Un túnel es un pasaje subterráneo o submarino. Se excava en el suelo, tierra o roca circundante, o se coloca bajo el agua, y está cerrado excepto por los portales , 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 los métodos tradicionales de perforación de túneles.
Un túnel puede ser para tráfico rodado peatonal o vehicular , para 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 suministrar agua para consumo o para centrales hidroeléctricas . Los túneles de servicios públicos se utilizan para encaminar cables de vapor, agua helada, energía eléctrica o telecomunicaciones, así como para conectar edificios para el paso conveniente de personas y equipos.
Los túneles secretos son construidos con fines militares, o por civiles para el contrabando de armas , contrabando o personas . Se construyen túneles especiales, como cruces de vida silvestre , para permitir que la vida silvestre cruce las barreras creadas por el hombre de manera segura. Los túneles se pueden conectar entre sí en redes de túneles .
Un túnel es relativamente largo y estrecho; la longitud suele ser mucho mayor que el doble del diámetro , aunque se pueden construir excavaciones similares más cortas, como pasajes transversales entre túneles.
Gran parte de la tecnología inicial de construcción de túneles evolucionó a partir de la ingeniería minera y militar . La etimología de los términos "minería" (para extracción de minerales o ataques de asedio ), "ingeniería militar" e " ingeniería civil " revela estas profundas conexiones históricas.
Antigüedad y alta edad media
Los predecesores de los túneles modernos fueron los túneles que transportaban agua para riego , bebida o alcantarillado . Los primeros qanats se conocen desde antes del 2000 a.C.
El Túnel de Eupalinos es un acueducto túnel de 1.036 m (3.399 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 excavado en ambos extremos, después del túnel de Siloé en el barrio de Silwan, en el este de Jerusalén .
En la Franja de Gaza , la red de túneles fue utilizada por estrategas judíos como refugios excavados en la roca, en los primeros vínculos con la resistencia judía contra el dominio romano en la revuelta de Bar Kokhba durante el siglo II d.C.
Investigación y diseño geotécnico.
Un proyecto de túnel importante debe comenzar con una investigación exhaustiva de las condiciones del terreno mediante la recolección de muestras de pozos y otras técnicas geofísicas. De esta forma se podrá elegir con conocimiento de causa la maquinaria y los métodos de excavación y apoyo del terreno, lo que reducirá el riesgo de encontrar condiciones imprevistas del terreno. Al planificar la ruta, se pueden seleccionar las alineaciones horizontales y verticales para aprovechar las mejores condiciones del suelo y del agua. Es una práctica común ubicar un túnel más profundo de lo que sería necesario de otra manera, para poder excavar a través de roca sólida u otro material que sea más fácil de soportar durante la construcción.
Los estudios documentales convencionales y los estudios preliminares del sitio pueden proporcionar 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 reposo de los terrenos más blandos. Esto puede ser una preocupación particular en túneles de gran diámetro. Para brindar más información, se puede construir un túnel piloto (o "túnel de deriva") antes de la excavación principal. Es menos probable que este túnel más pequeño colapse catastróficamente si se cumplen condiciones inesperadas, y puede incorporarse al túnel final o usarse como pasaje de respaldo o de escape de emergencia. Alternativamente, a veces se pueden perforar pozos horizontales delante de la cara del túnel en avance.
Otros factores geotécnicos clave:
El tiempo de reposo es la cantidad de tiempo que una cavidad recién excavada puede sostenerse sin estructuras adicionales. 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. [3]
El control del agua subterránea es muy importante en la construcción de túneles. El agua que se filtra hacia un túnel o un pozo vertical disminuirá en gran medida el tiempo de espera, lo que provocará 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. [4] Una tecnología muy eficaz pero costosa es la congelación del suelo , que utiliza tuberías que se insertan en el suelo que rodea la excavación y que luego se enfrían con fluidos refrigerantes especiales. Esto congela el suelo alrededor de cada tubería hasta que todo el espacio queda 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 reposo. Si la excavación de un túnel es más ancha que alta, tendrá más dificultades para sostenerse, lo que disminuirá su tiempo de reposo. Es más difícil hacer que una excavación cuadrada o rectangular sea autoportante debido a la concentración de tensiones en las esquinas. [5]
Elección de túneles versus puentes
El túnel del puerto de Baltimore , EE. UU., que lleva la I-895 , sirve como ejemplo de túnel para cruzar aguas construido en lugar de un puente.
Para los cruces de agua, la construcción de un túnel es generalmente más costosa que un puente. Sin embargo, consideraciones tanto de navegación como de tráfico pueden limitar el uso de puentes altos o puentes levadizos que se cruzan con canales de navegación, lo que requiere un túnel.
Los puentes suelen requerir una huella mayor en cada orilla que los túneles. En zonas con propiedades inmobiliarias caras, como Manhattan y las zonas urbanas 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 tierras, redecorar y reunir la ciudad con el paseo marítimo.
El túnel Queensway de 1934 bajo el río Mersey en Liverpool fue elegido sobre un puente enormemente alto por razones de defensa; Se temía que los aviones pudieran destruir un puente en tiempos de guerra, no sólo perjudicando el tráfico por carretera sino bloqueando la navegación del río. Los costes de mantenimiento de un enorme puente por el que pasarían los barcos más grandes del mundo se consideraron más elevados 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 en lugar de puentes por consideraciones estratégicas; En caso de daños, los puentes podrían impedir que los buques de la Armada de los EE. UU . abandonen la Estación Naval de Norfolk .
