Tunnel – definition, tunneltyper, byggmetoder och berömda tunnlar

Lär dig allt om tunnlar: definition, typer, byggmetoder och kända projekt som Kanaltunneln och Gotthard – teknik, kostnader, säkerhet och planering.

En tunnel är en underjordisk eller undervattens passage som byggs för att ta människor, fordon, vatten eller kablar under mark eller havsbotten. Många tunnlar används för bilar och andra för tåg. Ibland byggs tunnlar så att fartyg kan passera, exempelvis genom sänktunnlar eller slussliknande system. Vissa tunnlar anläggs för kommunikations- och elkablar, vatten- och avloppsledningar eller som servicerum för infrastruktur. Andra tunnlar är byggda för djur, till exempel viltpassager som gör att djur kan korsa vägar utan att komma i kontakt med trafiken.

Typer av tunnlar

Tunnlar delas ofta efter användningsområde och plats:

• Vägtunnlar – för biltrafik och kollektivtrafik.
• Järnvägstunnlar – för regionala och höghastighetståg.
• Metrotunnlar – stadsbanor under marken.
• Vattentunnlar – för vattenförsörjning, dränering eller för att leda fartyg.
• Kabel- och servisgångar – för elkablar, fiber och annan infrastruktur.
• Pedestrian- och cykeltunnlar – gångpassager under vägar eller banor.

Markförhållanden och byggmetoder

Tunnlar grävs i olika typer av underlag, från mjuk sand till hård sten. Val av byggmetod bestäms i hög grad av berggrundens och markens egenskaper, grundvattenförhållanden och tunnelns djup.

Vanliga byggmetoder är:

• Styrd borrning med TBM (Tunnelborrmaskin) – en roterande skärskiva borrar fram tunneln och ersätter bergytan med betongelement. Effektivt i enhetliga jord- eller berglager och vanligt i långa tunnlar.
• Sprängning (drill and blast) – borrning av hål och efterföljande sprängning i berg, ofta följt av stödåtgärder som bergbultning och gjutning. Används i hårt berg och vid varierande geologi.
• Stenbrott eller horisontell brytning – metoder för tunnlar i sammanhängande berg där tunneln dras fram genom upprepade brytningssteg.
• "Cut and cover" – en grund metod där en schakt öppnas från marknivå, tunneln byggs i schaktet och ett tak återplaceras. Detta passar tunnlar nära markytan, till exempel vägtunnlar och delar av infrastruktur.
• Sänktunnel (immersed tube) – prefabricerade tunnelsektioner sänks ner i en muddrad ränna under vatten och fogas ihop, vanligt för kortare undervattenpassager.
• NATM (New Austrian Tunnelling Method) – en metod som utnyttjar den omgivande bergens bärighet genom temporära och permanenta stöd, anpassar bygget efter aktuella geotekniska förhållanden.

Planering, säkerhet och drift

Att bygga tunnlar är stora civilingenjörsprojekt som kan kosta mycket pengar och kräva flera års planering och byggtid. Projekten inkluderar geotekniska undersökningar, miljökonsekvensbedömningar, tillståndsprocesser och komplex logistik för transport av material och bortforsling av bergmassor.

Under byggnation och drift måste särskild hänsyn tas till:

• Ventilation och luftkvalitet, särskilt i vägtunnlar för att hantera avgaser.
• Brandsäkerhet, utrymningsvägar och detektionssystem.
• Vattentäthet och hantering av grundvatteninträngning.
• Stabilitet och stöd i varierande berg- och jordlager.
• Underhåll och driftsekonomi över tunneln livslängd.

Kända och långa tunnlar

Kanaltunneln mellan Frankrike och England är en av världens mest kända undervattenstunnlar; den är cirka 50 kilometer lång och förbinder kontinental Europa med Storbritannien. Världens längsta järnvägstunnel är Gotthardbasistunneln, som går genom Alperna i Schweiz och är omkring 57 kilometer lång. Den öppnades för trafik 2016 och möjliggjorde snabbare förbindelser genom bergen.

Andra kända exempel är Japanernas Seikan Tunnel (järnväg) och Norges Lærdalstunneln (väg), som illustrerar olika tekniska lösningar och skala i tunnelbyggen världen över.

Tunnlar är tekniskt avancerade konstruktioner som öppnar möjligheter för transporter och infrastruktur där ytan eller landskapet annars skulle begränsa framkomligheten. Valet av metod och konstruktion avgörs av geologi, miljö, kostnad och funktionella krav.

Skärning och täckning

Cut-and-cover är ett enkelt sätt att bygga ihåliga tunnlar, där ett dike grävs ut och täcks med ett stödsystem som är tillräckligt starkt för att bära lasten på det som ska byggas ovanför tunneln. Det finns två grundläggande former av tunneldrivning:

• Bottom-up-metoden: Ett dike grävs ut, med markstöd vid behov, och tunneln byggs i det. I början användes tegelstenar. Därefter fylls diket försiktigt och ytan återställs.
• Top-down-metoden: Sidostödväggar och täckningsbalkar byggs från marknivå med metoder som slamväggar eller borrade pålar. För att bygga tunneltaket med hjälp av balkar eller betong på plats som sitter på väggarna behövs endast en urholkad utgrävning. Ytan görs sedan om med undantag för öppningar för tillträde. Detta gör det möjligt att tidigt återskapa vägar, service och andra ytfunktioner. Utgrävning sker sedan under det permanenta tunneltaket och grundplattan tillverkas.

 

Konstruktion av Paris Métro i Frankrike med en avgränsad konstruktion  

Frågor och svar

F: Vad används tunnlar till?

F: Vad är tunnelgrävningsmetoden "cut and cover"?

F: Hur lång är tunneln under Engelska kanalen mellan Frankrike och England?

F: Hur lång är den längsta tunneln i världen?

Sök med bokstav