Generalidades de Túneles

Generalidades de Túneles

Con más de seis millones de kilómetros de carreteras y 240.000 kilómetros de vías férreas que serpentean a través de los Estados Unidos, la vida sobre la tierra se ha convertido cada vez más congestionadas.

Los túneles ofrecen algunos de los últimos espacios disponibles para autos y trenes, agua y alcantarillado, incluso el poder y las líneas de comunicación. Hoy en día, es seguro para atravesar las montañas y se introducen por debajo de los océanos pero no siempre fue así, de hecho, se llevaron miles de ingenieros y de años para perfeccionar el arte de la excavación de túneles.

Antiguo Acueducto Romano

Antes de automóviles y trenes, los túneles sólo llevaba agua.

Ingenieros romanos crearon la más extensa red de túneles en el mundo antiguo. Ellos construyeron estructuras inclinadas, llamadas acueductos, para llevar el agua de manantiales de montaña a las ciudades y pueblos. Ellos tallaron cámaras subterráneas y construyeron estructuras elegante en arco no sólo para llevar agua potable a la ciudad, sino, para llevar tambien las aguas residuales

Canal túnel subterraneo de Worsley

En el siglo XVII, se construyeron túneles para canales.

Sin carreteras y ferrocarriles para el transporte masivo de materias primas del campo a la ciudad, las vias maritimas se convirtio en la mejor forma de transportar la carga a grandes distancias.

Holland Tunnel

Con los trenes y los autos se produjo una enorme expansión en la construcción de túneles.

Durante los siglos XIX y XX, el desarrollo del ferrocarril y el transporte de vehículos llevaron a los túneles a ser más grande y mejores.

Tuneladora

Hoy en día, ni siquiera las montañas y los océanos están en el camino.

Con la tecnología reciente en la construcción de un túnel, los ingenieros pueden perforar a través de montañas, bajo los ríos, y por debajo de las bulliciosas ciudades. Antes de la talla de un túnel, los ingenieros deben investigar las condiciones del suelo mediante el análisis de muestras de suelo y roca, con perforación de pozos de exploración.

Hay tres pasos para el éxito de un túnel.

Hoy en día, los ingenieros saben que hay tres pasos básicos para la construcción de un túnel estable.

El primer paso: Es la excavación; los ingenieros deben excavar a través de la tierra con una herramienta confiable y técnica.

El segundo paso: Es el apoyo; los ingenieros deben apoyar cualquier inestabilidad del terreno y sus alrededores, mientras se cava.

El Tercer paso: Es el interior; los ingenieros deben añadir los toques finales, como la via y las luces, cuando el túnel está en buenas condiciones estructurales.

Tipos de Túneles

Basado en el terreno, los túneles se puede dividir en tres tipos principales:

1. Túneles superficies blandas

Suelen ser poco profundos y a menudo se utilizan como el metro, los sistemas de abastecimiento de agua y cloacas.

Debido a que el terreno es blando, se debe hacer una estructura de apoyo en la cabecera del túnel, llamada Escudo del túnel.

Sección escudo del túnel de Brunel

utiliza para cavar túnel del Támesis en Londres, Inglaterra

Reproducido con autorización de la Institución de Ingenieros Civiles de Londres

Esfuerzos en túneles en suparficies blandas

El terreno pesado, humedo empuja en todos los lados del túnel. Las paredes del túnel son presionados por el suelo.

Túneles Roca.

Necesitan o no de un apoyo extra durante la construcción y se utilizan como vías de acceso de automoviles y ferrocarriles a travez de la montaña

Hace años, los ingenieros se vieron obligados a romper con las montañas con dinamita, Hoy en día se basan en una enorme maquina que rompe la roca llamadas tuneladoras.