Otras razones para elegir un túnel en lugar de un puente incluyen evitar dificultades con las mareas, el clima y el transporte marítimo 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 paisaje), y también por razones de capacidad de peso (puede ser más factible construir un túnel que un puente suficientemente fuerte).
Los túneles presentan riesgos especiales, especialmente por incendios de vehículos, cuando los gases de combustión pueden asfixiar a los usuarios, como ocurrió 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 Balvano , fue causado por un tren que se detuvo 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 estimación de costes.
A menudo se necesitan fondos gubernamentales para la creación de túneles. [6] Cuando se planifica o construye un túnel, la economía y la política desempeñan 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 desglose del trabajo (WBS) y un método de ruta crítica (CPM). Además, 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 suponen financiación a largo plazo, normalmente mediante la emisión de bonos .
Es necesario identificar los costes y beneficios de una infraestructura como un túnel. Pueden surgir disputas políticas, como en 2005, cuando la Cámara de Representantes de Estados Unidos aprobó una subvención federal de 100 millones de dólares para construir un túnel bajo el 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. [7] El aumento de impuestos para financiar un gran proyecto puede causar oposición. [8]
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 terreno, las condiciones del agua subterránea, la longitud y el diámetro del túnel, la profundidad del túnel, la logística de soporte de 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 a cielo abierto se construyen en una zanja poco profunda y luego se cubren. Los túneles perforados se construyen in situ, sin remover el suelo de arriba. Finalmente, se puede sumergir un tubo en una masa de agua, lo que se denomina túnel sumergido.
El corte y cubierta 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. [9]
Hay dos formas básicas de construcción de túneles a cielo abierto:
Método de abajo hacia arriba : Se excava una zanja, con apoyo del suelo si es necesario, y en ella se construye el túnel. El túnel puede ser de hormigón in situ, de hormigón prefabricado, de arcos prefabricados o de arcos de acero corrugado; En los primeros tiempos se utilizaba ladrillo. Luego se rellena cuidadosamente la zanja y se restituye 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. Sólo se necesita una excavación poco profunda para construir el techo del túnel utilizando vigas prefabricadas o hormigón in situ asentado en las paredes. Luego se rehabilita la superficie excepto las aberturas de acceso. Esto permite el restablecimiento temprano de carreteras, servicios y otras características de la superficie. Luego se realiza la excavación bajo el techo permanente del túnel y se construye la losa de 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 túnel . Para niveles intermedios, ambos métodos son posibles.
Las grandes cajas precortadas se utilizan a menudo en las 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, andenes de estaciones, acceso de pasajeros y salida de emergencia, ventilación y control de humo, salas de personal y 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 las estaciones y el acceso de pasajeros. Sin embargo, las partes originales de la red de metro de Londres, los ferrocarriles metropolitanos y distritales, se construyeron mediante sistema cut-and-cover. Estas líneas eran anteriores a la tracción eléctrica y la proximidad a la superficie servía para ventilar los inevitables humos y vapores.
Una desventaja importante del corte y cubierta es la perturbación generalizada que se genera a nivel de la superficie durante la construcción. [10] Esto, y la disponibilidad de tracción eléctrica, provocaron el cambio del metro de Londres a túneles perforados a un nivel más profundo hacia finales del siglo XIX.
taladradoras
Un trabajador queda eclipsado por el extremo cortante de una tuneladora utilizada para excavar el túnel de base del San Gotardo ( Suiza ), el túnel ferroviario más largo del mundo.
Las tuneladoras (TBM) y los sistemas de respaldo asociados se utilizan para automatizar en gran medida todo el proceso de excavación de túneles, lo que reduce los costos de excavación. En determinadas aplicaciones predominantemente urbanas, la perforación de túneles se considera una alternativa rápida y rentable a la instalación de vías y carreteras de superficie. Se elimina la costosa compra forzosa de edificios y terrenos, con largos trámites de planificación. Las desventajas de las tuneladoras surgen de su tamaño generalmente grande: la dificultad de transportar la tuneladora grande al sitio de construcción del túnel o (alternativamente) el alto costo de ensamblar la tuneladora en el sitio, a menudo dentro de los límites del túnel que se está construyendo.
Existe una variedad de diseños de TBM que pueden operar en una variedad de condiciones, desde roca dura hasta terrenos blandos con agua. Algunas tuneladoras, las de lodo de bentonita y las de equilibrio de presión de tierra, tienen compartimentos presurizados en el extremo frontal, lo que les permite usarse en condiciones difíciles debajo del nivel freático . Esto presuriza el suelo delante del cabezal cortador de la TBM 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 las cortadoras. Esto requiere precauciones especiales, como el tratamiento local del terreno o la parada de la tuneladora en un lugar 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, que requería que los operadores trabajaran a alta presión y pasar por procedimientos de descompresión al final de sus turnos. , al igual que los buceadores de aguas profundas .
