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Los túneles son estructuras subterráneas utilizadas para el transporte. Describe las características, ventajas, desventajas y métodos de tunelización en la construcción. La ingeniería de túneles es una de las áreas más interesantes de la ingeniería. El trabajo es interesante, pero complejo y difícil en todo momento. Un túnel se define como un paso subterráneo utilizado con fines de transporte. Estos permiten el transporte de pasajeros y carga o son para el transporte de servicios públicos como agua, alcantarillado y gas. Las operaciones y la construcción se llevan a cabo bajo tierra sin perturbar la superficie. Esta operación se llama tunelización.
Tabla de contenido
Construcción del primer túnel
Se sabe que los primeros túneles fueron construidos por egipcios y babilonios hace 4000 años. Este túnel sirvió para conectar los dos edificios de Babilonia. La conexión era del palacio real al templo. Este túnel tenía 910 m de largo y estaba cubierto de ladrillos.
Construcción del túnel antiguo más grande
El túnel más grande de la antigüedad se construyó entre Nápoles y Pozzuoli en el 36 a. El túnel tenía 4800 pies de largo, 25 pies de ancho y 30 pies de alto. Era un túnel de carretera. En la segunda mitad del siglo XX, el desarrollo y avance de explosivos y equipos avanzados hizo que el proceso de excavación de túneles fuera más factible. La tunelización funciona bien con diferentes enfoques en diferentes circunstancias. Por lo tanto, depende de la experiencia y el conocimiento del ingeniero. La construcción de túneles es realizada principalmente por ingenieros civiles. Este estudio nos enseña que nuestro conocimiento de la tecnología estructural y la tecnología del hormigón no es suficiente. También son esenciales habilidades y conocimientos equivalentes y completos de geología, ingeniería mecánica, geomecánica y nuevas técnicas de construcción.
Selección de la ruta de tunelización
Dos factores principales que contribuyen al enrutamiento eficiente de los túneles son las restricciones lineales y las consideraciones ambientales. El underground, tal como lo conocemos, es de naturaleza heterogénea. Se tuvo que realizar una inspección adecuada del suelo, las rocas, el nivel freático y la naturaleza de todas las restricciones lineales antes de modificar la ruta. Los sitios elegidos para excavar túneles son de tal manera que causen la menor cantidad de inconvenientes y dificultades para el medio ambiente local, incluidos los medios de subsistencia. El método de construcción de túneles elegido depende de las condiciones del suelo, el nivel del agua subterránea, la longitud y el diámetro del túnel, la profundidad del túnel, los requisitos finales de servicios públicos, la geometría del túnel y los riesgos de construcción.
Ventajas de hacer un túnel
El método de túnel tiene ciertas ventajas sobre los otros métodos enumerados a continuación.
- La construcción de túneles es intrínsecamente más económica en comparación con la excavación de zanjas a cielo abierto cuando se superan los límites de profundidad
- Incluso si se cavan túneles, las actividades terrestres, como la vida y el transporte en tierra, no se interrumpirán.
- Logra una construcción de alta velocidad con bajo consumo de energía
- Reducir la contaminación acústica
- Estos métodos lo liberan del peligro de la nieve y los icebergs en áreas de gran altitud.
- Los túneles limitan la interferencia superficial y aérea
- Contribuir a la reducción de los costes de transporte mediante la construcción de un túnel con pendiente suave
- La superioridad del método de construcción de túneles sobre los puentes es notable para el transporte de instalaciones públicas.
- Si es necesario excavar una estructura cercana peligrosa, el método de construcción del túnel resolverá el problema.
- Los túneles otorgan mayor protección en condiciones de combate aéreo y bombardeo
Desventajas de hacer un túnel
El método de túnel tiene ciertos inconvenientes debido a su complejidad y dificultad. Algunos de ellos son:
- En comparación con el método a cielo abierto, el costo de inversión inicial para abrir un túnel es mayor.
- Solo un equipo de diseñadores e ingenieros capacitados y experimentados es el más adecuado para esta operación.
- Desde el principio hasta el final de un proyecto de túnel requiere una supervisión alta y continua sin compromiso
- La construcción de túneles requiere equipo avanzado y especializado.
Comparación de excavación y tunelización
Existe un debate constante sobre los costos incurridos entre la minería a cielo abierto y las técnicas de tunelización, concluyendo cuál es más económica. Considere los siguientes factores: a) Se ha encontrado que los cortes abiertos son muy costosos en cortes profundos en suelos de diversa naturaleza y pendiente. Este método implica una gran cantidad de excavación y es costoso. Bajo estas circunstancias, el método de tunelización es más económico que el método a cielo abierto. b) Si el material a excavar es roca, la excavación a cielo abierto requiere menos excavación y es más económica. La construcción de túneles ha resultado difícil de demostrar su actividad. c) Basándonos en los requisitos de los materiales de vertedero cercanos, podemos sugerir un método a cielo abierto, pero la construcción de túneles es relativamente económica. La excavación de túneles es el método preferido siempre que las profundidades de excavación excedan los 60 pies.
Esfuerzos para el método de tunelización
Hay dos enfoques cortando ambos extremos de la pendiente. Un enfoque corto y un enfoque largo. Si la pendiente de la colina es muy empinada, como se muestra en la Figura 1, se dice que la aproximación es corta. Si la pendiente de la colina es muy plana, como se muestra en la figura 2, se dice que la aproximación es muy larga. Este costo depende principalmente del terreno del área objetivo. A gran altura, estos accesos pueden estar cubiertos de nieve o bloqueados por deslizamientos de tierra severos. Estos son los factores que determinan el método a cielo abierto o el método del túnel.
Figura 1: Aproximación corta en tunelización
Figura 2: Aproximación larga con tunelización
Alineación y talud en la construcción de túneles
Los factores específicos a tener en cuenta para el procedimiento de tunelización son:
- La disposición óptima y económica elegida debe ser de naturaleza lineal.
- El túnel debe tener una pendiente más baja que el exterior. En los túneles ferroviarios se ha observado que las ruedas patinan constantemente debido a los raíles húmedos. Esto reduce la capacidad de arrastre de la locomotora.
- Se debe proporcionar una pendiente de 0,2% para garantizar un drenaje adecuado.
- Para un túnel largo, se deben proporcionar dos pendientes en ambos extremos (como se muestra en la Figura 3, pendientes que se elevan desde ambos extremos hacia el centro).
Figura 3: Proporcione la alineación y la pendiente del túnel
- Al establecer el grado en un lado en lugar de un lado, puede aumentar el efecto de la ventilación.
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