Tunel

Tunel podziemny galeria zapewniając przejście do trasy komunikacyjnej ( kolejowej , kanał, droga, chodnik). Duże podziemne konstrukcje hydrauliczne, takie jak akwedukty, kolektory i emisje, przeznaczone do dostarczania lub odprowadzania wody z dużych ośrodków i niektórych przewodów utworzonych w związku z tamami i elektrowniami wodnymi.

Między momentem, w którym pierwsza zdjęta łopata zmienia wyważenie masy gruntu na miejscu, a momentem, w którym gotowa powłoka stawia cały swój opór, jest to konieczne zarówno dla bezpieczeństwa pracy ekip, jak i dla utrzymania wymiarów wykopu, aby za pomocą odpowiedniego urządzenia przeciwstawić się mniej lub bardziej intensywnym pchnięciom, które dążą do zamykania utworzonej wnęki. Uzyskuje się to zwykle za pomocą systemów podpór spoczywających na podłodze galerii, albo za pomocą systemu kotwienia za pomocą śrub, albo za pomocą tymczasowych wieszaków. Po zakończeniu podparcie tunelu składa się z tych kotew, połączonych z betonem natryskowym lub nie, albo z betonowych lub metalowych pierścieni, które w ten sposób tworzą powłokę.

Etymologia

Termin „tunel” został po raz pierwszy poświadczony w formie „tonnelle” w 1794 r. W celu przetłumaczenia angielskiego tunelu , a następnie w formie „tunel” w 1825 lub 1827 r. Samo angielskie słowo wywodzi się od francuskiego „  tonnelle  ” przywołującego kształt beczka . To słowo pojawia się po budowie tunelu pod Tamizą zbudowanego przez Marca Isambarta Brunela . Angielskie słowo zostało następnie przejęte przez Marc Seguin podczas budowy linii kolejowej Saint-Étienne - Lyon , zamiast oficjalnego określenia „metro”, które zostało zachowane przez Voies navigables de France (VNF) dla kanałów. . Słowo to jest najpierw rodzaju żeńskiego, po gatunku „altanka”, zanim stało się męskie.

Definicja

Chociaż definicja ta nie jest w pełni akceptowana, często uważa się, że tunel musi być co najmniej dwa razy dłuższy, jeśli jest szeroki, aby zasługiwać na to oznaczenie. Musi być również zamknięty ze wszystkich stron, z wyjątkiem każdego z końców, co odróżnia go od przejścia okopowego. Artykuł R118-1-1 kodeksu drogowego określa:

„Tunel oznacza każdą drogę lub jezdnię znajdującą się pod konstrukcją kryjącą, która niezależnie od trybu budowy tworzy zamkniętą przestrzeń. Odcinek drogi lub chodnika znajdujący się pod konstrukcją pokrycia dachowego nie jest przestrzenią zamkniętą, gdy konstrukcja pokrycia dachowego ma otwory na zewnątrz, których powierzchnia jest równa lub większa niż 1 m 2 na pas ruchu i na metr nawierzchni. "

Bardzo różnorodne typy tuneli

Tunel może służyć do przemieszczania ludzi: pieszych , rowerzystów , ruchu drogowego, kolejowego, barek ( kanał tunelowy) lub statków wycieczkowych i morskich (np. Projekt tunelu dla łodzi łączącego dwa fiordy ).

Inne tunele funkcjonowały jako akwedukty , budowane wyłącznie do transportu wody - przeznaczonej do spożycia, do transportu ścieków lub do zasilania tamy hydroelektrycznej - podczas gdy jeszcze inne są kopane do przesyłu wody, kabli telekomunikacyjnych, energii elektrycznej, węglowodorów itp.

Niektóre tajne lub strategiczne tunele zostały również zbudowane do celów wojskowych, aby dostać się do zakazanych obszarów, takich jak tunele Củ Chi w Wietnamie , tunele łączące Strefę Gazy z Izraelem lub tunele soku, które mają osłabiać fortyfikacje lub mury zamków.

Obecnie istnieją ekodukty , tunele zaprojektowane specjalnie w celu umożliwienia zagrożonym gatunkom przekraczania dróg bez niebezpieczeństwa.

