Un tunel este o galerie subterană care oferă trecere către o cale de comunicație ( cale ferată , canal, drum, potecă). Structuri hidraulice mari subterane, cum ar fi apeducte, colectoare și emisare destinate fie pentru alimentarea, fie pentru evacuarea apei din centre mari și anumite conducte stabilite în legătură cu baraje și fabrici hidroelectrice.
Între momentul în care prima lopată îndepărtată modifică echilibrul unei mase de teren în loc și momentul în care învelișul finit oferă toată rezistența sa, este necesar atât pentru siguranța echipelor la locul de muncă, cât și pentru menținerea dimensiunilor date. a săpăturii, să se opună printr-un dispozitiv adecvat la forțele mai mult sau mai puțin intense care tind spre închiderea cavității create. Acest lucru se realizează, de obicei, prin sisteme de recuzită care stau pe podeaua galeriilor, fie printr-un sistem de ancorare prin șuruburi, fie prin umerașe temporare. După finalizare, suportul unui tunel constă fie din aceste ancore, indiferent dacă sunt sau nu asociate cu beton împușcat, sau din inele de beton sau metal care constituie astfel o carcasă.
Termenul „tunel” este atestat mai întâi sub forma „tonnelle” în 1794 pentru a traduce tunelul englezesc , apoi sub forma „tunel” în 1825 sau 1827. Cuvântul englezesc în sine derivă din francezul „ tonnelle ” evocând forma butoi . Acest cuvânt apare după construirea tunelului sub Tamisa construit de Marc Isambart Brunel . Cuvântul englez a fost preluat apoi de Marc Seguin în momentul construirii liniei de cale ferată Saint-Étienne - Lyon , de preferință față de termenul oficial de „subteran” care a fost reținut de Voies navigables de France (VNF) pentru canale . Cuvântul este mai întâi feminin, după genul „arbor”, înainte de a deveni masculin.
Deși această definiție nu este pe deplin acceptată, se consideră adesea că un tunel trebuie să fie cel puțin de două ori mai lung decât este larg pentru a merita această desemnare. De asemenea, trebuie închis pe toate părțile, cu excepția fiecăruia dintre capetele sale, ceea ce îl diferențiază de un pasaj de tranșee. Articolul R118-1-1 din Codul rutier specifică:
„Un tunel desemnează orice drum sau carosabil situat sub o structură de acoperire care, indiferent de modul său de construcție, creează un spațiu limitat. O secțiune de drum sau trotuar situată sub o structură de acoperiș nu este un spațiu limitat atunci când structura de acoperiș are deschideri către exterior, a cărei suprafață este egală sau mai mare de 1 m 2 pe banda de circulație și pe metru de trotuar. "
Un tunel poate fi folosit pentru a permite trecerea oamenilor: pietoni , bicicliști , trafic rutier, trafic feroviar, barje ( canal tunel) sau nave de agrement și de trafic maritim (de exemplu: proiect de tunel de barcă care leagă două fiorduri ).
Alte tuneluri au funcționat ca apeducte , construite doar pentru transportul apei - destinate consumului, pentru transportul apelor uzate sau pentru alimentarea barajelor hidroelectrice - în timp ce altele sunt săpate pentru transportul apei.cabluri de telecomunicații, electricitate, hidrocarburi etc.
Unele tunele secrete sau strategice au fost, de asemenea, construite în scopuri militare pentru a intra în zone interzise, cum ar fi tunelurile Củ Chi din Vietnam , tunelurile care leagă Fâșia Gaza de Israel sau tunelurile de sap destinate să slăbească fortificațiile sau zidurile castelelor.
Astăzi există ecoducte , tuneluri special concepute pentru a permite speciilor pe cale de dispariție să traverseze drumurile fără pericol.
Diferite instalații fortificate au fost echipate cu tuneluri mai mult sau mai puțin secrete care permit ocupanților lor să scape sau să circule fără a fi văzuți. Multe tunele au fost construite ca parte a activităților miniere sau necesare pentru a aduce apă, cum ar fi qanats care au fost făcute în zonele de deșert sau tunelurile construite în Israel în Ierusalim (tunel construit de Ezechia , circa 700 î.Hr.).. AD , ceea ce duce apa din sursa Gihon până la bazinul Siloam ) sau Gezer (tunel cu o lungime de aproximativ 67 m la mijlocul II și mileniului î.Hr. pentru a permite accesul la o sursă subterană).
