Túnel

Un túnel es un pasadizo subterráneo, excavado a través del suelo/tierra/roca circundante y cerrado excepto por la entrada y la salida, comúnmente en cada extremo. Una tubería no es un túnel, aunque algunos túneles recientes han utilizado técnicas de construcción de tubos sumergidos en lugar de métodos tradicionales de perforación de túneles.

Un túnel puede ser para el tráfico rodado peatonal o vehicular, para el tráfico ferroviario o para un canal. Las partes centrales de una red de tránsito rápido suelen estar en el túnel. Algunos túneles se utilizan como alcantarillas o acueductos para el abastecimiento de agua para consumo o para centrales hidroeléctricas. Los túneles de servicios públicos se utilizan para enrutar cables de vapor, agua fría, energía eléctrica o telecomunicaciones, así como para conectar edificios para facilitar el paso de personas y equipos.

Los túneles secretos se construyen con fines militares o por civiles para el contrabando de armas, contrabando o personas. Se construyen túneles especiales, como los cruces de vida silvestre, para permitir que la vida silvestre cruce las barreras hechas por el hombre de manera segura. Los túneles se pueden conectar entre sí en redes de túneles.

Terminología

Un túnel es relativamente largo y angosto; la longitud suele ser mucho mayor que el doble del diámetro, aunque se pueden construir excavaciones similares más cortas, como pasajes transversales entre túneles.

La definición de lo que constituye un túnel puede variar ampliamente de una fuente a otra. Por ejemplo, la definición de un túnel de carretera en el Reino Unido se define como "una estructura de carretera subterránea encerrada en una longitud de 150 metros (490 pies) o más". En los Estados Unidos, la definición de túnel de la NFPA es "una estructura subterránea con una longitud de diseño superior a 23 m (75 pies) y un diámetro superior a 1800 milímetros (5,9 pies)".

En el Reino Unido, un túnel para peatones, ciclistas o animales debajo de una carretera o vía férrea se denomina metro, mientras que un sistema ferroviario subterráneo recibe nombres diferentes en diferentes ciudades, el "Underground" o el "Tube" en Londres, el "Subway" en Glasgow y el "Metro" en Newcastle. El lugar donde una carretera, vía férrea, canal o curso de agua pasa por debajo de una acera, ciclovía u otra carretera o vía férrea se suele denominar puente o, si pasa por debajo de un canal, acueducto. Donde es importante enfatizar que está pasando por debajo, puede llamarse paso subterráneo, aunque el término oficial cuando se pasa por debajo de un ferrocarril es un puente subterráneo.. Un paso subterráneo más largo que contiene una carretera, un canal o un ferrocarril normalmente se denomina "túnel", ya sea que pase o no por debajo de otro elemento de infraestructura. Un paso subterráneo de cualquier longitud bajo un río también suele denominarse "túnel", independientemente del modo de transporte para el que se utilice.

En los EE. UU., el término "metro" significa un sistema de tránsito rápido subterráneo, y el término paso subterráneo para peatones se usa para un paso debajo de una barrera. Los andenes de las estaciones de tren pueden estar conectados por túneles peatonales o pasarelas.

Historia

Gran parte de la primera tecnología de construcción de túneles evolucionó a partir de la minería y la ingeniería militar. La etimología de los términos "minería" (para extracción de minerales o para ataques de asedio), "ingeniería militar" e "ingeniería civil" revela estas profundas conexiones históricas.

Antigüedad y alta edad media

Los antecesores de los túneles modernos fueron los socavones para el transporte de agua para riego o potable y el alcantarillado. Los primeros Qanats se conocen antes del 2000 a.C.

El Túnel de Eupalinos es un acueducto de túnel de 1036 m (3399 pies) de largo que atraviesa el monte Kastro en Samos, Grecia, construido en el siglo VI a. C. para servir como acueducto. Es el segundo túnel conocido que se ha excavado desde ambos extremos, después del túnel de Siloam en el barrio de Silwan en el este de Jerusalén.

En Etiopía, el túnel peatonal de Siqurto, excavado a mano en la Edad Media, cruza la cresta de una montaña.

Investigación y diseño geotécnico

Un proyecto de túnel importante debe comenzar con una investigación exhaustiva de las condiciones del suelo mediante la recolección de muestras de pozos y otras técnicas geofísicas. Entonces se puede hacer una elección informada de la maquinaria y los métodos para la excavación y el soporte del terreno, lo que reducirá el riesgo de encontrarse con condiciones imprevistas del terreno. Al planificar la ruta, se pueden seleccionar las alineaciones horizontales y verticales para aprovechar las mejores condiciones de suelo y agua. Es una práctica común ubicar un túnel más profundo de lo que se necesitaría de otro modo, para excavar a través de roca sólida u otro material que sea más fácil de soportar durante la construcción.

Los estudios de escritorio convencionales y preliminares del sitio pueden arrojar información insuficiente para evaluar factores tales como la naturaleza en bloques de las rocas, la ubicación exacta de las zonas de falla o los tiempos de recuperación de terrenos más blandos. Esto puede ser una preocupación particular en los túneles de gran diámetro. Para dar más información, se puede hacer un túnel piloto (o "túnel de deriva") delante de la excavación principal. Es menos probable que este túnel más pequeño se derrumbe catastróficamente si se dan condiciones inesperadas, y puede incorporarse al túnel final o usarse como pasaje de escape de emergencia o de respaldo. Alternativamente, a veces se pueden perforar perforaciones horizontales por delante del frente del túnel que avanza.

Otros factores geotécnicos clave:

• El tiempo de pie es la cantidad de tiempo que una cavidad recién excavada puede sostenerse sin ninguna estructura adicional. Conocer este parámetro permite a los ingenieros determinar hasta dónde puede avanzar una excavación antes de que se necesite soporte, lo que a su vez afecta la velocidad, la eficiencia y el costo de la construcción. Generalmente, ciertas configuraciones de roca y arcilla tendrán el mayor tiempo de reposo, mientras que la arena y los suelos finos tendrán un tiempo de reposo mucho menor.
• El control de las aguas subterráneas es muy importante en la construcción de túneles. El agua que se filtra en un túnel o pozo vertical reducirá en gran medida el tiempo de espera, lo que hará que la excavación se vuelva inestable y corra el riesgo de colapsar. La forma más común de controlar el agua subterránea es instalar tuberías de drenaje en el suelo y simplemente bombear el agua. Una tecnología muy efectiva pero costosa es la congelación del suelo, utilizando tuberías que se insertan en el suelo que rodea la excavación, que luego se enfrían con fluidos refrigerantes especiales. Esto congela el suelo alrededor de cada tubería hasta que todo el espacio está rodeado de tierra congelada, manteniendo el agua fuera hasta que se pueda construir una estructura permanente.
• La forma de la sección transversal del túnel también es muy importante para determinar el tiempo de espera. Si la excavación de un túnel es más ancha que alta, tendrá más dificultades para sostenerse, disminuyendo su tiempo de pie. Una excavación cuadrada o rectangular es más difícil de hacer autoportante debido a la concentración de esfuerzos en las esquinas.

Elección de túneles versus puentes

Para cruces de agua, un túnel es generalmente más costoso de construir que un puente. Sin embargo, las consideraciones de navegación pueden limitar el uso de puentes altos o tramos de puentes levadizos que se cruzan con los canales de navegación, lo que requiere un túnel.

Los puentes generalmente requieren una huella más grande en cada orilla que los túneles. En áreas con propiedades inmobiliarias caras, como Manhattan y la zona urbana de Hong Kong, este es un factor importante a favor de un túnel. El proyecto Big Dig de Boston reemplazó las carreteras elevadas con un sistema de túneles para aumentar la capacidad del tráfico, ocultar el tráfico, recuperar terrenos, redecorar y unir la ciudad con la costa.

El túnel Queensway de 1934 bajo el río Mersey en Liverpool se eligió sobre un puente enormemente alto por razones de defensa; se temía que los aviones pudieran destruir un puente en tiempos de guerra. Los costos de mantenimiento de un puente masivo para permitir que los barcos más grandes del mundo naveguen por debajo se consideraron más altos que los de un túnel. Se llegó a conclusiones similares para el túnel Kingsway de 1971 bajo el Mersey. En Hampton Roads, Virginia, se eligieron túneles sobre puentes por consideraciones estratégicas; en caso de daños, los puentes podrían impedir que los barcos de la Marina de los EE. UU. salgan de la Estación Naval de Norfolk.