Historia tuneli

Różne ufortyfikowane instalacje zostały wyposażone w mniej lub bardziej tajne tunele, pozwalające ich mieszkańcom na ucieczkę lub krążenie niezauważone. Wiele tunele zostały zbudowane w ramach działalności górniczej lub potrzebne, aby przynieść wodę, takich jak qanats , które zostały wykonane na terenach pustynnych lub tunele budowane w Izraelu w Jerozolimie (tunel zbudowany przez Ezechiasza , około 700 pne).. AD , prowadzące wodę ze źródło Gichona do basenu Siloam ) lub Gezer (tunel o długości około 67 mw połowie II e tysiąclecia p.n.e. umożliwiający dostęp do podziemnego źródła).

Jest to rozwój sieci kolejowej w XIX th  wieku , które doprowadziły do wiercenia wielu tuneli w celu uniknięcia dużych ramp (nie tylko ze względu na niską przyczepność kół na szynach, ale także stosunek moc / słaba masa lokomotywy parowe ). W dzisiejszych czasach to raczej potrzeba posiadania najlepszego profilu planu (duże promienie krzywizny) dla pociągów dużych prędkości prowadzi do budowy tuneli (budowany odcinek LGV Florencja-Bolonia obejmuje 73 km tuneli ponad 78 km w całkowitej długości, pierwszy francuski LGV Paryż-Lyon nie obejmuje żadnego tunelu, ale kosztem wrażliwych ramp (3,5%) .Jest to również powierzchnia postojowa i trudność restrukturyzacji urbanistyki istniejącej w aglomeracjach miejskich, która zachęca do korzystania z piwnicy, zwłaszcza metra, mimo potrojenia kosztów i pewnej klaustrofobii podróżnych.

Ulepszenie zasobów technicznych i naciski polityczne mające na celu ułatwienie podróży umożliwiają wyobrażenie sobie bardzo ambitnych konstrukcji, takich jak tunel pod kanałem La Manche , a bardziej ogólnie pod cieśninami lub dużymi tunelami bazy transalpejskiej, w eksploatacji ( Lötschberg i Saint-Gothard ) lub w planach ( Lyon -Turin , Brenner ). Długie tunele bardzo często przypisuje się kolei (i jej pochodnym, takim jak maglev ), ponieważ ryzyko wypadków jest mniejsze, a długie przejazdy podziemne byłyby męczące dla transportu indywidualnego; dodatkowo zapobiega to emisji gazów zanieczyszczających w zamkniętym środowisku i upraszcza problem wentylacji .

Budowa

Tunele można wykopać w różnych rodzajach materiałów, od gliny po najtwardsze skały, a techniki wydobycia zależą od charakteru terenu.

Zakryty wykop

Konstrukcja krytego wykopu jest dość prosta i można ją zastosować do płytkich tuneli. Wykopuje się rów, a następnie przykrywa. Konieczne może być wdrożenie procedur zapewniających stabilność skarp wykopu podczas robót: zbijanie ścian, ścian lub ścian tymczasowych (Berlin, Paryż, ściany szczelinowe , grodzice itp.).

Płytkie tunele to często zakryte rowy, podczas gdy głębokie tunele są wykopywane, często przy użyciu tak zwanej maszyny do drążenia tuneli. W przypadku głębokości pośrednich można zastosować obie metody. Na terenach miejskich kryta wykop wymaga wyburzenia zwisających budynków; niektóre tunele wykonano przy użyciu obu technik: wykopu pod zabudową i zakrytego wykopu dla części jeszcze niezurbanizowanych.

Jest to metoda budowy opisanej przez Diodor Sycylijski do tunelu pod Eufratu, które byłyby prowadzone królową Semiramis którzy przenoszeni przebieg Eufratu zrealizować tunel tam w swoim łóżku ze ścianami z cegły pokryte asfaltem. Następnie, gdy tunel został ukończony i zasypany, Eufrat został przywrócony do swojego naturalnego koryta.

Wykop

Maszyny do drążenia tuneli

TBM to maszyny, które można wykorzystać do automatyzacji procesu tunelowania.

Nowa metoda austriacka

Nowa metoda austriacka (NMA lub NATM w języku angielskim) została opracowana w latach 60. XX w. Swoje zainteresowanie odnajduje w obszarach skał kruchych. Ogólną ideą tej metody jest wykorzystanie nienaruszonej skały znajdującej się kilka metrów od tunelu do ustabilizowania tego, który znajduje się bliżej konstrukcji. Aby to zrobić, długie stalowe pręty są wbijane w skałę, a następnie przykręcane.