En febrero de 2010, Aker Wirth entregó una tuneladora a Suiza para la ampliación de las centrales eléctricas de Linth-Limmern, situadas al sur de Linthal , en el cantón de Glaris . El pozo tiene un diámetro de 8,03 metros (26,3 pies). [11] Las cuatro tuneladoras utilizadas para excavar el túnel de base de San Gotardo , de 57 kilómetros (35 millas) , en Suiza , tenían un diámetro de aproximadamente 9 metros (30 pies). Se construyó una tuneladora más grande para perforar el túnel Green Heart (en holandés: Tunnel Groene Hart) como parte del HSL-Zuid en los Países Bajos, con un diámetro de 14,87 metros (48,8 pies). [12] Esta a su vez fue reemplazada por la circunvalación M30 de Madrid , España , y los túneles de Chong Ming en Shanghai , China . Todas estas máquinas fueron construidas al menos en parte por Herrenknecht . En agosto de 2013 [update], la tuneladora más grande del mundo era " Big Bertha ", una máquina de 57,5 pies (17,5 m) de diámetro construida por Hitachi Zosen Corporation , que cavó el túnel de reemplazo del Viaducto Alaskan Way en Seattle, Washington (EE. UU.). [13]
patadas de arcilla
El pateo de arcilla es un método especializado desarrollado en el Reino Unido para cavar túneles en estructuras de suelo resistentes 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 pateo de arcilla era relativamente silencioso y, por lo tanto, no dañaba las estructuras blandas a base de arcilla. El pateador de arcilla se coloca sobre una tabla en un ángulo de 45 grados con respecto a la superficie de trabajo e inserta con los pies una herramienta con un extremo redondeado en forma de copa. Girando la herramienta manualmente, el pateador extrae una sección de tierra, que luego se coloca sobre el extracto residual.
Utilizado en la ingeniería civil victoriana , el método encontró aceptación en la renovación de los antiguos sistemas de alcantarillado de Gran Bretaña , al no tener que eliminar todas las propiedades o infraestructura 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 prácticamente silencioso y, por lo tanto, no era susceptible a métodos de detección de escucha. [14]
Ejes
Ilustración de 1886 que muestra el sistema de ventilación y drenaje del túnel ferroviario de Mersey.
A veces es necesario un pozo de acceso temporal durante la excavación de un túnel. Suelen ser circulares y bajan recto 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 al fondo y se 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. [5]
Una vez que se completa la construcción, los pozos de acceso a la construcción a menudo se usan como pozos de ventilación y también pueden usarse como salidas de emergencia.
Técnicas de hormigón proyectado.
El nuevo método austriaco de construcción de túneles (NATM), también conocido como método de excavación secuencial (SEM) [15] , se desarrolló en la década de 1960. La idea principal de este método es utilizar la tensión geológica del macizo rocoso circundante para estabilizar el túnel, permitiendo una relajación medida y una reasignación de tensiones en la roca circundante para evitar que se impongan cargas completas sobre los soportes. A partir de mediciones geotécnicas se calcula una sección transversal óptima. La excavación está protegida por una capa de hormigón proyectado, comúnmente denominado hormigón proyectado . Otras medidas de soporte pueden incluir arcos de acero, pernos para roca y malla. Los avances tecnológicos en la tecnología del hormigón proyectado han dado como resultado la adición de 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 . [15]
Gracias a un control especial , el método NATM es flexible incluso en caso de cambios sorprendentes en la consistencia geomecánica de la roca durante los trabajos de excavación. Las propiedades de la roca medidas conducen a herramientas adecuadas para el refuerzo de túneles . [15]
El gato con caja es similar al gato con tubería, pero en lugar de tubos con gato, se utiliza un túnel en forma de caja. Las cajas con gato pueden tener una envergadura mucho mayor que un gato de tubería, y la luz 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 eliminación de los desechos normalmente se realiza mediante una excavadora desde el interior de la caja. Los desarrollos recientes del Jacked Arch y Jacked deck han permitido instalar estructuras cada vez más grandes con gran precisión.
También hay varias aproximaciones a los túneles submarinos, siendo los dos más comunes los túneles perforados o los 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 túneles de este tipo.
manera temporal
Durante la construcción de un túnel suele ser conveniente instalar una vía férrea temporal, particularmente para retirar los escombros excavados , a menudo de vía estrecha para que pueda ser de doble vía y permitir el funcionamiento de trenes vacíos y cargados al mismo tiempo. La vía temporal es reemplazada por la vía permanente al finalizar, explicando así el término " Perway ".
Los vehículos o el tráfico que utiliza un túnel pueden superarlo, siendo necesario sustituirlo o ampliarlo:
El túnel Gib original de una sola línea cerca de Mittagong fue reemplazado por un túnel de doble vía, y el túnel original se utilizó para cultivar hongos. [16] [17]
El túnel de doble vía de 1832 de una milla (1,6 km) de largo desde Edge Hill hasta Lime Street en Liverpool fue eliminado casi por completo, aparte de una sección de 50 metros (55 yardas) en Edge Hill y una sección más cercana a Lime Street. ya que se requerían cuatro pistas. El túnel se excavó en un corte muy profundo de cuatro vías, con túneles cortos en algunos lugares a lo largo del corte. Los servicios de trenes no fueron interrumpidos mientras avanzaban las obras. [18] [19] Hay otros casos de túneles que han sido reemplazados por cortes abiertos, por ejemplo, el túnel Auburn .