Los túneles de cruce de agua construidos en lugar de puentes incluyen el túnel Holland y el túnel Lincoln entre Nueva Jersey y Manhattan en la ciudad de Nueva York; el túnel Queens-Midtown entre Manhattan y el distrito de Queens en Long Island; el túnel Detroit-Windsor entre Michigan y Ontario; y los túneles del río Elizabeth entre Norfolk y Portsmouth, Virginia; el túnel Queensway Road del río Mersey de 1934; el túnel Western Scheldt, Zelanda, Países Bajos; y el túnel North Shore Connector en Pittsburgh, Pensilvania.

Otras razones para elegir un túnel en lugar de un puente incluyen evitar dificultades con las mareas, el clima y la navegación durante la construcción (como en el Túnel del Canal de la Mancha de 51,5 kilómetros o 32,0 millas), razones estéticas (preservar la vista sobre el suelo, el paisaje y la paisaje), y también por razones de capacidad de peso (puede ser más factible construir un túnel que un puente suficientemente fuerte).

Algunos cruces de agua son una mezcla de puentes y túneles, como el enlace de Dinamarca a Suecia y el puente-túnel de la bahía de Chesapeake en Virginia.

Hay peligros particulares en los túneles, especialmente por incendios de vehículos cuando los gases de combustión pueden asfixiar a los usuarios, como sucedió en el Túnel de Carretera de San Gotardo en Suiza en 2001. Uno de los peores desastres ferroviarios de la historia, el desastre del tren de Balvano, fue causado por un tren estancado en el túnel Armi en Italia en 1944, matando a 426 pasajeros. Los diseñadores intentan reducir estos riesgos instalando sistemas de ventilación de emergencia o túneles de escape de emergencia aislados paralelos al pasaje principal.

Planificación de proyectos y estimaciones de costos.

A menudo se requieren fondos del gobierno para la creación de túneles. Cuando se planifica o construye un túnel, la economía y la política juegan un papel importante en el proceso de toma de decisiones. Los ingenieros civiles suelen utilizar técnicas de gestión de proyectos para desarrollar una estructura importante. Comprender la cantidad de tiempo que requiere el proyecto y la cantidad de mano de obra y materiales necesarios es una parte crucial de la planificación del proyecto. La duración del proyecto debe identificarse utilizando una estructura de descomposición del trabajo (WBS) y un método de ruta crítica (CPM). Asimismo, se debe seleccionar el terreno necesario para la excavación y puesta en escena de la construcción, y la maquinaria adecuada. Los grandes proyectos de infraestructura requieren millones o incluso miles de millones de dólares y requieren financiamiento a largo plazo, generalmente a través de la emisión de bonos.

Se deben identificar los costos y beneficios de una infraestructura como un túnel. Pueden surgir disputas políticas, como en 2005 cuando la Cámara de Representantes de EE. UU. aprobó una subvención federal de $100 millones para construir un túnel debajo del puerto de Nueva York. Sin embargo, la Autoridad Portuaria de Nueva York y Nueva Jersey no estaba al tanto de este proyecto de ley y no había solicitado una subvención para tal proyecto. El aumento de impuestos para financiar un gran proyecto puede causar oposición.

Construcción

Los túneles se excavan en tipos de materiales que varían desde arcilla blanda hasta roca dura. El método de construcción del túnel depende de factores tales como las condiciones del suelo, las condiciones del agua subterránea, la longitud y el diámetro del túnel, la profundidad del túnel, la logística de apoyo a la excavación del túnel, el uso final y la forma del túnel. y una adecuada gestión de riesgos.

Hay tres tipos básicos de construcción de túneles de uso común. Los túneles de corte y cubierta se construyen en una zanja poco profunda y luego se cubren. Los túneles perforados se construyen in situ, sin quitar el suelo de arriba. Finalmente, se puede hundir un tubo en un cuerpo de agua, lo que se denomina túnel sumergido.

Cortar y cubrir

Cortar y cubrir es un método simple de construcción para túneles poco profundos donde se excava una zanja y se cubre con un sistema de soporte elevado lo suficientemente fuerte como para soportar la carga de lo que se va a construir sobre el túnel. Hay dos formas básicas de túneles de corte y cubierta disponibles:

• Método de abajo hacia arriba: se excava una zanja, con apoyo de suelo según sea necesario, y se construye el túnel en ella. El túnel puede ser de hormigón in situ, hormigón prefabricado, arcos prefabricados o arcos de acero corrugado; en los primeros días se utilizó ladrillo. Luego, la zanja se rellena cuidadosamente y se restablece la superficie.
• Método de arriba hacia abajo: Los muros de soporte laterales y las vigas de remate se construyen desde el nivel del suelo mediante métodos tales como muros pantalla o pilotes perforados contiguos. Solo se necesita una excavación superficial para construir el techo del túnel usando vigas prefabricadas o concreto in situ asentado en las paredes. A continuación, se repone la superficie salvo las aberturas de acceso. Esto permite el restablecimiento temprano de carreteras, servicios y otras características de la superficie. Luego se excava debajo del techo del túnel permanente y se construye la losa base.

Los túneles poco profundos suelen ser del tipo de corte y cubierta (si están bajo el agua, del tipo de tubo sumergido), mientras que los túneles profundos se excavan, a menudo utilizando un escudo de túneles. Para niveles intermedios, ambos métodos son posibles.

Las cajas de corte y cubierta grandes se utilizan a menudo para estaciones de metro subterráneas, como la estación de metro Canary Wharf en Londres. Esta forma de construcción generalmente tiene dos niveles, lo que permite arreglos económicos para la sala de boletos, las plataformas de la estación, el acceso de pasajeros y la salida de emergencia, la ventilación y el control de humo, las salas de personal y las salas de equipos. El interior de la estación Canary Wharf se ha comparado con una catedral subterránea, debido al gran tamaño de la excavación. Esto contrasta con muchas estaciones tradicionales del metro de Londres, donde se utilizaban túneles perforados para estaciones y acceso de pasajeros. Sin embargo, las partes originales de la red de metro de Londres, los Ferrocarriles Metropolitanos y de Distrito, se construyeron mediante corte y cubierta.

Una gran desventaja de cortar y cubrir es la alteración generalizada que se genera a nivel de la superficie durante la construcción. Esto, y la disponibilidad de tracción eléctrica, provocaron el cambio del metro de Londres a túneles perforados a un nivel más profundo hacia fines del siglo XIX.

Máquinas perforadoras

Las máquinas perforadoras de túneles (TBM) y los sistemas de respaldo asociados se utilizan para automatizar en gran medida todo el proceso de construcción de túneles, lo que reduce los costos de construcción de túneles. En ciertas aplicaciones predominantemente urbanas, la perforación de túneles se considera una alternativa rápida y rentable a la colocación de rieles y carreteras en la superficie. Se elimina la costosa compra obligatoria de edificios y terrenos, con investigaciones de planificación potencialmente largas. Las desventajas de las TBM surgen de su tamaño generalmente grande: la dificultad de transportar la TBM grande al sitio de construcción del túnel o (alternativamente) el alto costo de ensamblar la TBM en el sitio, a menudo dentro de los límites del túnel que se está construyendo.

Hay una variedad de diseños de TBM que pueden operar en una variedad de condiciones, desde rocas duras hasta suelos blandos con agua. Algunos tipos de tuneladoras, las máquinas de lodo de bentonita y de equilibrio de presión de tierra tienen compartimentos presurizados en la parte delantera, lo que les permite usarse en condiciones difíciles por debajo del nivel freático. Esto presuriza el suelo delante del cabezal de corte de la tuneladora para equilibrar la presión del agua. Los operadores trabajan con presión de aire normal detrás del compartimiento presurizado, pero ocasionalmente pueden tener que ingresar a ese compartimiento para renovar o reparar los cortadores. Esto requiere precauciones especiales, como el tratamiento local del suelo o la detención de la tuneladora en una posición libre de agua. A pesar de estas dificultades, ahora se prefieren las tuneladoras al antiguo método de excavación de túneles en aire comprimido, con una esclusa de aire/cámara de descompresión algo alejada de la tuneladora,

En febrero de 2010, Aker Wirth entregó una tuneladora a Suiza para la expansión de las centrales eléctricas Linth-Limmern ubicadas al sur de Linthal en el cantón de Glarus. El pozo tiene un diámetro de 8,03 metros (26,3 pies). Las cuatro tuneladoras utilizadas para excavar el túnel de base de San Gotardo de 57 kilómetros (35 millas), en Suiza, tenían un diámetro de unos 9 metros (30 pies). Se construyó una TBM más grande para perforar el Green Heart Tunnel (en holandés: Tunnel Groene Hart) como parte de HSL-Zuid en los Países Bajos, con un diámetro de 14,87 metros (48,8 pies). Este a su vez fue reemplazado por la carretera de circunvalación de Madrid M30, España, y los túneles de Chong Ming en Shanghái, China. Todas estas máquinas fueron construidas al menos en parte por Herrenknecht. A partir de agosto de 2013, la TBM más grande del mundo fue "Big Bertha", una máquina de 57,5 ​​pies (17,5 m) de diámetro construida por Hitachi Zosen Corporation, que excavó el túnel de reemplazo del viaducto Alaskan Way en Seattle, Washington (EE. UU.).

