Tunel

Rozbalit box

Obsah boxu

Tunel je podzemní nebo podvodní liniová stavba, která slouží k překonání přírodních nebo umělých překážek, jako jsou hory, řeky, mořské úžiny nebo hustá městská zástavba. Tunely jsou klíčovým prvkem moderní infrastruktury, umožňují plynulejší, rychlejší a bezpečnější dopravu a vedení inženýrských sítí. Jejich výstavba patří mezi technicky nejnáročnější a nejdražší disciplíny stavebnictví.

📜 Historie

Historie tunelů sahá až do starověku, kdy byly budovány především pro účely těžby a rozvodu vody.

🏛️ Starověk a středověk

První známé tunely byly raženy pro těžbu nerostů, například pazourku v neolitu. Významné tunelářské dovednosti projevili staří Římané, kteří budovali rozsáhlé systémy akvaduktů, jejichž součástí byly i dlouhé tunelové úseky pro vedení vody skrz kopce. Příkladem je tunel pro odvodnění Fucinského jezera v Itálii, který byl dlouhý přes 5,6 km a jeho stavba trvala 11 let. V Persii vznikl systém podzemních kanálů zvaných kanát, které přiváděly vodu z hor do suchých oblastí a jsou v některých regionech využívány dodnes. Ve středověku se tunelářství využívalo hlavně ve vojenství při obléhání hradů (tzv. podkopy) a v hornictví.

🏭 Průmyslová revoluce

Skutečný rozmach výstavby tunelů nastal v 19. století s příchodem průmyslové revoluce a rozvojem železnice. Železniční tratě vyžadovaly plynulé a mírné sklony, což si vynutilo budování tunelů skrz horské masivy. Průkopnickým dílem byl první podvodní tunel pod splavnou řekou – Temžský tunel v Londýně, dokončený v roce 1843 pod vedením Marca Brunela a jeho syna Isambarda Kingdoma Brunela. Při jeho stavbě byl poprvé úspěšně použit tunelovací štít, který znamenal revoluci v ražbě v měkkých zeminách. Vynález dynamitu Alfredem Nobelem v roce 1867 dramaticky zrychlil a zlevnil ražbu v tvrdých horninách.

🔬 20. a 21. století

Ve 20. století se technologie dále zdokonalovaly. Objevily se moderní tunelovací stroje (TBM), které umožnily ražbu dlouhých tunelů s vysokou rychlostí a bezpečností. Rozvoj automobilové dopravy si vyžádal výstavbu silničních tunelů a růst měst vedl k budování rozsáhlých systémů metra. Vznikla ikonická díla jako Eurotunel spojující a , Tunel Seikan v nebo Gotthardský úpatní tunel ve , který je s délkou 57 km nejdelším železničním tunelem světa.

⚙️ Typologie a dělení

Tunely lze dělit podle několika kritérií, nejčastěji podle jejich účelu, umístění nebo použité stavební metody.

Podle účelu

• Dopravní tunely: Nejběžnější typ.
  • Železniční tunely: Pro konvenční i vysokorychlostní tratě.
  • Silniční tunely: Součást dálnic a silnic, často v městských aglomeracích nebo horských oblastech.
  • Tunely metra: Tvoří páteř systémů městské hromadné dopravy.
  • Tunely pro pěší a cyklisty: Zajišťují bezpečný průchod pod frekventovanými komunikacemi nebo skrz terénní překážky.
  • Lodní tunely: Vzácný typ tunelu určený pro průjezd lodí, např. Stad skipstunnel v .
• Vodohospodářské tunely:
  • Přivaděče vody: Pro zásobování pitnou vodou nebo pro vodní elektrárny.
  • Odpadní a kanalizační stoky: Odvádějí odpadní a dešťovou vodu.
• Inženýrské tunely (kolektory): Slouží k uložení inženýrských sítí, jako jsou elektrické kabely, potrubí pro plyn, vodu nebo datové kabely.
• Těžební tunely (štoly): Raženy pro průzkum a těžbu nerostných surovin.
• Vojenské tunely: Pro účely obrany, úkrytu nebo logistiky.

