Un túnel es una galería subterránea que da paso a una vía de comunicación ( ferrocarril , canal, carretera, sendero). Grandes estructuras hidráulicas subterráneas, tales como acueductos, colectores y emisarios destinados tanto al suministro como a la evacuación de agua de grandes centros y determinados conductos establecidos en conexión con presas y centrales hidroeléctricas.
Entre el momento en que la primera pala extraída modifica el equilibrio de una masa de terreno en su sitio y el momento en que el revestimiento terminado ofrece toda su resistencia, es necesario, tanto para la seguridad de los equipos en el trabajo como para el mantenimiento del terreno dado. dimensiones de la excavación, para oponerse mediante un dispositivo adecuado a los empujes más o menos intensos que tienden al cierre de la cavidad creada. Esto se consigue habitualmente mediante sistemas de puntales apoyados en el suelo de las galerías, bien mediante un sistema de anclaje mediante pernos o mediante perchas temporales. Una vez finalizado, el soporte de un túnel se compone de estos anclajes, asociados o no al hormigón proyectado, o bien de hormigón o anillos metálicos que constituyen así una cáscara.
El término "túnel" se atestigua por primera vez en la forma "tonnelle" en 1794 para traducir el túnel en inglés , luego en la forma "túnel" en 1825 o 1827. La palabra inglesa en sí deriva del francés " tonnelle " que evoca la forma del barril . Esta palabra aparece después de la construcción del túnel bajo el Támesis construido por Marc Isambart Brunel . La palabra inglesa fue adoptada por Marc Seguin en el momento de la construcción de la línea ferroviaria Saint-Étienne - Lyon , en preferencia al término oficial de "subterráneo" que fue retenido por Voies navegables de France (VNF) para los canales. . La palabra es primero femenina, después del género de "cenador", antes de volverse masculina.
Aunque esta definición no se acepta por completo, a menudo se considera que un túnel debe tener al menos el doble de largo que ancho para merecer esta designación. También debe estar cerrado por todos los lados, excepto en cada uno de sus extremos, lo que lo diferencia de un paso de trinchera. El artículo R118-1-1 del Código de circulación especifica:
“Un túnel designa cualquier camino o calzada ubicada debajo de una estructura de cubierta que, sea cual sea su modo de construcción, crea un espacio confinado. Una sección de carretera o pavimento ubicada debajo de una estructura de techo no es un espacio confinado cuando la estructura de techo tiene aberturas al exterior, cuyo área es igual o superior a 1 m 2 por carril de tráfico y por metro de pavimento "
Se puede utilizar un túnel para permitir el paso de personas: peatones , ciclistas , tráfico rodado, tráfico ferroviario, barcazas ( canal del túnel) o embarcaciones de recreo y tráfico marítimo (por ejemplo: proyecto de túnel para barcos que une dos fiordos ).
Otros túneles funcionaron como acueductos , construidos únicamente para transportar agua - destinada al consumo, para transportar aguas residuales o para abastecer represas hidroeléctricas - mientras que otros se excavan para transportar agua, cables de telecomunicaciones, electricidad, hidrocarburos , etc.
También se han construido algunos túneles secretos o estratégicos con fines militares para entrar en áreas prohibidas, como los túneles de Củ Chi en Vietnam , los túneles que conectan la Franja de Gaza con Israel o los túneles de savia destinados a debilitar las fortificaciones o los muros de los castillos.
Hoy en día existen ecoductos , túneles destinados específicamente a permitir que especies en peligro de extinción crucen las carreteras sin peligro.
Varias instalaciones fortificadas estaban equipadas con túneles más o menos secretos que permitían a sus ocupantes escapar o circular sin ser vistos. Muchos túneles fueron construidos como parte de las actividades mineras o necesarios para llevar agua, tales como galerías filtrantes que se hicieron en zonas desérticas o los túneles construidos en Israel en Jerusalén (túnel construido por Ezequías , alrededor del año 700 antes de Cristo).. AD , lo que lleva agua desde el fuente de Gihon a la cuenca de Siloé ) o Gezer (túnel con una longitud de unos 67 m a mediados del II e milenio a.C. para permitir el acceso a una fuente subterránea).
