Vad är tunneldrivning?
Enklare uttryckt är tunneldrivning den fysiska processen att bygga en underjordisk passage under jordytan, men tunnlar kan också byggas under vatten. En tunnel är mer eller mindre en horisontell underjordisk passage som byggs med hjälp av grävprocesser. Medan en vertikal underjordisk öppning kallas ”schakt”.
Om vi tar en titt på historien står det klart att människan har ägnat sig åt processen att urholka jord och stenar i århundraden nu. Ursprungligen utfördes tunnelgrävningar för gruvdriftsändamål för att nå mineraler som kol, koppar och tenn. Men de blev snart populära bland tågbolag och kanalbyggare som effektiva sätt att undvika hinder. Byggandet av de allra första vägtunnlarna anses fortfarande vara en gigantisk prestation inom bygg- och anläggningsbranschen.
Även i denna moderna tid är betydelsen av både underjordiska och undervattenstunnlar oöverträffad. De tekniska framstegen på senare tid har gjort det möjligt för oss att bygga tunnlar som är längre och djupare och som kan användas för att korsa under hav, till exempel den 50 km långa Engelska kanaltunneln, och tunnlar som förenar kontinenter, till exempel Mammaritunneln i Istanbul.
Vad är de olika typerna av tunnlar?
Tunnelbyggandet är en kostsam och tidskrävande process. Transport och kommunikation via tunnelnätverk är dock ytterst effektiva och bekväma. Moderna maskiner har gjort grävnings- och stabiliseringsprocesserna mycket enklare och säkrare, vilket är anledningen till att tunnelnätverk har blivit ett mer populärt val för vägar, järnvägar och till och med vattenvägar.
För vår diskussion är det absolut nödvändigt att notera att det finns olika tunnelbyggnadsmetoder som används beroende på geologi, typ av överlagring samt seismiska och bullerrestriktioner, vilket nämns nedan.
- Cut and Cover-metoden:
Denna metod används vanligen för att bygga grunda tunnlar. I grund och botten innebär denna metod att ett dike skärs i marken, tunnelboxelement installeras varefter de täcks över för att återställa ytan med en stödmetod som klarar av att bära belastningen. De första underjordiska tunnelbanestationerna i London byggdes med denna metod. Vissa delar av vägnätet byggs också på detta sätt när djupet på den nödvändiga tunneln är relativt litet (Marselistunneln i Århus och Nordhavnsvej-tunneln i Köpenhamn är de första danska cut and cover-tunnlarna).
- Bored or Mined Tunnelling:
Med denna metod byggs tunnlarna utan att markytan grävs ut. Denna metod möjliggörs genom användning av tunnelborrmaskiner (TBM). Dessa gör det möjligt att gräva tunnlar i en mängd olika markförhållanden och under städer, floder och till och med höga byggnader. De gör detta genom att bibehålla det statiska trycket i den befintliga marken för att praktiskt taget eliminera sättningar och därmed undvika skador på byggnader och konstruktioner på ytan. TBM:er kan också installera en betongring för permanent markstöd när tunneln är i drift. Borrad eller gruvdrift kan delas in på följande sätt:
- Tunneldrivning i mjuk mark:
Detta skulle vanligtvis beskrivas som tunneldrivning genom icke-självbärande material som sand, marin lera eller en blandning av båda, med MPa nivåer på omkring 40 eller mindre. Nederländerna förknippas vanligen med tunneldrivning i mjuka jordar. Exempel på tunnlar i mjuk mark kan vara tunnelbanor och vägtunnlar, t.ex. Rotterdamsebaan-tunneln i Haag och Westerschelde-tunneln i södra Holland.
- Tunneldrivning i hårda bergarter:
Som namnet antyder, kommer geologin typiskt sett att gå genom hårda till mycket hårda bergarter med MPa-nivåer på mer än 100. Grävning skulle ske med specialanpassade TBM:er som kan klara av mycket slipande förhållanden i i stort sett självbärande geologi. I sådan geologi kan tunnlar i hårda bergarter ofta förbli oinklädda och användas för vattenöverföring eller vattenkraftverk. Gotthardtunneln i Schweiz går från Göschenen i kantonen Uri vid dess norra portal till Airolo i Ticino i söder och är 16,9 kilometer lång.
- Microtunnelling och Pipejacking:
Denna metod används för relativt korta tunnlar med motsvarande liten diameter och används främst inom sektorn för byggande av försörjningsföretag. Detta gör det möjligt för kablar och rör att passera under vägar, floder, järnvägslinjer och till och med taxibanor och landningsbanor på flygplatser utan att störa trafiken på ytan. Principen för grävningen är baserad på ”State of the Art” fullface tunnelborrmaskiner (TBM).
Vad är huvudsyftet med tunneldrivning?
Som diskuterats under hela artikeln har tunnlar olika användningsområden som gör livet enklare för oss. Tunnlar kan användas mellan underjordiska järnvägsstationer för att transportera gods och passagerare, även som vatten- och avloppskanaler. Det är detta som gör tunnlar så mångsidiga och effektiva.
