Куле́брская вы́емка (, ; от — змея) — искусственная долина длиной 13,7 км, проложенная сквозь глинисто-сланцевые возвышенности в Панаме, составная часть Панамского канала. Это наиболее сложный участок канала, оказавший существенное влияние на сроки и стоимость его создания. Строительство выемки велось в период с 1882 по 1913 год: сначала французской компанией Compagnie Universelle du Canal Interocéanique de Panama под руководством Фердинанда де Лессепса, затем федеральным правительством США.
Названная в честь горного перевала, выемка в 1915—2000 годах официально носила имя Гайяра в честь майора — военного инженера, возглавлявшего работы на этом участке Панамского канала в 1908—1913 годах. Долина находится под угрозой оползней, которые неоднократно происходили в прошлом из-за особенностей геологического строения центральной части Панамского перешейка.
Общие сведения Кулебрская выемка представляет собой наиболее сложный с геотехнической точки зрения участок Панамского канала, проходящий через континентальный водораздел в центральной Панаме. Длина выемки, если измерять её от южной оконечности озера Гатун в до шлюзов Педро-Мигель на тихоокеанской стороне, составляет около 13,7 км.
Поперечное сечение прохода имеет форму трапеции, при этом его размеры в ходе эксплуатации несколько раз менялись. В 2001 году, когда Администрация канала проводила первое после перехода канала под юрисдикцию Панамы модернизацию, ширина выемки по дну увеличилась до 192 м на прямых участках и до 222 м на изгибах, что позволило увеличить пропускную способность артерии на 20 %. Проход был ещё раз расширен до 280 м на прямых участках и до 366 м на изгибах в рамках масштабной реновации в 2007—2016 годах. Глубина выемки по итогам последнего обновления достигла 17,5 м. По данным 2023 года, угол наклона откосов в среднем составляет около 7° — значительно ниже 20°, существовавших в 1914 году, когда канал был открыт.
Стратиграфическое строение
На участке Кордильер, через который проложена Кулебрская выемка, на глубину канала преобладают вулканические и осадочные породы формаций эпохи миоцена. Верхний вулканический слой состоит исключительно из магматических пород: базальтовых и базальто-андезитовых силлов, даек и потоков, сформированных не позднее 15 млн лет назад. С точки зрения петрографических характеристик, он характеризуется сильно ориентированными пластинчатыми кристаллами плагиоклаза. Непосредственно под этим слоем также преобладают базальты, но обладающие иной структурной конфигурацией и текстурой. Это подразделение, известное как формация Педро-Мигель, включает в себя твёрдые базальтовые пирокластические потоки, базальтовые и андезитовые туфы, образовавшиеся в результате вулканической активности 18,4 ± 1,07 млн лет назад. Толщина слоя в районе выемки около 185 м.
Ещё ниже залегают породы , возраст которых оценивается приблизительно в пределах 19 млн лет. Он включает в себя континентальные светло-коричневые, красноватые и зелёные аргиллиты и глинистые сланцы, перемежающиеся с речными конгломератами и песчаниками. Эти осадочные породы накапливались в тот период, когда на месте суши в этом районе находился морской пролив. Толщина слоя в районе выемки около 78 м. При насыщении влагой сопротивление сдвига этих пород значительно уменьшается, и они на неровной поверхности начинают скользить под действием силы тяжести, либо выдавливаются внутрь канала пот тяжестью более прочных базальтовых пород.
Породы формации Кукарача подстилаются морскими отложениями формации Кулебра, представленными чёрными песчаниками и аргиллитами, возрастом 23,07 ± 0,53 млн лет в основании и 19,12 ± 0,42 млн лет на вершине. Толщина этой формации около 130 м.
