Immersed tube

Schematics of typical immersed tube types

Type A, built upon a shallow trench on the seabed

Type B, built under the seabed level

An immersed tube (or immersed tunnel) is a kind of undersea tunnel composed of segments, constructed elsewhere and floated to the tunnel site to be sunk into place and then linked together. They are commonly used for road and rail crossings of rivers, estuaries and sea channels/harbours. Immersed tubes are often used in conjunction with other forms of tunnel at their end, such as a cut and cover or bored tunnel, which is usually necessary to continue the tunnel from near the water's edge to the entrance (portal) at the land surface.

Construction of segments for the second Coen Tunnel in Amsterdam

Prefabricated tunnel segments sealed off, ready to be floated to site and sunk into place

The tunnel is made up of separate elements, each prefabricated in a manageable length, then having the ends sealed with bulkheads so they can be floated.^[1] At the same time, the corresponding parts of the path of the tunnel are prepared, with a trench on the bottom of the channel being dredged and graded to fine tolerances to support the elements. The next stage is to place the elements into place, each towed to the final location, in most cases requiring some assistance to remain buoyant. Once in position, additional weight is used to sink the element into the final location, this being a critical stage to ensure each piece is aligned correctly. After being put into place, the joint between the new element and the tunnel is emptied of water then made water tight, this process continuing sequentially along the tunnel.^[2]

The trench is then backfilled and any necessary protection, such as rock armour, added over the top. The ground beside each end tunnel element will often be reinforced, to permit a tunnel boring machine to drill the final links to the portals on land.^[2] After these stages the tunnel is complete, and the internal fitout can be carried out.

The segments of the tube may be constructed in one of two methods. In the United States, the preferred method has been to construct steel or cast iron tubes which are then lined with concrete. This allows use of conventional shipbuilding techniques, with the segments being launched after assembly in dry docks. In Europe, reinforced concrete box tube construction has been the standard; the sections are cast in a basin which is then flooded to allow their removal.

تتمثل الميزة الرئيسية للأنابيب المغمورة في أنها قد تكون أقل تكلفة بكثير من الخيارات البديلة، مثل النفق المحفور تحت الماء المراد عبوره (إن كان ذلك ممكناً أصلاً نظراً لعوامل أخرى كالتكوين الجيولوجي والنشاط الزلزالي) أو الجسر. وتشمل المزايا الأخرى مقارنةً بهذه البدائل ما يلي:

• سرعة بنائهم
• الحد الأدنى من الاضطراب للنهر/القناة، في حالة عبور طريق ملاحي
• مقاومة النشاط الزلزالي
• سلامة أعمال البناء (على سبيل المثال، العمل في حوض جاف بدلاً من الحفر تحت النهر)
• مرونة التصميم (على الرغم من أن هذا غالباً ما يتم تحديده جزئياً بما هو ممكن لأنواع الأنفاق المتصلة)

تشمل العيوب ما يلي:

• غالباً ما تكون الأنفاق المغمورة مكشوفة جزئياً (عادةً مع بعض الحماية الصخرية والطمي الطبيعي) في قاع النهر/البحر، مما يعرضها لخطر اصطدام السفن الغارقة/المراسي.
• يتطلب التلامس المباشر مع الماء تصميمًا دقيقًا للعزل المائي حول الوصلات
• يتطلب النهج القطاعي تصميمًا دقيقًا للوصلات، حيث يجب نقل التأثيرات والقوى الطولية عبرها.
• الأثر البيئي للأنبوب والسد تحت الماء على القناة/قاع البحر الحالي.

يمكن أن تكون الأنابيب دائرية أو بيضاوية أو مستطيلة. وقد اختارت عمليات عبور المضائق الأكبر أشكالاً مستطيلة أعرض لأنها أكثر فعالية من حيث التكلفة للأنفاق الأوسع.

كان أول نفق تم بناؤه بهذه الطريقة هو نفق شيرلي غوت سيفون، وهو خط صرف صحي رئيسي بطول ستة أقدام تم مده في بوسطن ، ماساتشوستس عام 1893. وكان أول نفق تم بناؤه لنقل حركة المرور هو نفق سكة حديد ميشيغان المركزية الذي تم بناؤه عام 1910 تحت نهر ديترويت ، وأول نفق تم بناؤه لنقل حركة المرور البرية هو نفق بوزي ، الذي يربط بين مدينتي ألاميدا وأوكلاند ، كاليفورنيا عام 1928. ^{[ 3 ] : 268.} أما أقدم نفق مغمور في أوروبا فهو نفق ماست في روتردام ، الذي تم افتتاحه عام 1942. ^{[ 4 ]}

