Mivel több mint hatmillió kilométernyi autópálya és 240 000 kilométernyi vasútvonal kígyózik az Egyesült Államokban, a föld feletti élet egyre zsúfoltabbá vált. Az alagutak az autók és vonatok, a víz és a szennyvíz, sőt még az áram- és kommunikációs vezetékek számára is az utolsó rendelkezésre álló helyek némelyikét biztosítják. Ma már biztonságosan át lehet fúrni a hegyeket és be lehet ásni az óceánok alá – de ez nem volt mindig így. Valójában a mérnököknek évezredekbe telt, mire tökéletesítették az alagutak ásásának művészetét.
Ókori római vízvezeték
A római mérnökök létrehozták az ókori világ legkiterjedtebb alagúthálózatát. Vízvezetékeknek nevezett lejtős szerkezeteket építettek, hogy a hegyi forrásokból vizet szállítsanak a városokba és a falvakba. Földalatti kamrákat vájtak és elegáns boltíves szerkezeteket építettek, nemcsak azért, hogy az édesvizet a városba szállítsák, hanem azért is, hogy a szennyvizet kivezessék.
Worsley földalatti
csatornaalagút
Mivel nem voltak utak vagy vasutak a nyersanyagok vidékről városba szállítására, a vízi utak váltak a legjobb módszerré a nagy távolságok közötti teherszállításra.
Hollandi alagút
A 19. és 20. században a vasúti és gépjármű-közlekedés fejlődése nagyobb, jobb és hosszabb alagutakat eredményezett.
Alagútfúrógép
A legújabb alagútépítési technológiával a mérnökök képesek hegyeken át, folyók alatt és nyüzsgő városok alatt is fúrni. Mielőtt alagutat vájnának, a mérnökök talaj- és kőzetminták elemzésével és próbafúrásokkal vizsgálják meg a talajviszonyokat.
Három lépés vezet egy alagút sikeréhez.
A mérnökök ma már tudják, hogy egy stabil alagút építésének három alapvető lépése van. Az első lépés a feltárás: a mérnökök megbízható szerszámmal vagy technikával ássák át a földet. A második lépés a megtámasztás: a mérnököknek meg kell támasztaniuk a körülöttük lévő instabil talajt, miközben ásnak. Az utolsó lépés a burkolás: a mérnökök az utolsó simításokat, például az úttestet és a világítást adják hozzá, amikor az alagút szerkezetileg szilárd.
Az alagutak a környezetük alapján három fő típusba sorolhatók:
Brunel
alagútpajzsának metszete
jellemzően sekélyek, és gyakran használják őket aluljáróként, vízellátó rendszerekként és csatornákként. Mivel a talaj puha, egy alagútpajzsnak nevezett tartószerkezetet kell alkalmazni az alagút fejénél, hogy megakadályozza az alagút összeomlását.
Nézze meg, milyen erők hatnak a puha talajú alagutakra!
Hoosac alagút belseje
nem igényelnek különösebb támogatást az építés során, és gyakran használják vasútként vagy hegyeken átvezető útként. Évekkel ezelőtt a mérnökök kénytelenek voltak dinamittal átrobbantani a hegyeket. Ma már hatalmas sziklarágó szerkezetekre, úgynevezett alagútfúró gépekre támaszkodnak.
Nézd meg, milyen erők hatnak a sziklaalagutakra!
Alagútszakasz,
Boston Harbor
különösen trükkös megépíteni, mivel a vizet vissza kell tartani, amíg az alagút épül. A korai mérnökök nyomás alatt lévő ásatókamrákat használtak, hogy megakadályozzák a víz beömlését az alagutakba. Ma már előre gyártott alagútszegmenseket lehet a helyükre úsztatni, elsüllyeszteni és más szakaszokhoz csatlakoztatni.
Nézze meg, milyen erők hatnak a víz alatti alagutakra!
Most, hogy többet tudsz az alagutak történetéről, próbáld ki a sajátodat is kiásni az Alagút-kihíváson!