Los túneles también se pueden ampliar bajando el suelo. [21]
Pozo de construcción abierto
Un pozo de construcción abierto consta de un límite horizontal y vertical que mantiene el agua subterránea y el suelo fuera del pozo. Existen varias alternativas y combinaciones potenciales para los límites de los fosos de construcción (horizontales y verticales). La diferencia más importante con el corte y cubierta es que el foso abierto del edificio se silencia después de la construcción del túnel; no se coloca techo.
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. túnel perforado de más de un diámetro del mundo. [22] En el momento de la construcción, se trataba de una combinación de vía bidireccional de ferrocarril y camiones en el piso inferior con automóviles arriba, ahora convertida a tráfico de vehículos 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. [23]
Además, en 2015 el gobierno turco anunció que construirá un túnel de tres niveles, también bajo el Bósforo. [24] El túnel está destinado a transportar tanto el metro de Estambul como una autopista de dos niveles, en una longitud de 6,5 km (4,0 millas).
El túnel dúplex francés A86 [fr] 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 son dirigidos al otro tubo. Cada nivel se construyó con una calzada de tres carriles, pero sólo 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 Llevar a la fuerza , China, a partir de 2002 se construyó un túnel de dos pisos y dos tubos de 2,8 km (1,7 millas). En cada tubo del túnel de carretera de Fuxing [zh], ambos pisos son para vehículos de motor. En cada dirección, sólo los automóviles y taxis viajan por 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 los automóviles, pueden usar el piso único de 4,0 m (13 pies) de altura. carril de nivel inferior. [25]
En los Países Bajos, en 2016 se inauguró un túnel de carretera de 2,3 km (1,4 millas) de dos pisos y ocho carriles bajo la ciudad de Maastricht . [26] Cada nivel tiene capacidad para una altura completa, de dos por dos autopista de carril. Los dos tubos inferiores del túnel conducen la autopista A2 , que nace en Ámsterdam, a través de la ciudad; y los dos tubos superiores toman la carretera regional N2 para el tráfico local. [27]
El túnel de la calle 63 de la ciudad de Nueva York bajo el 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, [28] y los dos lados del túnel se perforaron en 1972. [29] El nivel superior, utilizado por la línea IND 63rd Street ( tren F ) del metro de la ciudad de Nueva York, no se abrió durante servicio de pasajeros hasta 1989. [30] El nivel inferior, destinado al tren de cercanías, recibió servicio de pasajeros después de la finalización del proyecto East Side Access , a fines de 2022. [31]
En el Reino Unido, el túnel Queensway de 1934 bajo el río Mersey entre Liverpool y Birkenhead originalmente debía tener vehículos de carretera circulando en el piso superior y tranvías en el inferior. Durante la construcción se canceló el uso del tranvía. La sección inferior sólo se utiliza para cables, tuberías y recintos de refugio de emergencia en caso de accidentes.
El túnel Lion Rock 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 , presentando una galería que contiene cinco tuberías principales de agua con diámetros entre 1,2 m y 1,5 m por debajo del tramo de carretera de el tunel. [32]
El túnel Mount Baker tiene tres niveles. El nivel inferior será utilizado por el tren ligero Sound Transit . El nivel medio es utilizado por el tráfico de automóviles. La capa superior es para acceso de bicicletas y peatones.
Algunos túneles tienen más de un propósito. El túnel SMART en Malasia es el primer " túnel de carretera y gestión de aguas pluviales " multipropósito 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 a 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 con normalidad. Sólo 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. [36]
Los conductos de servicios públicos comunes o los túneles de servicios públicos transportan dos o más líneas de servicios públicos. Mediante la ubicación conjunta de diferentes servicios públicos en un túnel, las organizaciones pueden reducir los costos de construcción y mantenimiento de servicios públicos.
A veces se pueden construir puentes cubriendo una carretera, un río o una vía de ferrocarril con arcos de ladrillo o acero y luego nivelando la superficie con tierra. En el lenguaje ferroviario, una vía a nivel de superficie construida o cubierta se denomina normalmente "vía cubierta".
Un paso inferior es una carretera o vía férrea u otro paso que pasa por debajo de otra carretera o vía férrea, bajo un paso elevado . Esto no es estrictamente un túnel.
Debido al espacio cerrado de un túnel, los incendios pueden tener consecuencias muy graves para los usuarios. Los principales peligros son la producción de gases y humo, siendo incluso concentraciones bajas de monóxido de carbono altamente tóxicas. Por ejemplo, en el incendio del túnel de San Gotardo en 2001 murieron 11 personas ; 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 humo tóxico, más que por el accidente inicial. Asimismo, 84 personas murieron en el incendio del tren del Metro de París en 1904.
Los túneles para vehículos motorizados suelen requerir conductos de ventilación y ventiladores motorizados para eliminar los gases de escape tóxicos durante el funcionamiento rutinario. [37]
Los túneles ferroviarios generalmente requieren menos cambios de aire por hora , pero aún así pueden requerir ventilación de aire forzado . Ambos tipos de túneles suelen tener disposiciones para aumentar la ventilación en condiciones de emergencia, como un incendio. Aunque existe el riesgo de aumentar la tasa de combustión debido al aumento del 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 entran en un túnel [38] se refleja en sus extremos abiertos y cambia de signo ( el frente de onda de compresión cambia a un frente de onda de rarefacción y viceversa); Cuando dos frentes de onda del mismo letrero se encuentran con el tren, una presión de aire rápida y significativa [39] puede causar molestias auditivas [40] a los pasajeros y a la tripulación. Cuando los trenes de alta velocidad salen de los túneles, puede producirse un fuerte " estruendo del túnel ", que puede molestar a los residentes cerca de la boca del túnel, y se agrava en los valles montañosos, donde el sonido puede hacer eco.
