Zpět na stavby

Panamský průplav jako jeden ze sedmi divů moderního inženýrství

3. ledna 2008
Ing. Josef Podzimek

Před třemi miliony let se utvořila Panamská šíje, jako most mezi Severní a Jižní Amerikou a jako předěl mezi dvěma největšími oceány. Před pěti stoletími, v roce 1501, se Rodrigo de Bastidas stal prvním Evropanem, který připlul ke karibskému pobřeží Panamské šíje. Následující rok zde přistál Kryštof Kolumbus, když hledal cestu na východ v místech, kde se o čtyři století později začal budovat umělý průplav, díky kterému je Panama známá v celém světě.


Historie a stavba Panamského průplavu

Ač má autor článku k dispozici celou řadu materiálů o Panamském průplavu, které byly zakoupeny v Panama City, přímo v muzeu, které je výhradně věnováno této mimořádné stavbě, bude k osvětlení jeho historie použit článek Ing. J. Novotného - asistenta České vysoké školy technické v Praze, který byl uveřejněn v době probíhajících stavebních prací ve zvláštním otisku Technického obzoru v roce 1912 (původní text je vytištěn kurzivou).
Myšlenka vystavěti průplav, kterým by byla odstraněna při plavbě z atlantických přístavů do tichomořských obtížná a zdlouhavá cesta kolem mysu Hornova, která je spojena jednak se značným nebezpečím, jednak se ztrátou času tím větší, čím vzdálenější jsou přístavy od tohoto mysu, je stará. Zvláště Spojené Státy Americké, a to jmenovitě státy ležící při Atlantickém oceánu, měly by jím umožněny přímé styky s východní Asií a Austrálií, nejsouce odkázány na plavbu přes Evropu a průplavem Suezským. Již v XVI. století pomýšleli Španělé na prokopání umělého průplavu, kterýžto projekt však byl v době té technicky předčasný.

V roce 1559 nakreslil Alvaro Saavedra Ceron první plány průplavu v Panamě. V roce 1534 si královský zástupce Karel V. vyžádal od guvernéra Castilla de Oro informace o možnostech propojení oceánů a kalkulaci výdajů a nároků potřebných k vybudování vodní cesty Panamou.
Obavy z náročnosti stavby převládaly až do doby vlády Filipa III. na počátku 17. století. Po dlouhém období relativního klidu byla otázka propojení kanálem otevřena opět koncem 18. století.
Aktuálního významu nabyla otázka prokopání šíje panamské po objevení zlatých ložisek v Kalifornii, která lákala k sobě spousty přistěhovalců z Evropy a z východních krajů Spojených Států, jichž veliká část místo obtížné výpravy přes pustiny vnitroamerické a Skalní Hory nebo zdlouhavé plavby kolem mysu Hornova volila cestu přes šíji panamskou. V té době také vyskytlo se aspoň 20 projektů, a to jednak šíjí tehuantepeckou, jednak jezerem nikaragujským, a nakonec šíjí panamskou. Zájem pro středoamerický průplav stával se vždy větším a všeobecnějším. Zejména však živen a rozšiřován byl na kongresech, které svolány byly r. 1871 do Antverp a r. 1875 a 1878 do Paříže. Až dosud spojovala všechna důležitější místa na šíji panamské silnice, která byla založena již r. 1517. Na místě jejím byla vystavena tzv. panamská železnice, která vedla z místa Colon do města Panamy, tedy v délce asi 75,6 km. Dne 1. ledna r. 1850 byla stavba počata a 27. ledna 1856 jízda zahájena. Stavební náklad její činil 7,5 milionů dolarů. Když ani tato nemohla stačit dopravě, hledáno bylo s tím větší energií přímého spojení mezi Atlantickým a Tichým oceánem. Na podnět francouzského hraběte Ferdinanda de Lesseps vyslány byly r. 1876 dvě výpravy, jež vyměřily několik tratí, na jejichž podkladě navrženo a vypracováno 8 projektů. Jako podklad k dalšímu zkoumání vybráno z těchto 8 projektů 5 k dalšímu zkoumání. Byl to projekt přes šíji Tehuantepek, kde navržen byl průplav 240 km dlouhý se 120 plavidly, dále projekt jezerem Nikaragujským (dlouhý 292 km se 17 plavidly), přes Altrapo-Napipi (dlouhý 290 km s 2 plavidly a tunelem 4 km dlouhým), přes šíji Panamskou o délce 73 km. Tento poslední návrh s jistými výhradami uznán byl na zeměpisném kongresu r. 1879 za nejlepší a na základě toho založil Lesseps r. 1881 společnost ku prokopání tohoto průplavu, stavba měla trvati 12 roků. Za osm roků však, po ztrátě 1 miliardy, pro veliké technické a hygienické obtíže byla stavba přerušena.