Patear arcilla

Clay-kicking es un método especializado desarrollado en el Reino Unido para excavar túneles en fuertes estructuras de suelo a base de arcilla. A diferencia de los métodos manuales anteriores de uso de azadones que dependían de que la estructura del suelo fuera dura, el pateado de arcilla era relativamente silencioso y, por lo tanto, no dañaba las estructuras blandas a base de arcilla. El pateador de arcilla se acuesta sobre una tabla en un ángulo de 45 grados con respecto a la cara de trabajo e inserta una herramienta con un extremo redondeado en forma de copa con los pies. Girando la herramienta manualmente, el golpeador extrae una sección de suelo, que luego se coloca sobre el extracto de desecho.

Utilizado en la ingeniería civil victoriana, el método encontró favor en la renovación de los antiguos sistemas de alcantarillado de Gran Bretaña, al no tener que eliminar todas las propiedades o infraestructuras para crear un pequeño sistema de túneles. Durante la Primera Guerra Mundial, el sistema fue utilizado por las compañías de túneles Royal Engineer para colocar minas debajo de las líneas del Imperio alemán. El método era virtualmente silencioso y por lo tanto no susceptible a los métodos de escucha de detección.

Ejes

A veces es necesario un pozo de acceso temporal durante la excavación de un túnel. Suelen ser circulares y descienden en línea recta hasta llegar al nivel en el que se va a construir el túnel. Un pozo normalmente tiene paredes de concreto y generalmente se construye para que sea permanente. Una vez que se completan los pozos de acceso, las tuneladoras se bajan hasta el fondo y puede comenzar la excavación. Los pozos son la entrada principal de entrada y salida del túnel hasta que se complete el proyecto. Si un túnel va a ser largo, se pueden perforar múltiples pozos en varios lugares para que la entrada al túnel esté más cerca del área no excavada.

Una vez que se completa la construcción, los pozos de acceso a la construcción a menudo se usan como pozos de ventilación y también se pueden usar como salidas de emergencia.

Técnicas de hormigón proyectado

El nuevo método de tunelización austriaca (NATM), también conocido como método de excavación secuencial (SEM)— fue desarrollado en la década de 1960. La idea principal de este método es utilizar la tensión geológica del macizo rocoso circundante para estabilizar el túnel, al permitir una relajación medida y la reasignación de tensiones en la roca circundante para evitar que se impongan cargas completas sobre los soportes. Con base en mediciones geotécnicas, se calcula una sección transversal óptima. La excavación está protegida por una capa de hormigón proyectado, comúnmente conocido como hormigón proyectado. Otras medidas de soporte pueden incluir arcos de acero, pernos de roca y mallas. Los avances tecnológicos en la tecnología del hormigón proyectado han dado como resultado que se agreguen fibras de acero y polipropileno a la mezcla de hormigón para mejorar la resistencia del revestimiento. Esto crea un anillo de carga natural, que minimiza la deformación de la roca.

Mediante un control especial, el método NATM es flexible, incluso ante cambios sorprendentes de la consistencia geomecánica de la roca durante el trabajo de excavación del túnel. Las propiedades de la roca medidas conducen a herramientas apropiadas para el fortalecimiento de túneles.

Elevación de tuberías

En el levantamiento de tuberías, los gatos hidráulicos se utilizan para empujar tuberías especialmente fabricadas a través del suelo detrás de una tuneladora o escudo. Este método se usa comúnmente para crear túneles debajo de estructuras existentes, como carreteras o vías férreas. Los túneles construidos mediante hincado de tuberías suelen ser perforaciones de pequeño diámetro con un tamaño máximo de alrededor de 3,2 metros (10 pies).

Elevación de caja

El levantamiento de cajas es similar al levantamiento de tuberías, pero en lugar de tubos de elevación, se usa un túnel en forma de caja. Las cajas con gatos pueden tener un tramo mucho más grande que un gato de tubería, y el alcance de algunos gatos de caja supera los 20 metros (66 pies). Normalmente se utiliza un cabezal de corte en la parte delantera de la caja que se está elevando, y la remoción de escombros normalmente se realiza con una excavadora desde dentro de la caja. Los desarrollos recientes de Jacked Arch y Jacked Deck han permitido instalar estructuras cada vez más grandes con una precisión cercana. El paso subterráneo de 126 m de largo y 20 m de luz libre debajo de las líneas de tren de alta velocidad en Cliffsend en Kent, Reino Unido, es un ejemplo de esta técnica.

Túneles submarinos

También hay varios accesos a los túneles submarinos, los dos más comunes son túneles perforados o tubos sumergidos, ejemplos son el túnel Bjørvika y Marmaray. Los túneles flotantes sumergidos son un enfoque novedoso que se está considerando; sin embargo, hasta la fecha no se han construido tales túneles.

Manera temporal

Durante la construcción de un túnel, a menudo es conveniente instalar una vía férrea temporal, particularmente para eliminar los desechos excavados, a menudo de vía estrecha, de modo que pueda ser de doble vía para permitir la operación de trenes vacíos y cargados al mismo tiempo. La vía temporal se reemplaza por la vía permanente al finalizar, lo que explica el término "Perway".

Ampliación

Los vehículos o el tráfico que utilizan un túnel pueden superarlo, lo que requiere reemplazo o ampliación:

• El túnel Gib original de una sola línea cerca de Mittagong fue reemplazado por un túnel de doble vía, y el túnel original se usó para cultivar hongos.
• El túnel de 1832 de doble vía de una milla (1,6 km) de largo desde Edge Hill hasta Lime Street en Liverpool se eliminó casi por completo, aparte de una sección de 50 metros (55 yardas) en Edge Hill y una sección más cerca de Lime Street, ya que se requerían cuatro pistas. El túnel se excavó en un corte de cuatro vías muy profundo, con túneles cortos en algunos lugares a lo largo del corte. Los servicios de tren no se interrumpieron a medida que avanzaba el trabajo. Hay otros casos de túneles reemplazados por cortes abiertos, por ejemplo, el Túnel Auburn.
• El túnel de Farnworth en Inglaterra se amplió con una tuneladora (TBM) en 2015. El túnel de Rhyndaston se amplió con una tuneladora prestada para poder recibir contenedores ISO.
• Los túneles también se pueden agrandar bajando el piso.

Pozo de construcción abierto

Un pozo de construcción abierto consiste en un límite horizontal y otro vertical que mantiene el agua subterránea y el suelo fuera del pozo. Existen varias alternativas y combinaciones potenciales para la construcción de límites de pozos (horizontales y verticales). La diferencia más importante con el corte y la cubierta es que el foso de construcción abierto se silencia después de la construcción del túnel; no se coloca techo.

Otros métodos de construcción

• Perforación y voladura
• Divisor hidráulico
• Máquina de escudo de lodo
• Método de construcción de revestimiento de paredes.

Tipos de túneles variantes

Túneles de dos pisos y multipropósito

Algunos túneles son de dos pisos, por ejemplo, los dos segmentos principales del puente de la bahía de San Francisco-Oakland (terminado en 1936) están conectados por una sección de túnel de dos pisos de 540 pies (160 m) a través de la isla Yerba Buena, la más grande -diámetro perforado túnel en el mundo. En la construcción, se trataba de una vía bidireccional combinada de ferrocarril y camiones en el piso inferior con automóviles arriba, ahora convertida en tráfico de vehículos de carretera de un solo sentido en cada piso.

En Turquía, el Túnel de Eurasia bajo el Bósforo, inaugurado en 2016, tiene en su núcleo un túnel de carretera de dos pisos de 5,4 km (3,4 millas) con dos carriles en cada piso.Además, en 2015 el gobierno turco anunció que construirá el primer túnel de tres niveles del mundo, también bajo el Bósforo. El túnel está destinado a transportar tanto el metro de Estambul como una carretera de dos niveles, en una longitud de 6,5 km (4,0 millas).

El túnel dúplex francés A86 en el oeste de París consta de dos tubos de túnel perforados, el este de los cuales tiene dos niveles para vehículos motorizados ligeros, en una longitud de 10 km (6,2 millas). Aunque cada nivel ofrece una altura física de 2,54 m (8,3 pies), solo se permite el tráfico de hasta 2 m (6,6 pies) de altura en este tubo del túnel, y los motociclistas se dirigen al otro tubo. Cada nivel se construyó con una calzada de tres carriles, pero solo se utilizan dos carriles por nivel; el tercero sirve como arcén dentro del túnel. El A86 Duplex es el túnel de dos pisos más largo de Europa.