Cuando hay disponible un túnel paralelo y separado, generalmente se proporcionan puertas de emergencia herméticas pero no desbloqueadas que permiten al personal atrapado escapar de un túnel lleno de humo hacia el tubo paralelo. [41]
Los túneles más grandes y muy utilizados, como el túnel Big Dig en Boston, Massachusetts , pueden tener un centro de operaciones con personal dedicado las 24 horas que monitorea e informa sobre las condiciones del tráfico y responde a emergencias. [42] 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 utilizando 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 considerablemente menos daños que las estructuras superficiales.
El daño reportado disminuye al aumentar la profundidad de la sobrecarga. Los túneles profundos parecen ser más seguros y menos vulnerables a los terremotos 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 con lechada son más seguros que los túneles en roca sin revestimiento. Los daños por sacudidas se pueden reducir estabilizando el suelo alrededor del túnel y mejorando el contacto entre el revestimiento y el suelo circundante mediante lechada.
Los túneles son más estables bajo una carga simétrica, lo que mejora la interacción entre el suelo y el revestimiento. Mejorar el revestimiento del túnel colocando secciones más gruesas y rígidas sin estabilizar el terreno pobre circundante puede resultar en fuerzas sísmicas excesivas en el revestimiento. El relleno con material móvil no cíclico [ se necesita aclaración ] y medidas de estabilización de rocas pueden mejorar la seguridad y estabilidad de los túneles poco profundos.
El daño puede estar relacionado con la aceleración y velocidad máxima del suelo según la magnitud y la distancia epicentral del terremoto afectado.
La duración de las sacudidas 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 del hormigón a lo largo de planos de debilidad. Estas frecuencias, que se atenúan rápidamente con la distancia, se pueden esperar principalmente a distancias pequeñas de la falla causante.
El movimiento del suelo puede amplificarse al incidir en 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 del túnel pueden ser importantes debido a la inestabilidad de la pendiente. [43]
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 la zona. El Centro Nacional de Información Medioambiental calcula los daños totales en 40 mil millones de dólares. [44] 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 conlleva un sistema de túneles. Los ingenieros y arquitectos realizan análisis exhaustivos sobre la fuerza con la que esperan que los terremotos azoten esa zona. Todo esto influye en el diseño general y la flexibilidad del túnel.
Esta misma tendencia de daños limitados al metro después de un terremoto se puede observar en muchos otros lugares. En 1985 un terremoto de magnitud 8,1 sacudió la Ciudad de México; no hubo daños al sistema de metro y, de hecho, los sistemas de metro sirvieron como salvavidas para el personal de emergencia y las evacuaciones. Una magnitud de 7,2 arrasó Kobe, Japón, en 1995, sin causar daños a los túneles. Los portales de entrada sufrieron daños menores, sin embargo, estos daños se atribuyeron a un diseño inadecuado del terremoto que se originó en la fecha de construcción original de 1965. En 2010, una magnitud de 8,8, masiva a cualquier escala, afligió a Chile. Las estaciones de entrada a los sistemas de metro sufrieron daños menores y el sistema de metro estuvo fuera de servicio durante el resto del día. A la tarde siguiente, el sistema de metro volvió a estar operativo. [45]
Ejemplos
En Historia
Los tres portales orientales de los túneles de Liverpool Edge Hill, construidos en un profundo corte excavado a mano. El túnel de la izquierda con vías es el segundo túnel corto de Crown Street de 1846, que todavía se utiliza para maniobras. En el centro, parcialmente oculto por la maleza, se encuentra el túnel Wapping 1829 de 2,03 km (1,26 millas) en desuso . A la derecha, oculto por la maleza, se encuentra el túnel corto original de Crown Street de 1829 en desuso.Acuarela de Thomas Talbot Bury de los portales del túnel de Edge HillQueda una pequeña sección del túnel de 1832 Edge Hill a Lime Street en Liverpool . Este y una pequeña sección del túnel original más cerca de Lime Street son los túneles ferroviarios más antiguos del mundo que aún están en uso activo.El túnel Donner Pass Summit de 1,659 pies (506 m) (n.° 6) estuvo en servicio desde 1868 hasta 1993.Portal sur del túnel del canal Dudley de 1791 en InglaterraEnfoque de Liverpool Lime Street . El túnel original de dos vías se eliminó para crear un corte profundo. Algunos de los puentes de carretera que se ven a través del corte son de roca sólida y, en efecto, son una serie de túneles cortos.Una perforadora neumática de rocas de finales del siglo XIX, inventada por Germain Sommeiller y utilizada para perforar los primeros grandes túneles a través de los Alpes.Pequeño túnel de ladrillo operativo en Francia
La historia de los túneles antiguos y de las excavaciones de túneles en el mundo se revisa en varias fuentes que incluyen muchos ejemplos de estas estructuras que fueron construidas para diferentes propósitos. [46] [47] A continuación se presentan brevemente algunos túneles antiguos y modernos bien conocidos:
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 más profundo conocido se encuentra en la ciudad iraní de Gonabad , que, después de 2.700 años, todavía proporciona agua potable y agrícola 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). [48]
El túnel de Siloé se construyó antes del 701 a. C. para proporcionar un suministro confiable de agua y resistir los ataques de asedio .
