USAMV REGELE MIHAI I TIMISOARAFACULTATEA DE AGRICULTURASECTIA MASURATORI TERESTRE SI CADASTRU

Constructii , Cai de comunicare siLucrari de arta

Tuneluri

Tunelul SeikanTunelul Canalul Manecii

Prof. Ing Radu BerticiStudent: Alina Stancescu

Ce sunt tunelurile? Primele tuneluri au fost naturale, formate n diferite peteri. Ele aveau seciuni variabile i se gseau n roci calcaroase, sevind ca apeducte sau cale de legatura prin masa rocilor de munte intre 2 asezari umane.Lucrri subterane , dupa cum stie toata lumea,s-au executat cu milenii n urm. La egipteni, fenicieni, evrei, asirieni, greci, romani, s-au construit astfel de lucrri subterane, unele din ele avand scop religios, altele erau pentru exploatri miniere. Multe din vechile tuneluri s-au construit pentru a servi ca apeducte (de exemplu tunelul executat ntre anii 727 - 699 .Hr. pentru a aduce apa necesar la eleteul Siloam din Ierusalim)Tunelurile din timpurile antice aveau seciuni transversale mici, iar la construirea lor se ntrebuinau metode rudimentare. Sptura se executa cu ajutorul trnacoapelor, rngilor i penelor btute cu ciocanul. Dup ce penele de lemn erau bine mpnate n stnc, ele se udau cu ap ca s se umfle i s poat sparge stnca.Metoda cu focuri ntrebuinat de romani a fost considerat ca o prim mbuntire adus n construcia tunelurilor. Metoda consta n nclzirea pn la o temperatur ridicat a suprafeei de front a galeriei. Dup aceasta, suprafaa era rcit brusc cu ap sau cu oet. Crpturile formate ajutau mult la lucrrile de excavare. Metoda a fost folosit de romani i la exploatarea minelor de aur n Dacia.Iluminarea lucrrilor subterane se fcea ntrebuinnd achii de brad i opaie cu ulei.Dup cderea imperiului roman, timp de mai bine de un mileniu, spturile n piatr pentru tuneluri au stagnat, ele reducndu-se mai mult la lucrri cu scopuri rzboinice sau religioase.Construciile de tuneluri au fost reluate abia prin secolul al XV-lea, ns cu mult timiditate. Cu timpul, n secolele urmtoare apariia tunelurilor pentru navigaie, a tunelurilor feroviare, hidrotehnice, dezvoltarea tunelurilor de drumuri, metrourilor .a. a fcut ca construcia tunelurilor, de toate categoriile, s ia un avnt foarte mare.Astfel putem da o definitie a tunelului: Tunelul este o construcie inginereasc, deseori foarte ingenioas, care permite realizarea unei ci de comunicaie subterane, strbtnd, dup un anumit traseu, masa rocilor de munte (tuneluri de munte), a rocilor din orae la mic adncime (metrouri i alte tuneluri oreneti) sau a rocilor de sub fundul apelor (tuneluri sub ape curgtoare, lacuri sau strmtori maritime).Tunelurile cu seciune mic se numesc i galerii. Susinerea lor poate fi provizorie, ca la galeriile de naintare n construcia tunelurilor, semidefinitiv, ca la multe galerii din industria minier, sau poate fi o susinere dfinitiv, ca la galeriile oreneti i la unele tuneluri din industria minier. Se obinuiete a se da numele de galerii i tunelurilor hidrotehnice i de protecie, dei unele din ele au seciune mare.Tunelurile se pot grupa n mai multe categorii:

1. Dup scopul pentru care se construiesc tunelurile se mpart n: tuneluri de ci ferate (cale simpl sau dubl) i metrouri. Aceste tuneluri sunt cele mai numeroase, dei ele apar abia pe la nceputul secolului al XIX-lea. Primul tunel de cale ferat pentru traciunea cu aburi s-a construit n Anglia de ctre George Stephenson, ntre anii 1826 - 1830; tuneluri pentru drumuri publice i pentru circulaia automobil. Din literatura de specialitate se tie c cel dinti tunel de osea a fost construit de consulul Flaminius Nepos n anul 22 .Hr. pe calea flaminian care mergea de la Roma la Rimini. tuneluri hidrotehnice (galerii) cu curgere liber sau conducte sub presiune. Aceste tuneluri sunt necesare uzinelor hidroelectrice. n ultimele decenii construcia lor a cunoscut o mare dezvoltare. tuneluri oreneti (galerii pentru canalizare, pot i telegraf, cabluri, conducte).