Podle umístění

• Horské tunely: Procházejí horským masivem.
• Městské tunely: Vedené pod městskou zástavbou, typicky pro metro nebo silniční okruhy.
• Podmořské/podříční tunely: Vedou pod dnem moře, řeky nebo jezera.

🏗️ Metody výstavby

Volba metody výstavby závisí na geologických podmínkách, hloubce uložení tunelu, délce a ekonomických faktorech.

Hloubené tunely (Cut-and-cover)

Tato metoda se používá pro mělce uložené tunely, typicky v městském prostředí (např. pro metro). Postup zahrnuje vykopání stavební jámy z povrchu, vybudování tunelové konstrukce (obvykle z železobeton) a následné zasypání jámy a obnovení původního povrchu. Je to relativně levná metoda, ale výrazně zasahuje do života na povrchu během výstavby.

Ražené tunely

Ražba probíhá pod zemí bez narušení povrchu. Existuje několik hlavních technik:

• Vrtání a odstřel (Drill and Blast): Tradiční cyklická metoda používaná v tvrdých a stabilních horninách. Cyklus se skládá z navrtání děr do čela tunelu (čelby), jejich nabití trhavinou, provedení odstřelu, odvětrání plynů, odtěžení rozpojené horniny (rubaniny) a zajištění nově vyraženého úseku (primární ostění).
• Nová rakouská tunelovací metoda (NRTM/NATM): Moderní a flexibilní metoda, která využívá samotný horninový masiv jako hlavní nosný prvek konstrukce. Po odtěžení se profil okamžitě zajistí tenkou vrstvou stříkaného betonu, ocelovými sítěmi a horninovými kotvami. Tím se aktivuje nosná schopnost okolní horniny. Metoda umožňuje přizpůsobovat způsob zajištění skutečným geologickým podmínkám.
• Mechanizované tunelování (TBM): Používají se komplexní stroje zvané tunelovací stroje (Tunnel Boring Machine, TBM), lidově "krtek". Stroj má na čele rotační hlavu s řeznými nástroji, která rozpojuje horninu. Rozpojená hornina je dopravníkem transportována na konec stroje a odvážena pryč. Zároveň stroj za sebou instaluje segmenty finálního ostění z betonových dílců (tübingů). TBM dosahují vysoké rychlosti ražby a bezpečnosti, ale jsou velmi drahé a navržené pro konkrétní geologické podmínky.

Ponořené tunely (Immersed tube)

Tato metoda se používá pro stavbu podvodních tunelů. Jednotlivé segmenty tunelu (obvykle desítky metrů dlouhé) se vyrobí v suchém doku, jejich konce se utěsní a následně jsou odtaženy na místo určení. Tam se naplní vodou, klesnou na dno do předem připraveného rýhy a jsou spojeny pod vodou. Po spojení se voda odčerpá a rýha se zasype.

🛡️ Bezpečnost a vybavení

Bezpečnost je v moderních tunelech absolutní prioritou, zejména v dlouhých silničních tunelech.

• Větrání: Zajišťuje odvod výfukových plynů a přívod čerstvého vzduchu. V případě požáru slouží k odvodu kouře. Používají se podélné systémy (proudové ventilátory zavěšené u stropu), příčné nebo polopříčné systémy s oddělenými kanály pro přívod a odvod vzduchu.
• Osvětlení: Musí zajistit bezpečnou viditelnost ve dne i v noci. Na vjezdech a výjezdech je intenzita osvětlení vyšší, aby se oko řidiče mohlo adaptovat na změnu světelných podmínek.
• Požární bezpečnost: Zahrnuje systémy detekce požáru (teplotní čidla, kamery), automatické hasicí systémy (např. vodní mlha), nouzové únikové cesty (propojky do druhého tunelového tubusu nebo do únikové štoly), nouzové zálivy a SOS výklenky s telefony a hasicími přístroji. Zásadní zpřísnění norem přišlo po tragických požárech v tunelech Mont Blanc a Gotthard na přelomu tisíciletí.
• Dopravní řízení a komunikace: Moderní tunely jsou vybaveny kamerovým systémem (CCTV), proměnným dopravním značením, systémy pro detekci incidentů a možností rozhlasového vysílání pro informování řidičů.

