Un tunnel è una galleria sotterranea che fornisce il passaggio a una via di comunicazione ( ferrovia , canale, strada, sentiero). Grandi strutture idrauliche interrate, come acquedotti, collettori ed emissari destinati sia all'approvvigionamento che all'evacuazione delle acque provenienti da grandi centri e da alcune condotte poste in collegamento con dighe e stabilimenti idroelettrici.
Tra il momento in cui la prima palata rimossa modifica l'equilibrio di un ammasso di terreno in atto e il momento in cui il rivestimento finito offre tutta la sua resistenza, è necessario, sia per la sicurezza delle squadre al lavoro che per il mantenimento del dato dimensioni dello scavo, per contrastare con un apposito dispositivo le spinte più o meno intense che tendono alla chiusura della cavità creata. Ciò è solitamente ottenuto mediante sistemi di puntelli in appoggio sul pavimento delle gallerie, o mediante un sistema di ancoraggio mediante bullonatura o mediante ganci temporanei. Dopo il completamento, il supporto di una galleria è costituito da questi ancoraggi, associati o meno a calcestruzzo proiettato o da anelli di cemento o metallo che costituiscono così un guscio.
Il termine "tunnel" viene dapprima attestato nella forma "tonnelle" nel 1794 per tradurre il tunnel inglese , poi nella forma "tunnel" nel 1825 o 1827. La parola inglese stessa deriva dal francese " tonnelle " che evoca la forma del barile . Questa parola compare dopo la costruzione del tunnel sotto il Tamigi realizzato da Marc Isambart Brunel . La parola inglese fu poi ripresa da Marc Seguin al momento della costruzione della linea ferroviaria Saint-Étienne - Lione , preferendo il termine ufficiale di "metropolitana" che fu mantenuto da Voies navigables de France (VNF) per i canali . La parola è prima femminile, dopo il genere di "arbor", prima di diventare maschile.
Sebbene questa definizione non sia pienamente accettata, si ritiene spesso che un tunnel debba essere lungo almeno il doppio della sua larghezza per meritare questa designazione. Deve anche essere chiuso su tutti i lati, tranne a ciascuna delle sue estremità, che lo differenzia da un passaggio di trincea. L'articolo R118-1-1 del codice della strada specifica:
“Un tunnel designa qualsiasi strada o carreggiata situata sotto una struttura di copertura che, qualunque sia la sua modalità di costruzione, crea uno spazio limitato. Una sezione di strada o pavimentazione situata sotto una struttura di copertura non è uno spazio limitato quando la struttura di copertura presenta aperture verso l'esterno, la cui superficie è uguale o superiore a 1 m 2 per corsia di circolazione e per metro di pavimentazione "
Un tunnel può essere utilizzato per consentire il passaggio di persone: pedoni , ciclisti , traffico stradale, traffico ferroviario, chiatte ( tunnel canale ) o navi da diporto e per il traffico marittimo (es: progetto di galleria in barca che collega due fiordi ).
Altre gallerie funzionavano come acquedotti , costruite solo per il trasporto dell'acqua - destinata al consumo, per il trasporto delle acque reflue o per l'alimentazione delle dighe idroelettriche - mentre altre ancora sono scavate per il trasporto dell'acqua. Cavi di telecomunicazioni, elettricità, idrocarburi , ecc.
Alcuni tunnel segreti o strategici sono stati costruiti anche per scopi militari per entrare in aree proibite, come i tunnel del Củ Chi in Vietnam , i tunnel che collegano la Striscia di Gaza a Israele , oi tunnel della linfa destinati ad indebolire le fortificazioni o le mura dei castelli.
Oggi ci sono ecodotti , tunnel appositamente progettati per consentire alle specie in via di estinzione di attraversare le strade senza pericolo.
Diverse installazioni fortificate erano dotate di tunnel più o meno segreti che permettevano ai loro occupanti di fuggire o di circolare senza essere visti. Molti tunnel furono costruiti come parte delle attività minerarie o necessari per portare l'acqua, come i qanat che furono fatti in aree desertiche o i tunnel costruiti in Israele a Gerusalemme (tunnel costruito da Ezechia , circa 700 aC). D.C. , che conduce l'acqua dal sorgente di Ghihon al bacino di Siloe ) o Gezer (galleria con una lunghezza di circa 67 m nella metà del II e millennio a.C. per consentire l'accesso a una sorgente sotterranea).
