Тунел — определение, видове, методи на строителство и известни примери

Тунелът е изкуствен подземен или подводен проход, прокопан или изграден за преминаване на хора, превозни средства, влакове, вода, кабели или дори за миграция на животни. Някои тунели са предназначени за автомобили, а други — за влакове. Понякога тунелите се използват за преминаване на кораби (напр. чрез потопяеми тръби или шлюзове). Има тунели, изградени специално за комуникационни и електрически кабели, за отвеждане на вода или отпадни води, както и проходи за дивеч и други животни.

Видове тунели според предназначение и конструкция

• Транспортни тунели — за автомобили, влакове, метрo и т.н.
• Хидротехнически тунели — за водоводи, канали, ядренi и промишлени приложения.
• Комуникационни и технически галерии — за кабели, тръбопроводи и обслужващи инсталации.
• Подводни тунели — прокопават се под реки или морета (често използват специални методи като потопени тръбни участъци).
• Тунели за дивеч — подпомагат безопасното преминаване на животни през пътища и железници.

Методи на строителство

Изборът на метод зависи от геологията, дълбочината, дължината и предназначението на тунела. Основни методи:

• Cut-and-cover (изкопай и покрий) — изкопава се отворен траншеен участък, изгражда се конструкцията и след това се покрива. Подходящ за плитки тунели като пътни участъци и градско метро.
• Кариера (отворен изкоп) — трасето се прокарва хоризонтално в открит изкоп; използва се при дълбоки или скално стабилни участъци.
• Щурмуване с взривове (drill and blast) — класически метод за тунели в твърда скала, при който скалата се пробива и динамита се използва за разрушаване.
• TBM (Tunnel Boring Machine) — тунелен щрек — механизирани машини, които пробиват и едновременно инсталират първична облицовка; подходящи за дълги и равномерни трасета в различни почвени условия.
• NATM (Нова австрийска тунелна методика) — използва се наблюдение на деформациите и адаптивно приложение на поддържащи мерки (инжектиране, анкери, временна облицовка).
• Потопяеми секции (immersed tube) — предварително изградените тръби/секции се потапят и свързват на морско или речено дъно; често при кратки подводни свързвания.

Инженерни системи и безопасност

Съвременният тунел не е само „дупка в земята“ — той изисква комплексни инженерни решения:

• Облицовка и хидроизолация — бетонови или елементни облицовки, мембрани и инжекционни системи за предотвратяване на проникване на вода.
• Отводняване — системи за отвеждане на подпочвени и просочващи се води към помпени станции.
• Вентилация — за свеж въздух, отстраняване на изгорели газове и контрол на температурата (особено важна за пътни и железопътни тунели).
• Осветление и сигнализация — за безопасно и ефективно движение.
• Противопожарни мерки и евакуация — противопожарни отделения, системи за евакуация, аварийни изходи и галерии между тръбите при големи тунели.
• Мониторинг и поддръжка — системи за наблюдение на деформации, влагомерни датчици и планова поддръжка.

Предизвикателства и разходи

Изграждането на тунел е сложен и скъп проект. Основните предизвикателства включват непредвидими геоложки условия, воден напор, управление на отпадъците от строежа, осигуряване на вентилация и безопасност, както и минимизиране на въздействието върху околната среда и инфраструктурата над тунела. Планирането, инженерингът и самото строителство на дълги тунели често отнемат години, а инвестициите могат да достигнат милиони или милиарди евро в зависимост от размера и сложността.

Известни примери

Тунелът под Ламанша между Франция и Англия е един от най-известните подводни тунели — общата му дължина е около 50.45 км, от които подводният участък е значителна част. Проектът беше открит за движение през 1994 г. и свърза двете държави с директна железопътна връзка.

Най-дългият железопътен тунел в света към момента е Базовият тунел Готард в Швейцария, с дължина 57.09 км; той беше завършен и пуснат в експлоатация през 2016 г. Други значими примери са японският Сейкан (Seikan) и големи пътни тунели като Laerdal в Норвегия.

Тунелите играят ключова роля в съвременната транспортна и инфраструктурна мрежа, но изискват внимателно проектиране, постоянна поддръжка и строги мерки за безопасност за да служат дългосрочно и сигурно.

Изрязване и покриване

"Изрязване и покриване" е прост начин за изграждане на кухи тунели, при който се издълбава изкоп и се покрива с горна носеща система, достатъчно здрава, за да издържи натоварването на това, което ще се изгражда над тунела. Съществуват две основни форми на тунелно строителство с прорязване и покриване:

• Метод "отдолу нагоре": Издълбава се траншея, която при необходимост се поддържа от земята, и в нея се изгражда тунелът. В най-ранните дни са използвани тухли. След това изкопът се запълва внимателно и повърхността се възстановява.
• Метод "отгоре надолу": Страничните подпорни стени и покриващите греди се изграждат от нивото на терена чрез методи като зазиждане на стени с кал или съседни сондажни пилоти. За изграждането на покрива на тунела е необходим само изкоп, като се използват греди или бетон на място, разположен върху стените. След това повърхността се възстановява, с изключение на отворите за достъп. Това дава възможност за ранно възстановяване на пътища, услуги и други характеристики на повърхността. След това се извършва изкоп под постоянния покрив на тунела и се прави фундаментната плоча.

 
Изграждане на метростанция "Париж" с рязане и покриване във Франция  

Въпроси и отговори

В: За какво се използват тунелите?

В: Какъв е методът за прокопаване на тунели "cut and cover"?

В: Колко дълъг е тунелът под Ламанша между Франция и Англия?

В: Каква е дължината на най-дългия тунел в света?

Търсене по буква