Este dezvoltarea rețelei feroviare în XIX - lea secol , care a dus la forarea multe tuneluri pentru a evita rampe mari (nu numai din cauza scăzut de prindere al roților pe șine, dar , de asemenea , raportul putere / greutate slabă locomotive cu aburi ). În zilele noastre, este mai degrabă nevoia de a avea cel mai bun profil de plan (raze mari de curbură) pentru trenuri de mare viteză, ceea ce duce la construirea tunelurilor (secțiunea LGV Florența-Bologna în construcție cuprinde 73 km de tunele peste 78 km în lungime totală, primul LGV Paris-Lyon francez nu include niciun tunel, dar cu prețul rampelor sensibile (3,5%). De asemenea, amprenta și dificultatea de restructurare a planificării urbanistice existente în aglomerările urbane sunt cele care împing utilizarea la subsol, în special cu metrourile, în ciuda triplării costurilor și a unei anumite claustrofobii a călătorilor.
Îmbunătățirea resurselor tehnice și a presiunii politice pentru a facilita călătoria fac posibilă prevederea unor structuri foarte ambițioase, cum ar fi tunelul de pe Canalul Mânecii și, mai general, sub strâmtoare sau marile tuneluri de bază transalpine, în serviciu ( Lötschberg și Saint-Gothard ) sau planificate ( Lyon -Turin , Brenner ). Tunelurile lungi sunt foarte des atribuite căilor ferate (și derivatelor sale, cum ar fi maglev ), deoarece riscul de accident este mai mic și călătoriile lungi subterane ar fi obositoare pentru transportul individual; în plus, acest lucru previne emisia de gaze poluante într-un mediu restrâns și simplifică problema ventilației .
Tunelurile pot fi săpate în diferite tipuri de materiale, de la argilă la cele mai dure roci, iar tehnicile de excavare depind de natura terenului.
Construcția unei tranșee acoperite este destul de simplă și poate fi aplicată tunelurilor de mică adâncime. Un șanț este excavat și apoi acoperit. Poate fi necesară punerea în aplicare a unor proceduri care să asigure stabilitatea pantelor de excavare în timpul lucrărilor: cuie a pereților, a pereților sau a pereților temporari (Berlin, Paris, pereți cu diafragmă , stâlpi etc.).
Tunelurile superficiale sunt adesea tranșee acoperite, în timp ce tunelurile adânci sunt excavate, folosind adesea ceea ce se numește o mașină de forat tuneluri. Pentru adâncimi intermediare, pot fi utilizate ambele metode. În zonele urbane, șanțul acoperit necesită demolarea clădirilor deasupra; unele tunele au fost realizate folosind ambele tehnici: săpături sub piesele construite și șanț acoperit pentru piesele care nu au fost încă urbanizate.
Este metoda de construcție descrisă de Diodor Sicul pentru tunelul de sub Eufrat care ar fi realizat regina Semiramis care a deviat cursul Eufratului pentru a realiza un tunel acolo în patul său cu pereți de cărămidă acoperiți cu asfalt. Apoi, odată ce tunelul a fost finalizat și umplut, Eufratul a fost readus la patul său natural.
TBM-urile sunt mașini care pot fi utilizate pentru automatizarea procesului de tunelare.
Noua metodă austriacă (NMA, sau NATM în engleză) a fost dezvoltată în anii 1960. Își găsește tot interesul pentru zonele de roci friabile. Ideea generală a acestei metode este de a folosi roca intactă situată la câțiva metri de tunel pentru a stabiliza ceea ce este situat mai aproape de structură. Pentru a face acest lucru, tijele lungi de oțel sunt introduse în piatră și apoi înșurubate.
