Túnel

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Túnel , o túnel (del inglés  tunnel [1] del antiguo  francés tonel , diminutivo de tonelada  - barril [2] ) - estructura subterránea horizontal o inclinada , una de cuyas dimensiones (longitud) supera significativamente a las otras dos en tamaño (ancho y altura).

El túnel puede ser peatonal y/o ciclista , para circulación de automóviles , trenes , barcos , así como tranvías y otros transportes públicos urbanos, circulación de agua (túneles derivados de centrales hidroeléctricas, alcantarillado ), tendido de redes urbanas , etc. También se encuentran los llamados túneles ecológicos. Se colocan a lo largo de caminos de animales debajo de carreteras o vías férreas y sirven para garantizar que los animales puedan moverse con seguridad. La parte principal del metro también se coloca en forma de túneles. Para evitar intersecciones, las líneas de metro se colocan a diferentes profundidades (niveles).

La definición de lo que constituye un túnel puede variar ampliamente según el país. De acuerdo con el Código de Reglas "Túneles Ferroviarios y de Carretera", un túnel es "una estructura de ingeniería subterránea ( submarina ) extendida diseñada para fines de transporte, pasando agua y estableciendo comunicaciones de ingeniería, que es el objeto principal del cruce del túnel" [3] . Un túnel de carretera en el Reino Unido se define como "una carretera subterránea de 150 metros (490 pies) o más de longitud" [4] . La Asociación Nacional de Protección contra Incendios de EE. UU. ( NFPA ) define un túnel como "una estructura subterránea con una longitud estimada de más de 23 metros (75 pies) y un diámetro de más de 1800 mm (5,9 pies)" [5] .

Los túneles se construyen para superar obstáculos naturales (por ejemplo, túneles debajo de las montañas), para acortar el camino (un túnel a través de una montaña en lugar de un camino alrededor), para reducir el tiempo de viaje (un túnel en lugar de un cruce de ferry). A menudo se construyen túneles bajo barreras de agua en lugar de puentes donde los puentes interferirían con el paso de los barcos. También se construyen túneles para evitar el cruce de flujos de tráfico al mismo nivel ( pasos inferiores , túneles en lugar de cruces ferroviarios, túneles como parte de los intercambiadores de carreteras, etc.). En algunos casos, los pasajes bajo los vanos de los puentes también se denominan túneles, lo que, sin embargo, es técnicamente incorrecto.

Un tipo especial de túnel es el túnel de tubería sumergida.y un túnel "flotante inundado". Se diferencian de los túneles de " tipo clásico " por la ausencia de la necesidad de realizar un trabajo en la corteza terrestre. Los túneles de tubería sumergida se crean colocando secciones del futuro túnel prefabricadas en tierra directamente en el fondo del embalse, que luego se conectan (ejemplos de túneles de este tipo son el túnel Fehmarnbelt , el túnel Drogden ). Los "túneles flotantes inundados" se crean colocando la tubería del túnel directamente en la columna de agua a una cierta profundidad, mientras se logra una flotabilidad cero de la estructura para que no flote hacia la superficie y no vaya al fondo, para evitar el movimiento en el plano horizontal, la tubería se ancla al fondo del embalse y/o a pontones flotantes (actualmente no hay túneles de este tipo en operación o en construcción, pero se proponen proyectos, por ejemplo, un proyecto de túnel a través de Tysfjorden [6 ] ).

Historia

El túnel es uno de los inventos más antiguos, junto con el puente. Incluso en la Edad de Piedra , la gente aprendió a abrir pasajes en las montañas, cuevas y minas , canteras y catacumbas . En Babilonia , Egipto , Grecia y Roma , el trabajo subterráneo se llevó a cabo mucho antes de la nueva era, primero para la minería, la construcción de tumbas y templos , y luego para el suministro y transporte de agua. Los primeros túneles se construyeron, por regla general, en rocas , sin fijar estas últimas. Para hacer túneles, se utilizaron herramientas primitivas. Babilonia alrededor del 2160 a.C. mi. se construyó el primer túnel submarino conocido  , bajo el Éufrates .