يُعدّ نفق مرمراي ، الذي يربط بين الجانبين الأوروبي والآسيوي لمدينة إسطنبول في تركيا ، أعمق نفق مغمور في العالم، إذ يقع على عمق 55 مترًا (180 قدمًا) تحت مستوى سطح البحر؛ ^{[ 5 ]} وهو أول خط سكة حديد يعبر المضيق. بدأ تشييده عام 2004، وبدأ تشغيله عام 2013. ^{[ 6 ] [ 7 ]} يبلغ طول النفق الإجمالي 13.6 كيلومترًا (8.5 ميلًا) ، منها 1.4 كيلومترًا (0.87 ميلًا) تم بناؤها باستخدام تقنية الأنابيب المغمورة. ^{[ 5 ]}   

يُعدّ نفق جسر هونغ كونغ-تشوهاي-ماكاو ، الذي يبلغ طوله 6.7 كيلومتر (4.2 ميل) والذي اكتمل بناؤه عام 2018، أطول نفق أنبوبي مغمور حاليًا . ^{[ 8 ] [ 9 ]} يقع نفق جسر هونغ كونغ-تشوهاي-ماكاو على عمق 30 مترًا (98 قدمًا) تحت مستوى سطح البحر. ^{[ 10 ]} وسيتجاوز طوله نفق جسر شنتشن-تشونغشان بمقدار 1.2 متر (3 أقدام و11 بوصة) عند اكتماله عام 2024. يتضمن مشروع جسر شنتشن-تشونغشان نفقًا أنبوبيًا مغمورًا بطول 6.7 كيلومتر (4.2 ميل)، والذي سيكون أيضًا أوسع نفق أنبوبي مغمور في العالم، حيث يضم ثمانية مسارات مرورية. ^{[ 11 ]} قبل اكتمال نفقي مارماراي وHZMB، كان نفق ترانسباي في خليج سان فرانسيسكو، الذي اكتمل بناؤه عام 1969، أعمق وأطول نفق مغمور في العالم، حيث يبلغ عمقه 41 متراً (135 قدماً) تحت مستوى سطح الماء وطوله 5.8 كيلومترات (3.6 ميل) . ^{[ 4 ]}        

سيتجاوز طول كل من خطي السكك الحديدية HZMB وSZB خط فيهمارن الثابت الذي يربط الدنمارك بألمانيا عند اكتماله، ^{[ 12 ]} بطول 17.6 كيلومترًا (10.9 ميلًا) كما هو مصمم . ^{[ 13 ] [ 14 ]} بدأ البناء في 1 يناير 2021. ^{[ 15 ]} 