El acueducto de Eupalini en la isla de Samos ( norte del Egeo , 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 los trabajos de manera que el túnel se iniciara desde 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 . La existencia del túnel fue registrada por Heródoto (al igual que el muelle 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 exacta del túnel no fue restablecida hasta 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 de drenaje y alcantarillado conocidas en forma de túneles se construyó en Persépolis, Irán, al mismo tiempo que se construían sus cimientos en el año 518 a.C. En la mayoría de los lugares, la red se excavó 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 debajo del área del palacio. [49]
La Vía 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 d.C. Una carretera moderna, la SS 3 Flaminia, todavía utiliza este túnel, que tuvo un precursor que data del siglo III a. C.; También son visibles los restos de este túnel anterior (uno de los primeros túneles de carretera).
Se afirma que el túnel más antiguo del mundo que atraviesa un cuerpo de agua [50] es el Terelek kaya tüneli bajo el 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 algunos 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, y se supone que tuvo un propósito defensivo.
El túnel del canal Dudley de 1791 se encuentra en el canal Dudley , en Dudley , Inglaterra . El túnel tiene 2,9 km (1,83 millas) de largo. Cerrado en 1962, el túnel fue reabierto en 1973. La serie de túneles se amplió en 1984 y 1989. [51]
Túnel Fritchley , construido en 1793 en Derbyshire por la Butterley Company para transportar piedra caliza a su fábrica de herrería. La empresa Butterley diseñó y construyó su propio ferrocarril. Víctima de la depresión, la empresa cerró en 2009 después de 219 años. Se trata del túnel ferroviario más antiguo del mundo atravesado por vagones. Se utilizó transporte por gravedad y por caballos. El ferrocarril se convirtió en locomotora de vapor en 1813 utilizando una locomotora Steam Horse diseñada y construida por la compañía Butterley, sin embargo, volvió a ser caballos. Los trenes de vapor utilizaron el túnel continuamente desde la década de 1840, cuando el ferrocarril se convirtió a un 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 se volvió a sellar para preservar la construcción, ya que fue designado monumento antiguo. [52] [53]
El túnel del canal Butterley de 1794 tiene 3.083 yardas (2.819 m) de longitud en el canal Cromford en Ripley, Derbyshire , Inglaterra. El túnel se construyó simultáneamente con el túnel ferroviario de 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. [54]
El túnel Stoddart de 1796 en Chapel-en-le-Frith, Derbyshire , tiene fama de ser el túnel ferroviario más antiguo del mundo. Los vagones de ferrocarril originalmente eran tirados por caballos.
Los túneles Derby en Salem, Massachusetts , se construyeron en 1801 para contrabandear 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, liderados por Elias Derby, contrataron a la milicia de Salem para cavar los túneles y esconder el botín.
Se creó un túnel para la primera auténtica locomotora de vapor, de Penydarren a Abercynon . La locomotora Penydarren fue construida por Richard Trevithick . La locomotora realizó el histórico viaje de Penydarren a Abercynon en 1804. Parte de este túnel todavía se puede ver en Pentrebach , Merthyr Tydfil , Gales . Este es posiblemente el túnel ferroviario más antiguo del mundo, dedicado únicamente a máquinas de vapor autopropulsadas sobre rieles.
El túnel Montgomery Bell en Tennessee, un túnel de desvío de agua de 88 m de largo (289 pies) y 4,50 m × 2,45 m de alto (14,8 pies × 8,0 pies), para impulsar una rueda hidráulica, fue construido con 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 finales de la década de 1820, se desconoce la fecha exacta, aunque probablemente fue construido en 1828 o 1829. Este es el primer túnel del mundo construido bajo una línea ferroviaria. La construcción del ferrocarril de Liverpool a Manchester discurrió sobre un tranvía tirado por caballos que iba desde las minas de carbón de Sutton hasta la carretera de peaje Liverpool-Warrington. Se perforó un túnel debajo de la vía para el tranvía. Mientras se construía el ferrocarril, el túnel se puso en funcionamiento y se abrió antes que los túneles de Liverpool en la línea de Liverpool a Manchester. El túnel quedó obsoleto en 1844 cuando se desmanteló el tranvía. [55]
Estación de Crown Street , Liverpool , Inglaterra, 1829. Construido por George Stephenson , un túnel ferroviario de vía única de 266 m de largo (873 pies), fue perforado desde Edge Hill hasta Crown Street para dar servicio a la primera estación terminal de ferrocarril interurbano 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 mercancías. Cerrado en 1972, el túnel está en desuso. Sin embargo, es el túnel ferroviario de pasajeros que pasa bajo las calles más antiguo del mundo. [56] [57]
El túnel Wapping de 1829 en Liverpool, Inglaterra, de 2,03 km (1,26 millas) de largo en un ferrocarril de doble vía, fue el primer túnel ferroviario excavado bajo una metrópoli. El recorrido del túnel va desde Edge Hill en el este de la ciudad hasta Wapping Dock en el extremo sur de los muelles de Liverpool. El túnel se utilizó únicamente para mercancías que terminaban en la terminal de mercancías de Park Lane . Actualmente en desuso desde 1972, el túnel iba a formar parte de la red de metro Merseyrail , y las obras se iniciaron y se abandonaron debido a los costes. El túnel está en excelentes condiciones y Merseyrail todavía está considerando su reutilización, tal vez con una estación de metro 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. Si se reutiliza, el túnel será el túnel ferroviario subterráneo más antiguo del mundo y la sección más antigua de cualquier sistema de metro subterráneo. [57] [58] [59]
1832, túnel de la estación de tren de Lime Street , Liverpool. Bajo la metrópoli se perforó un túnel ferroviario de dos vías, de 1.811 km (1.125 millas) de largo, desde Edge Hill en el este de la ciudad hasta Lime Street en el centro de Liverpool. El túnel estuvo en uso desde 1832 y se utilizó 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. Este es el único caso en el que se elimina 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 todavía en uso y los más antiguos en uso debajo de las calles. [60] Con el tiempo, una sección de 525 m (0,326 millas) del corte profundo se volvió a convertir en túnel debido a que las secciones tenían edificios construidos sobre ellas.