E 'lo sviluppo della rete ferroviaria nel XIX ° secolo, che ha provocato la perforazione di molte gallerie per evitare grandi rampe (non solo a causa della bassa aderenza delle ruote sulle rotaie, ma anche il rapporto di potenza / poveri peso locomotive a vapore ). Al giorno d'oggi, è piuttosto la necessità di avere il miglior profilo in pianta (grandi raggi di curvatura) per i convogli ad alta velocità che porta alla realizzazione di gallerie (la tratta LGV Firenze-Bologna in costruzione comprende 73 km di gallerie su 78 km in lunghezza totale, il primo LGV francese Parigi-Lione non prevede alcun tunnel, ma al costo di rampe sensibili (3,5%). Sono anche l'impronta e la difficoltà di ristrutturazione dell'urbanistica esistente negli agglomerati urbani a spingere all'uso del seminterrato, in particolare con le metropolitane nonostante il triplicarsi del costo e una certa claustrofobia dei viaggiatori.
Il miglioramento delle risorse tecniche e la pressione politica per facilitare gli spostamenti consentono di prevedere strutture molto ambiziose come il tunnel sotto la Manica , e più in generale sotto gli stretti o le grandi gallerie di base transalpine, in servizio ( Lötschberg e San Gottardo ) o pianificate ( Lione -Torino , Brennero ). Le gallerie lunghe sono molto spesso assegnate alle ferrovie (e ai suoi derivati come il maglev ) perché il rischio di incidenti è minore e lunghi viaggi sotterranei sarebbero faticosi per il trasporto individuale; inoltre questo impedisce l'emissione di gas inquinanti in un ambiente confinato e semplifica il problema della ventilazione .
Le gallerie possono essere scavate in diversi tipi di materiali, dall'argilla alle rocce più dure, e le tecniche di scavo dipendono dalla natura del terreno.
La costruzione di una trincea coperta è abbastanza semplice e può essere applicata a gallerie poco profonde. Viene scavato un fossato e poi coperto. Potrebbe essere necessario attuare procedure per garantire la stabilità dei pendii di scavo durante i lavori: chiodatura di muri, muri o muri provvisori (Berlino, Parigi, diaframmi , palancole , ecc.).
Le gallerie poco profonde sono spesso trincee coperte, mentre le gallerie profonde vengono scavate, spesso utilizzando quella che viene chiamata una perforatrice per tunnel. Per profondità intermedie possono essere utilizzati entrambi i metodi. Nelle aree urbane, la trincea coperta richiede la demolizione di edifici sovrastanti; alcune gallerie sono state realizzate utilizzando entrambe le tecniche: scavo sotto le parti edificate e trincea coperta per le parti non ancora urbanizzate.
E 'il metodo di costruzione descritto da Diodoro Siculo per la galleria sotto l'Eufrate che avrebbe portato la regina Semiramide che deviava il corso dell'Eufrate per realizzare lì nel suo letto una galleria con muri di mattoni ricoperti d'asfalto. Quindi, una volta che il tunnel è stato completato e riempito, l'Eufrate è stato riportato al suo letto naturale.
Le TBM sono macchine che possono essere utilizzate per automatizzare il processo di tunneling.
Il nuovo metodo austriaco (NMA, o NATM in inglese) è stato sviluppato negli anni '60 e trova tutto il suo interesse nelle aree di rocce friabili. L'idea generale di questo metodo è quella di utilizzare la roccia integra posta a pochi metri dalla galleria per stabilizzare quella che si trova più vicino alla struttura. Per fare ciò, lunghe barre di acciaio vengono conficcate nella roccia e quindi imbullonate.
Esistono anche diversi modi per costruire tunnel sottomarini . Il metodo più utilizzato è costruire un tubo sommerso . Ciò è stato fatto nel porto di Sydney e per i tunnel Posey e Webster che collegano le città di Oakland e Alameda . Un altro metodo considerato è il Ponte di Archimede o Tunnel Galleggiante Sommerso, che è un tunnel sommerso che galleggia attraverso la spinta di Archimede .
Un tunnel elicoidale è costruito a spirale all'interno della montagna, consente un notevole dislivello su una distanza apparente molto breve (l'uscita è spesso realizzata direttamente sopra l'ingresso).
Normalmente, una volta stabilizzato lo scavo dal supporto a terra, viene applicato il rivestimento del tunnel. Pertanto, una volta posizionato, il rivestimento generalmente non viene caricato. In questo modo la funzione strutturale del rivestimento si limita ad offrire un ulteriore margine di sicurezza alla struttura, nei casi in cui il terreno o il supporto posto in opera subiscono un degrado, oppure nei casi in cui è necessario far fronte ai fenomeni di oneri differiti nel tempo.
Le principali funzioni del rivestimento sono:
Il tunnel quando è lungo è un investimento molto costoso, in particolare quando è perforato in una roccia dura o al contrario a rischio di soliflussione . Inoltre, alcuni incidenti gravi (ad esempio: incendio nel traforo del Monte Bianco ) hanno reso la sua immagine meno attraente. Tuttavia in un contesto difficile (pendii ripidi, rischio di frane o smottamenti ...) potrebbe essere in definitiva più economico e più sicuro di una lunga strada tortuosa . E oltre ad una grande sicurezza e protezione dalle intemperie (se ben progettata), ha il vantaggio di non tagliare i corridoi biologici dove esistono e quindi di non contribuire alla frammentazione del paesaggio . Da questo punto di vista è preferibile il viadotto che, oltre al suo impatto sul paesaggio, può influenzare le migrazioni degli uccelli e l'ambiente notturno, se illuminato.
Quando è breve, a volte viene paragonato a un'eco-pipeline . La sua costruzione, che spesso avviene in aree ecologicamente sensibili (ecosistemi montani), deve essere accompagnata da un buon studio di impatto e da una buona gestione dei materiali estratti e dell'aria inquinata dai veicoli, essendo il trasporto ferroviario e piggyback da questo punto di vista alternative che si stanno sviluppando (in particolare in Svizzera ).
Per attraversare un fiume o un'insenatura, un tunnel è generalmente più costoso da costruire rispetto a un ponte. Ci sono, tuttavia, molti motivi per scegliere un tunnel su un ponte:
Ci sono molti esempi in cui le persone hanno scelto di attraversare fiumi o insenature costruendo un tunnel piuttosto che un ponte: Holland Tunnel , Lincoln Tunnel tra New Jersey e Manhattan, Westerscheldetunnel nei Paesi Bassi, Channel Tunnel.
Progettare un tunnel per una città significa anche prendersi cura della salvaguardia del patrimonio, della pace del quartiere e della riduzione dell'inquinamento .
Dopo vari incidenti a volte drammatici come quello del traforo del Monte Bianco nel 1999 (39 morti), la normativa in materia di gallerie è stata inasprita, in particolare per quanto riguarda la sorveglianza delle gallerie più lunghe o di difficile accesso.
In Francia, le gallerie sono particolarmente interessate dal codice della strada , con un'ordinanza del 18 aprile 2007 relativa alla composizione e aggiornamento dei fascicoli preliminari e di sicurezza e alla segnalazione di incidenti e infortuni significativi, ad esempio un allegato di una circolare sulla sicurezza e da una circolare interministeriale relativa alla sicurezza delle gallerie stradali di lunghezza superiore a 300 metri.
Un'altra circolare riguarda la diagnostica di sicurezza delle gallerie di oltre 300 metri ubicate sulla rete degli enti locali o della rete di interesse comunitario di competenza degli enti pubblici per la cooperazione intercomunale (EPCI).
Le gallerie di lunghezza superiore a 300 m devono essere oggetto di esercitazioni annuali organizzate dal cliente e dai servizi di emergenza.
Le gallerie stradali sono soggette ad autorizzazioni di messa in servizio rilasciate dal Prefetto Dipartimentale con validità 6 anni. I tunnel ferroviari (escluso RFF ) hanno autorizzazioni decennali rilasciate dal Prefetto regionale (ad esempio RATP). I tunnel ferroviari RFF dipendono dalle autorizzazioni nazionali.
Le distanze di sicurezza consentono di ridurre il numero di veicoli presenti in galleria in caso di incendio, di calmare il traffico e di conseguenza di limitare il rischio di incidente. A fermo, le distanze di sicurezza devono ridurre il rischio di propagazione del fuoco e aiutare a distribuire le utenze sulle uscite presenti. Consentono inoltre l'avvicinamento dei servizi di intervento e soccorso.
In Francia, il Centre d'Etudes des Tunnels (CETU) è il centro di competenza del ministero responsabile dei trasporti, responsabile di tutti i settori tecnici relativi alle gallerie. Si interessa dei fattori umani e organizzativi della sicurezza in galleria stradale, in particolare in caso di incendio. Secondo il suo lavoro, è importante formare e informare gli utenti che circolano in queste strutture sotterranee.
Secondo la direttiva del 2004, le campagne di informazione devono concentrarsi sul comportamento appropriato che gli utenti della strada dovrebbero adottare quando entrano in una galleria e quando la attraversano, in particolare in caso di guasto del veicolo, ingorgo, incidente o incendio. In Francia, tre casi di utilizzo di gallerie stradali sono oggetto di una comunicazione del ministero dei Trasporti.
In condizioni di guida normali, i segnali indicano informazioni ai conducenti in avvicinamento. Durante la guida in galleria, il conducente deve accendere gli anabbaglianti, rispettare le distanze di sicurezza ei limiti di velocità. Le luci laterali blu possono aiutare a mantenere le distanze di sicurezza. La radio permette di essere informati sull'evoluzione del tunnel. È vietato fermarsi, parcheggiare e voltarsi.
Per evitare il guasto, si consiglia di controllare le condizioni del veicolo e il livello del carburante prima di entrare in una strada con un tunnel. In caso di guasto si consiglia di fermarsi all'estrema destra, accendere le luci di emergenza e spegnere il motore. Un marciapiede deve consentire di camminare (con il giubbotto giallo) fino alla nicchia di sicurezza entro 200 metri, dove un terminale per chiamate di emergenza consente la risoluzione dei problemi.
In caso di incendio, si consiglia di evacuare tutti i passeggeri dal veicolo. L'allarme può essere fornito opzionalmente da una sirena o dall'autoradio. Le frecce indicano l'uscita più vicina e la strada per il punto di raccolta. L'ingresso dei veicoli nel tunnel è quindi vietato da un semaforo rosso.
Segnale di accesso al tunnel tedesco (Direttiva 2004 + Convenzione di Vienna).
Stazione di chiamata di emergenza, autostrada A 17 in direzione di Dresda.
Tunnel della strada Madrid M 30 a Madrid, con i suoi segnali stradali, ventilatori e una porta.
Tunnel di Monza in Lombardia, con luci di posizione blu.
In Europa, la direttiva del 2004 definisce le misure di sicurezza per le nuove gallerie stradali. Queste misure possono riguardare il numero di tubi e binari, la geometria della galleria, le vie di evacuazione e le uscite di emergenza, l'accesso ai servizi di emergenza, i garage, il drenaggio, la resistenza al fuoco delle strutture, l'illuminazione, la ventilazione, le sottostazioni di emergenza, l'approvvigionamento idrico, la segnaletica stradale, Posto di controllo-comando, apparecchiature per la chiusura di gallerie, sistemi di comunicazione, apparecchiature antincendio.
In Europa, la direttiva del 2004, la segnaletica stradale è conforme alla Convenzione di Vienna del 1968, con i dettagli forniti dalla direttiva del 2004.
Tunnel ferroviario in disuso
Luci del tunnel a 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
Tunnel di Misiryeong: 3.690 m
Ingresso al tunnel di Misiryeong
Ventilazione del tunnel di Misiryeong