Строительство
Предыстория Изначальное топографическое исследование района будущего Панамского канала выполнили американские предприниматели, строившие железную дорогу через перешеек в 1850—1855 годах. Они первыми измерили и нанесли на карту седловину между возвышенностями Голд-Хилл и Контракторс-Хилл в от Панамы — как оказалось, она возвышалась над уровнем моря на высоте всего — ниже, чем любой другой проход через континентальный водораздел в пределах Центральной Америки (в 1906 году повторное измерение показало, что высота седловины несколько выше — ).
Кулебра, или железнодорожная станция под названием Саммит на вершине перевала, упоминается в очерке путешественника Роберта Тоумса, изданном в 1855 году — в год окончания строительства железной дороги. Автор со ссылкой на начальника пути сообщает, что на этом самом высоком участке пути «была прорыта выемка длиной и глубиной , с объёмом выкопанного грунта »В оригинале: . Тоумс описывает Кулебру как небольшое поселение из примерно сорока побеленных лачуг и бамбуковых хижин, среди которых выделяется питейное заведение с яркой вывеской и некачественным бренди. По словам автора, за несколько месяцев до его появления в этом посёлке находилась конечная станция, на которой следующие в Панаму и далее в охваченную золотой лихорадкой Калифорнию путешественники пересаживались на мулов.
Во второй половине XIX века американцы активно изучали перспективные районы для строительства канала между Атлантическим и Тихим океаном. В частности, в 1870 и 1873 годах две организованные президентом США Улиссом Грантом экспедиции под командованием , каждая численностью более ста человек, тщательно исследовали Панаму в регионе Дарьен и в долине реки Чагрес: проводили нивелирование и картографирование местности, измеряли глубину и скорость течения рек, вели записи о климате и характере местных жителей. В конечном счёте американцы признали варианты прокладки маршрута через колумбийский Департамент Панама нецелесообразными, остановив свой выбор на Никарагуа.
Помимо американцев, твёрдое желание построить судоходный проход между океанами выразил французский инженер Фердинанд Де Лессепс, только что с триумфом закончивший Суэцкий канал. По его заданию морской офицер Арман Реклю при содействии молодого панамского инженера Педро Сосы потратил на осмотр седловины к востоку от железной дороги 18 дней и по возвращении во Францию выдал положительное заключение относительно возможности строительства бесшлюзового канала в этом районе. В конечном счёте при поверхностных расчётах, действуя лишь под влиянием авторитета Лессепса, французы опередили США, первыми в 1881 году начав строительство на перешейке.
Французский период Французы планировали построить канал на уровне моря, при этом в районе Кулебры его ширина по ватерлинии должна была составить 28 м, ширина по дну 25 м, глубина воды 9 м. Угол наклона откосов с учётом твёрдости сланцевых пород предусматривался в пределах от 45° до 50°. 10 января 1880 года, когда Лессепс находился с визитом на месте будущих работ, состоялась торжественная церемония, ознаменовавшая начало строительства: на холме Серро-Кулебра недалеко от вершины континентального водораздела был взорван первый большой заряд динамита. На мероприятии присутствовало большое количество нарядно одетых официальных лиц и гостей, и оно больше напоминало торжество, чем строительный акт.
Земляные работы на Кулебре официально начались в январе 1882 года. Инженеры сразу же столкнулись со сложностями, связанными с высокой подвижностью глинисто-сланцевых пород и местными климатическими условиями. Во время сильных дождей почва быстро насыщалась влагой, разбухала и под действием силы тяжести с окрестных возвышенностей и расположенных неподалёку отвалов соскальзывала в котлован, сводя на нет труд нескольких месяцев и хороня под собой железнодорожные пути и технику. Французы начали уменьшать угол наклона, создавать ступенчатые террасы, что приводило к увеличению изначально незапланированного объёма и удорожанию работ. Новые расчёты показали, что угол наклона откоса должен быть не более 14° и ширина выемки при этом должна достичь 1200 м.
