Aan het begin van de 19e eeuw was de haven van Londen de drukste ter wereld. Ladingen die duizenden kilometers hadden afgelegd en alle gevaren van de zee hadden overleefd, stapelden zich op op de werven van Rotherhithe - alleen voor hun eigenaars om te ontdekken dat het langzaamste, meest frustrerende deel van hun reis vaak voor hen lag. Zendingen bestemd voor de zuidelijke (en meest dichtbevolkte) delen van Groot-Brittannië moesten op krakende ossenwagens worden gestort en door de havengebieden en over London Bridge worden getrokken, die in de 12e eeuw was gebouwd en zo krap en onpraktisch was als de vroege datum impliciet. Tegen 1820 was het het centrum geworden van 's werelds grootste file.
gerelateerde inhoud
- De lange en bochtige geschiedenis van de Theems
Het was een situatie die de trots van Londen niet kon verdragen, en het was duidelijk dat als een particuliere onderneming een andere kruising dichter bij de haven kon bouwen, er een nette winst zou worden gemaakt op de tol. Van een andere brug was geen sprake - het zou zeilschepen de toegang tot de Pool of London ontzeggen - en ambitieuze mannen dachten in plaats daarvan een tunnel onder de Theems te besturen. Dit was niet zo'n vanzelfsprekend idee als het lijkt. Hoewel de vraag naar kolen snel groeide naarmate de industriële revolutie hard begon te werken, bleven de werkmethoden primitief. Tunnels werden gegraven door mannen die houwelen met sputterend kaarslicht.
Geen enkele ingenieur was onder een grote rivier doorgedrongen en de Theems was een bijzonder lastige rivier. In het noorden werd Londen gebouwd op een massief bed van klei, ideaal tunnelingmateriaal. In het zuiden en oosten lagen echter diepere lagen waterhoudend zand, grind en druipend drijfzand, allemaal opgebroken door lagen grind, slib, versteende bomen en het puin van oude oesterbanken. De grond was semi-vloeibaar en werd diep onder druk en dreigde op elke bouwplaats te barsten.
Richard Trevithick, de ingenieur uit Cornwall die de eerste - rampzalige - poging tot een Thames-tunnel deed.
Tegenwoordig gaan ingenieurs om met verraderlijke grond door hun werkoppervlakken onder druk te zetten (hoewel die oplossing tunnelers nog steeds kwetsbaar maakt voor de problemen die voortvloeien uit het werken in hoge drukomgevingen, waaronder botrot en zelfs de bochten). In het begin van de 19e eeuw waren dergelijke maatregelen nog tientallen jaren verwijderd. De eerste mannen die een tunnel onder de Theems probeerden - bendes van Cornish mijnwerkers die in 1807 naar Londen waren gebracht door zakenlieden die waren samengebonden als de Theems Archway Company - hadden weinig om hen te begeleiden.
De hoofdingenieur van dit eerste tunnelproject was een gespierde reus genaamd Richard Trevithick, een autodidact die een jeugdige bekendheid had verworven als een worstelaar uit Cornwall door een oogverblindend talent te tonen. Trevithick had stoomkracht gebruikt om de eerste zelfrijdende motor op rails te laten rijden en ontwierp 's werelds eerste hogedrukstoommachine. Hij was ervan overtuigd dat een tunnel relatief gemakkelijk onder de Theems kon worden gehackt. Het duurde niet lang voordat hij besefte dat hij ongelijk had.
De mannen van Trevithick maakten goede vorderingen tijdens het tunnelen door Londense klei, maar eenmaal onder de Theems kwamen ze constant in moeilijkheden. Hun piloottunnel was slechts vijf voet hoog en drie voet breed en rioolwater beladen water sijpelde binnen uit de rivier, dertig voet boven hun hoofden, met een snelheid van 20 gallons per minuut. Binnen deze nauwe ruimte werkten drie mijnwerkers op hun knieën, een houwde aan het gezicht met zijn houweel, een andere ruimde de doorweekte aarde op, de derde duwde de drift op met hout. De arbeidsomstandigheden tijdens de ploegen van zes uur waren verschrikkelijk; de mannen waren doorweekt van zweet en rivierwater, niemand kon staan of strekken, en de tunnel was zo slecht geventileerd dat de stinkende lucht soms de kaarsen doofde.