Es el desarrollo de la red ferroviaria en el XIX ° siglo que dio lugar a la perforación de muchos túneles para evitar grandes rampas (no sólo debido a la baja adherencia de las ruedas sobre los raíles, sino también la relación de potencia / peso deficiente locomotoras de vapor ). Hoy en día, es más bien la necesidad de contar con el mejor perfil de planta (grandes radios de curvatura) para los trenes de alta velocidad lo que conduce a la construcción de túneles (el tramo LGV Florencia-Bolonia en construcción comprende 73 km de túneles en 78 km longitud total, la primera LGV francesa Paris-Lyon no incluye ningún túnel, pero a costa de rampas sensibles (3,5%). También es la huella y la dificultad de reestructurar el urbanismo existente en aglomeraciones urbanas lo que empuja al uso del sótano, en particular con los metros a pesar de la triplicación del costo y cierta claustrofobia de los viajeros.
Las mejoras en los recursos técnicos y la presión política para facilitar los viajes permiten contemplar estructuras muy ambiciosas como el túnel del Canal de la Mancha , y más generalmente bajo el estrecho o los grandes túneles transalpinos de base , en servicio ( Lötschberg y Saint-Gothard ) o planificadas ( Lyon -Turín , Brenner ). Los túneles largos se asignan muy a menudo a los ferrocarriles (y sus derivados, como el maglev ) porque el riesgo de accidentes es menor y los viajes subterráneos largos serían tediosos para el transporte individual; además, esto evita la emisión de gases contaminantes en un ambiente confinado y simplifica el problema de ventilación .
Los túneles se pueden excavar en diferentes tipos de materiales, desde arcilla hasta las rocas más duras, y las técnicas de excavación dependen de la naturaleza del terreno.
La construcción de una zanja cubierta es bastante simple y se puede aplicar a túneles poco profundos. Se excava una zanja y luego se cubre. Puede ser necesario implementar procedimientos para asegurar la estabilidad de los taludes de excavación durante la obra: clavado de muros, muros o muros provisionales (Berlín, París, muros diafragma , tablestacas , etc.).
Los túneles poco profundos suelen ser trincheras cubiertas, mientras que los túneles profundos se excavan, a menudo utilizando lo que se llama una tuneladora. Para profundidades intermedias, se pueden utilizar ambos métodos. En áreas urbanas, la trinchera cubierta requiere la demolición de edificios colgantes; algunos túneles se realizaron utilizando ambas técnicas: excavación debajo de las partes construidas y zanja cubierta para las partes aún no urbanizadas.
Es el método de construcción descrito por Diodorus Siculus para el túnel bajo el Éufrates que habría llevado a cabo la reina Semiramis que desvió el curso del Éufrates para realizar un túnel allí en su lecho con paredes de ladrillo cubiertas de asfalto. Luego, una vez que se completó y rellenó el túnel, el Éufrates fue restaurado a su cauce natural.
Las tuneladoras son máquinas que se pueden utilizar para automatizar el proceso de tunelización.
El nuevo método austriaco (NMA, o NATM en inglés) fue desarrollado en la década de 1960. Encuentra todo su interés en áreas de rocas friables. La idea general de este método es utilizar la roca intacta ubicada a pocos metros del túnel para estabilizar la que se encuentra más cerca de la estructura. Para hacer esto, se clavan barras de acero largas en la roca y luego se atornillan.
También hay varias formas de construir túneles submarinos . El método más utilizado es la construcción de un tubo sumergido . Esto se ha hecho en el puerto de Sydney y para los túneles Posey y Webster que conectan las ciudades de Oakland y Alameda . Otro método considerado es el Puente de Arquímedes o Túnel Flotante Sumergido, que es un túnel sumergido que flota a través del empuje de Arquímedes .