tuneluri pentru navigaie i plutrit, aceste tuneluri au dimensiuni mai mari, pentru a corespunde gabaritului vaselor care vor trece prin ele. Cel mai mare tunel de navigaie este tunelul du Rove de pe canalul Marsilia-Ron. Are o lungime de 7.118 m cu o seciune transversal de 22 m lime i 15,4 m nlime, adncimea apei fiind de 4 m. tuneluri - apeduct, au nceput s fie executate nainte de era noastr i au avut ca scop alimentarea cu ap a rezervoarelor de acumulare, construite mai mult din piatr. Acest tip de tuneluri a fost executat mai mult cu metode rudimentare de lucru, dup posibilitile de atunci. Ele se realizau cu seciuni variabile i mici. tuneluri de protecie, se execut pentru a apra o linie ferat sau un drum de avalane de zpad sau de stnci care se desprind uor. n asemenea cazuri, tunelurile de protecie evit ntreruperile de circulaie sau unele accidente. tuneluri pentru industria minier, servesc att pentru exploatare ct i explorarea minier. Cele mai avansate tuneluri au sciuni mici dar pot sa ating lungimi destul de mari

2. Dup locul unde se construiesc tunelurile se mpart n: tuneluri de munte tuneluri n orae tuneluri pe sub fundul apelor

Daca am seciona transversal un tunel am vedea ca i n imagine urmtoarele componente care l alctuiesc: Fundaiile - acestea primesc presiunile de la zidurile drepte ale tunelului, presiuni pe care le transmite terenului de fundaie Zidurile drepte - sunt cele care reazem pe fundaiile tunelului i se ridic pn la planul naterilor bolii. La nivelul bolii ele formeaz o retragere numit banchet sau banchin Bolta - formeaz partea superioar a cptuelii tunelului. Partea cea mai de sus a ei se numete cheia bolii Radierul este un element de construcie ntre fundaiile cptuelii tunelului i poate fi: radier de protecie sau radier de rezisten n form de bolt ntoars care completeaz cptueala Zidria total a tunelului se numete cptueal Linia care determin interiorul zidriei marcheaz intradosul tunelului, spre deosebire de linia de la exteriorul zidriei care contureaz extradosul. Planul de la naterea bolii mparte inelul sau cptueala n dou pri partea de deasupra numit calot iar partea de jos numit stros. Gabaritul tunelului este spaiul cuprins ntre linia curb care determin intradosul zidriei, limitat n partea de jos de o dreapt orizontal care corespunde feei superioare a traversei sau drumului. Cnd hidroizolaia tunelului contra infiltraiilor de ape este exterioar, ntre aceast izolaie i peretele excavaiei se execut o saltea de piatr sau din beton monogranular. Apa de infiltraie este drenat i condus n partea de jos a tunelului unde, cu ajutorul barbacanelor, ajunge la canalul de scurgere care o scoate n afara tunelului Capetele tunelului se numesc portale i au o construcie special. Ele au rolul de a consolida pmntul n zonele respective i de a face legtura ntre tunel i traneele de acces.

Seciune transversal printr-un tunel

Metodele de lucru folosite la construcia tunelurilor sunt mprite n doua mari grupe:

1. Metode de lucru speciale, care ntrebuineaz pentru excavarea tunelurilor instalaii speciale ca scutul, semiscutul, chesonul, precum i procedee de consolidarea pmnturilor prin silicatizare sau congelare. n aceast grup intr i metoda traneelor Metoda special a scutului Metoda chesonului-tunel Metoda silicatizrii pmnturilor slabe Metoda congelrii pmnturilor slabe Metoda traneei complet sau parial deschise Tuneluri oreneti cu seciune mic, circular

2. Metode de lucru miniere, care au comun lucrul minier de excavaie, susinere i zidrie: Metoda smburelui central sau metoda german Metoda galeriei centrale sau metoda american Metoda de lucru a profilului complet deschis sau metoda austriac Metoda de lucru a bolii sprijinite sau metoda belgian

Tunelul Seikan este cel mai lung tunel subacvatic din lume, dar si tunelul construit la cea mai mare adancime. Din totalul de 53,9 km, 23,3 km sunt pe sub apa. Acesta face legatura, pe sub Marea Japoniei, intre insula Honshu si Kokkaido, din anul 1988.Este situat n nordul Japoniei pe magistrala feroviar Shinkansen, care leag oraul Tokyo - situat pe cea mai ntins insul japonez, Honshu - de oraele din cea mai nordic insul a rii - Hokkaido - orae precum Hakodate, Muroran, Sapporo etc. Acest tunel unete, pe sub apele strmtorii Tsugaru, cele dou insule i prezint trei seciuni: dou terestre - una sub Insula Honshu de 13,55km i cealalt de 17,00km sub Insula Hokkaido, precum i o seciune submarin, situat ntre acestea. n seciunea subacvatic tunelul se afl la 240 m sub nivelul mrii i la 100 m sub fundul mrii.

