S více než šesti miliony kilometrů dálnic a 240 000 kilometry železnic, které se táhnou napříč Spojenými státy, je život nad zemí stále více přetížený. Tunely poskytují jedny z posledních volných prostor pro auta a vlaky, vodovod a kanalizaci, dokonce i elektrické a komunikační vedení. Dnes je bezpečné provrtávat se horami a nořit se pod oceány – ale nebylo tomu tak vždy. Ve skutečnosti trvalo inženýrům tisíce let, než se zdokonalili v umění hloubení tunelů.
Starověký římský akvadukt
Římští inženýři vytvořili nejrozsáhlejší síť tunelů ve starověkém světě. Stavěli šikmé stavby, zvané akvadukty, které odváděly vodu z horských pramenů do měst a vesnic. Vytesávali podzemní komory a stavěli elegantní obloukové konstrukce nejen k přivádění sladké vody do města, ale i k odvádění odpadní vody.
Worsley Underground
Tunel pod kanálem
Bez silnic a železnic pro přepravu surovin z venkova do města se vodní cesty staly nejlepším způsobem přepravy nákladů na velké vzdálenosti.
Holandský tunel
V 19. a 20. století vedl rozvoj železniční a automobilové dopravy k větším, lepším a delším tunelům.
Tunelovací stroje
S nejnovější technologií výstavby tunelů mohou inženýři prorážet hory, pod řekami i pod rušnými městy. Před ražbou tunelu inženýři zkoumají terénní podmínky analýzou vzorků půdy a hornin a vrtáním zkušebních vrtů.
K úspěchu tunelu vedou tři kroky.
Dnes inženýři vědí, že pro stavbu stabilního tunelu existují tři základní kroky. Prvním krokem je hloubení: inženýři prokopávají zeminu spolehlivým nástrojem nebo technikou. Druhým krokem je podpora: inženýři musí při kopání podepřít veškerou nestabilní půdu kolem sebe. Posledním krokem je obložení: inženýři přidávají poslední úpravy, jako je vozovka a světla, když je tunel strukturálně pevný.
Podle prostředí lze tunely rozdělit na tři hlavní typy:
Úsek Brunelova
štítu tunelu
jsou obvykle mělké a často se používají jako metro, systémy zásobování vodou a kanalizace. Protože je zemina měkká, musí být v čele tunelu použita podpůrná konstrukce, která se nazývá tunelový štít, aby se zabránilo jeho propadnutí.
Podívejte se, jaké síly působí na tunely s měkkou zeminou!
Interiér tuneluHoosac
při stavbě nevyžadují téměř žádnou dodatečnou podporu a často se používají jako železnice nebo silnice přes hory. Před lety byli inženýři nuceni prorážet hory dynamitem. Dnes se spoléhají na obrovská zařízení na rozrývání horniny, kterým se říká tunelovací stroje.
Podívej se, jaké síly působí na skalní tunely!
Úsek tunelu,
Bostonský přístav
jsou obzvláště složité na stavbu, protože při stavbě tunelu musí být zadržována voda. Dřívější inženýři používali tlakové výkopové komory, aby zabránili pronikání vody do tunelů. Dnes mohou být prefabrikované tunelové segmenty vyplaveny na místo, potopeny a připojeny k dalším úsekům.
Podívejte se, jaké síly působí na podvodní tunely!
Teď, když víte více o historii tunelů, zkuste si vykopat svůj vlastní v soutěži Tunel Challenge!