Există, de asemenea, mai multe moduri de a construi tuneluri subacvatice . Cea mai frecvent utilizată metodă este de a construi un tub scufundat . Acest lucru a fost făcut în Sydney Harbour și pentru tunelurile Posey și Webster care leagă orașele Oakland și Alameda . O altă metodă luată în considerare este Podul lui Arhimede sau Tunelul plutitor scufundat, care este un tunel scufundat care plutește prin forța lui Arhimede .
Un tunel elicoidal este construit într-o spirală în interiorul muntelui, permite o diferență semnificativă de nivel pe o distanță aparentă foarte mică (ieșirea se face adesea direct deasupra intrării).
În mod normal, odată ce excavarea a fost stabilizată de suportul solului, se aplică căptușeala tunelului. Astfel, o dată la locul său, acoperirea nu este în general încărcată. În acest fel, funcția structurală a acoperirii se limitează la oferirea unei marje suplimentare de siguranță structurii, în cazurile în care fie solul, fie suportul furnizat suferă deteriorări, sau în cazurile în care este necesar să se facă față fenomenelor de încărcare amânată în timp.
Principalele funcții ale acoperirii sunt:
Tunelul atunci când este lung este o investiție foarte costisitoare, în special atunci când este forat într-o piatră dură sau, dimpotrivă, cu risc de solifluxiune . În plus, câteva accidente grave (de exemplu: incendiu în tunelul Mont-Blanc ) i-au făcut imaginea mai puțin atractivă. Cu toate acestea, într-un context dificil (pante abrupte, risc de alunecări de teren sau alunecări de teren ...), în cele din urmă, acesta poate fi mai ieftin și mai sigur decât un drum cu curbe lungi . Și, pe lângă o mare securitate și protecție împotriva vremii nefavorabile (dacă este bine proiectat), are avantajul de a nu tăia coridoarele biologice acolo unde există și, prin urmare, de a nu contribui la fragmentarea peisajului . Din acest punct de vedere, este de preferat viaductul care, pe lângă impactul său asupra peisajului, poate afecta migrațiile păsărilor și mediul nocturn, dacă este aprins.
Când este scurt, este uneori asemănat cu o eco-conductă . Construcția sa, care are loc adesea în zone sensibile din punct de vedere ecologic (ecosisteme montane), trebuie să fie însoțită de un bun studiu de impact și de o bună gestionare a materialelor extrase și a aerului poluat de vehicule, transportul cu trenul și piggyback-ul fiind din acest punct de vedere alternative care se dezvoltă (în special în Elveția ).
Pentru a traversa un râu sau o intrare, un tunel este în general mai scump de construit decât un pod. Există, totuși, multe motive pentru a alege un tunel peste un pod:
Există multe exemple în care oamenii au ales să traverseze râurile sau orificiile de admisie construind mai degrabă un tunel decât un pod: Tunelul Olandei , Tunelul Lincoln între New Jersey și Manhattan, Tunelul Westerscheldet din Olanda, Tunelul Canalului Mânecii.
Proiectarea unui tunel pentru un oraș înseamnă, de asemenea, grijă pentru păstrarea patrimoniului, pacea vecinătății și reducerea poluării .
După diverse accidente uneori dramatice, precum cel al tunelului Mont Blanc în 1999 (39 de morți), reglementările privind tunelurile au fost înăsprite, în special în ceea ce privește supravegherea tunelurilor cele mai lungi sau dificil de accesat.
În Franța, tunelurile sunt afectate în mod special de codul rutier rutier , printr-un ordin din 18 aprilie 2007 referitor la compunerea și actualizarea dosarelor preliminare și de siguranță și la raportarea incidentelor și accidentelor semnificative, de exemplu o anexă la o circulară privind siguranță și printr-o circulară interministerială referitoare la siguranța tunelurilor rutiere mai lungi de 300 de metri.
O altă circulară se referă la diagnosticarea siguranței tunelurilor de peste 300 de metri situate pe rețeaua autorităților locale sau rețeaua de interes comunitar care intră în competența unităților publice de cooperare inter-municipală (EPCI).
Tunelurile mai lungi de 300 m trebuie să facă obiectul exercițiilor anuale organizate de client și de serviciile de urgență.