En Shanghái, China, se construyó un túnel de dos pisos y dos tubos de 2,8 km (1,7 millas) a partir de 2002. En cada tubo del Túnel Fuxing Road, ambos pisos son para vehículos motorizados. En cada dirección, solo los automóviles y taxis viajan en el piso superior de dos carriles de 2,6 m (8,5 pies) de altura, y los vehículos más pesados, como camiones y autobuses, así como automóviles, pueden usar el piso superior de dos carriles de 4,0 m (13 pies) de altura. nivel inferior del carril.

En los Países Bajos, en 2016 se inauguró un túnel de carretera de corte y cubierta de dos pisos, ocho carriles y 2,3 km (1,4 millas) debajo de la ciudad de Maastricht. Cada nivel tiene capacidad para una altura completa, una autopista de dos por dos carriles. Los dos tubos inferiores del túnel llevan la autopista A2, que se origina en Amsterdam, a través de la ciudad; y los dos tubos superiores toman la carretera comarcal N2 para tráfico local.

El túnel de reemplazo del viaducto de Alaskan Way es un túnel de carretera perforado de dos pisos de 1,76 millas (2,83 km) de $ 3.3 mil millones debajo del centro de Seattle. La construcción comenzó en julio de 2013 utilizando "Bertha", en ese momento la máquina perforadora de túneles con equilibrio de presión de tierra más grande del mundo, con un diámetro de cabezal de corte de 57,5 ​​pies (17,5 m). Después de varios retrasos, la perforación del túnel se completó en abril de 2017 y el túnel se abrió al tráfico el 4 de febrero de 2019.

El túnel de la calle 63 de la ciudad de Nueva York debajo del East River, entre los distritos de Manhattan y Queens, estaba destinado a transportar trenes subterráneos en el nivel superior y trenes de cercanías de Long Island Rail Road en el nivel inferior. La construcción comenzó en 1969 y los dos lados del túnel se perforaron en 1972. El nivel superior, utilizado por la línea IND 63rd Street (trenes F y <F> ​) del metro de la ciudad de Nueva York, no se abrió para pasajeros. servicio hasta 1989. El nivel inferior, destinado al tren de cercanías, no tendrá servicio de pasajeros hasta la finalización del proyecto East Side Access, previsto para finales de 2022.

En el Reino Unido, el túnel de Queensway de 1934 bajo el río Mersey entre Liverpool y Birkenhead iba a tener originalmente vehículos de carretera en el piso superior y tranvías en el inferior. Durante la construcción, se canceló el uso del tranvía. La sección inferior solo se utiliza para cables, tuberías y recintos de refugio de emergencia para accidentes.

El Lion Rock Tunnel de Hong Kong, construido a mediados de la década de 1960, que conecta New Kowloon y Sha Tin, lleva una autopista pero también sirve como acueducto, con una galería que contiene cinco líneas principales de agua con diámetros entre 1,2 m y 1,5 m por debajo de la sección de la carretera de el tunel.

El túnel ferroviario y de autopista del río Yangtze de Wuhan es un túnel de dos pisos y dos tubos de 2,59 km debajo del río Yangtze que se completó en 2018. Cada tubo transporta 3 carriles de tráfico local en el piso superior con una vía de la línea 7 del metro de Wuhan en el piso inferior.

Algunos túneles tienen más de un propósito. El túnel SMART en Malasia es el primer " túnel de carretera y gestión de aguas pluviales " polivalente del mundo, creado para transportar tanto el tráfico como las inundaciones ocasionales en Kuala Lumpur. Cuando es necesario, el agua de la inundación se desvía primero hacia un túnel de derivación separado ubicado debajo del túnel de carretera de dos pisos de 2,5 millas (4,0 km). En este escenario, el tráfico continúa normalmente. Solo durante lluvias intensas y prolongadas, cuando la amenaza de inundaciones extremas es alta, el tubo superior del túnel se cierra a los vehículos y se abren compuertas automáticas de control de inundaciones para que el agua pueda desviarse a través de ambos túneles.

Los conductos de servicios públicos comunes o los túneles de servicios públicos llevan dos o más líneas de servicios públicos. A través de la ubicación conjunta de diferentes servicios públicos en un túnel, las organizaciones pueden reducir los costos de construcción y mantenimiento de los servicios públicos.

Pasillos cubiertos

A veces, los puentes se pueden construir cubriendo una carretera, un río o una vía férrea con arcos de ladrillo o acero y luego nivelando la superficie con tierra. En la jerga ferroviaria, una vía a nivel de superficie que ha sido construida o cubierta normalmente se denomina "vía cubierta".

Los cobertizos de nieve son una especie de túnel artificial construido para proteger un ferrocarril de las avalanchas de nieve. De manera similar, el "túnel de acero" de Stanwell Park, Nueva Gales del Sur, en la línea ferroviaria de Illawarra, protege la línea de los desprendimientos de rocas.

Paso inferior

El término paso subterráneo se refiere a una carretera o vía férrea u otro pasaje que pasa por debajo de otra carretera o vía férrea, por debajo de un paso elevado. Esto no es estrictamente un túnel.

Seguridad y proteccion

Debido al espacio cerrado de un túnel, los incendios pueden tener efectos muy graves en los usuarios. Los principales peligros son la producción de gas y humo, siendo altamente tóxicas incluso las bajas concentraciones de monóxido de carbono. Los incendios mataron a 11 personas en el incendio del túnel de San Gotardo de 2001, por ejemplo, todas las víctimas sucumbieron a la inhalación de humo y gas. Más de 400 pasajeros murieron en el desastre del tren Balvano en Italia en 1944, cuando la locomotora se detuvo en un largo túnel. La intoxicación por monóxido de carbono fue la principal causa de muerte. En el incendio del Túnel Caldecott de 1982, la mayoría de las muertes fueron causadas por el humo tóxico y no por el choque inicial. Asimismo, 84 personas murieron en el incendio del tren del metro de París de 1904.

Los túneles de vehículos motorizados generalmente requieren pozos de ventilación y ventiladores eléctricos para eliminar los gases de escape tóxicos durante la operación de rutina.

Los túneles ferroviarios generalmente requieren menos cambios de aire por hora, pero aún pueden requerir ventilación de aire forzado. Ambos tipos de túneles a menudo tienen disposiciones para aumentar la ventilación en condiciones de emergencia, como un incendio. Aunque existe el riesgo de aumentar la tasa de combustión a través de un mayor flujo de aire, el objetivo principal es proporcionar aire respirable a las personas atrapadas en el túnel, así como a los bomberos.

La onda de presión aerodinámica producida por los trenes de alta velocidad que ingresan a un túnel se refleja en sus extremos abiertos y cambia de signo (el frente de onda de compresión cambia a frente de onda de rarefacción y viceversa); Cuando dos frentes de onda del mismo letrero se encuentran con el tren, una presión de aire significativa y rápida puede causar molestias auditivas a los pasajeros y la tripulación. Cuando los trenes de alta velocidad salen de los túneles, puede ocurrir un fuerte "boom del túnel", que puede molestar a los residentes cerca de la boca del túnel, y se exacerba en los valles montañosos donde el sonido puede hacer eco.

Cuando hay un túnel separado paralelo disponible, generalmente se proporcionan puertas de emergencia herméticas pero desbloqueadas que permiten que el personal atrapado escape de un túnel lleno de humo al tubo paralelo.

Los túneles más grandes y muy utilizados, como el túnel Big Dig en Boston, Massachusetts, pueden tener un centro de operaciones dedicado las 24 horas que monitorea e informa sobre las condiciones del tráfico y responde a emergencias. A menudo se utilizan equipos de videovigilancia, y el público en general puede ver imágenes en tiempo real de las condiciones del tráfico en algunas carreteras a través de Internet.