أكبر الأنابيب المغمورة ^{[ 4 ]}

اسم	صورة	طول	العمق [ أ ]	عرض	مكتمل	موقع	ملاحظات ومراجع.
وصلة ثابتة لحزام فيهمارن		17.6 كم 10.9 ميل	40 مترًا 130 قدمًا	42 مترًا 138 قدمًا	2028 (تقديري)	حزام فيهمارن في الدنمارك وألمانيا	[ 13 ]
جسر شنتشن – تشونغشان		6.845 كم 4.253 ميل	38 مترًا 125 قدمًا	46 مترًا 151 قدمًا	2024	شنتشن وتشونغشان ، الصين​	يبلغ طول الجزء المغمور 5.035 كم (3.129 ميل) . [ 16 ] [ 17 ]
جسر هونغ كونغ - تشوهاي - ماكاو		6.75 كم 4.19 ميل	30.18 متر 99.0 قدم	37.95 متر 124.5 قدم	2010	مصب نهر اللؤلؤ في هونغ كونغ ؛ وماكاو ؛ وتشوهاي، الصين	[10]
Transbay Tube		5.825 km3.619 mi	40.5 m133 ft	14.58 m47 ft 10 in	1969	San Francisco Bay, United States	[18]:Fig. 3,p.8[19]:219
Drogdentunnelen		3.51 km2.18 mi	22 m72 ft	42 m138 ft	2000	Öresund/Øresund between Sweden and Denmark	Four bores: 2×2-lane & 2×1-track[20]
Busan–Geoje Fixed Link		3.24 km2.01 mi	38 m125 ft	26.46 m86.8 ft	2010	Busan and Geoje Island, South Korea	[21]
Pulau Seraya Utility Tunnel		2.6 km1.6 mi		6.5 m21 ft	1988	Singapore	[22][23]
Raúl Uranga – Carlos Sylvestre Begnis Subfluvial Tunnel		2.367 km1.471 mi	32 m105 ft	10.8 m35 ft	1969	Entre Ríos Province and Santa Fe Province, Argentina	[19]:214[24]
Hampton Roads Bridge–Tunnel (Tube 2)		2.229 km1.385 mi	37 m121 ft	12 m39 ft	1976	Hampton Roads, Virginia, United States	[25][19]:228
Tuas Bay Cable Tunnel		2.1 km1.3 mi		11.8 m39 ft	1999	Singapore	[26][27]
Hampton Roads Bridge–Tunnel (Tube 1)		2.091 km1.299 mi	21 m70 ft	11 m37 ft	1957	Hampton Roads, Virginia, United States	[28][19]:194
Blayais Nuclear Power Plant Outfall		1.935 km1.202 mi			1978	Blaye, France
Baltimore Harbor Tunnel		1.92 km1.19 mi	30 m98 ft	21.3 متر 70 قدم	1957	بالتيمور ، ماريلاند ، الولايات المتحدة	[ 19 ] : 193
معبر الميناء الشرقي		1.859 كم 1.155 ميل	27 مترًا 89 قدمًا	35 مترًا 115 قدمًا	1990	ميناء فيكتوريا ، هونغ كونغ	[ 19 ] : 250
مترو روتردام (الخطوط D/E، معبر نيو ماس )		1.815 كم 1.128 ميل		10 أمتار 33 قدم	1966	روتردام ، هولندا	طول الجزء المغمور 1.04 كم (0.65 ميل) ؛ الطول الإجمالي 1.815 كم (1.128 ميل) بين المحطات. [ 19 ] : 209
جسر ونفق خليج تشيسابيك		1.75 كم 1.09 ميل		11.3 متر 37 قدم	1964	خليج تشيسابيك ، فيرجينيا ، الولايات المتحدة الأمريكية	[ 19 ] : 200
نفق فورت ماكهنري		1.646 كم 1.023 ميل	31.7 متر 104 قدم	25.1 متر 82 قدم	1987	بالتيمور ، ماريلاند ، الولايات المتحدة	[ 19 ] : 244
نفق عبور الميناء		1.6 كم 0.99 ميل	28 مترًا 92 قدمًا	22.16 متر 72.7 قدم	1972	ميناء فيكتوريا ، هونغ كونغ	[ 19 ] : 221
نفق تاماغاوا		1.550 كم 0.963 ميل	30 مترًا 98 قدمًا	39.7 متر 130 قدم	1994	طوكيو ، اليابان	[ 19 ] : 256
نفق هيمسبور		1.475 كم 0.917 ميل	26 مترًا 85 قدمًا	21.5 متر 71 قدم	1980	أمستردام	[ 19 ] : 235
مونيتور - جسر ميريماك التذكاري - النفق		1.425 كم 0.885 ميل	36 مترًا 118 قدمًا	24 مترًا 79 قدمًا	1992	هامبتون رودز ، فيرجينيا ، الولايات المتحدة الأمريكية	[ 19 ] : 253
جسر ونفق لويس-هيبوليت لافونتين		1.391 كم 0.864 ميل	24 مترًا 79 قدمًا	37 مترًا 121 قدمًا	1967	مونتريال ، كيبيك ، كندا
نفق مرمراي		1.387 كم 0.862 ميل	60.5 متر 198 قدم	15.3 متر 50 قدم	2013	البوسفور ، إسطنبول ، تركيا	1.4 كم (0.87 ميل) أنبوب مغمور + 9.8 كم (6.1 ميل) نفق محفور + 2.4 كم (1.5 ميل) قطع وتغطية [ 29 ]
نفق دريخت		0.569 كم 0.354 ميل	23 مترًا 75 قدمًا	49 مترًا 161 قدمًا	1977	دوردريخت وزفايندرخت، هولندا	[ 30 ] [ 31 ]

ملحوظات

• نفق عائم مغمور

5. "أساس نفق بواسطة نظام تدفق الرمال"، مجلة الأنفاق وحفر الأنفاق، يوليو 1973، بقلم أ. غريفين و ر. فان دير فين

• نفق مغمور تحت سودرستروم على موقع يوتيوب ، بجوار ستوكهولم سيتي لاين
• لونيس، ريتشارد؛ بابر، جوناثان (2013). الأنفاق المغمورة . بوكا راتون، فلوريدا: مطبعة سي آر سي. رقم ISBN 978-0-203-84842-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 سبتمبر 2020 .
• وقائع المؤتمر الدولي . تقنيات الأنفاق المغمورة. مانشستر: معهد المهندسين المدنيين. 11-13 أبريل 1989. ISBN 0-7277-1512-7.
• فورد، تشارلز، محرر. (23-24 أبريل 1997). وقائع المؤتمر الدولي . تقنيات الأنفاق المغمورة 2. كورك، أيرلندا: معهد المهندسين المدنيين. ISBN 0-7277-2604-8.