El Box Tunnel de Inglaterra, inaugurado en 1841, era en el momento de su construcción el túnel ferroviario más largo del mundo. 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 más antiguo del mundo que todavía se utiliza bajo un asentamiento.
El Túnel Victoria de Newcastle , inaugurado en 1842, es una vía subterránea 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 en el río Tyne. Sigue prácticamente 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 atravesó bajo una masa de agua y el primero que se construyó utilizando un escudo de túnel . Originalmente utilizado como túnel peatonal, el túnel se convirtió en túnel ferroviario en 1869 y fue parte de la línea East London del metro de Londres hasta 2007. Era la sección más antigua de la red, aunque no el ferrocarril más antiguo construido expresamente. sección. A partir de 2010, el túnel pasó a formar parte de la red London Overground .
El Túnel Victoria / Túnel Waterloo de 3,34 km (2,08 millas) en Liverpool , Inglaterra, fue perforado durante la inauguración de una metrópoli en 1848. El túnel se utilizó inicialmente sólo para transporte de mercancías por ferrocarril que daba servicio a la terminal de carga de Waterloo, y más tarde para mercancías y pasajeros que sirvieron al barco de Liverpool. terminal de línea . El recorrido del túnel va desde Edge Hill en el este de la ciudad hasta el extremo norte de los muelles de Liverpool en Waterloo Dock . El túnel está dividido en dos túneles con un corto corte al aire libre que los une. El corte es donde se enganchaban y desenganchaban los trenes arrastrados por cable desde Edge Hill. Los dos túneles son efectivamente uno en la misma línea central y se consideran uno solo. Sin embargo, como inicialmente la sección Victoria de 2.375 m (1.476 millas) de largo fue originalmente arrastrada por cable y la sección más corta de Waterloo de 862 m (943 yardas) fue arrastrada por locomotora, se dieron dos nombres separados, la sección corta se llamó Túnel de Waterloo . En 1895, los dos túneles se reconvirtieron para el transporte de locomotoras. Utilizado hasta 1972, el túnel todavía se encuentra en excelentes condiciones. Una pequeña sección del túnel Victoria en Edge Hill todavía se utiliza para maniobras de trenes. Se está considerando la reutilización del túnel por la red Merseyrail . Se están considerando las estaciones cortadas en el túnel y también se ha propuesto su reutilización mediante un sistema de monorraíl de la remodelación propuesta de Liverpool Waters de los muelles centrales de Liverpool. [61] [62]
El túnel de vértice del ferrocarril de Semmering , el primer túnel alpino, se inauguró en 1848 y tenía 1,431 km (0,889 millas) de largo. Conectaba 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 y une la 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 inauguraron en enero de 1863. Las líneas actuales 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 inauguró el túnel Summit de 506 m (1,659 pies) del Ferrocarril del Pacífico Central (túnel n. ° 6) en Donner Pass en las montañas de la Sierra Nevada de California , lo que permitió el establecimiento del transporte masivo comercial 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, tras 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 aquel 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 era 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 bajo un paso, que discurría entre Francia e Italia.
Cuando se perfora la última barrena, el 26 de octubre de 2017, Ryfast se convierte en el túnel de carretera submarino más largo con sus 14,3 km de longitud, superando al túnel bajo la Bahía de Tokio, Japón (9.583 m.), y anteriormente al Túnel del Río Yangtze de Shanghai (8.950 m. .). [63] Se prevé que el túnel se abra para su uso en 2019.
El túnel del ferrocarril Mersey se inauguró en 1886 y va desde Liverpool hasta Birkenhead bajo el río Mersey. El Mersey Railway fue el primer ferrocarril subterráneo de gran profundidad del mundo. En 1892, las ampliaciones en tierra desde la estación Birkenhead Park hasta la estación central de bajo nivel de Liverpool dieron como resultado un túnel de 5,02 km (3,12 millas) de longitud. La sección subterránea del río tiene 1,21 km (0,75 millas) de longitud y fue el túnel submarino más largo del mundo en enero de 1886. [64] [65]
El túnel ferroviario de Severn se inauguró a finales de 1886, con 7.008 km (4.355 millas) de largo, aunque sólo 3,62 km (2,25 millas) del túnel se encuentran en realidad bajo el río Severn. El túnel reemplazó el récord más largo bajo el agua del túnel de Mersey Railway, que se mantuvo durante menos de un año.