Hlavní důvody Lessepsova neúspěchu jsou dva:

  • špatný odhad možností soudobé mechanizace pro hloubení hlubokých zářezů pro průplav bez plavebních komor. Oba oceány měly být spojeny s jednou úrovní hladin;
  • mimořádně zdravotně rizikové podnebí v této krajině. Tato stavba si vyžádala 45 000 životů dělníků a techniků.

Nová francouzská společnost, utvořená r. 1894, předsevzala si započatou stavbu ukončit. Po španělsko-americké válce r. 1898 vyjednáváno bylo od zástupců Spojených Států s francouzskou společností o dokončení resp. znovu vystavění průplavu.
Roku 1904 zdařilo se zástupcům Spojených Států získati francouzskou společnost, která přenechala jim za 197 mil. Korun panamskou železnici a všechen materiál ke stavbě potřebný. Když byla na kongresu Spojených Států a středoamerických republik prohlášena Panamská republika samostatnou, vyjednali s ní zástupci Spojených Států koupi území 16 km širokého a 83 km dlouhého. Z tohoto panství Spojených Států vyňata byla města Colon a Panama. Republika Panamská obdržela za území 49 mil. Korun. Pod protektorátem presidenta Roosevelta utvořena byla r. 1905 nová komise technická, jejímiž členy bylo 8 amerických a 5 evropských inženýrů a kteří měli dokonale posouditi stavbu průplavu.
Panamská šíje jest na nejužším svém místě mezi zátokou San Blas a ústím řeky Bayano jen 46 km široká a 750 m vysoká, mezi městem Panamou a Limonskou zátokou pak je 55 km široká, o výšce toliko 80 m.
Po převzetí prací na průplavu r. 1904 americkou vládou mohly býti z počátku učiněny pouze některé přípravné práce. Velikou překážkou při stavbě Panamského průplavu je nezdravé podnebí tamější. Je to zejména zimnice a žloutenice, které jsou velikým množstvím komárů přenášeny, a proto bylo snahou podnikatelstva dobře se pojistiti proti těmto překážkám. V celém obvodu stavby, dále v městech Colon a Panama, zavedena jsou nejpřísnější pravidla před nákazou těchto nemocí. Podobně upraveny byly štěrkované silnice, které dříve v době dešťů přeměněny byly v močály a kaluže, úprava pitné vody a dobré osvětlení zvýšily podmínky zdravotnictví. Již od francouzské společnosti vystavěny byly nemocnice a dělnické domky, jichž počet byl zvýšen Američany. Až do 1. ledna r. 1911 vydali Američané na nemocenské ústavy a obytné domky skoro 61 mil. Korun.
Zkušenosti, kterých nabyli Američané s přípravnými pracemi, byly užitkovány k určení potřebného nákladu na průplav. Rozpočet na celou stavbu určen na 1755 mil. Korun. Sedmičlenná komise, která sídlí v Anconu a jejíž členové jsou 4 státní inženýři, 1 vojenský lékař, 1 civilní inženýr a 1 vrchní úředník, pověřena byla vládou Spojených Států vrchním dozorem při stavbě. Celá stavba rozdělena byla na 3 části, a to: první část od moře Atlantického až ke gatunskému plavidlu, střední část od gatunského plavidla k pedro-miguelskému plavidlu a konečně třetí část od Pedra Miguel k Tichému oceánu. S vlastními pracemi započali Američané v lednu r. 1907 a přes veškeré obtíže, které jsou spojeny se stavbou, má býti průplav předán dopravě již r. 1915.
Nejvíce času a práce - téměř 61 % všech prací - zabírá odvážení zeminy a překonávání nerovností terénu. Má býti odstraněno na 162 mil. m³ zeminy, z čehož 55 mil. m³ je v mokrém terénu. Z toho odstraněno bylo francouzskou společností 28 mil. m³. Kromě trhacích látek užito bylo k odstranění skály pod vodou beranidel systému Lobnitz, které mají tak veliké a silné ostří břitu, že mohou jedním úderem až 0,1 m hluboko do skály vniknouti, a tak roztlučenou pak snadno bagrem odstraniti. Hlavní překážky naskytly se v kulebreském pohoří, jehož hřeben leží ve výši