Tunel

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Vechiul tunel de pe DN 12C Gheorgheni - Bicaz executat de armata germană în 1918

Tunelul este o construcţie de artă care permite realizarea unei căi de comunicaţie subterane, străbătând, după un anumit traseu, masa rocilor de munte (tuneluri de munte), a rocilor din oraşe la mică adâncime (metrouri şi alte tuneluri orăşeneşti) sau a rocilor de sub fundul apelor (tuneluri sub ape curgătoare, lacuri sau strâmtori maritime).

Cuprins

1 Istoric
2 Clasificare
3 Componentele unui tunel
4 Metode de lucru pentru executarea tunelurilor

[modifică] Istoric

Tunelurile sunt cunoscute din cele mai vechi timpuri. Primele tuneluri au fost naturale, formate în diferite peşteri. Ele aveau secţiuni variabile şi se găseau în roci calcaroase.

Lucrări subterane s-au executat cu milenii în urmă. La egipteni, fenicieni, evrei, asirieni, greci, romani ş.a. s-au construit astfel de lucrări. Unele din ele au avut scop religios, altele erau pentru exploatări miniere. Multe din vechile tuneluri s-au construit pentru a servi ca apeducte. Se menţionează astfel tunelul executat între anii 727 - 699 î.Hr. pentru a aduce apa necesară la eleşteul Siloam din Ierusalim.

Tunelurile din timpurile antice aveau secţiuni transversale mici, iar la construirea lor se întrebuinţau metode rudimentare. Săpătura se executa cu ajutorul târnacoapelor, răngilor şi penelor bătute cu ciocanul. După ce penele de lemn erau bine împănate în stâncă, ele se udau cu apă ca să se umfle şi să poată sparge stânca.

Metoda cu focuri întrebuinţată de romani a fost considerată ca o primă îmbunătăţire adusă în construcţia tunelurilor. Metoda consta în încălzirea până la o temperatură ridicată a suprafeţei de front a galeriei. După aceasta, suprafaţa era răcită brusc cu apă sau cu oţet. Crăpăturile formate ajutau mult la lucrările de excavare. Metoda a fost folosită de romani şi la exploatarea minelor de aur în Dacia.

Iluminarea lucrărilor subterane se făcea întrebuinţând aşchii de brad şi opaiţe cu ulei.

După căderea imperiului roman, timp de mai bine de un mileniu, săpăturile în piatră pentru tuneluri au stagnat, ele reducându-se mai mult la lucrări cu scopuri războinice sau religioase.

Construcţiile de tuneluri au fost reluate abia prin secolul al XV-lea, însă cu multă timiditate. Cu timpul, în secolele următoare apariţia tunelurilor pentru navigaţie, a tunelurilor feroviare, hidrotehnice, dezvoltarea tunelurilor de drumuri, metrourilor ş.a. a făcut ca construcţia tunelurilor, de toate categoriile, să ia un avânt foarte mare.

[modifică] Clasificare

Tunelurile cu secţiune mică se numesc şi galerii. Susţinerea lor poate fi provizorie, ca la galeriile de înaintare în construcţia tunelurilor, semidefinitivă, ca la multe galerii din industria minieră, sau poate fi o susţinere dfinitivă, ca la galeriile orăşeneşti şi la unele tuneluri din industria minieră. Se obişnuieşte a se da numele de galerii şi tunelurilor hidrotehnice şi de protecţie, deşi unele din ele au secţiune mare.

Tunelurile se pot grupa în mai multe categorii, după scopul lor şi după locul în care se construiesc.