Una base de datos de daños sísmicos a estructuras subterráneas que utiliza 217 historias de casos muestra que se pueden hacer las siguientes observaciones generales con respecto al comportamiento sísmico de las estructuras subterráneas:

• Las estructuras subterráneas sufren mucho menos daño que las estructuras de superficie.
• El daño informado disminuye con el aumento de la profundidad de la carga. Los túneles profundos parecen ser más seguros y menos vulnerables a los movimientos sísmicos que los túneles poco profundos.
• Se puede esperar que las instalaciones subterráneas construidas en suelos sufran más daños en comparación con las aberturas construidas en roca competente.
• Los túneles revestidos y cementados son más seguros que los túneles no revestidos en roca. El daño por sacudidas se puede reducir estabilizando el suelo alrededor del túnel y mejorando el contacto entre el revestimiento y el suelo circundante a través de la lechada.
• Los túneles son más estables bajo una carga simétrica, lo que mejora la interacción con el suelo. Mejorar el revestimiento del túnel mediante la colocación de secciones más gruesas y rígidas sin estabilizar el terreno pobre circundante puede generar un exceso de fuerzas sísmicas en el revestimiento. El relleno con material que no se mueve cíclicamente y las medidas de estabilización de rocas pueden mejorar la seguridad y la estabilidad de los túneles poco profundos.
• El daño puede estar relacionado con la aceleración y velocidad máximas del suelo en función de la magnitud y la distancia epicentral del terremoto afectado.
• La duración de la sacudida de movimiento fuerte durante los terremotos es de suma importancia porque puede causar fallas por fatiga y, por lo tanto, grandes deformaciones.
• Los movimientos de alta frecuencia pueden explicar el desconchado local de la roca o el hormigón a lo largo de los planos de debilidad. Estas frecuencias, que se atenúan rápidamente con la distancia, se pueden esperar principalmente a pequeñas distancias de la falla causante.
• El movimiento del suelo puede amplificarse al incidir con un túnel si las longitudes de onda están entre una y cuatro veces el diámetro del túnel.
• Los daños en y cerca de los portales de los túneles pueden ser significativos debido a la inestabilidad de la pendiente.

Los terremotos son una de las amenazas más formidables de la naturaleza. Un terremoto de magnitud 6,7 sacudió el valle de San Fernando en Los Ángeles en 1994. El terremoto causó grandes daños a varias estructuras, incluidos edificios, pasos elevados de autopistas y sistemas de carreteras en toda el área. El Centro Nacional de Información Ambiental estima que los daños totales ascienden a 40 mil millones de dólares.Según un artículo publicado por Steve Hymon de TheSource – Transportation News and Views, el sistema de metro de Los Ángeles no sufrió daños graves. Metro, el propietario del sistema de metro de Los Ángeles, emitió un comunicado a través de su personal de ingeniería sobre el diseño y la consideración que implica un sistema de túneles. Los ingenieros y arquitectos realizan un análisis extenso sobre la fuerza que esperan que los terremotos golpeen esa área. Todo esto entra en el diseño general y la flexibilidad del túnel.

Esta misma tendencia de daños limitados al metro después de un terremoto se puede ver en muchos otros lugares. En 1985 un sismo de magnitud 8.1 sacudió la Ciudad de México; no hubo daños en el sistema subterráneo y, de hecho, los sistemas subterráneos sirvieron como salvavidas para el personal de emergencia y las evacuaciones. Una magnitud de 7,2 arrasó Kobe, Japón, en 1995, sin dejar daños en los túneles. Los portales de entrada sufrieron daños menores, sin embargo, estos daños se atribuyeron a un diseño inadecuado del terremoto que se originó a partir de la fecha de construcción original de 1965. En 2010, una magnitud de 8,8, masiva en cualquier escala, azotó a Chile. Las estaciones de entrada a los sistemas de metro sufrieron daños menores y el sistema de metro estuvo fuera de servicio por el resto del día. A la tarde siguiente, el sistema de metro volvió a estar operativo.

Ejemplos

En Historia

La historia de los túneles antiguos y la construcción de túneles en el mundo se revisa en varias fuentes que incluyen muchos ejemplos de estas estructuras que se construyeron para diferentes propósitos. Algunos túneles antiguos y modernos bien conocidos se presentan brevemente a continuación:

• Los qanat o kareez de Persia son sistemas de gestión del agua que se utilizan para proporcionar un suministro fiable de agua a los asentamientos humanos o para el riego en climas cálidos, áridos y semiáridos. El qanat conocido más profundo se encuentra en la ciudad iraní de Gonabad, que después de 2700 años, todavía proporciona agua potable y para la agricultura a casi 40.000 personas. La profundidad de su pozo principal es de más de 360 ​​m (1180 pies) y su longitud es de 45 km (28 millas).
• El Túnel de Siloé se construyó antes del 701 a. C. para un suministro confiable de agua, para resistir los ataques de asedio.
• El acueducto eupaliniano en la isla de Samos (Egeo septentrional, Grecia) fue construido en el año 520 a. C. por el antiguo ingeniero griego Eupalinos de Megara en virtud de un contrato con la comunidad local. Eupalinos organizó la obra para que el túnel se iniciara a ambos lados del monte Kastro. Los dos equipos avanzaron simultáneamente y se encontraron en el medio con excelente precisión, algo que era extremadamente difícil en ese momento. El acueducto era de suma importancia defensiva, ya que discurría bajo tierra y no era fácil de encontrar por un enemigo que de otro modo podría cortar el suministro de agua a Pythagoreion, la antigua capital de Samos. Heródoto registró la existencia del túnel (al igual que el malecón y el puerto, y la tercera maravilla de la isla, el gran templo de Hera, considerado por muchos como el más grande del mundo griego). La ubicación precisa del túnel solo fue restablecida en el siglo XIX por arqueólogos alemanes. El túnel propiamente dicho tiene 1.030 m de largo (3.380 pies) y los visitantes aún pueden ingresar.
• Una de las primeras redes conocidas de drenaje y alcantarillado en forma de túneles se construyó en Persépolis en Irán al mismo tiempo que la construcción de sus cimientos en 518 a. En la mayoría de los lugares, la red se cavó en la roca sólida de la montaña y luego se cubrió con grandes trozos de roca y piedra, seguidos de tierra y montones de escombros para nivelar el suelo. Durante las investigaciones y estudios, Herzfeld y más tarde Schmidt y sus equipos arqueológicos rastrearon largas secciones de túneles de roca similares que se extendían por debajo del área del palacio.
• La Via Flaminia, una importante calzada romana, penetraba en el paso de Furlo en los Apeninos a través de un túnel que el emperador Vespasiano había ordenado construir en 76-77 EC. Una carretera moderna, la SS 3 Flaminia, todavía utiliza este túnel, que tuvo un precursor que data del siglo III a. C.; Los restos de este túnel anterior (uno de los primeros túneles de carretera) también son todavía visibles.
• Se afirma que el túnel más antiguo del mundo que atraviesa un cuerpo de agua es el Terelek kaya tüneli debajo del río Kızıl, un poco al sur de las ciudades de Boyabat y Durağan en Turquía, justo aguas abajo de donde el río Kizil se une a su afluente Gökırmak. El túnel se encuentra actualmente bajo una parte estrecha de un lago formado por una presa unos kilómetros más abajo. Se estima que fue construido hace más de 2000 años, posiblemente por la misma civilización que también construyó las tumbas reales en una pared rocosa cercana, se supone que tuvo un propósito defensivo.
• El túnel del canal Sapperton en el canal Támesis y Severn en Inglaterra, excavado a través de las colinas, que se inauguró en 1789, tenía 3,5 km (2,2 millas) de largo y permitía el transporte en barco de carbón y otros bienes. Sobre él se construyó el túnel largo Sapperton que lleva la línea ferroviaria "Golden Valley" entre Swindon y Gloucester.
• El túnel del canal Dudley de 1791 se encuentra en el canal Dudley, en Dudley, Inglaterra. El túnel tiene 1,83 millas (2,9 km) de largo. Cerrado en 1962, el túnel fue reabierto en 1973. La serie de túneles se amplió en 1984 y 1989.
• Fritchley Tunnel, construido en 1793 en Derbyshire por Butterley Company para transportar piedra caliza a su fábrica de herrajes. La empresa Butterley diseñó y construyó su propio ferrocarril. Víctima de la depresión, la empresa cerró después de 219 años en 2009. El túnel es el túnel ferroviario más antiguo del mundo atravesado por vagones de ferrocarril. Se utilizó la gravedad y el transporte de caballos. El ferrocarril se convirtió en locomoción a vapor en 1813 utilizando una locomotora Steam Horse diseñada y construida por la compañía Butterley, sin embargo, volvió a los caballos. Los trenes de vapor utilizaron el túnel de forma continua desde la década de 1840, cuando el ferrocarril se convirtió en uno de vía estrecha. La línea se cerró en 1933. En la Segunda Guerra Mundial, el túnel se utilizó como refugio antiaéreo. Sellado en 1977, fue redescubierto en 2013 e inspeccionado.
• El túnel del canal Butterley de 1794 tiene 3083 yardas (2819 m) de longitud en el canal Cromford en Ripley, Derbyshire, Inglaterra. El túnel se construyó simultáneamente con el túnel ferroviario Fritchley de 1773. El túnel se derrumbó parcialmente en 1900 dividiendo el canal de Cromford y no se ha utilizado desde entonces. Los Amigos del Canal de Cromford, un grupo de voluntarios, están trabajando para restaurar completamente el Canal de Cromford y el Túnel Butterley.
• El túnel Stoddart de 1796 en Chapel-en-le-Frith en Derbyshire tiene fama de ser el túnel ferroviario más antiguo del mundo. Los vagones de ferrocarril fueron originalmente tirados por caballos.
• Derby Tunnels en Salem, Massachusetts, se construyeron en 1801 para el contrabando de importaciones afectadas por los nuevos aranceles aduaneros del presidente Thomas Jefferson. Jefferson había ordenado a las milicias locales que ayudaran a la Aduana de cada puerto a cobrar estas cuotas, pero los contrabandistas, encabezados por Elias Derby, contrataron a la milicia de Salem para cavar los túneles y esconder el botín. Los túneles recorrieron 3 millas conectando los muelles de la ciudad con una estación de tren subterráneo.. En el camino, conectaron las casas de destacados empresarios y políticos con sus tiendas, bancos y museos. Los miembros del Salem Commons Fund ocultaron los túneles detrás de un proyecto para llenar los estanques y nivelar el terreno común local. La tierra de los túneles se ocultó en esos estanques y se usó para llenar los ríos y crear nuevos muelles para conectar los túneles. Participaron muchos políticos, incluido un juez del Tribunal Superior, un secretario de Marina y muchos senadores del Partido Federalista.
• Se creó un túnel para la primera locomotora de vapor verdadera, desde Penydarren hasta Abercynon. La locomotora Penydarren fue construida por Richard Trevithick. La locomotora hizo el viaje histórico de Penydarren a Abercynon en 1804. Todavía se puede ver parte de este túnel en Pentrebach, Merthyr Tydfil, Gales. Podría decirse que este es el túnel ferroviario más antiguo del mundo, dedicado únicamente a máquinas de vapor autopropulsadas sobre rieles.
• El Montgomery Bell Tunnel en Tennessee, un túnel de desvío de agua de 88 m de largo (289 pies), 4,50 m × 2,45 m de alto (14,8 pies × 8,0 pies), para impulsar una rueda hidráulica, fue construido por mano de obra esclava en 1819, siendo el primero túnel a gran escala en América del Norte.
• Túnel de Bourne, Rainhill, cerca de Liverpool, Inglaterra. 0,0321 km (105 pies) de largo. Construido a fines de la década de 1820, se desconoce la fecha exacta, sin embargo, probablemente se construyó en 1828 o 1829. Este es el primer túnel del mundo construido debajo de una vía férrea. La construcción del ferrocarril de Liverpool a Manchester pasó por encima de un tranvía tirado por caballos que iba desde las minas de carbón de Sutton hasta la autopista de peaje Liverpool-Warrington. Se perforó un túnel debajo de la vía férrea para el tranvía. A medida que se construía el ferrocarril, el túnel se puso en funcionamiento y se abrió antes de los túneles de Liverpool en la línea de Liverpool a Manchester. El túnel se hizo redundante en 1844 cuando se desmanteló el tranvía.
• Estación de Crown Street, Liverpool, Inglaterra, 1829. Construido por George Stephenson, un túnel ferroviario de vía única de 266 m de largo (873 pies) se perforó desde Edge Hill hasta Crown Street para dar servicio a la primera estación terminal de trenes interurbanos de pasajeros del mundo. La estación fue abandonada en 1836 por estar demasiado lejos del centro de la ciudad de Liverpool, y el área se convirtió para uso de carga. Cerrado en 1972, el túnel está en desuso. Sin embargo, es el túnel ferroviario de pasajeros más antiguo del mundo que pasa por debajo de las calles.
• El Túnel Wapping de 1829 en Liverpool, Inglaterra, con 2,03 km (1,26 millas) de largo en un ferrocarril de doble vía, fue el primer túnel ferroviario perforado debajo de una metrópolis. El camino del túnel es desde Edge Hill en el este de la ciudad hasta Wapping Dock en el extremo sur de los muelles de Liverpool. El túnel se usó solo para mercancías que terminaban en la terminal de mercancías de Park Lane. Actualmente en desuso desde 1972, el túnel iba a ser parte de la red de metro Merseyrail, con el trabajo iniciado y abandonado debido a los costos. El túnel está en excelentes condiciones y Merseyrail aún está considerando su reutilización, tal vez con una estación subterránea cortada en el túnel para la universidad de Liverpool. El portal del río está frente al nuevo King's Dock Liverpool Arena y es un lugar ideal para una estación de servicio.
• 1832, túnel de la estación de tren de Lime Street, Liverpool. Se perforó un túnel ferroviario de dos vías, de 1,811 km (1,125 millas) de largo debajo de la metrópolis desde Edge Hill en el este de la ciudad hasta Lime Street en el centro de la ciudad de Liverpool. El túnel estuvo en uso desde 1832 para transportar materiales de construcción a la nueva estación de Lime St mientras estaba en construcción. La estación y el túnel se abrieron a los pasajeros en 1836. En la década de 1880, el túnel se convirtió en un corte profundo, abierto a la atmósfera, con cuatro vías de ancho. Esta es la única ocurrencia de la eliminación de un túnel importante. Todavía existen dos secciones cortas del túnel original en la estación Edge Hill y más hacia Lime Street, lo que les da a los dos túneles la distinción de ser los túneles ferroviarios más antiguos del mundo que aún están en uso y los más antiguos en uso debajo de las calles.Con el tiempo, una sección de 525 m (0,326 millas) del corte profundo se convirtió nuevamente en un túnel debido a las secciones sobre las que se construyeron edificios.
• Box Tunnel en Inglaterra, que se inauguró en 1841, era el túnel ferroviario más largo del mundo en el momento de la construcción. Fue excavado a mano y tiene una longitud de 2,9 km (1,8 millas).
• El túnel Príncipe de Gales de 1842 de 1,1 km (0,68 millas), en Shildon, cerca de Darlington, Inglaterra, es el túnel de tamaño considerable más antiguo del mundo que todavía está en uso bajo un asentamiento.
• El Victoria Tunnel Newcastle, inaugurado en 1842, es un vagón subterráneo de 2,4 millas con una profundidad máxima de 85 pies (26 m) que cae 222 pies (68 m) desde la entrada hasta la salida. El túnel pasa por debajo de Newcastle upon Tyne, Inglaterra, y originalmente salía por el río Tyne. Permanece en gran parte intacto. Originalmente diseñado para transportar carbón desde Spital Tongues hasta el río, en la Segunda Guerra Mundial parte del túnel se utilizó como refugio. Bajo la gestión de una fundación benéfica llamada Ouseburn Trust, actualmente se utiliza para recorridos patrimoniales.
• El túnel del Támesis, construido por Marc Isambard Brunel y su hijo Isambard Kingdom Brunel, inaugurado en 1843, fue el primer túnel (después de Terelek) que atravesaba una masa de agua y el primero que se construyó con un escudo de túnel. Originalmente utilizado como un túnel peatonal, el túnel se convirtió en un túnel ferroviario en 1869 y formó parte de la línea East London Line del metro de Londres hasta 2007. Era la sección más antigua de la red, aunque no la más antigua. sección. A partir de 2010, el túnel pasó a formar parte de la red London Overground.
• El túnel Victoria / Waterloo Tunnel de 3,34 km (2,08 millas) en Liverpool, Inglaterra, se perforó bajo la apertura de una metrópolis en 1848. El túnel se usó inicialmente solo para carga ferroviaria que abastecía a la terminal de carga de Waterloo, y luego para carga y pasajeros que atendía el barco de Liverpool. terminal de línea. El camino del túnel es desde Edge Hill en el este de la ciudad hasta el extremo norte de los muelles de Liverpool en Waterloo Dock. El túnel se divide en dos túneles con un pequeño corte al aire libre que une los dos. El corte es donde se engancharon y desengancharon los trenes transportados por cable desde Edge Hill. Los dos túneles son efectivamente uno en la misma línea central y se consideran como uno solo. Sin embargo, dado que inicialmente la sección Victoria de 2375 m (1,476 millas) de largo se transportaba originalmente por cable y la sección Waterloo más corta de 862 m (943 yardas) se transportaba en locomotora, se dieron dos nombres separados, la sección corta se denominó Túnel de Waterloo. En 1895, los dos túneles se convirtieron en locomotoras. Usado hasta 1972, el túnel todavía está en excelentes condiciones. Una sección corta del túnel Victoria en Edge Hill todavía se usa para maniobras de trenes. La red Merseyrail está considerando la reutilización del túnel. Se están considerando estaciones cortadas en el túnel y también se ha propuesto la reutilización por un sistema de monorriel de la remodelación propuesta de Liverpool Waters de los muelles centrales de Liverpool.
• El túnel de vértice del ferrocarril Semmering, el primer túnel alpino, se inauguró en 1848 y tenía 1,431 km (0,889 millas) de largo. Conectó el tráfico ferroviario entre Viena, la capital del Imperio Austro-Húngaro, y Trieste, su puerto.
• El Túnel Ferroviario Giovi a través de los Montes Apeninos se inauguró en 1854, uniendo la ciudad capital del Reino de Cerdeña, Turín, con su puerto, Génova. El túnel tenía 3,25 km (2,02 millas) de largo.
• Las secciones subterráneas más antiguas del metro de Londres se construyeron utilizando el método de corte y cubierta en la década de 1860 y se abrieron en enero de 1863. Lo que ahora son las líneas Metropolitan, Hammersmith & City y Circle fueron las primeras en demostrar el éxito de un metro. o sistema de metro.
• El 18 de junio de 1868, se abrió el túnel Summit de 506 m (1659 pies) del Ferrocarril del Pacífico Central (Túnel n. ° 6) en Donner Pass en las montañas de Sierra Nevada de California, lo que permitió el establecimiento del transporte comercial masivo de pasajeros y carga sobre las Sierras. por primera vez. Permaneció en uso diario hasta 1993, cuando el Ferrocarril del Pacífico Sur lo cerró y transfirió todo el tráfico ferroviario a través del Túnel #41 de 10,322 pies (3,146 m) de largo (también conocido como "El Gran Agujero") construido una milla al sur en 1925.
• En 1870, después de catorce años de obras, se completó el túnel ferroviario de Fréjus entre Francia e Italia, siendo el segundo túnel alpino más antiguo, con 13,7 km (8,5 millas) de largo. En ese momento era el más largo del mundo.
• El tercer túnel alpino, el túnel ferroviario de San Gotardo, entre el norte y el sur de Suiza, se inauguró en 1882 y fue el túnel ferroviario más largo del mundo, con 15 km (9,3 millas).
• El túnel de carretera Col de Tende de 1882, con 3,182 km (1,977 millas) de largo, fue uno de los primeros túneles de carretera largos debajo de un paso, que se extiende entre Francia e Italia.
• A medida que se perfora la última broca, el 26 de octubre de 2017, Ryfast se convierte en el túnel de carretera submarino más largo con una longitud de 14,3 km que supera la del túnel bajo la bahía de Tokio, Japón (9583 m), y anteriormente el túnel del río Yangtze de Shanghái (8950 m)..). Se proyecta que el túnel se abra para su uso en 2019.
• El túnel ferroviario de Mersey se inauguró en 1886 y va desde Liverpool hasta Birkenhead bajo el río Mersey. El Mersey Railway fue el primer ferrocarril subterráneo de nivel profundo del mundo. En 1892, las extensiones en tierra desde la estación Birkenhead Park hasta la estación Liverpool Central Low level dieron un túnel de 3,12 millas (5,02 km) de longitud. La sección bajo el río tiene 0,75 millas (1,21 km) de longitud y fue el túnel submarino más largo del mundo en enero de 1886.
• El túnel ferroviario Severn se inauguró a fines de 1886, con 7,008 km (4,355 millas) de largo, aunque solo 3,62 km (2,25 millas) del túnel se encuentran en realidad bajo el río Severn. El túnel reemplazó el récord bajo el agua más largo del túnel ferroviario de Mersey, que se mantuvo durante menos de un año.
• James Greathead, al construir el túnel ferroviario de la ciudad y el sur de Londres debajo del Támesis, inaugurado en 1890, reunió tres elementos clave de la construcción de túneles bajo el agua: 1) método de excavación con escudo; 2) revestimiento permanente de túneles de hierro fundido; 3) construcción en un ambiente de aire comprimido para inhibir el flujo de agua a través del material blando del suelo hacia el frente del túnel.
• Construido en secciones entre 1890 y 1939, la sección de la línea norte del metro de Londres desde Morden hasta East Finchley a través de Bank fue el túnel ferroviario más largo del mundo con 27,8 km (17,3 millas) de longitud.
• St. Clair Tunnel, también abierto más tarde en 1890, unió los elementos de los túneles Greathead a mayor escala.
• En 1906 se abrió el cuarto túnel alpino, el Túnel Simplon, entre Suiza e Italia. Tiene 19,8 km (12,3 millas) de largo y fue el túnel más largo del mundo hasta 1982. También fue el túnel más profundo del mundo, con una superposición de roca máxima de aproximadamente 2150 m (7050 pies).
• El Holland Tunnel de 1927 fue el primer túnel submarino diseñado para automóviles. La construcción requería un novedoso sistema de ventilación.
• En 1945 se completó el túnel del acueducto de Delaware, que abastecía de agua a la ciudad de Nueva York en los EE. UU. Con 137 km (85 millas), es el túnel más largo del mundo.
• En 1988, se completó el túnel Seikan de 53,850 km (33,461 millas) de largo en Japón bajo el estrecho de Tsugaru, que une las islas de Honshu y Hokkaido. Era el túnel ferroviario más largo del mundo en ese momento.