až 151 m nade dnem průplavu. Francouzská společnost odstranila zde na 18,5 mil. m³. Američanům zbylo zde 60 mil. m³. Ježto prochází průplav údolím řek Obispo, Rio Grande a jiných menších říček, bylo nutné dokonalé opatření proti velké vodě. Voda z těchto řek byla menšími postranními kanály odvedena a průplav byl chráněn vysokými náspy. Podobné zařízení učiněno bylo proti řece Charges a pak ještě byla voda převáděna mocnými pumpami na odlehlejší místa. V suchém terénu pracovali Francouzi toliko bagry, kdežto Američané užili s výhodou parního rýpadla. Na celém průplavu pracuje na 100 parních rýpadel, z nichž 63 je soustředěno poblíže Kulebry. Tato jsou různých velikostí a to od 2-4 m³ obsahu a opatřena jsou 4-12 vrtacími stroji na stlačený vzduch. Výkonnost parního rýče byla nad očekávání veliká. Při osmihodinové práci bylo jím odstraněno až 3000 m³ země, která byla okamžitě naložena a odvezena, k čemuž použito bylo na 4000 vagonů a 300 lokomotiv. Převážení toto dělo se mnohdy až na vzdálenost 40 km, proto jsou vozy mnohem silnější konstruovány nežli vozíky, sloužící podobným účelům, u nás. Převrácení děje se strojním pohonem.
K opravě strojů a náčiní, kterého je při stavbě nevyhnutelně potřebí, vystaveny jsou v místech Empire a Gorgona dílny a strojovny, kde je zaměstnáno na 2000 mužů. Podobně zřízeny jsou k opravě bagrů dílny v Cristobal a Balboa, kde rovněž pracuje několik set lidí.
Komorové zdi jsou z betonu. S betonováním započato r. 1909 a práce na všech třech stavebních částech je v plném proudu. Velké množství materiálu - kamene, cementu a písku - kterého si vyžadovala stavba, získáno bylo rozličným způsobem. Se stavbou s pouhým kamenem na místě betonu nebylo počítáno, ježto kámen, který by musel býti dovážen od vzdáleného Porto Bello, vyžadoval by většího finančního nákladu než betonování. Drticí stroje byly 4 malé a 1 velký, kterým rozdrceny byly kameny velikosti 90x90 cm na 12 cm a zpracováno bylo jím na 300-340 m³ kamene za hodinu. V ostatních drticích strojích rozmělněny byly kameny na menší velikost než 12 cm.
Při stavbě gatunské nádrže spotřebováno bylo 2 mil. cementových sudů, 1 500 000 m³ křemene a 760 000 m³ písku. Cement, písek a štěrk je dopraven od přístavu elektricky hnanou lanovou drahou, jejíž délka je 240 m. Materiál překládá se přímo z lodí na vozíky lanové dráhy. Pět takových vozíků (6,5 m³ obsahu) převeze za 1 hodinu 220-300 m³ materiálu. Písek a štěrk se skládá do skladišť o velikosti 280 000 m³. Cement pak do skladiště, rozděleného v deset polí po 15 m, jeho délka je 147 m a šířka 30 m.
K přípravě betonu je v činnosti 8 mísidel, každé obsahu 1,7 m³ a ke každému patří vodní nádržka, která samočinně řídí si množství přítoku. K dopravě štěrku a písku je použito 30 elektricky hnaných vozíků (2,3 m³), které rozděleny jsou ve dvě části, a to pro štěrk a písek. Rychlost, s kterou se pohybují, je 90 m/min. K dopravě již připraveného betonu je postavena elektrická železnice, na jejíž vozíky nakládají se nádoby o 1,9 m³ obsahu, z ní předají se nádoby s betonem lanové dráze a tato dopraví beton k stavebnímu místu. Za hodinu předá se stavbě lanovou drahou 60 m³.
Až do 1. ledna 1911 bylo zaměstnáno při stavbě 35 000 lidí. Z toho bylo 29 000 domorodců ze západoindických ostrovů, ostatní pak byli běloši. Ti měli 80-100 haléřů mzdy za hodinu, domorodci pak 49-63 haléřů. Pro dělníky vystavěno bylo v okolí stavby na 3100 domků. Podobně bylo postaráno o nákup potravin pracujícího lidu, o výchovu dětí ve školách atd. K udržení pořádku přidělen je vládou Spojených Států celý oddíl námořníků a dále sbor čítající 250 mužů.