Een mijnwerker in de krappe Thames-oprijlaan van Trevithick.
Niettemin boekten de Cornishmen vooruitgang en tegen januari 1808 meldde Trevithick dat zijn drift zich binnen 140 voet van de noordoever van de Theems bevond en dat de piloottunnel over twee weken zou zijn voltooid. Toen begon het rampzalig mis te gaan. De mijnwerkers slaan drijfzand en vervolgens water, dit keer in een zodanige hoeveelheid dat niets kan voorkomen dat met water doordrenkte grond in de oprijlaan stroomt. De mannen aan het gezicht vluchtten de schacht uit vlak voor de vloed.
Correct gokend dat zijn tunnel te dicht bij een onverwachte depressie in de bedding van de Theems was gekomen, zorgde Trevithick ervoor dat het gat werd dichtgestopt met grote zakken klei die in de rivier werden gedumpt. Tot verbazing van zijn tegenstanders werkte deze schijnbaar wanhopige maatregel en werd de tunnel drooggepompt. Binnen enkele dagen stroomde het echter weer over, en deze keer had de Thames Archway Company er genoeg van. De middelen waren op, de hoofdingenieur was ziek van de blootstelling aan het rivierwater en al zijn inspanningen hadden alleen bewezen dat een doorgang onder de rivier bij Rotherhithe de grenzen van de hedendaagse mijntechnologie overschreed.
Op dat moment waren pompen de enige machines die in mijnen werden gebruikt. Er was een geniale man voor nodig om te erkennen dat een ander soort machine nodig was - een machine die zowel het dak als de muren kon voorkomen om in te storten en eventueel drijfzand of water bij de tunnel tegen te houden. Deze man was Marc Brunel, een emigrant die tijdens de revolutie zijn geboorteland Frankrijk was ontvlucht en snel naam maakte als een van de meest prominente ingenieurs in Groot-Brittannië.
Brunel was een kleine, excentrieke man, onpraktisch in zijn privéleven maar een zeer bekwame innovator. Zijn uitvindingen, die hem onder de aandacht hadden gebracht van mannen als illustere als tsaar Nicolaas I van Rusland, omvatten machines voor het in massa produceren van kanonskogels, het borduren van stof, het zagen van hout en het maken van scheepsuitrusting. Dit laatste had de kosten voor het produceren van rigging katrollen met 85 procent verlaagd. Nadat hij een aantal contracten had afgesloten om katrollen aan de Koninklijke Marine te leveren, bevond de Fransman zichzelf relatief rijk ondanks zijn gebrek aan zakelijk inzicht.
Marc Brunel, vader van de gevierde scheepsbouwer en spoorwegingenieur Isambard, was een opmerkelijke ingenieur op zichzelf. Afbeelding: Wikicommons.
Niet lang na het falen van de Thames Archway Company liep Brunel toevallig door de Royal Dockyard in Chatham toen hij een verrot stuk scheepshout op de kade zag liggen. Hij bekeek het hout door een vergrootglas en zag dat het was besmet met de gevreesde teredo, of scheepsworm, wiens raspende kaken een houten schip met gaten kunnen doorzeilen. Terwijl het graaft, duwt deze 'worm' (het is eigenlijk een weekdier) pulphout in zijn mond en verteert het, een hard, bros residu uitscheidend dat de tunnel die het heeft opgegraven bekleedt en het veilig maakt voor roofdieren.
Hoewel hij geen voorafgaande kennis van of interesse in het onderwerp had, realiseerde Brunel zich dat de graaftechniek van de scheepsworm kon worden aangepast om een geheel nieuwe manier van tunnelen te produceren. Zijn inzicht bracht hem ertoe een apparaat uit te vinden dat in de een of andere vorm is gebruikt in bijna elke grote tunnel die de afgelopen 180 jaar is gebouwd: het tunnelschild. Het bestond uit een rooster van ijzeren frames dat tegen het tunnelvlak kon worden gedrukt en ondersteund door een reeks horizontale houten planken, polenplanken genoemd, die voorkomen dat het gezicht instort. De frames werden verdeeld in 36 cellen, elk drie voet breed en bijna zeven voet lang, en gerangschikt boven op elkaar op drie niveaus. De hele machine was 21 voet lang en het werkoppervlak was 850 vierkante voet - 68 keer groter dan die van Trevithick.