Un túnel helicoidal se construye en espiral dentro de la montaña, permite una diferencia significativa de nivel en una distancia aparente muy corta (la salida a menudo se hace directamente sobre la entrada).
Normalmente, una vez estabilizada la excavación por el soporte del suelo, se aplica el revestimiento del túnel. Por tanto, una vez colocado, el revestimiento generalmente no se carga. De esta forma, la función estructural del revestimiento se limita a ofrecer un margen adicional de seguridad a la estructura, en los casos en los que el suelo o el soporte colocado sufra deterioro, o en los casos en los que sea necesario hacer frente a los fenómenos. de cargos diferidos en el tiempo.
Las principales funciones del recubrimiento son:
El túnel cuando es largo es una inversión muy cara, sobre todo cuando está perforado en una roca dura o, por el contrario, con riesgo de soliflujo . Además, algunos accidentes graves (por ejemplo: incendio en el túnel del Mont-Blanc ) hicieron que su imagen fuera menos atractiva. Sin embargo, en un contexto difícil (pendientes pronunciadas, riesgo de deslizamientos de tierra o deslizamientos de tierra ...), en última instancia, puede ser más barato y seguro que una carretera larga y sinuosa . Y además de una gran seguridad y protección ante la intemperie (si está bien diseñada), tiene la ventaja de no cortar los corredores biológicos donde existen y por tanto de no contribuir a la fragmentación del paisaje . Desde este punto de vista, es preferible al viaducto que, además de su impacto en el paisaje, puede afectar las migraciones de aves y el ambiente nocturno, si está iluminado.
Cuando es corto, a veces se lo compara con una tubería ecológica . Su construcción, que muchas veces se desarrolla en zonas ecológicamente sensibles (ecosistemas de montaña) debe ir acompañada de un buen estudio de impacto y una buena gestión de los materiales extraídos y del aire contaminado por los vehículos, siendo desde este punto de vista el transporte por tren y a cuestas alternativas que son en desarrollo (en Suiza en particular).
Para cruzar un río o una ensenada, generalmente es más caro construir un túnel que un puente. Sin embargo, existen muchas razones para elegir un túnel sobre un puente:
Hay muchos ejemplos en los que la gente ha optado por cruzar ríos o ensenadas construyendo un túnel en lugar de un puente: Túnel de Holanda , Túnel de Lincoln entre Nueva Jersey y Manhattan, Túnel de Westerscheldetunnel en los Países Bajos, Túnel de Canal.
Diseñar un túnel para una ciudad también significa preocuparse por preservar el patrimonio, la paz del vecindario y reducir la contaminación .
Tras varios accidentes a veces dramáticos como el del túnel del Mont Blanc en 1999 (39 muertos), se endureció la normativa sobre túneles, en particular en lo que se refiere a la vigilancia de los túneles más largos o de difícil acceso.
En Francia, los túneles se ven particularmente afectados por el código de carreteras , por una orden de 18 de abril de 2007 relativa a la composición y actualización de expedientes preliminares y de seguridad y a la notificación de incidentes y accidentes significativos, por ejemplo, un anexo a una circular sobre seguridad y mediante una circular interministerial relativa a la seguridad de los túneles de carretera de más de 300 metros.
Otra circular se refiere a los diagnósticos de seguridad de túneles de más de 300 metros ubicados en la red de autoridades locales o la red de interés comunitario que son competencia de los establecimientos públicos de cooperación intermunicipal (EPCI).
Los túneles de más de 300 m deben ser objeto de ejercicios anuales organizados por el cliente y los servicios de emergencia.
Los túneles de carretera están sujetos a autorizaciones de puesta en servicio emitidas por el Prefecto Departamental con una validez de 6 años. Los túneles ferroviarios (excepto RFF ) tienen autorizaciones de 10 años emitidas por el prefecto regional (por ejemplo, la RATP). Los túneles ferroviarios RFF dependen de las autorizaciones nacionales.