James Greathead , al construir el túnel ferroviario de la ciudad y el sur de Londres bajo el Támesis, inaugurado en 1890, reunió tres elementos clave en la construcción de túneles bajo el agua:
método de excavación en escudo;
revestimiento permanente de túneles de hierro fundido;
construcción en un ambiente de aire comprimido para inhibir el flujo de agua a través del material del suelo blando hacia el encabezado del túnel. [66]
Construido en secciones entre 1890 y 1939, la sección de la línea Norte del metro de Londres desde Morden hasta East Finchley vía Bank era el túnel ferroviario más largo del mundo con 27,8 km (17,3 millas) de longitud.
El túnel St. Clair , también inaugurado más tarde en 1890, unía los elementos de los túneles Greathead a mayor escala. [66]
En 1906 se inauguró el cuarto túnel alpino, el Túnel del 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 Túnel Holland de 1927 fue el primer túnel submarino diseñado para automóviles. La construcción requirió un novedoso sistema de ventilación .
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 . En aquella época era el túnel ferroviario más largo del mundo.
más largo
El túnel de base del San Gotardo es la primera ruta llana que atraviesa una importante cadena montañosa.
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 millas) 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 elevación 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 mar.
El Eurotúnel 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 Lærdal en Noruega de Lærdal a 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 del canal más largo es el túnel Rove en Francia, con más de 7,12 km (4,42 millas) de largo.
Notable
El túnel para vehículos de carretera Big Dig en Boston , EE. UU.El túnel de Gerrards Cross en Inglaterra, terminado en 2010. Mirando hacia el oeste hacia la estación en marzo de 2005, se muestra la extensión de la construcción tres meses antes de que una pequeña sección colapsara.El portal oriental del túnel abandonado de Sideling Hill , Pensilvania, EE. UU., en 2009
Los túneles de Williamson en Liverpool , de 1804 y completados hacia 1840 por un rico excéntrico, son probablemente la locura subterránea más grande del mundo. Los túneles se construyeron sin finalidad funcional.
La red de túneles de carga de Chicago es la red de túneles urbanos 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 transporte de mercancías, conectando sótanos de edificios y estaciones de ferrocarril. Después de una inundación en 1992, la red quedó sellada, aunque algunas partes todavía cuentan con infraestructura de comunicaciones y servicios públicos.
El túnel de 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 de carretera Central Artery en Boston, Massachusetts , es parte del Big Dig más grande , completado alrededor de 2007, y transporta aproximadamente 200.000 vehículos/día bajo 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 antigua y muy deteriorada autopista elevada I-93 de Boston.
El túnel de carretera y gestión de aguas pluviales o túnel SMART , es una estructura combinada de drenaje pluvial y carretera 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 paso simultáneo de tráfico y aguas pluviales, o dedicarse exclusivamente a aguas pluviales cuando sea necesario.
El túnel Eiksund [67] 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. 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 inauguró por primera vez alrededor de 1906 y tardó más de 104 años en completar un túnel ferroviario. El túnel se construyó mediante 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 ferrocarril adyacente al final del túnel. Durante la construcción, una parte del túnel se derrumbó cuando se añadió cobertura de tierra. Los encofrados prefabricados se cubrieron con una capa de hormigón armado tras el derrumbe. [68]
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 1,338 m (0,831 millas) de largo.
El Túnel de La Línea en Colombia , 2016, es el túnel de montaña más largo de Sudamérica, con 8,58 km (5,33 millas). Cruza por 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 importante presión de agua subterránea . El túnel unirá Bogotá y su zona urbana con la zona cafetera, y con el principal puerto de la costa pacífica colombiana.
Algunos túneles no sirven en absoluto para el transporte, 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 fue el almacenamiento de armas químicas [71] [72] [1].
túneles secretos
Puerta de un compartimento donde dormían los esclavos fugitivos, en el Ferrocarril Subterráneo
Los contrabandistas utilizan túneles secretos para transportar o almacenar contrabando , como drogas y armas ilegales . Se estimó que los túneles de 300 m (1000 pies) de elaborada ingeniería construidos para contrabandear drogas a través de la frontera entre México y Estados Unidos requerían hasta 9 meses para completarse y un gasto de hasta 1 millón de dólares. [73] Algunos de estos túneles estaban equipados con iluminación, ventilación, teléfonos, bombas de drenaje, ascensores hidráulicos y, al menos en un caso, un sistema de transporte ferroviario electrificado. [73] Los ladrones también han utilizado túneles secretos para irrumpir en bóvedas de bancos y tiendas minoristas fuera de horario. [74] [75] 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 los terroristas al territorio indio de Jammu y Cachemira . [76] [77]
Vista a través de un túnel natural en Corea del Sur
Los tubos de lava son conductos de lava vaciados, formados durante las erupciones volcánicas por la lava que fluye y se enfría.
El Parque Estatal Natural Tunnel (Virginia, EE. UU.) cuenta con 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 y así permitirá alcanzar el renacimiento. Sólo los hombres pueden arrastrarse por el túnel.
Torghatten , una isla noruega con silueta en forma de sombrero, tiene un túnel natural en el centro 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 enojado troll Hestmannen, siendo la colina el sombrero. del rey troll de Sømna intentando salvar a la bella Lekamøya . Se cree que el túnel en realidad es obra de hielo. El sol brilla a través del túnel durante dos períodos de unos pocos minutos cada año. [78]
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