🌍 Významné tunely světa

• Gotthardský úpatní tunel: S délkou 57,1 km nejdelší železniční tunel světa.
• Tunel Seikan: Délka 53,9 km, z toho 23,3 km pod mořem. Dlouho držel rekord nejdelšího tunelu.
• / Eurotunel: Délka 50,5 km, spojuje pevninskou Evropu s Velkou Británií pod Lamanšským průlivem.
• Lærdalský tunel: S délkou 24,5 km nejdelší silniční tunel světa. Je známý speciálním osvětlením v rozšířených jeskyních, které má snižovat psychickou zátěž řidičů.
• Marmaray: Železniční tunel pod Bosporskou úžinou v Istanbulu, spojující evropskou a asijskou část města.
• Tunelový komplex Blanka: V Praze, s délkou 5,5 km nejdelší městský tunel v Česku.

🌱 Vliv na životní prostředí

Výstavba a provoz tunelů má pozitivní i negativní dopady na životní prostředí.

• Pozitivní dopady:
  • Ochrana krajiny: Tunel umožňuje vést dopravní koridor pod cennými přírodními oblastmi nebo chráněnými územími.
  • Snížení hluku a emisí: Doprava vedená pod zemí nezatěžuje okolí hlukem a znečištěním.
  • Zkrácení vzdáleností: Přímější trasa šetří čas a pohonné hmoty.
• Negativní dopady:
  • Nakládání s rubaninou: Při ražbě vzniká obrovské množství vytěženého materiálu, který je třeba ekologicky uložit nebo dále využít.
  • Vliv na hydrogeologii: Stavba může narušit režim podzemních vod.
  • Zátěž během výstavby: Staveniště produkuje hluk, prach a zvyšuje dopravní zátěž v okolí portálů tunelu.

💡 Pro laiky

• Co je to tunel?

Představte si tunel jako díru, kterou člověk vytvořil skrz nějakou překážku – nejčastěji horu nebo pod řekou. Místo toho, abychom překážku složitě objížděli nebo šplhali přes ni, projedeme skrz ni. Je to zkratka, která šetří čas, energii a chrání přírodu na povrchu.

• Jak se tunel staví?

Existují tři základní způsoby: 1. Vykopat a přikrýt (hloubený): Je to jako když na pískovišti vykopete příkop, vložíte do něj plastovou rouru a zase ji zahrabete. Používá se pro tunely, které nejsou moc hluboko pod zemí, například pro některé stanice metra. 2. Vrtat a střílet (ražený): Tohle je klasická metoda v tvrdé skále. Je to práce podobná hornické. Navrtají se díry, do nich se dá trhavina, ta se odpálí, čímž se urve kus skály. Suť se odveze a stěny se zpevní betonem a kotvami. A takhle se postupuje kousek po kousku. 3. Mechanický krtek (TBM): Představte si obřího mechanického krtka, který se pomalu provrtává zemí nebo skálou. Na přední části má obrovskou rotační hlavu, která drtí materiál, a za sebou rovnou staví hotovou betonovou rouru tunelu. Je to velmi rychlé a bezpečné, ale také velmi drahé.

• Proč jsou tunely často kulaté?

Kulatý nebo klenutý tvar je nejlepší pro odolávání obrovskému tlaku země a vody, která na tunel tlačí ze všech stran. Funguje to podobně jako vaječná skořápka – i když je tenká, díky svému tvaru vydrží velký tlak.

Šablona:Aktualizováno