Het schild was bedekt met stevige ijzeren platen die een tijdelijk dak vormden en de mijnwerkers beschermden terwijl ze werkten. In plaats van weg te hakken op een groot en blootliggend oppervlak, zouden ze één polingbord per keer verwijderen en een brievenbusvormig gat uithakken tot een vooraf bepaalde diepte - zeg negen centimeter. Vervolgens zou het bord in het gat worden geduwd en weer op zijn plaats worden geschroefd voordat het volgende werd verwijderd en het hele proces opnieuw begon. Toen de mijnwerkers in een cel de aarde achter al hun planken hadden opgegraven, konden hun frames moeizaam die negen centimeter naar voren worden gestuwd. Op deze manier kon de hele 90-tons tunnelmachine onverbiddelijk en veilig voortbewegen terwijl metselaars achterop liepen en de nieuw blootgestelde tunnel met stenen ophopen.
Een model van het tunnelschild van Marc Brunel te zien in het Brunel Museum in Rotherhithe, Londen. Foto: Wikicommons.
Het vooruitzicht van tunnelen onder de Theems beloofde een lucratieve test van Brunels nieuwe uitvinding, en hij haalde geld op voor het project via een openbaar abonnement. Bodemmonsters werden genomen onder de rivierbedding en Brunel werd geadviseerd om dicht bij de modderige rivierbodem te blijven, waar hij klei kon verwachten, in plaats van het risico te nemen om drijfzand te raken door dieper te gaan. Toen hij in 1825 aan zijn tunnel begon te werken, was de schacht die in groezelige Rotherhithe was verzonken slechts 42 voet diep, en het was gepland om binnen zeven voet van de rivierbedding op sommige plaatsen te passeren.
De gevaren van een dergelijke operatie werden al snel duidelijk. Hoewel het schild goed werkte en de mijnwerkers eerst door de voorspelde klei groeven, begon er water in de tunnel te druppelen voordat de schacht zelfs begon te passeren onder de Theems. Deze instroom was meer hinderlijk dan een reëel gevaar terwijl de pomp werkte, maar in de zomer van 1826 faalde het en de hele schacht was snel ondergelopen tot een diepte van 12 voet.
Vanaf dat moment bleek het project steeds moeilijker. De machine van Brunel kon de doorweekte modder en het droge grind aan dat zijn mijnwerkers bijna net zo goed tegenkwamen als klei, maar hij had geen geld. De economieën die de schacht verlieten, waren slecht gedraineerd en geventileerd en mijnwerkers werden vergiftigd door het vervuilde rivierwater of getroffen door ziekten variërend van diarree en constante hoofdpijn tot tijdelijke blindheid. De meeste werknemers van Brunel klaagden dat ze zich verstikt en gekweld voelden door temperaturen die binnen een uur met wel 30 graden Fahrenheit konden dalen of stijgen. Eén mijnwerker stierf aan ziekte.
In mei 1827, met de tunnel nu ruim de rivier in, werd de grond achter de palen zo vloeibaar dat het zich een weg door de gaten tussen de planken drong; een gusher in een van de cellen liet de mijnwerker halsoverkop werken. De rest van de 120 mannen die in het schild werkten, konden zich niet op tijd in zijn kader dringen om de stroom tegen te houden. Bitter smakend, gorgelend water steeg snel en stroomde de tunnel onder water, waardoor alle mijnwerkers naar hun ladders en het oppervlak snelden.
De duikbel gebruikt door Brunel om een gat in de bodem van de Theems te stoppen.