Celkový pohled na dvojitou plavební komoru Miraflores s vodní elektrárnou
¤ Celkový pohled na dvojitou plavební komoru Miraflores s vodní elektrárnou zásobující teplem a elektřinou celý průplav. Ve spodním ohlaví je dvoudílný otočný most.

Základní technické údaje

Panamský průplav o délce 81,6 km spojuje Tichý a Atlantský oceán v nejužším místě mezi americkými kontinenty. Oficiálně byl otevřen 15. srpna 1914, a od té doby průplavem proplulo více než 900 000 plavidel.
Průplav tvoří dvě plavební dráhy. Tři soustavy plavebních komor překonávají výšku 26 m na úroveň jezera Gatun, a pak sestupují zpět na hladinu oceánu. Nejužším místem je 12,6 km dlouhá úžina Gillard or Culebra mezi zdymadlem Pedro Miguel a Gamboa. Pro plnění komor je získávána voda z jezera, která je pak přepouštěna do nižších úrovní. Pro každé napuštění komory je třeba přibližně 197 mil. litrů vody. Ačkoliv plavidla při plavbě kanálem využívají vlastní pohon, v komorách je jejich pozice a pohyb zajišťován prostřednictvím dvou až osmi lokomotiv, ke kterým jsou plavidla navázána.
Plavební komory jsou 33,5 m široké a 305 m dlouhé. Z Tichého (Pacifického) oceánu vystoupáme k vrcholné zdrži soustavou dvou plavebních komor. Plavební komora Miraflores je dvojitá, třístupňová. Plavební komora Pedro Miguel je dvojitá, jednostupňová. Do Atlantického oceánu pak sestoupíme dvojitou, třístupňovou Gatunskou plavební komorou. Všechny plavební komory jsou betonové a jsou opatřeny vzpěrnými vraty s hydraulickým pohonem a sklopným zábradlím. Horní a dolní jsou z bezpečnostních důvodů vždy zdvojená. Největší vrata jsou na komoře Miraflores a váží 730 t při výšce 25 m. Jsou konstruována tak, aby eliminovala přílivové rozdíly na pobřeží Pacifiku.
Na zdymadlech nyní funguje 40 párů původních vrat. Generální údržba probíhá po deseti až patnácti letech, kdy jsou vrata vyjmuta a odvezena do doků k opravě. Plavební komory jsou opatřeny běžnými vázacími prvky (pacholata, vázací kříže), nemají odrazné trámce a dynamické ochrany. Bezpečnost u námořních lodí je zajištěna zákazem používání vlastního pohonu. Jsou taženy i brzděny speciálními lokomotivami na elektrický pohon.
Vlečné elektrolokomotivy jsou nezbytnou součástí kanálu. Umožňují bezpečné manévrování i s těmi největšími plavidly. Při hmotnosti 53 tun a výkonu 340 koní disponují každá vlečnou silou 40 000 kg. Lokomotivy mohou lodě vléci, brzdit a udržovat ve správné poloze uvnitř komory, aby se zabránilo kontaktu plavidel se stěnou komory. Maximální rychlost naložené lodi při vlečení je 3 míle/h, zatímco prázdná plavidla mohou být vlečena rychlostí až 9 mil/h. V závislosti na velikosti plavidla je zapotřebí 4-8 lokomotiv.
První stroje vyrobil General Electric, v ceně 13 217 USD/ks. Dnešní verze vyrábí koncern Mitsubishi a cena jednoho kusu přesahuje 2 miliony USD. Menší, například rekreační plavidla, pomoc lokomotiv nevyžadují.
Elektrické tažné lokomotivy jsou největší zvláštností při proplavování Panamským průplavem. Trolej je vedena žlábkem vedle vnější kolejnice, ozubnicová litinová lišta je umístěna mezi kolejnicemi. Obsluha lokomotiv při běžném provozu je opravdu bravurní.