Tunelurile rutiere sunt supuse autorizațiilor de punere în funcțiune emise de prefectul departamental, valabile timp de 6 ani. Tunelurile feroviare (cu excepția RFF ) au autorizații de 10 ani emise de prefectul regional (de exemplu RATP). Tunelurile feroviare RFF depind de autorizațiile naționale.
Distanțele de siguranță permit reducerea numărului de vehicule prezente în tunel în caz de incendiu, calmarea traficului și, prin urmare, limitarea riscului de accident. Când sunt staționare, distanțele de siguranță trebuie să reducă riscul de propagare a focului și să contribuie la distribuirea utilizatorilor pe ieșirile prezente. De asemenea, permit abordarea serviciilor de intervenție și salvare.
În Franța, Centre d'Etudes des Tunnels (CETU) este centrul de competență al ministerului responsabil cu transporturile, responsabil pentru toate domeniile tehnice legate de tuneluri. El este interesat de factorii umani și organizaționali ai siguranței tunelului rutier, în special în caz de incendiu. Conform lucrărilor sale, este important să se instruiască și să se informeze utilizatorii care circulă în aceste structuri subterane.
Conform directivei din 2004, campaniile de informare trebuie să se concentreze asupra comportamentului adecvat pe care utilizatorii drumului ar trebui să îl adopte atunci când intră într-un tunel și când trec prin acesta, în special în caz de avarie a vehiculului, blocaj de trafic, accident sau incendiu. În Franța, trei cazuri de utilizare a tunelurilor rutiere fac obiectul unei comunicări din partea Ministerului Transporturilor.
În situația normală de conducere, semnele indică șoferii care se apropie. Când conduce într-un tunel, șoferul trebuie să aprindă farurile scufundate, să respecte distanțele de siguranță și limitele de viteză. Luminile laterale albastre pot ajuta la menținerea distanțelor de siguranță. Radioul vă permite să fiți informat cu privire la evoluția tunelului. Oprirea, parcarea și răsucirea sunt interzise.
Pentru a evita avariile, este recomandabil să verificați starea vehiculului și nivelul de combustibil, înainte de a intra pe un drum cu tunel. În cazul unei avarii, este recomandabil să vă opriți în extrema dreaptă, să aprindeți luminile de avarie și să opriți motorul. Un trotuar trebuie să permită mersul (cu vesta galbenă) până la nișa de siguranță la 200 de metri, unde un terminal de apel de urgență permite depanarea.
În caz de incendiu, este recomandabil să evacuați toți pasagerii din vehicul. Opțional, alerta poate fi dată de o sirenă sau de radioul auto. Săgețile indică cea mai apropiată ieșire și drumul către punctul de asamblare. Intrarea vehiculelor în tunel este apoi interzisă de o lumină roșie.
Semnal german de intrare în tunel (Directiva 2004 + Convenția de la Viena).
Post de apel de urgență, autostrada A 17 către Dresda.
Tunelul drumului Madrid M 30 din Madrid, cu indicatoarele sale rutiere, ventilatoarele și o ușă.
Tunelul Monza din Lombardia, cu lumini laterale albastre.
În Europa, directiva din 2004 definește măsurile de siguranță pentru tunelurile rutiere noi. Aceste măsuri se pot referi la numărul de tuburi și căi, geometria tunelului, căile de evacuare și ieșirile de urgență, accesul la serviciile de urgență, Garaje, Drenaj, Rezistența la foc a structurilor, Iluminat, Ventilație, Urgențe ale stațiilor, Alimentarea cu apă, Indicatoare rutiere, Post de control-comandă, Echipament de închidere a tunelului, Sisteme de comunicații, Rezistență la foc a echipamentului.
În Europa, directiva din 2004, indicatoarele rutiere sunt conforme cu Convenția de la Viena din 1968, cu detaliile furnizate de directiva din 2004.
Tunel feroviar dezafectat
Luminile tunelului din Detroit
홍콩 의 지하철 터널
Pennsylvania Turnpike Tunnel
대전 터널
상관 1 터널
고속도로 터널 내부
고속도로 터널 입구
터널 진입 차단 시설 (국가 비상시)
진입 가능 차선 표지
Tunelul Misiryeong: 3,690 m
Intrarea în tunelul Misiryeong
Ventilația tunelului Misiryeong