La construcia sa, care a durat circa 20 de ani din 1964 n 1983, au lucrat 13,8 milioane de persoane i s-au folosit 168.000 tone de oel, 1.276km de cabluri electrice, 1.740.000 mc beton, iar volumul excavaiilor s-a ridicat la 6,33 milioane mc. Tunelul are dou ci de rulare: una pentru trenurile rapide Shinkansen i alta cu ecartament ngust - de 1.067mm. Infrastructura feroviar a fost finalizat n septembrie 1986, iar serviciile comerciale au devenit operaionale n martie 1988. Capetele tunelului sunt n dreptul localitilor Tappi Saki din I. Honshu i Yoshioka din I. Hokkaido.

Tunelul Canalului Mnecii (n englez Channel Tunnel, "Tunelul Canalului", n francez Tunnel sous la Manche, "Tunelul pe sub Canalul Mnecii") este un tunel feroviar submarin, lung de 50,5km, care leag vestul Franei cu sud-estul Angliei, pe sub Canalul Mnecii. Tunelul a fost construit n cooperare de guvernele Regatului Unit i Franei. Este al doilea tunel feroviar ca lungime din lume, depit fiind doar de tunelul japonez Seikan.Tunelul are o lungime de 50,450km, din care 37,9km sunt sub mare. Adncimea medie este de 45,7 m sub planeul oceanic, iar cea maxim este de 60 m. A fost deschis la sfritul anului 1994, oferind 3 servicii: navete pentru vehicule, serviciul de pasageri Eurostar Traversarea mainilor, autocarelor, motocicletelor i camioanelor este asigurat de navete feroviare i dureaz aproximativ 35 de minute de la peron la peron. Transportul cltorilor este asigurat de compania Eurostar legand Londra de Paris i Brussels, utilizand trenuri de tip TGV modificate pentru a se adapta specificului tunelului i reelei britanice (alimentare prin a treia in). Viteza limit prin tunel este de 160 km/h.

Harta Tunelului Canalului Mnecii

Spat n stratul de cret albastr, la o adncime medie de 40 m sub fundul mrii (70 m adncime maxim), tunelul este format de fapt din 3 galerii: dou tunele feroviare, cte unul pentru fiecare sens, cu un diametru util de 7,6 m; o galerie de serviciu lat de 4,8 m, prin care circul vehicule speciale.

Schema unei seciuni a tunelului.

Cele 3 galerii sunt legate la fiecare 375 de metri prin culoare de comunicaie. Acest sistem a permis evacuarea cltorilor cu ocazia incendiului din 18 noiembrie 1996. Aceste culoare asigur i aerisirea tunelului. Aerul este introdus n galeria de serviciu pe la capete i este mpins n tunelele feroviare prin clapete unidirecionale, ceea ce mpiedic ptrunderea fumului de la un eventual incendiu n galeria de serviciu. Exist i evi ntre cele dou tunele feroviare, pentru a permite aerului s se mite, reducnd astfel rezistena la naintare. La fiecare treime a parcursului subteran exist

legturi ntre cele dou tunele feroviare, pentru a permite izolarea unei seciuni a tunelului n caz de necesitate. n aceste puncte, galeria de serviciu este plasat lng cele dou tunele.Din motive de securitate, tunelele feroviare sunt iluminate de 20.000 de tuburi fluorescente i au un trotuar continuu pe partea dinspre galeria de serviciu, pentru a asigura evacuarea rapid a cltorilor. Exist antene care asigur comunicaia radio cu suprafaa.Construcia tunelului a costat aproximativ 105 miliarde de franci francezi (16 miliarde de euro), asigurai de investitori privai care au pierdut 87,2% din sum la cursul curent al aciunii.Terminalul francez al tunelului a fost conceput de arhitectul Paul Andreu.Galeriile britanic i francez, care fuseser spate cu ajutorul msurtorilor cu laser, s-au ntlnit prima dat pe 30 octombrie 1990, printr-o mic gaur n galeria de serviciu. Diferena ntre centrul celor dou tunele era de doar 358mm orizontal i 58mm vertical. Cnd cele dou tunele au fost unite complet, pe 1 decembrie 1990, a fost prima dat n ultimii 8.500 de ani cnd se putea merge pe uscat ntre Anglia i Frana. Tunelul a fost inaugurat oficial de ctre Regina Elisabeta a II-a i preedintele francez Franois Mitterrand in cadrul unei ceremonii n Calais pe 6 mai 1994.

1