După scopul pentru care se construiesc tunelurile se împart în:

tuneluri de căi ferate (cale simplă sau dublă) şi metrouri. Aceste tuneluri sunt cele mai numeroase, deşi ele apar abia pe la începutul secolului al XIX-lea. Primul tunel de cale ferată pentru tracţiunea cu aburi s-a construit în Anglia de către George Stephenson, între anii 1826 - 1830;
tuneluri pentru drumuri publice şi pentru circulaţia automobilă. Din literatura de specialitate se ştie că cel dintâi tunel de şosea a fost construit de consulul Flaminius Nepos în anul 22 î.Hr. pe calea flaminiană care mergea de la Roma la Rimini.
tuneluri hidrotehnice (galerii) cu curgere liberă sau conducte sub presiune. Aceste tuneluri sunt necesare uzinelor hidroelectrice. În ultimele decenii construcţia lor a cunoscut o mare dezvoltare.
tuneluri orăşeneşti (galerii pentru canalizare, poştă şi telegraf, cabluri, conducte).
tuneluri pentru navigaţie şi plutărit, aceste tuneluri au dimensiuni mai mari, pentru a corespunde gabaritului vaselor care vor trece prin ele. Cel mai mare tunel de navigaţie este tunelul du Rove de pe canalul Marsilia-Ron. Are o lungime de 7.118 m cu o secţiune transversală de 22 m lăţime şi 15,4 m înălţime, adâncimea apei fiind de 4 m.
tuneluri - apeduct, au început să fie executate înainte de era noastră şi au avut ca scop alimentarea cu apă a rezervoarelor de acumulare, construite mai mult din piatră. Acest tip de tuneluri a fost executat mai mult cu metode rudimentare de lucru, după posibilităţile de atunci. Ele se realizau cu secţiuni variabile şi mici.
tuneluri de protecţie, se execută pentru a apăra o linie ferată sau un drum de avalanşe de zăpadă sau de stânci care se desprind uşor. În asemenea cazuri, tunelurile de protecţie evită întreruperile de circulaţie sau unele accidente.
tuneluri pentru industria minieră, servesc atât pentru exploatare cât şi explorarea minieră. Cele mai avansate tuneluri au scţiuni mici dar pot sa atingă lungimi destul de mari

După locul unde se construiesc tunelurile se împart în:

tuneluri de munte
tuneluri în oraşe
tuneluri pe sub fundul apelor

[modifică] Componentele unui tunel

Daca am secţiona transversal un tunel am vedea ca şi în imagine următoarele componente care îl alcătuiesc:

Fundaţiile - acestea primesc presiunile de la zidurile drepte ale tunelului, presiuni pe care le transmite terenului de fundaţie
Zidurile drepte - sunt cele care reazemă pe fundaţiile tunelului şi se ridică până la planul naşterilor bolţii. La nivelul bolţii ele formează o retragere numită banchetă sau banchină
Bolta - formează partea superioară a căptuşelii tunelului. Partea cea mai de sus a ei se numeşte cheia bolţii

Secţiune transversală printr-un tunel

Radierul este un element de construcţie între fundaţiile căptuşelii tunelului şi poate fi: radier de protecţie sau radier de rezistenţă în formă de boltă întoarsă care completează căptuşeala
Zidăria totală a tunelului se numeşte căptuşeală
Linia care determină interiorul zidăriei marchează intradosul tunelului, spre deosebire de linia de la exteriorul zidăriei care conturează extradosul. Planul de la naşterea bolţii împarte inelul sau căptuşeala în două părţi partea de deasupra numită calotă iar partea de jos numită stros.
Gabaritul tunelului este spaţiul cuprins între linia curbă care determină intradosul zidăriei, limitată în partea de jos de o dreaptă orizontală care corespunde feţei superioare a traversei sau drumului.
Când hidroizolaţia tunelului contra infiltraţiilor de ape este exterioară, între această izolaţie şi peretele excavaţiei se execută o saltea de piatră sau din beton monogranular. Apa de infiltraţie este drenată şi condusă în partea de jos a tunelului unde, cu ajutorul barbacanelor, ajunge la canalul de scurgere care o scoate înafara tunelului
Capetele tunelului se numesc portale şi au o construcţie specială. Ele au rolul de a consolida pământul în zonele respective şi de a face legătura între tunel şi tranşeele de acces.

[modifică] Metode de lucru pentru executarea tunelurilor

Metodele de lucru folosite la construcţia tunelurilor sunt împărţite în doua mari grupe:

Metode de lucru speciale, care întrebuinţează pentru excavarea tunelurilor instalaţii speciale ca scutul, semiscutul, chesonul, precum şi procedee de consolidarea pământurilor prin silicatizare sau congelare. În această grupă intră şi metoda tranşeelor