Mii de oameni folosesc zilnic metroul pentru a traversa Londra de la nord la sud sau trec Canalul Mânecii prin Tunelul Canalului. Aceste călătorii sunt posibile datorită unei realizări impresionante ale ingineriei – tunelurile subacvatice. Dar cum sunt construite aceste structuri remarcabile?
Scutul de tunel
Construirea tunelurilor subacvatice a reprezentat o provocare până când inginerul franco-britanic Marc Isambard Brunel s-a inspirat din natură în anul 1818. Observând cum plăcile cochiliei unui vierme marin îi permit să foreze prin lemn, Brunel a adaptat acest principiu pentru a crea scutul de tunel.
În acest caz, scutul era un cadru gigantic din fontă cu deschideri cu obloane pe pereți, deschise pe rând pentru ca minerii să poată excava solul moale din exterior. Scutul era apoi împins înainte folosind cricuri cu șuruburi, iar procesul se repeta, construind „cochilia” protectoare a tunelului din cărămizi în zona recent excavată din spate.
Acest proces a dus la construirea primului tunel subacvatic sub râul Tamisa în Londra, finalizat în 1842. Tunelurile ulterioare sub Tamisa au îmbunătățit această metodă prin presurizarea aerului în fața scutului pentru a preveni inundațiile în timpul construcției.
Scuturile de tunel sunt încă folosite astăzi, dar au devenit cilindrice și sunt de obicei fabricate din oțel, utilizat și pentru inelele de susținere ale tunelului. Versiunile moderne folosesc cricuri hidraulice pentru a împinge scutul înainte, iar zona din fața scutului poate fi accesată printr-o ușă. Pentru a proteja lucrătorii, scuturile sunt prevăzute și cu o capotă protectoare.
Mașinile de forat tuneluri
Dacă excavarea solului moale este o provocare, forarea prin rocă subacvatică este cu totul altceva. Aici intervine tehnologia modernă, sub forma mașinilor de forat tuneluri (TBM), utilizate pentru construcția Tunelului Canalului.
TBM-urile funcționează similar cu scutul de tunel, dar în acest caz, un cap de tăiere mecanic rotativ, în loc de forța umană, este utilizat pentru a excava roca din față. Aceasta exercită presiune asupra rocii, provocându-i fracturarea. În loc ca oamenii să transporte resturile, roca fracturată este dusă înapoi pe o bandă transportoare.
Un total de 11 TBM-uri au fost folosite pentru a săpa cele trei tuneluri de 56,3 kilometri (35 mile) (da, sunt mai multe), care, în secțiunile subacvatice, se află la 45 de metri (148 picioare) sub fundul mării.
Tunelurile cu tuburi imersate
Metodele anterioare presupun construirea pereților tunelului pe măsură ce se excavează, dar există și o altă metodă: tunelurile cu tuburi imersate, o tehnică dezvoltată de inginerul american W.J. Wilgus.
Această metodă implică fabricarea tunelului în altă parte, creând mai multe segmente prefabricate, în timp ce un șanț este dragat din râul sau fundul mării unde va fi amplasat tunelul. Segmentele sunt apoi plutite la locul destinat și scufundate pe poziție, după care apa este evacuată din ele, iar materialul excavat este plasat deasupra tunelului pentru a-l îngropa și a restabili fundul mării.
Construcția tunelurilor subacvatice reprezintă una dintre cele mai impresionante realizări ale ingineriei moderne, permițând conectarea rapidă și eficientă a regiunilor separate de corpuri de apă.
