un máximo de 50 pies (15,2 m) por debajo del lecho del río.
A mediados de 1885, el Túnel Severn se completó desde una posición estructural. Para marcar este logro, el 5 de septiembre de 1885, un tren especial de pasajeros que transportaba a numerosos funcionarios de la empresa y personalidades importantes, incluido Sir Daniel Gooch, el entonces presidente de la GWR Company, viajó por el túnel. El primer tren de mercancías pasó por él el 9 de enero de 1886. Sin embargo, los servicios regulares tendrían que esperar hasta que los sistemas de bombeo permanentes estuvieran completos. El 17 de noviembre de 1886, las obras del túnel fueron inspeccionadas por el Coronel F. H. Rich, Inspector del Gobierno, un paso necesario antes de su apertura al tráfico de pasajeros. el coronel Rich aprobó las obras; así, el túnel se abrió a los trenes regulares de mercancías durante septiembre de 1886; el primer tren de pasajeros siguió el 1 de diciembre de 1886, momento en el que habían pasado casi 14 años desde que comenzaron las obras en el túnel.
Operaciones
En la estación Severn Tunnel Junction recién construida, el GWR construyó un importante patio de clasificación, que: distribuía hacia el este y el norte, enviando carbón desde los valles del sur de Gales hacia Londres y Midlands; creó la línea principal y la carga de tráfico mixto localizado de mercancías enviadas desde Midlands, el suroeste y a lo largo del valle del Támesis, tanto hacia el oeste hacia Gales y viceversa.
Debido a las pendientes de acceso, a lo largo de la era del vapor, se requería asistencia para el paso de todos los trenes pesados a través del Severn Tunnel, lo que implicaba (hacia el este, desde Severn Tunnel Junction): 3+1⁄2 millas (5,6 km) de 1 en 90 hasta la mitad del túnel; otro 3+1⁄2 millas (5,6 km) a 1 en 100 hasta Pilning; un nivel corto entonces 3+1⁄2 millas (5,6 km) más en 1 de cada 100 hasta Patchway. Esto significó que el cobertizo de locomotoras asociado en Severn Tunnel Junction (86E) tenía una gran cantidad de locomotoras piloto y de banco para ayudar a los trenes pesados a través del túnel. En operaciones típicas, las locomotoras piloto generalmente trabajaban hacia el este y se separaban en Pilning, y luego trabajaban hacia el oeste pilotando un segundo tren de regreso al patio de clasificación. Durante los últimos días del vapor bajo British Rail, estas locomotoras eran principalmente un grupo de locomotoras GWR 5101 Clase 2-6-2T construidas más tarde, la mayor parte de las cuales ahora forman el stock central conservado de esa clase en la actualidad.
Se utilizaron varios motores fijos de Cornualles, impulsados por calderas de Lancashire, para bombear permanentemente el Gran Manantial y otras fuentes de agua del túnel. Estos todavía estaban en uso regular hasta la década de 1960, momento en el que fueron reemplazados por bombas eléctricas. Desde entonces, estas bombas y sus sistemas de control han sido reemplazadas durante la década de 1990 por la empresa privada de infraestructura ferroviaria Railtrack. Durante la década de 1930, la disponibilidad del suministro confiable de agua dulce del Great Spring fue un factor importante que contribuyó a la selección de un sitio adyacente para establecerse como la Royal Navy Propellant Factory, Caerwent. También se suministró agua para la fabricación de papel a una fábrica en Sudbrook; esta instalación ha estado cerrada desde entonces.
El 7 de diciembre de 1991, ocurrió el accidente ferroviario del Túnel Severn, que involucró a un InterCity 125 que fue golpeado por detrás por un Clase 155. La investigación posterior del accidente, aunque no pudo llegar a una conclusión firme sobre la causa, indicó que el eje contrarresta usado para detectar movimientos de trenes en el túnel puede haber sido reiniciado accidentalmente.
El segundo cruce de Severn, que se construyó durante la década de 1990, cruza el túnel a través de un "puente a nivel del suelo" del lado inglés, cerca de la Salmon Pool. Este puente se apoya de tal manera que no se impone ninguna carga sobre el túnel. Durante la construcción de ese puente, se aprovechó la oportunidad para renovar la tapa de hormigón sobre el túnel en Salmon Pool.
En 2002, LNWR, Crewe reacondicionó dos Clase 121 para usarlos como un tren de emergencia de Network Rail que estaba estacionado cerca de la estación Severn Tunnel Junction. Fueron retirados en 2008 sin haber sido utilizados nunca.
Transporte de coches
Durante 1924, Great Western Railway inició un servicio de tren lanzadera para automóviles utilizando el túnel, que transportaría automóviles en vagones a través del túnel entre Pilning y Severn Tunnel Junction. El servicio funcionó como una alternativa ferroviaria al Aust Ferry, que operaba con un horario errático determinado por las mareas o los largos viajes por carretera a través de Gloucester. El servicio de transporte ferroviario continuó después del final de la Segunda Guerra Mundial, pero finalmente se hizo redundante con la apertura del puente Severn en 1966, lo que provocó su interrupción poco después.
Electrificación
Severn Tunnel Junction | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Como parte de la modernización del siglo XXI de Great Western Main Line, el túnel se preparó para la electrificación. Si bien la estructura proporcionó buenos espacios libres y, por lo tanto, fue relativamente fácil de electrificar, también hubo un factor negativo en la forma de la filtración continua de agua a través del techo del túnel en algunas áreas, lo que supuso un desafío de ingeniería clave. Se consideraron las opciones de utilizar equipos de electrificación de túneles convencionales o una tecnología de haz sólido cubierto; apoyado por estudios, se decidió utilizar el enfoque de haz sólido. En consecuencia, a lo largo del techo del túnel, se instaló un riel conductor de aluminio para sujetar un cable de contacto de cobre no tensado; este riel se mantiene en su lugar utilizando aproximadamente 7000 accesorios de acero inoxidable de alta calidad, que deberían ser resistentes al entorno hostil del túnel. Según se informa, el riel rígido es más robusto, requiere menos mantenimiento y es más compacto que los cables aéreos tradicionales, y se ha utilizado en varios otros túneles a lo largo del GWML.
Para instalar el equipo de electrificación aérea, fue necesario un cierre de seis semanas del túnel Severn, que comenzó el 12 de septiembre de 2016. Durante ese tiempo, los medios alternativos de viaje fueron un viaje en tren más largo a través de Gloucester o un servicio de autobús entre las estaciones Severn Tunnel Junction y Bristol Parkway. También durante ese tiempo, y posiblemente más tarde, hubo vuelos directos entre Cardiff y el aeropuerto de la ciudad de Londres. Tras la finalización de este trabajo, que implicó la instalación de 8,7 millas (14 km) de cables de contacto de cobre utilizando 1700 tubos verticales y 857 puntos de anclaje a un costo aproximado de 10 millones de libras esterlinas, el túnel se reabrió al tráfico regular en 22 de octubre de 2016. Sin embargo, menos de dos años después, se promulgó otro cierre del túnel de tres semanas después de que se descubriera que algunos de los equipos de electrificación aérea instalados recientemente ya habían comenzado a oxidarse. Para combatir la corrosión se utilizó alambre de aluminio, el primero de su tipo en el Reino Unido. Los trenes eléctricos comenzaron a operar a través del túnel en junio de 2020.