К концу 1883 года были проложены предварительные траншеи, подписан контракт с генеральным подрядчиком: англо-голландской компанией Cutbill, de Longo, Watson and Van Hattum. На начальном этапе рельеф выравнивали с помощью кирок и лопат. Затем от основной линии железной дороги прокладывали рельсы и по ним к месту раскопок доставляли гигантские паровые экскаваторы американского производства, которые снимали слой грунта, образуя террасу 5 м шириной и 5 метров глубиной. Эти машины работали по тому же принципу, что и земснаряды, только на рельсах: почва черпалась с помощью непрерывной цепи небольших ковшей. Вынутый грунт грузили на железные вагонетки системы Поля Дековиля (грузоподъёмность 4,5 ) и по узкоколейке перевозили в близлежащие овраги и долины, где сбрасывали. Когда терраса была готова, рельсы перемещали на другой уровень и повторяли процедуру.
К 1887 году на участке одновременно трудились около 2 тыс. человек, большинство из которых пользовались тачками. Были задействованы 26 экскаваторов, 42 паровые машины, 15 единиц техники для вывоза грунта и до 2000 вагонеток. Несмотря на обилие рабочих, темпы углубления считались невысокими: при ежемесячной норме выработки 700 тыс. кубометров грунта компания Cutbill, de Longo, Watson and Van Hattum докладывала только о примерно 100 тыс.. Всего за период с 1880 по 1888 год французам удалось выкопать ров глубиной около 38 м (в случае бесшлюзового канала его глубина должна была достичь 115 м) и вывезти за пределы участка 14,5 млн кубометров грунта.
Строительство сопровождалось высокой смертностью из-за болезней (в первую очередь малярии, жёлтой лихорадки, брюшного тифа и дизентерии), производственных травм, несчастных случаев, укусов змей и других причин. Руководивший земляными работами на Кулебре Филипп Бюно-Варилья писал, что за шесть месяцев пребывания на участке из восьмидесяти рабочих выживали только шестьдесят. Во время беспорядков в портовом городе Колоне колумбийские войска приехали в находящуюся далеко от города Кулебру и убили несколько рабочих с Ямайки, приняв их за колумбийских мятежников. Среди последних вспыхнул бунт, закончившийся гибелью ещё большего числа рабочих. Сотни строителей бросили работу и на ближайшем пароходе отплыли в Кингстон. Это происшествие в дальнейшем оказало негативное влияние на найм работников из Ямайки.
Американский период Федеральные структуры США согласились выкупить у французов стройку, когда стало понятно, что те не способны завершить проект при имеющихся финансах в сроки, оговоренные с властями Колумбии. Однако соглашение о новой концессии с Боготой зашли в тупик, и начавшийся политический кризис в отношениях между двумя странами закончился в 1903 году провозглашением независимости Панамы и последующим подписанием нового договора уже с уполномоченным представителем новой страны.
Американцы начали строительство в мае 1904 года, и уже к ноябрю этого года на Кулебре появился первый 95-тонный экскаватор американской машиностроительной фирмы — в три раза больше, чем те, с помощью которых изымали грунт французы. При этом машина не могла работать на полную мощность, поскольку остро не хватало железнодорожных составов, а те что были — часто сходили с рельсов. Работы продвигались медленно из-за недостаточной организации, бюрократии и необходимости борьбы с тропическими болезнями.
Ситуация начала меняться, когда в июле 1905 года главным инженером был назначен Джон Фрэнк Стивенс, настоявший на ограничении диктата сидящих в Вашингтоне чиновников. Именно благодаря ему Конгресс США окончательно остановился на проекте шлюзового канала, при котором часть территории была затоплена с образованием озера Гатун. Единственным участком, где до сих пор требовались крупномасштабные земляные работы, оставалась выемка через континентальный раздел. Стивенс сконцентрировал свои усилия на создании инфрастуктуры, временно остановив работы на Кулебре.
Работы возобновились после того, как новая двухпутная железная дорога была построена и подведена к месту раскопок. Президент США Теодор Рузвельт, посетивший строящийся Панамский канал в ноябре 1906 года, описал земляные работы на Кулебрской выемке следующим образом: