Cu mai mult de șase milioane de kilometri de autostrăzi și 240.000 de kilometri de căi ferate care șerpuiesc prin Statele Unite, viața la suprafață a devenit din ce în ce mai aglomerată. Tunelurile oferă unele dintre ultimele spații disponibile pentru mașini și trenuri, apă și canalizare, chiar și linii electrice și de comunicații. Astăzi, este sigur să forăm prin munți și să ne îngropăm sub oceane – dar nu a fost întotdeauna așa. De fapt, a fost nevoie de mii de ani pentru ca inginerii să perfecționeze arta săpării tunelurilor.
Anticul apeduct roman
Inginerii romani au creat cea mai extinsă rețea de tuneluri din lumea antică. Ei au construit structuri înclinate, numite apeducte, pentru a transporta apa de la izvoarele din munți către orașe și sate. Ei au sculptat camere subterane și au construit structuri elegante în formă de boltă nu doar pentru a transporta apă dulce în oraș, ci și pentru a transporta apele reziduale afară.
Worsley Underground
Canal Tunnel
În lipsa drumurilor sau a căilor ferate pentru a transporta materiile prime de la țară la oraș, autostrăzile acvatice au devenit cel mai bun mod de a transporta mărfuri pe distanțe mari.
Tunelul Holland
În secolele al XIX-lea și al XX-lea, dezvoltarea transportului pe calea ferată și a autovehiculelor a dus la tuneluri mai mari, mai bune și mai lungi.
Mașină de găurit tuneluri
Cu cea mai recentă tehnologie de construcție de tuneluri, inginerii pot fora prin munți, pe sub râuri și pe sub orașe pline de viață. Înainte de a săpa un tunel, inginerii investighează condițiile terenului prin analizarea probelor de sol și de rocă și prin forarea unor găuri de testare.
Există trei pași pentru succesul unui tunel.
Astăzi, inginerii știu că există trei pași de bază pentru construirea unui tunel stabil. Primul pas este excavarea: inginerii sapă prin pământ cu un instrument sau o tehnică fiabilă. Al doilea pas este susținerea: inginerii trebuie să susțină orice teren instabil din jurul lor în timp ce sapă. Ultimul pas este căptușirea: inginerii adaugă ultimele retușuri, cum ar fi carosabilul și luminile, atunci când tunelul este solid din punct de vedere structural.
În funcție de amplasament, tunelurile pot fi împărțite în trei tipuri majore:
Secțiune din scutul tunelului lui Brunel
sunt de obicei puțin adânci și sunt adesea folosite ca metrouri, sisteme de alimentare cu apă și canalizări. Deoarece solul este moale, la capul tunelului trebuie folosită o structură de susținere, numită scut de tunel, pentru a preveni prăbușirea acestuia.
Consultați forțele care acționează asupra tunelurilor cu sol moale!
Interiorul tunelului Hoosac
necesită puțin sau deloc sprijin suplimentar în timpul construcției și sunt adesea folosite ca căi ferate sau drumuri prin munți. Cu ani în urmă, inginerii erau nevoiți să explodeze prin munți cu dinamită. Astăzi, ei se bazează pe dispozitive enorme care mestecă rocă, numite mașini de forat tuneluri.
Consultați forțele care acționează asupra tunelurilor din rocă!
Secțiune de tunel,
Boston Harbor
sunt deosebit de dificil de construit, deoarece apa trebuie reținută în timp ce se construiește tunelul. Primii ingineri au folosit camere de excavare presurizate pentru a împiedica apa să țâșnească în tuneluri. Astăzi, segmentele de tunel prefabricate pot fi plutite în poziție, scufundate și atașate la alte secțiuni.
Consultați forțele care acționează asupra tunelurilor subacvatice!
Acum că știți mai multe despre istoria tunelurilor, încercați să vă săpați propriul tunel în Tunnel Challenge!