A principios de la Edad Media , los túneles se construyeron raramente y principalmente con fines militares. A finales de la Edad Media, comenzó la construcción activa de túneles navegables que conectaban las vías fluviales [7] . En 1826-1830, se construyó el primer túnel ferroviario del mundo en Gran Bretaña en el tramo Liverpool-Manchester.

La invención de la piroxilina y la dinamita , así como el uso exitoso de las máquinas perforadoras en la minería, hizo posible la construcción de grandes túneles alpinos entre Francia, Italia y Suiza, incluido el famoso Túnel del Simplón , de unos 20 km de longitud. Entre los construidos en la década de 1920 - principios de la década de 1930. el túnel ferroviario de doble vía de los Grandes Apeninos en la línea Florencia-Bolonia (Italia) tiene una longitud de 18,5 km, así como el túnel navegable Rovsky en la vía fluvial Marsella-Ródano (Francia) de más de 7 km de longitud.

El primer túnel vehicular del mundo con apartaderos se construyó en 1927 en los Estados Unidos bajo el río Hudson : el Túnel Holland . Conectó Kennel Street en Manhattan , Nueva York , con las calles 12 y 13 en Jersey City . El antiguo túnel bajo el Elba no tenía vías de acceso, pero puede considerarse el túnel de automóviles más antiguo del mundo (inaugurado en 1911), ya que también fue diseñado para mover automóviles (con la ayuda de ascensores).

El primer túnel ferroviario de Rusia se construyó en 1862 en la ciudad de Kovno (longitud 1,28 km). Después de él, se construyeron muchos túneles en las vías férreas de los Urales, el Cáucaso y Crimea. La construcción de túneles ha recibido un desarrollo significativo en la URSS en relación con la construcción intensiva de ferrocarriles, la creación de una red de centrales hidroeléctricas, la construcción de subterráneos e instalaciones urbanas subterráneas.

El primer túnel para automóviles en la URSS se construyó en Moscú en Kutuzovsky Prospekt en 1959 [9] . El primer túnel peatonal de Moscú se construyó bajo la calle Gorky (ahora Tverskaya) en su intersección con el Boulevard Ring (Plaza Pushkinskaya) en 1938.

Los principales elementos del túnel

Para la construcción del túnel, se necesita un trabajo: un vacío artificial en la corteza terrestre. En las rocas estables se suele dejar el desarrollo sin fijar, en las inestables se construye un revestimiento temporal , cuyos elementos principales son los roshpans , y luego el revestimiento . El revestimiento es el elemento más importante del túnel, percibiendo la presión de las rocas circundantes y proporcionando impermeabilización del túnel. Las secciones del túnel ubicadas cerca de sus salidas se denominan portales. Los portales dan un aspecto arquitectónico a las entradas del túnel en el contexto del paisaje circundante.

Para la impermeabilización de túneles utilizando la tecnología del Nuevo Método Austriaco (NATM), se utiliza una geomembrana con una capa de señal.

Métodos de construcción

Cerrado

Los métodos de construcción de túneles cerrados se utilizan tanto para la construcción de túneles profundos (>20 m) como superficiales.

Según la roca en la que se encuentre el túnel se elige una u otra tecnología constructiva:

Suelos estables de dureza media y fuerte
  • Método minero de conducción con el uso de perforación y voladura  : el fondo se perfora con pozos , en los que se colocan cargas explosivas , y luego se produce una explosión que destruye la roca. La roca destruida se transporta a la superficie, primero se dispone un revestimiento temporal y luego un revestimiento permanente.
  • El método de excavación de túneles combinados  es similar al anterior, pero el desarrollo del suelo no se lleva a cabo mediante explosiones, sino con la ayuda de tuneladoras especiales con varios tipos de cuerpos de trabajo.
Rocas blandas y fuertemente fracturadas
  • El nuevo método austriaco de hundimiento (conducción utilizando una bóveda flexible)  : el revestimiento temporal (generalmente hormigón proyectado , aplicado densamente a la roca y reforzado) funciona en conjunto con el macizo de suelo adyacente, reforzado con anclajes, mientras que la matriz toma las cargas principales. Este diseño del soporte permite aumentar la estabilidad del techo de excavación, sin bloquear la sección del túnel con soporte temporal. Se puede erigir un revestimiento permanente a una distancia considerable de la cara en toda la sección a la vez utilizando mecanismos de alto rendimiento.
  • Método de tunelización con escudo  : con la ayuda de un escudo de tunelización , el suelo se desarrolla en una sección completa y luego se construye el revestimiento del túnel.
En suelos inestables, anegados y ambientes agresivos
  • Métodos especiales de penetración  : uso de aire comprimido, congelación, deshidratación o fijación de suelos con soluciones especiales.
  • Método de escudo de hundimiento con el uso de peso frontal activo  , con la ayuda de escudos de túneles mecanizados especiales con una zona de fondo de pozo sellada. El peso activo se puede crear con tierra mezclada en la zona del fondo del pozo, o con una suspensión de bentonita inyectada especialmente o con aire comprimido.

Abrir

Se utilizan, por regla general, para la construcción de túneles poco profundos. En comparación con los métodos cerrados, los métodos abiertos se caracterizan por una construcción relativamente económica, pero cuando se utilizan, requieren la reubicación obligatoria de las carreteras y las comunicaciones ubicadas sobre el túnel. Los métodos abiertos son

  • Método de pozo : el pozo se rasga en todo el ancho del túnel hasta el nivel de su suela. Las paredes del pozo se dejan en el ángulo de reposo del suelo o se fortalecen en posición vertical. El revestimiento se construye en un pozo, que luego se cubre con tierra. Este método se utilizó en la construcción del metro de Berlín y, por lo tanto, a veces se le llama "Berlín".
  • Método de trinchera : el pozo se rompe, las paredes se erigen utilizando el método de "paredes en el suelo". Los túneles peatonales a menudo se construyen de esta manera.
  • Método de escudo: se usa un escudo rectangular para la erección, similar al que se usa en el método cerrado . Con su ayuda, se levanta el revestimiento del túnel.

La llamada. túneles sumergibles: se construyen en el mar bajando segmentos prefabricados en forma de enormes cilindros huecos sobre un fondo plano. Después de fijar en la parte inferior, conectar y sellar las juntas, se bombea agua de la tubería resultante: el túnel está listo. Al construir túneles en condiciones de ingeniería difíciles, se utilizan varios métodos especiales (drenaje, congelación del suelo, método de cajón con aire comprimido, etc.).

Los túneles más largos

  • El túnel de base de San Gotardo (Gotthard) es el túnel más largo del mundo [10] (sin contar los túneles de las líneas de metro de algunas ciudades) y el túnel más grande de la historia de Europa . Su longitud es de 57 km (incluidos los pasos de servicio y peatonales: 157 km), se gastaron 9,8 mil millones de francos suizos (10,3 mil millones de dólares) y más de 2,5 mil trabajadores realizaron el trabajo. Inaugurado en 2016.
  • Antes de la construcción del túnel de San Gotardo , el más largo era el túnel japonés Seikan que conectaba las islas de Honshu y Hokkaido : 53,9 km. El túnel se abrió al tráfico el 13 de marzo de 1988.
  • El Túnel Lärdal en Noruega  es el túnel de carretera más largo, con una longitud de 24,5 km. Inaugurado en 2000.
  • Eurotúnel , tendido bajo el Canal de la Mancha entre Folkestone ( Kent , Reino Unido ) y Calais ( Francia ). Aunque este túnel es menor que el Túnel Seikan en longitud total, su sección submarina (alrededor de 39 km) es 14,7 km más larga que la sección submarina del Túnel Ferroviario Seikan. El Túnel del Canal se inauguró oficialmente en 1994.
  • El túnel suizo Lötschberg (en la línea Berna  - Milán ) es el segundo túnel terrestre más largo, después del túnel de base de San Gotardo (ver arriba). Su longitud es de 34 km. Conecta la zona de Berna e Interlaken con la zona de Brig y Zermatt .
  • Túnel itinerante - el túnel de navegación más largo de la historia. Su longitud era de 7120 metros. Este túnel era parte de un canal de navegación, conectando el mar Mediterráneo en la región de Marsella y el río Ródano en la región de Arles . El túnel Rove se abrió al tráfico en 1927. En 1963, parte del túnel se derrumbó, por lo que se cerró el túnel.
  • Túnel de Riqueval - el más largo de los túneles navegables actualmente en funcionamiento. Su longitud es de 5670 metros. Abierto al tráfico en 1810. En el momento de su apertura, era el túnel más largo del mundo. Actualmente, el túnel de Riqueval sigue siendo utilizado para el fin previsto, siendo parte integrante del canal de navegación de Saint-Quentin ..

Los túneles más profundos

  • El Túnel de Eiksund en Noruega , inaugurado en febrero de 2008, alcanza una profundidad de 287 m bajo el nivel del mar. La pendiente máxima de la calzada alcanza el 9,6%, el espesor mínimo de la roca sobre el túnel es de 50 m.

Túneles de Rusia

Automoción

El túnel de carretera más largo de Rusia es el túnel de carretera Gimrinsky con una longitud de 4303 m, ubicado en Daguestán [11] .

Ferrocarril

A partir de julio de 2006, 162 túneles con una longitud total de 119 kilómetros estaban en funcionamiento en la red de Ferrocarriles de Rusia [12] . El mayor número de túneles se concentra en el Ferrocarril Circum-Baikal .

El túnel ferroviario más largo de Rusia es el túnel Severo-Muisky , que forma parte de la línea principal Baikal-Amur y se inauguró el 5 de diciembre de 2003. El túnel tiene una longitud de 15.343 my pasa por debajo de la cresta Severo-Muisky (profundidad máxima de 1,5 km). La construcción tomó 26 años.

El túnel submarino ferroviario más largo de la Federación Rusa es el túnel bajo el Amur en Khabarovsk con una longitud de 7198 metros.

El túnel de metro más largo se encuentra en Moscú entre las estaciones Strogino y Krylatskoye .

Notas

  1. ↑ Vasmer, Max . túnel // Diccionario etimológico de la lengua rusa : En 4 t = Russisches etymologisches Wörterbuch / Per. con él. O. N. Trubacheva. - 4ª ed., estereotipo.. - M. : Astrel, 2004. - T. 4: T - FMD. — 860 págs. — ISBN 5170185502 .
  2. ↑ túnel . Diccionario Oxford de inglés . Prensa de la Universidad de Oxford . Consultado el 15 de julio de 2017. Archivado desde el original el 11 de enero de 2019.
  3. ↑ SP 122.13330.2012 Túneles ferroviarios y de carretera. Versión actualizada de SNiP 32-04-97 (con Cambio No. 1) Copia de archivo del 16 de abril de 2019 en Wayback Machine // docs.cntd.ru
  4. ↑ MANUAL DE DISEÑO DE CARRETERAS Y PUENTES: TOMO 2: SECCIÓN 2: PARTE 9: BD 78/99: DISEÑO DE TÚNELES VIAL  (alemán) . — The Department for Transport, 1999. Archivado el 17 de enero de 2014 en Wayback Machine .
  5. ↑ Norma NFPA para la protección de operaciones de construcción, alteración y demolición  . - Asociación Nacional de Protección contra el Fuego.
  6. ↑ 16/02/2019 Primer 'túnel flotante' del mundo propuesto en Noruega . NBC .
  7. ↑ Túnel de envío : artículo de la Gran Enciclopedia Soviética . 
  8. ↑ HACE 80 AÑOS APARECIÓ EL PRIMER TÚNEL DE AUTOMÓVILES . www.trud.ru. Consultado el 30 de julio de 2017. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2014.
  9. ↑ TÚNEL (enlace inaccesible) . Fecha de acceso: 30 de marzo de 2008. Archivado desde el original el 5 de febrero de 2008. 
  10. ↑ El túnel más largo del mundo apareció en los Alpes Suizos , NEWSru.com . Archivado desde el original el 30 de julio de 2017. Consultado el 30 de julio de 2017.
  11. ↑ "El túnel de montaña más largo de la CEI está siendo restaurado en Daguestán" Copia de archivo del 13 de marzo de 2020 en Wayback Machine , beta.tvc.ru   (Fecha de acceso: 20 de abril de 2009)
  12. ↑ Colapso planeado en el túnel. "Pitido", 26 de julio de 2006 . Fecha de acceso: 16 de enero de 2007. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2007.

Literatura

Enlaces

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