Más largo

• El acueducto de Thirlmere en el noroeste de Inglaterra, Reino Unido, a veces se considera el túnel más largo, de cualquier tipo, en el mundo con 154 km (96 millas), aunque la sección del túnel del acueducto no es continua.
• El túnel de agua de Dahuofang en China, inaugurado en 2009, es el tercer túnel de agua más largo del mundo con 85,3 km (53,0 mi) de longitud.
• El túnel de base de San Gotardo en Suiza, inaugurado en 2016, es el túnel ferroviario más largo y profundo del mundo con 57,1 km (35,5 millas) de longitud y 2450 m (8040 pies) de profundidad máxima por debajo del macizo de San Gotardo. Proporciona una ruta de tránsito plana entre el norte y el sur de Europa bajo los Alpes suizos, a una altura máxima de 549 m (1801 pies).
• El Túnel Seikan en Japón conecta la isla principal de Honshu con la isla norteña de Hokkaido por ferrocarril. Tiene 53,9 kilómetros (33,5 millas) de largo, de los cuales 23,3 km (14,5 millas) cruzan el estrecho de Tsugaru bajo el agua.
• El Túnel del Canal cruza el Canal de la Mancha entre Francia y el Reino Unido. Tiene una longitud total de 50 km (31 millas), de los cuales 39 km (24 millas) son la sección de túnel submarino más larga del mundo.
• El túnel de base de Lötschberg en Suiza fue el túnel ferroviario terrestre más largo, con una longitud de 34,5 km (21,4 millas), desde su inauguración en 2007 hasta la finalización del túnel de base de San Gotardo en 2016.
• El túnel de Lærdal en Noruega desde Lærdal hasta Aurland es el túnel de carretera más largo del mundo, destinado a automóviles y vehículos similares, con 24,5 km (15,2 millas).
• El túnel de Zhongnanshan en la República Popular de China, inaugurado en enero de 2007, es el segundo túnel de carretera más largo del mundo y el túnel de carretera de montaña más largo de Asia, con 18 km (11 millas).
• El túnel del canal más largo es el Túnel Rove en Francia, con más de 7,12 km (4,42 millas) de largo.