Las distancias de seguridad permiten reducir el número de vehículos presentes en el túnel en caso de incendio, para calmar el tráfico y, en consecuencia, limitar el riesgo de accidente. Cuando está parado, las distancias de seguridad deben reducir el riesgo de propagación del fuego y ayudar a distribuir a los usuarios en las salidas presentes. También permiten el acercamiento de los servicios de intervención y salvamento.
En Francia, el Centre d'Etudes des Tunnels (CETU) es el centro de competencia del ministerio responsable del transporte, responsable de todos los campos técnicos relacionados con los túneles. Está interesado en los factores humanos y organizativos de la seguridad de los túneles de carretera, en particular en caso de incendio. De acuerdo con su trabajo, es importante capacitar e informar a los usuarios que circulan en estas estructuras subterráneas.
Según la Directiva de 2004, las campañas de información deben centrarse en el comportamiento adecuado que deben adoptar los usuarios de la carretera al entrar y pasar por un túnel, en particular en caso de avería del vehículo, atasco, accidente o incendio. En Francia, tres casos de uso de túneles de carretera son objeto de una comunicación del Ministerio de Transporte.
En una situación de conducción normal, las señales indican información a los conductores que se acercan. Al conducir en un túnel, el conductor debe encender las luces de cruce, respetar las distancias de seguridad y los límites de velocidad. Las luces laterales azules pueden ayudar a mantener distancias seguras. La radio le permite estar informado de la evolución del túnel. Está prohibido detenerse, estacionarse y dar la vuelta.
Para evitar la avería, es recomendable comprobar el estado del vehículo y el nivel de combustible antes de entrar en una carretera con túnel. En caso de avería, es aconsejable detenerse en el extremo derecho, encender las luces de emergencia y apagar el motor. Una acera debe permitir caminar (con el chaleco amarillo) hasta el nicho de seguridad dentro de los 200 metros, donde una terminal de llamadas de emergencia permite la resolución de problemas.
En caso de incendio, es recomendable evacuar a todos los pasajeros del vehículo. Opcionalmente, la alerta puede ser emitida por una sirena o la radio del coche. Las flechas indican la salida más cercana y el camino al punto de reunión. La entrada de vehículos en el túnel está prohibida por un semáforo en rojo.
Señal de entrada al túnel alemán (Directiva de 2004 + Convención de Viena).
Puesto de llamada de emergencia, autopista A 17 en dirección a Dresde.
Túnel de la carretera M 30 de Madrid en Madrid, con su señalización, ventiladores y puerta.
Túnel de Monza en Lombardía, con luces laterales azules.
En Europa, la directiva de 2004 define las medidas de seguridad para los nuevos túneles de carretera. Estas medidas pueden referirse al número de tubos y vías, la geometría del túnel, vías de evacuación y salidas de emergencia, acceso a servicios de emergencia, Garajes, Drenaje, Resistencia al fuego de estructuras, Iluminación, Ventilación, Subestaciones de emergencia, Abastecimiento de agua, Señalización vial, Puesto de control-mando, Equipos de cierre de túneles, Sistemas de comunicación, Equipos de resistencia al fuego.
En Europa, la directiva de 2004, las señales de tráfico cumplen con la Convención de Viena de 1968, con los detalles proporcionados por la directiva de 2004.
Túnel ferroviario en desuso
Luces de túnel en Detroit
홍콩 의 지하철 터널
Túnel de peaje de Pensilvania
대전 터널
상관 1 터널
고속도로 터널 내부
고속도로 터널 입구
터널 진입 차단 시설 (국가 비상시)
진입 가능 차선 표지
Túnel de Misiryeong: 3.690 m
Entrada al túnel de Misiryeong
Ventilación del túnel de Misiryeong