Porovnání schváleného projektu rozšíření průplavu se současným stavem
¤ Porovnání schváleného projektu rozšíření průplavu se současným stavem

Údržba a modernizace

Panamský průplav je v provozu 24 hodin denně a 365 dní v roce. Zaměstnává na 8000 lidí. Provoz tohoto technického kolosu klade vysoké nároky na údržbu a modernizaci zařízení. Do této oblasti správa investuje ročně 200 mil. USD. V uplynulých dvaceti letech enormně vzrostly nároky na kapacitu a bezpečnost dopravy v průplavu. Průplav musí neustále bojovat s konkurencí, kterou představují jiné druhy dopravy.
Aby průplav obstál i ve třetím tisíciletí, byly před několika lety zpracovány studie a rozběhl se ambiciózní projekt v nákladu miliardy dolarů. Záměrem tohoto projektu je zvětšování Gailardovy úžiny. Toto rozšíření odstraní omezení, která jsou nyní uplatňována při míjení velkých plavidel. Další zlepšení se týkají zvyšování počtu vlečných člunů ze 17 na 24 a počtu lokomotiv, který by se měl zvýšit ze stávajících 82 na 108. Nové lokomotivy budou rychlejší a výkonnější. Zároveň musí být zpevněno kolejiště pro pohyb těchto lokomotiv, které na sebe přenášejí hmotnost obřích nákladů současných největších plavidel.
Mechanická zařízení, která ovládají uzávěry obtoků a komorová vrata, jsou nahrazována moderními hydraulickými pístovými systémy, které jsou efektivnější, s menšími nároky na údržbu. Existují také projekty na modernizaci ovládání prostřednictvím počítačových systémů. Od konce roku 1999 je také v provozu propracovaný námořní navigační systém, využívající satelitních technologií k monitorování pohybu lodí po celé délce plavební dráhy a jejich navádění. Tato zlepšení by měla zvýšit přepravní kapacitu kanálu o 20 %, čímž by byla využita přepravní kapacita kanálu beze zbytku.

Loď proplouvající Panamským průplavem
¤ Loď proplouvající Panamským průplavem

Zkapacitnění Panamského průplavu schváleno

Minulost a budoucnost Panamského průplavu závisela a závisí na Martinu Torrijosovi, který je dopravcem přes průplav. A byl to právě jeho otec generál Omar Torrijos, který přesvědčil roku 1977 Američany, aby podepsali předání průplavu do panamského vlastnictví, což se stalo 31. 12. 1999. Torrijos, který byl roku 2004 demokraticky zvolen panamským prezidentem, se snaží přesvědčit představitele Panamy k rozšíření vodní cesty napříč středoamerickou úžinou.
Projekt, který dne 22. 10. 2006 voliči v referendu odsouhlasili, se nedá srovnávat s původním hloubením průplavu před 100 lety. V plánu je třetí soustava plavebních komor, dostatečně široká pro superobří plavidla Panama s nákladem 5000 kontejnerů po 20 stopách délky. Tato plavidla pro mnohé představují budoucnost komerční dopravy. Odvěký rival - Suezský průplav již zvládne větší plavidla.
Zvětšení průplavu by bylo požehnáním pro americké přístavy v zálivu a na východním pobřeží, kam se post-Panamaxy z Asie dostávají pouze po delší trase přes Suez.
Rozšíření by mělo být dokončeno roku 2014. Tento rok položí základy rozvoje Panamy jako přístavu světové extratřídy, obchodního a finančního centra jako Hongkongu Střední Ameriky.
S neustále se zvětšujícími nákladními plavidly ubývá těch, která mohou Panamský průplav využít. Podle údajů World Shipping Council ve Washingtonu by v roce 2010 měla polovinu flotily obchodních lodí tvořit plavidla typu post-Panamax a do roku 2011 by to mělo být až 700 plavidel, která přepraví více než polovinu nákladu přes oceán.
Schválený projekt rozšíření průplavu počítá s vybudováním nového přístupového ramene v délce 5 mil východně od Gatunských zdymadel u atlantického ústí. Podobná úprava bude také při ústí do Pacifiku u zdymadel Miraflores. Nové kanály budou vybaveny třemi stupni zdymadel o šíři 55 m oproti stávajícím 33,5 m a o délce 427 m oproti 305 m.
Velké úsporné nádrže budou spotřebu vody minimalizovat, a tak se zabrání spekulacím o odvedení velkého množství vody z hospodářské půdy a příbytků.
Tento projekt přinese více než 7000 přímých pracovních míst a cca 40 000 nepřímých.
Nárůst mýtného pak pokryje investici ve výši 5,25 mld. USD, kterou v první fázi poskytnou mezinárodní banky. Příjem z mýtného by měl vzrůst až na 5 mld. USD do roku 2025.
Projekt rozšíření, který dostal požehnání od voličů, čeká nyní na svou realizaci.