Interior túnel Hoosac

North Adams, Massachusetts P. Randy Trabold colección, cortesía del Norte Adams Transcript

Fuerzas Túnel de roca:

Las paredes de roca son muy densas y pueden sostenerse a sí mismas. Algunas secciones de la roca son menos densas que otras secciones. Estos pedazos sueltos de roca empujan a los lados del túnel

Túneles bajo el agua

Son particularmente difíciles de construir, ya que el agua debe ser retenida mientras que el túnel se está construyendo. Ingenieros utilizan cámaras presurizadas de excavación para evitar que el agua brote en el túnel. Hoy en día, se utiliza elementos prefabricados donde pueden flotar, hundidos y unidos a otras secciones

Segmento del túnel, puerto de Boston, Massachusetts

La Arteria Central / Túnel del Proyecto

Túnel bajo el agua:

Las fuerzas de agua empuja a los lados del túnel. Las paredes del túnel son presionados por el agua.

La excavación de túneles es un trabajo caliente, sucio y peligroso.

Consideraciones

Desde la antigüedad, los excavadores de túneles han utilizado diferentes tipos de herramientas para tallar a través de las montañas y llevo a través de la supuración del barro.

Recuerde que se excava el suelo con una herramienta fiable y apoyar cualquier inestabilidad del terreno a su alrededor mientras se cava!

Los excavadores a menudo se enfrentan a retos inesperados - y desastres – Entran bajo su propio riesgo!

1. Localización:

A través de las Montañas

El corte a través de una montaña es un trabajo duro!

Prender fuego a través de la Montaña

Es ciertamente posible para tallar un túnel de una milla de largo a través de rocas con fuego, pero le llevará más de 15 años para hacerlo!

Puntuación del túnel: 20

Hace miles de años, los antiguos romanos construyeron túneles de rocas de calentamiento con un fuego feroz, luego se refrigeraba con un jarro de agua fría. El cambio de temperatura causado rompia en pedazos la roca. Esta técnica se llama Fijación de fuego.

Miles de emisores de fuego murieron en los túneles de montaña por los gases tóxicos y el calor abrasador, así que es posible que desee considerar otra técnica!

Prender fuego

una técnica antigua en la que se calienta la pared del túnel con el fuego, luego se enfría con agua. En las condiciones adecuadas, el cambio de temperatura hace que la pared se rompa en pedazos.

Utilizado por primera vez en un túnel

alrededor de 2000 años a.c., en una mina de cobre y oro en las montañas de Egipto

¿Sabías que?

esclavos romanos construyeron la enorme cloaca máxima, uno de los túneles de alcantarillado más antiguas de Roma, mediante la técnica de fijación de fuego. El túnel era tan grande e impresionante, Se rumora que el emperador Augusto viajo en un barco. Miles de esclavos murieron en el túnel a causa de los humos tóxicos y el calor intenso, El fuego siguio siendo el método estándar establecido de la excavación del túnel por más de 2.000 años

Herramientas de mano a través de las Montañas

Este es el más difícil, más lento camino para cavar un túnel a través de una montaña. Le tomaría más de 80 años de cavar un túnel de una milla de largo, con herramientas de mano!

Puntuación del túnel: 10

Hace cuatro mil años, los mineros Europea extraian el cobre y otros metales de las laderas rocosas con picos hechos de cuernos de venado. Los antiguos romanos tallaron kilómetros de canales subterráneos de suministro de agua llamados acueductos utilizando cinceles de piedra y sólo las cuñas de madera. Pero sólo podía hacerse un par de centímetros al día con estas herramientas. Afortunadamente, usted no tiene que escoger en esta montaña con cuernos de venado porque son más eficientes excavación del túnel las máquinas disponibles en la actualidad!

Herramientas de mano

Antes de que hubiera explosivos y máquinas de excavación del túnel, los trabajadores utilizaban herramientas manuales para tallar túneles.

Utilizado por primera vez en un túnel de

alrededor de 2000 aC, a la mina de cobre, oro, y la sal de las montañas en Bélgica, Francia y Portugal

¿Sabías que?