Brunel herkende, net als Trevithick, dat zijn tunnel onder een holte in de rivierbedding was gepasseerd en ook hij loste zijn probleem op met zakken klei. Duizenden, met een totaal van 20.000 kubieke voet aarde, werden over de positie van het schild in de rivier gedumpt en twee weken na de vloed begonnen zijn mannen de tunnel droog te pompen. Het duurde vier maanden en toen het werk in november opnieuw werd opgestart, werd in de tunnel een zeer bekend banket voor 50 gasten gehouden. Duizenden bezoekers mochten de schacht betreden en staren naar de prachtige tunnelmachine tegen betaling van een cent per hoofd. De constructie van de tunnel werd wereldwijd nieuws; Edward Lear, reisend door de bergen van Calabrië, stopte voor de nacht in een eenzaam klooster gerund door een abt die zijn monniken informeerde: “Engeland is een heel kleine plaats, helemaal ongeveer de derde van de stad Rome…. De hele plaats is verdeeld in twee gelijke delen door een zeearm, waaronder een grote tunnel, zodat het allemaal lijkt op één stuk droog land. '
Eind 1827 begon het werk aan het gezicht opnieuw, maar binnen enkele maanden schoot het schild weer door verraderlijke grond. Vroeg in de ochtend van 12 januari 1828, waren de mijnwerkers in een van de bovenste cellen aan het hacken toen een andere niet te stoppen stroom water in de tunnel stroomde. Opnieuw moesten de mannen in het schild rennen voor de veiligheid, maar deze keer hadden ze het te laat verlaten; zes mijnwerkers zijn verdronken. Net zo serieus voor Brunel, putten de kosten van het opvullen van nog eens 4.500 zakken klei in de Theems om dit laatste gat in de rivierbedding te dichten. Zonder nieuwe financiering in het verschiet, werd de tunnel drooggepompt, het schild dichtgemetseld en de tunnel verlaten.
Het interieur van de tunnel werd later bezet door zwervers en stond grimmig bekend als "Hades Hotel".
Het kostte Brunel en zijn aanhangers zeven jaar om de regering te dwingen een lening van £ 246.000 te verstrekken om het werk aan dit 'project van nationaal belang' te voltooien. En ondanks de vervanging van het oude tunnelschild door een nieuw model dat beter bestand is tegen de druk van de Theems terwijl het bij elke vloed opzwol, duurde het nog zes jaar rond de klok voordat de tunnel eindelijk tevoorschijn kwam bij Wapping on 12 augustus 1841. Werk aan de 1.200 voet-tunnel nam dus 16 jaar en twee maanden in beslag, een gemiddelde voortgang (rekening houdend met de ontslagperiode van zeven jaar) van slechts 4 centimeter per dag - een goede maatstaf voor hoe zwaar het project testte de technologie van de dag.
Brunels triomf was slechts gedeeltelijk. Opnieuw lagen de middelen van zijn bedrijf op een laag pitje en de tienduizenden cent-a-head bezoekers betaalden nauwelijks de rente op de overheidslening. Er was nooit genoeg om de toegang tot de tunnel te voltooien en toegankelijk te maken voor paarden voertuigen, zoals bedoeld. In plaats daarvan werden de gangen overdag gevuld met souvenirverkopers en 's nachts door daklozen van de stad. Voor een cent tol konden zwervers onder Brunel's bogen naar bed gaan in wat bekend werd als het Hades Hotel.
Pas toen de metro in de jaren 1860 naar Londen kwam, bereikte de Theems Tunnel een zekere mate van echt nut. Gekocht door de East London Railway in 1869, bleek het in zo'n uitstekende staat te zijn dat het onmiddellijk in dienst werd genomen met stoom aangedreven treinen - eerst langs de Brighton-lijn en later van Wapping naar New Cross. De tunnel werd en blijft onderdeel van het London Underground-netwerk. Het is een eerbetoon aan Trevithick en Brunel - en een stomme getuigenis van de moeilijkheden bij het tunnelen in Londen - dat het de enige metrolijn tot nu toe naar het oosten bleef tot de opening van de Jubilee Line Extension in 1999.
bronnen
Anon. The Thames Tunne l. Londen: Henry Teape, 1825; Richard Beamish. Memoires of the Life van Sir Marc Isambard Brunel . Londen: Longman, Green, 1852; HW Dickinson en Arthur Titley. Richard Trevithick: The Engineer and the Man . Cambridge: Cambridge University Press, 2011; James Hodge. R ichard Trevithick: An Illustrated Life . Princes Risborough: Shire Publication, 2003; Charles Knight. Geïllustreerde halfuur van Londen Topografie . London: The Author, 1851; David Lampe. De tunnel: het verhaal van 's werelds eerste tunnel onder een bevaarbare rivier . Londen: Harrap, 1963; Gosta Sandstrom. De geschiedenis van tunneling: ondergrondse werkzaamheden door de eeuwen heen . Londen: Barrie & Rockliff, 1963; Barbara Stack. Handboek voor tunneling en mijnbouwmachines . New York: Wiley, 1982.