Podwodne tunele

Istnieje również kilka sposobów budowania podwodnych tuneli . Najczęściej stosowaną metodą jest zbudowanie rury zanurzeniowej . Dokonano tego w Sydney Harbour oraz w tunelach Posey i Webster, które łączą miasta Oakland i Alameda . Inną rozważaną metodą jest most Archimedesa lub zanurzony pływający tunel, który jest zanurzonym tunelem, który płynie przez ciąg Archimedesa .

Tunele śrubowe

Spiralny tunel jest zbudowany w spiralę wewnątrz góry, pozwala na znaczną różnicę w poziomie przez bardzo krótki pozornej odległości (wyjście jest często bezpośrednio nad wejściem).

Powłoka końcowa

Zwykle po ustabilizowaniu wykopu przez podporę gruntową nakładana jest okładzina tunelu. W związku z tym po nałożeniu powłoka na ogół nie jest obciążona. W ten sposób funkcja strukturalna powłoki ogranicza się do oferowania dodatkowego marginesu bezpieczeństwa konstrukcji w przypadkach, gdy grunt lub zastosowana podpora ulega zniszczeniu lub w przypadkach, gdy konieczne jest radzenie sobie ze zjawiskiem ładunków. odroczone w czasie.

Funkcja ogólna

Główne funkcje powłoki to:

Rodzaj powłoki

  1. Niezbrojona kasetonowa powłoka do betonu
  2. Powłoka z betonu zbrojonego
  3. Powłoka z betonu natryskowego
  4. Prefabrykowane okładziny segmentów
  5. Aktywna okładzina skarbca

Tunel, zakręty, wiadukt czy przejście typu „wykop / nasyp”  ?

Tunel, gdy jest długi, jest bardzo kosztowną inwestycją, zwłaszcza gdy jest wiercony w twardej skale lub przeciwnie, jest zagrożony rozpuszczeniem . Ponadto kilka poważnych wypadków (np. Pożar w tunelu Mont-Blanc ) sprawiło, że jego wizerunek stał się mniej atrakcyjny. Jednak w trudnym kontekście (strome zbocza, ryzyko osunięć ziemi lub osuwisk ...) może ostatecznie być tańsze i bezpieczniejsze niż długa i kręta droga . Oprócz dużego bezpieczeństwa i ochrony przed złą pogodą (jeśli jest dobrze zaprojektowany), ma tę zaletę, że nie przecina biologicznych korytarzy tam, gdzie one istnieją, a tym samym nie przyczynia się do fragmentacji krajobrazu . Z tego punktu widzenia preferowany jest wiadukt, który oprócz wpływu na krajobraz może wpływać na wędrówki ptaków i środowisko nocne, jeśli jest oświetlony.

Kiedy jest krótki, czasem porównuje się go do ekopurociągu . Jego budowie, która często ma miejsce na obszarach wrażliwych ekologicznie (ekosystemach górskich), musi towarzyszyć dobre badanie wpływu i dobre zarządzanie wydobywanymi materiałami i powietrzem zanieczyszczonym przez pojazdy, przy czym pociągi i transport na barana są z tego punktu widzenia alternatywami, które rozwijają się ( szczególnie w Szwajcarii ).

Tunel czy most?

Aby przekroczyć rzekę lub wlot, budowa tunelu jest generalnie droższa niż most. Istnieje jednak wiele powodów, dla których warto wybrać tunel nad mostem:

Istnieje wiele przykładów, w których ludzie zdecydowali się przekraczać rzeki lub zatoki, budując tunel zamiast mostu: Holland Tunnel , Lincoln Tunnel między New Jersey a Manhattanem, Westerscheldetunnel w Holandii, Channel Tunnel.

Alternatywy, rozwiązania mieszane?

Niezwykłe tunele

Tunele miejskie

Projektowanie tunelu dla miasta to także troska o zachowanie dziedzictwa, spokój sąsiedztwa i redukcję zanieczyszczeń .

Ustawodawstwo i bezpieczeństwo

Po różnych wypadkach, czasem dramatycznych, takich jak tunel Mont Blanc w 1999 r. (39 zgonów), zaostrzono przepisy dotyczące tuneli, w szczególności dotyczące nadzoru najdłuższych tuneli lub trudno dostępnych.

Regulacja tuneli drogowych we Francji

We Francji kodeks drogowy ma szczególny wpływ na tunele , na mocy zarządzenia z 18 kwietnia 2007 r. Dotyczącego tworzenia i aktualizacji dokumentacji wstępnej i bezpieczeństwa oraz zgłaszania poważnych incydentów i wypadków, na przykład załącznik do okólnika w sprawie bezpieczeństwo oraz międzyresortowy okólnik dotyczący bezpieczeństwa tuneli drogowych dłuższych niż 300 metrów.
Inny okólnik dotyczy diagnostyki bezpieczeństwa tuneli o długości powyżej 300 metrów położonych w sieci władz lokalnych lub sieci o znaczeniu wspólnotowym, wchodzącej w zakres kompetencji publicznych instytucji współpracy międzygminnej (EPCI).
Tunele dłuższe niż 300 m muszą być przedmiotem corocznych ćwiczeń organizowanych przez klienta i służby ratownicze.

Tunele drogowe podlegają zezwoleniom na oddanie do eksploatacji wydanym przez prefekta departamentalnego, które są ważne przez 6 lat. Tunele kolejowe (z wyłączeniem RFF ) mają 10-letnie zezwolenia wydane przez prefekta regionalnego (np. RATP). Tunele kolejowe RFF zależą od zezwoleń krajowych.

Zalety bezpiecznych odległości

Bezpieczne odległości pozwalają na zmniejszenie liczby pojazdów przebywających w tunelu w przypadku pożaru, uspokojenie ruchu, a tym samym ograniczenie ryzyka wypadku. W przypadku postoju odległości bezpieczeństwa muszą zmniejszać ryzyko rozprzestrzeniania się ognia i pomagać w rozmieszczeniu użytkowników przy obecnych wyjściach. Umożliwiają również podejście służb interwencyjnych i ratowniczych.

Korzystanie z tuneli drogowych we Francji

We Francji Centre d'Etudes des Tunnels (CETU) jest centrum kompetencji ministerstwa odpowiedzialnego za transport, odpowiedzialnego za wszystkie dziedziny techniczne związane z tunelami. Interesuje się ludzkimi i organizacyjnymi czynnikami bezpieczeństwa w tunelach drogowych, w szczególności w przypadku pożaru. Zgodnie z jego pracą ważne jest szkolenie i informowanie użytkowników poruszających się w tych podziemnych konstrukcjach.

Zgodnie z dyrektywą z 2004 r. Kampanie informacyjne muszą koncentrować się na odpowiednim zachowaniu użytkowników dróg podczas wjeżdżania do tunelu i przejeżdżania przez niego, w szczególności w przypadku awarii pojazdu, korka, wypadku lub pożaru. We Francji trzy przypadki wykorzystania tuneli drogowych są przedmiotem komunikatu Ministerstwa Transportu.

W normalnych warunkach drogowych znaki informują kierowców o zbliżających się pojazdach. Podczas jazdy w tunelu kierowca musi włączyć światła mijania, przestrzegać bezpiecznych odległości i ograniczeń prędkości. Niebieskie światła boczne mogą pomóc w utrzymaniu bezpiecznych odległości. Radio pozwala być informowanym o ewolucji tunelu. Zatrzymywanie się, parkowanie i zawracanie jest zabronione.

Aby uniknąć awarii, przed wjazdem na drogę z tunelem warto sprawdzić stan pojazdu oraz poziom paliwa. W przypadku awarii wskazane jest zatrzymanie się maksymalnie w prawo, włączenie świateł awaryjnych i wyłączenie silnika. Chodnik musi umożliwiać przejście (w żółtej kamizelce) do niszy bezpieczeństwa w promieniu 200 metrów, gdzie terminal alarmowy umożliwia rozwiązywanie problemów.

W przypadku pożaru wskazane jest ewakuowanie wszystkich pasażerów z pojazdu. Alarm może być opcjonalnie wysłany za pomocą syreny lub radia samochodowego. Strzałki wskazują najbliższe wyjście i drogę do miejsca zbiórki. Wjazd pojazdów do tunelu jest wtedy zabroniony przez czerwone światło.