En la Edad Media, los ejércitos medievales lanzaron ataques sorpresa a castillos enemigos cavando túneles a través del suelo arenoso con herramientas rudimentarias mano. Los hombres cavaron túneles, no sólo para ganar la entrada a un castillo, sino para desestabilizar y derrubar a la misma. Apoyaron sus túneles con madera, luego se lograba el colapso del túnel - y a esperar que el castillo también.

Explosivos a través de la Montaña

Tomaría cerca de 2.000 explosiones de pólvora , nitroglicerina o dinamita y casi cinco años para abrir un túnel de una milla de largo a través de esta montaña.

Puntuación del túnel: 30

Para voladuras con explosivos como la pólvora, la nitroglicerina y la dinamita y todo el trabajo y para el tallado de un túnel a través de una montaña. Las paredes de roca densa pueden mantenerse, y que no se derrumbe en el túnel como la arena o tierra suelta o empapada haría. Sin embargo, también hay que ser un corredor rápido, o la explosión probablemente te va a matar. He aquí por qué:

En primer lugar, usted tiene que golpear una tubería de dos o tres pies de profundidad en la pared del túnel. Entonces usted debe librar el explosivo en el tubo, encender una mecha con una vela, y correr tan rápido como pueda antes de que golpee la montaña. Por suerte, este método sólo populares hace 200 años. Hoy en día, hay una manera más fácil de explosión a través de una montaña y usted no tiene que ser un corredor para hacerlo!

Explosivos

pólvora , nitroglicerina y dinamita permite excavadores de túneles para acabar con las montañas mucho más rápido que nunca.

Utilizado por primera vez en un túnel

La pólvora fue utilizada por primera vez en 1679, para construir un tramo subterráneo del Canal du Midi, un canal que conecta el Océano Atlántico y el Mar Mediterráneo. El túnel tiene 157 metros de largo.La nitroglicerina fue utilizado por primera vez en 1867 para excavar el túnel Hoosac en North Adams, Massachusetts. Ese mismo año, físico sueco Alfred Nobel patentó la dinamita. La dinamita se basa en la nitroglicerina, pero es mucho más seguro de manejar que la nitroglicerina por separado.

¿Sabía usted?

Uno de los primeros túneles que se excavaron con pólvora fue el túnel del Canal de Harcastle en Inglaterra en la década de 1700 y fue un desastre absoluto. Explosiones de pólvora golpeó manantiales, que inundó el túnel y la construcción se retraso. Para ahorrar tiempo y dinero, el jefe de ingenieros construyó un túnel muy pequeño y estrecho. El túnel era tan pequeña (2,2 metros de ancho por 3,6 metros de altura), barcazas tenían que ser "arrastrada" de extremo a extremo. Esto significaba que el hombre estaba de espaldas en la cubierta de barcaza y empujar la barca caminando a lo largo del lecho del túnel!

Comprimido taladro de aire a través de la Montaña

Con un taladro de aire comprimido, puede cavar en la roca tres veces más rápido que la pólvora o la nitroglicerina. Le tomaría casi un año para completar un túnel de una milla de longitud de esta manera.

Puntuación del túnel: 90

Así es como el taladro funciona:

El aire comprimido se canaliza a través de la perforación, donde se ejerce presión sobre un pistón. El pistón se mueve hacia arriba y hacia abajo con el cambio de presión y entrega los golpes repetidos de una broca. Esta vibración rompe las paredes de roca, por lo que es posible excavar grandes cantidades de tierra en cortos períodos de tiempo.

Hoy en día, los excavadores de túneles siguen utilizando taladros de aire comprimido, desde dispositivos de mano pequeño para equipos de perforación a tamaño jumbo. Sin embargo, un proyecto del túnel grande merece la mejor tecnología disponible hoy en día.

Túnel Boring Machine (Tuneladora) A través de las Montañas

Puede completar un túnel de una milla de largo en muy poco tiempo con una tuneladora!

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