Incapaz

• El Túnel Moffat, inaugurado en 1928, pasa por debajo de la División Continental de las Américas en Colorado. El túnel tiene 10,0 km (6,2 millas) de largo y, a una altura de 2816 m (9239 pies), es el túnel ferroviario activo más alto de los EE. UU. (La Tennessee Pass Line inactiva y el histórico Alpine Tunnel son más altos).
• Los túneles de Williamson en Liverpool, de 1804 y terminados alrededor de 1840 por un rico excéntrico, son probablemente la locura subterránea más grande del mundo. Los túneles fueron construidos sin ningún propósito funcional.
• La red de túneles de carga de Chicago es la red de túneles de calles urbanas más grande y comprende 97 km (60 millas) de túneles debajo de la mayoría de las calles del centro de Chicago. Funcionó entre 1906 y 1956 como red de mercancías, conectando sótanos de edificios y estaciones de ferrocarril. Después de una inundación de 1992, la red fue sellada, aunque algunas partes aún cuentan con infraestructura de comunicaciones y servicios públicos.
• Pennsylvania Turnpike se inauguró en 1940 con siete túneles, la mayoría de los cuales fueron perforados como parte del Ferrocarril del Sur de Pensilvania muerto y le dieron a la carretera el sobrenombre de "Tunnel Highway". Cuatro de los túneles (Allegheny Mountain, Tuscarora Mountain, Kittatinny Mountain y Blue Mountain) permanecen en uso activo, mientras que los otros tres (Laurel Hill, Rays Hill y Sideling Hill) se pasaron por alto en la década de 1960; los dos últimos túneles se encuentran en una sección desviada de la autopista de peaje ahora conocida comúnmente como la autopista de peaje abandonada de Pensilvania.
• El túnel de carretera de Fredhälls se inauguró en 1966, en Estocolmo, Suecia, y el túnel de carretera de New Elbe se inauguró en 1975 en Hamburgo, Alemania. Ambos túneles transitan alrededor de 150.000 vehículos al día, lo que los convierte en dos de los túneles con más tráfico del mundo.
• El túnel Honningsvåg (4,443 km (2,76 millas) de largo) se inauguró en 1999 en la ruta europea E69 en Noruega como el túnel de carretera más septentrional del mundo, a excepción de las minas (que existen en Svalbard).
• El túnel vial de la Arteria Central en Boston, Massachusetts, es parte del Big Dig más grande que se completó alrededor de 2007 y transporta aproximadamente 200,000 vehículos por día debajo de la ciudad a lo largo de la Interestatal 93, la Ruta 1 de EE. UU. y la Ruta 3 de Massachusetts, que comparten una concurrencia a través de los túneles El Big Dig reemplazó la vieja carretera elevada I-93 muy deteriorada de Boston.
• El túnel vial y de gestión de aguas pluviales o túnel SMART es una estructura combinada de drenaje pluvial y vial inaugurada en 2007 en Kuala Lumpur, Malasia. El túnel de 9,7 km (6,0 millas) es el túnel de drenaje de aguas pluviales más largo del sudeste asiático y el segundo más largo de Asia. La instalación puede funcionar como un paso simultáneo de tráfico y aguas pluviales, o dedicarse exclusivamente a las aguas pluviales cuando sea necesario.
• El túnel Eiksund en la carretera nacional Rv 653 en Noruega es el túnel de carretera submarino más profundo del mundo, mide 7,776 km (4,832 millas) de largo, con el punto más profundo a -287 m (-942 pies) por debajo del nivel del mar, inaugurado en febrero de 2008.
• El túnel ferroviario de Gerrards Cross, en Inglaterra, inaugurado en 2010, se destaca porque convirtió un corte ferroviario existente en un túnel para crear terreno para construir un supermercado sobre el túnel. El ferrocarril en el corte se abrió por primera vez alrededor de 1906 y se extendió durante 104 años para completar un túnel ferroviario. El túnel se construyó utilizando el método de cubierta con grúas en formas prefabricadas para mantener en funcionamiento el concurrido ferrocarril. Una sucursal de la cadena de supermercados Tesco ocupa el terreno recién creado sobre el túnel ferroviario, con una estación de tren existente adyacente al final del túnel. Durante la construcción, una parte del túnel se derrumbó cuando se añadió una capa de tierra. Los encofrados prefabricados se cubrieron con una capa de hormigón armado tras el derrumbe.
• El túnel Fenghuoshan, terminado en 2005 en el ferrocarril Qinghai-Tíbet, es el túnel ferroviario más alto del mundo, a unos 4,905 km (3,05 millas) sobre el nivel del mar y 1338 m (0,831 millas) de largo.
• El túnel de La Línea en Colombia, 2016, es el túnel de montaña más largo de 8,58 km (5,33 millas) en América del Sur. Cruza debajo de una montaña a 2.500 m (8.202,1 pies) sobre el nivel del mar con seis carriles de circulación y tiene un túnel de emergencia paralelo. El túnel está sujeto a una fuerte presión de agua subterránea. El túnel unirá Bogotá y su área urbana con la región cafetera y con el principal puerto de la costa pacífica colombiana.
• El Proyecto Chicago Deep Tunnel es una red de 175 km (109 millas) de túneles de drenaje diseñados para reducir las inundaciones en el área de Chicago. Iniciado a mediados de la década de 1970, el proyecto debe completarse en 2029.
• El túnel de agua n.º 3 de la ciudad de Nueva York, iniciado en 1970, tiene una fecha de finalización prevista para 2020 y medirá más de 97 km de largo (60 millas).

Minería

El uso de túneles para la minería se denomina minería a la deriva.

Uso militar

Algunos túneles no son para el transporte en absoluto, sino que son fortificaciones, por ejemplo, Mittelwerk y Cheyenne Mountain Complex. Las técnicas de excavación, así como la construcción de búnkeres subterráneos y otras áreas habitables, a menudo se asocian con el uso militar durante conflictos armados o con respuestas civiles a amenazas de ataque. Otro uso de los túneles era el almacenamiento de armas químicas [2].

Túneles secretos

Los túneles secretos han permitido la entrada o el escape de un área, como los túneles de Cu Chi o los túneles de contrabando en la Franja de Gaza que la conectan con Egipto. Aunque la red de ferrocarril subterráneo utilizada para transportar esclavos fugitivos era "subterránea" principalmente en el sentido de secreto, ocasionalmente se usaban túneles ocultos. Los túneles secretos también se utilizaron durante la Guerra Fría, debajo del Muro de Berlín y en otros lugares, para el contrabando de refugiados y para el espionaje.

Los contrabandistas usan túneles secretos para transportar o almacenar contrabando, como drogas y armas ilegales. Se estimó que los túneles de 300 m (1,000 pies) elaborados con ingeniería elaborada para el contrabando de drogas a través de la frontera entre México y EE. UU. requerían hasta 9 meses para completarse y un gasto de hasta $ 1 millón. Algunos de estos túneles estaban equipados con iluminación, ventilación, teléfonos, bombas de drenaje, elevadores hidráulicos y, al menos en un caso, un sistema de transporte ferroviario electrificado. Los ladrones también han utilizado túneles secretos para entrar en bóvedas de bancos y tiendas minoristas fuera del horario de atención. Las Fuerzas de Seguridad Fronteriza han descubierto varios túneles a lo largo de la Línea de Control a lo largo de la frontera entre India y Pakistán, principalmente para permitir el acceso de terroristas al territorio indio de Jammu y Cachemira.

Se desconoce el uso real de los túneles erdstall, pero las teorías lo conectan con un ritual de renacimiento.

Túneles naturales

• Los tubos de lava son conductos de lava vacíos, formados durante las erupciones volcánicas por el flujo y el enfriamiento de la lava.
• El Parque Estatal Natural Tunnel (Virginia, EE. UU.) presenta un túnel natural de 850 pies (259 m), en realidad una cueva de piedra caliza, que se ha utilizado como túnel ferroviario desde 1890.
• Punarjani Guha en Kerala, India. Los hindúes creen que arrastrarse a través del túnel (que creen que fue creado por un dios hindú) de un extremo al otro lavará todos los pecados de uno y le permitirá renacer. Solo los hombres pueden arrastrarse por el túnel.
• Torghatten, una isla noruega con silueta en forma de sombrero, tiene un túnel natural en el medio del sombrero, que deja pasar la luz. Se dice que el túnel de 160 metros (520 pies) de largo, 35 metros (115 pies) de alto y 20 metros (66 pies) de ancho es el agujero hecho por una flecha del troll enojado Hestmannen, siendo la colina el sombrero del rey troll de Sømna tratando de salvar a la hermosa Lekamøya. Se cree que el túnel es en realidad obra del hielo. El sol brilla a través del túnel durante períodos de dos minutos cada año.
• Los campañoles, las ardillas listadas y otros roedores crean pequeños "túneles de nieve", llamados madrigueras, para protegerse y acceder a las fuentes de alimento.

Accidentes mayores

• Accidente ferroviario del túnel Clayton (1861): confusión sobre las señales de bloque que conducen a la colisión, 23 muertos.
• Accidente ferroviario en el túnel de Welwyn (1866): el tren falló en el túnel, el guardia no protegió al tren.
• Incendio de tren del metro de París (1904): incendio de tren en la estación de metro de Couronnes, 84 muertos por humo y gases.
• Desastre del tren de Balvano (1944): asfixia de unos 500 pasajeros "no oficiales" en un tren de carga.
• Incendio del túnel de Caldecott (1982): gran accidente e incendio en el túnel de vehículos de motor.
• Incendio del Túnel del Canal (1996)
• La muerte de la princesa Diana (1997) - Accidente automovilístico en el túnel Pont de l'Alma, París, en el que murió la princesa Diana.
• Incendio del túnel del Mont Blanc (1999)