Korzystanie z tuneli drogowych w innych krajach

Środki bezpieczeństwa w Europie

W Europie dyrektywa z 2004 roku określa środki bezpieczeństwa dla nowych tuneli drogowych. Środki te mogą dotyczyć liczby rur i torów, geometrii tunelu, dróg ewakuacyjnych i wyjść ewakuacyjnych, dostępu do służb ratowniczych, garaży, kanalizacji, odporności ogniowej konstrukcji, oświetlenia, wentylacji, podstacji awaryjnych, zaopatrzenia w wodę, znaków drogowych, Stanowisko dowodzenia, urządzenia zamykające tunele, systemy łączności, sprzęt przeciwpożarowy.

Znaki drogowe w Europie

W Europie, zgodnie z dyrektywą z 2004 roku, znaki drogowe są zgodne z konwencją wiedeńską z 1968 roku, ze szczegółami zawartymi w dyrektywie z 2004 roku.

Korea i inne kraje

Uwagi i odniesienia

  1. "  tunel  " , słownik Larousse
  2. Definicje leksykograficzne i etymologiczne „tunelu” skomputeryzowanego skarbca języka francuskiego na stronie internetowej National Center for Textual and Lexical Resources
  3. Tunel dla łodzi połączy dwa norweskie fiordy - Batiactu.com, 12 kwietnia 2013 r
  4. Jacques Bonnin, Woda w starożytności. Hydraulika przed naszą erą , Eyrolles, Paryż, 1984
  5. Károly Széchy, Traktat o budowie tuneli , Dunod, Paryż, 1970
  6. Google Books: Jules Oppert, Ekspedycja naukowa w Mezopotamii przeprowadzona na polecenie rządu w latach 1851–1854 . Tom 1, Imperial Printing, Paryż, 1863
  7. Jean-Pierre Adam, Konstrukcja rzymska. Materiały i techniki , Éditions A. i J. Picard, Paryż, 1984 ( ISBN  2-7084-0104-1 )
  8. L. Pêche, „  Notatka o budowie tunelu Cinquantenaire na linii Schaerbeek-Hal sieci belgijskich kolei państwowych  ”, Biuletyn Międzynarodowego Stowarzyszenia Kongresu Kolejowego , t.  VIII N O  11Listopad 1926, s.  1013-1025.
  9. René Waldmann, „  L'Histoire des tunnels  ” , Tunnels and underground works , na www.aftes.asso.fr , Association Française des Tunnels et de l'Espace Souterrain (AFTES),Marzec 2005(dostęp 29.11.2016 ) ,s.  83
  10. „  Definitive coating  ” , na www.pentes-tunnels.eu (dostęp 13 stycznia 2020 )
  11. Patrz artykuły od L. 118-1 do L. 118-5 i od R. 118-1-1 do R. 118-4-7 kodeksu drogowego
  12. Dekret z dnia 18 kwietnia 2007 r. Stosujący przepisy art. R. 118-3-9 i R. 118-4-4 Kodeksu drogowego
  13. Załącznik II do okólnika nr 2000-63 z dnia 25 sierpnia 2000 r. Dotyczącego bezpieczeństwa w tunelach sieci dróg krajowych
  14. Okólnik międzyresortowy nr 2006-20 z dnia 29 marca 2006 r
  15. Okólnik z dnia 12 czerwca 2009 r. (Sprzęt BO nr 14 z dnia 10 sierpnia 2009 r.), Określający działania nadzorcze, które należy przeprowadzić zgodnie z zasadami określonymi w artykułach L.118-1 do L.118-5 i R. . 118-1-1 do R. 118-4-7 kodeksu drogowego.
  16. Obowiązek określony w artykule R. 118-3-8 Kodeksu Drogowego
  17. http://www.cetu.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/CETU-Note_Info_22_2011.pdf
  18. „  Informacja prasowa - Przyjęcie dobre zachowanie w tunelach drogowych  ” , na Ministerstwo Ekologicznej Transformacji (dostęp 22 sierpnia 2020 ) .
  19. Dyrektywa 2004/54 / WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 29 kwietnia 2004 r. W sprawie minimalnych wymagań bezpieczeństwa dla tuneli w sieci transportu drogowego

Zobacz też

Powiązane artykuły

Link zewnętrzny