อุโมงค์

อุโมงค์ คือ ทางสัญจรใต้ดิน ใต้น้ำ ที่ขุดลงไปใต้ดินหรือในภูเขา^[1] โดยทั่วไปแล้วจะมีความยาวอย่างน้อยมากกว่าความกว้าง 2 เท่า และมีผนังโอบล้อมทุกด้าน โดยมีปลายเปิดในส่วนหัวและส่วนท้าย อุโมงค์อาจเป็นทางเดินเท้าหรือจักรยานลอดใต้ถนนหรือเชื่อมต่ออาคาร แต่โดยทั่วไปเป็นทางสัญจรสำหรับรถยนต์ รถไฟ หรือคลอง บางที่อาจเป็นทางระบายน้ำ ทางส่งน้ำโดยเฉพาะที่ใช้สำหรับไฟฟ้าพลังน้ำหรือท่อระบายน้ำ หรือในวัตถุประสงค์อื่น เช่นงานสาธารณูปโภคได้แก่ท่อประปา ไฟฟ้า เคเบิลสำหรับโทรคมนาคม หรือแม้กระทั่งอุโมงค์ที่ออกแบบสำหรับเป็นทางเดินสัตว์ป่าสำหรับสัตว์ในยุโรป ที่อาจเป็นอันตราย บางอุโมงค์ลับก็ใช้สำหรับเป็นทางออกสำหรับหนีภัย อุโมงค์บางแห่งไม่ได้เป็นทางสัญจรแต่เป็นป้อมปราการก็มี อย่างไรก็ตามท่อที่ใช้ในการขนส่ง (อังกฤษ: transport pipeline) ไม่เรียกว่าเป็นอุโมงค์เนื่องจากบางอุโมงค์สมัยใหม่ได้ใช้เทคนิคการก่อสร้างแบบ immersed tube (ทำท่อสำเร็จเป็นช่วง ๆ บนดินแล้วนำไปจมที่ไซต์งาน) แทนที่จะใช้วิธีขุดเจาะแบบเดิม

ประวัติ

อุโมงค์ถนน Joralemon ในปี ค.ศ. 1913 เป็นส่วนหนึ่งของระบบรถไฟใต้ดินนครนิวยอร์ก

เทคโนโลยีจำนวนมากในช่วงต้นของการขุดอุโมงค์ได้วิวัฒนาการมาจากการทำเหมืองแร่และงานวิศวกรรมทางทหาร รากศัพท์ของคำ "เหมืองแร่" (สำหรับการสกัดแร่หรือการโจมตีโอบล้อม), "วิศวกรรมทางทหาร" และ "วิศวกรรมโยธา" เผยให้เห็นการเชื่อมต่อในส่วนลึกของประวัติศาสตร์เหล่านี้

การตรวจสอบและการออกแบบทางธรณีเทคนิค

โครงการอุโมงค์จะต้องเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบที่ครอบคลุมสภาพพื้นดินโดยการจัดเก็บตัวอย่างจากการเจาะรู (อังกฤษ: borehole) และโดยใช้เทคนิคทางธรณีฟิสิกส์อื่น ๆ จากนั้นจะทำการเลือกเครื่องจักรและวิธีการเปิดหน้าดินและการรองรับพื้นดิน ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงกับสภาพพื้นดินที่ไม่คาดฝัน ในการวางแผนเส้นทางการจัดแถวแนวนอนและแนวตั้งจะใช้ประโยชน์จากสภาพพื้นดินและน้ำที่ดีที่สุด

การศึกษาบนโต๊ะและที่ไซต์งานแบบทั่วไปอาจให้ข้อมูลไม่เพียงพอที่จะประเมินปัจจัยต่าง ๆ เช่นลักษณะการบล็อกของหิน สถานที่ตั้งที่แน่นอนของโซนรอยเลื่อน หรือเวลาตั้งตัว (อังกฤษ: Stand-up time) ของพื้นดินที่อ่อนนุ่ม สิ่งเหล่านี้อาจสร้างความกังวลโดยเฉพาะอย่างยิ่งในงานสร้างอุโมงค์เส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่ เพื่อให้ได้ข้อมูลเพิ่มเติม อุโมงค์นำร่องหรือ drift อาจใช้ดันไปข้างหน้าตัวขุดหลัก อุโมงค์นี้จะง่ายกว่าในการสนับสนุนข้อมูลถ้าสภาพที่ไม่คาดคิดถูกตรวจพบ และจะสามารถควบรวมเข้ากับอุโมงค์จริง อีกทางเลือกหนึ่งคือการเจาะรูทดสอบในแนวนอนบางครั้งอาจจะเจาะนำไปข้างหน้าของเครื่องเจาะอุโมงค์

ปัจจัยธรณีเทคนิคอื่น ๆ ที่สำคัญ ได้แก่ :

เวลาตั้งตัว เป็นระยะเวลาที่อุโมงค์จะสามารถรับน้ำหนักตัวเองได้โดยไม่ต้องมีโครงสร้างใด ๆ มารองรับเพิ่มเติม การรู้ว่าเวลานี้นานเท่าไรจะช่วยให้วิศวกรสามารถกำหนดได้ว่าจะต้องมีการขุดมากน้อยแค่ไหน ก่อนที่การรองรับจะเป็นสิ่งจำเป็น เวลาตั้งตัวยิ่งนานการขุดก็ยิ่งไปได้เร็ว โดยทั่วไปลักษณะบางอย่างของหินและดินเหนียวจะมีเวลาตั้งตัวที่นานมาก ๆ และดินทั่วไปที่เป็นทรายและมีเนื้อละเอียดจะมีเวลาตั้งตัวที่ต่ำกว่ามาก^[2]
การควบคุมน้ำบาดาลเป็นสิ่งสำคัญมากในการก่อสร้างอุโมงค์ หากมีน้ำรั่วซึมเข้าไปในอุโมงค์ เวลาตั้งตัวจะลดลงอย่างมาก หากมีน้ำรั่วซึมเข้ามาในเพลาเจาะ มันจะกลายเป็นความไม่แน่นอนและจะไม่มีความปลอดภัยในการทำงาน เพื่อหยุดการรั่วซึมนี้มีวิธีการทั่วไปไม่กี่อย่าง อย่างหนึ่งที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือการแช่แข็งพื้นดิน ในวิธีนี้ท่อจำนวนมากจะถูกดันลงไปในพื้นดินรอบ ๆ เพลาเจาะและมีการหล่อเย็นจนกว่าท่อเหล่านั้นจะเป็นน้ำแข็ง พื้นดินรอบ ๆ ท่อเหล่านั้นก็จะเป็นน้ำแข็งไปด้วย จนเพลาเจาะทั้งหมดถูกล้อมรอบไปด้วยดินแช่แข็ง เป็นการป้องกันไม่ให้น้ำซึมเข้าไปข้างใน วิธีการที่พบมากที่สุดคือการติดตั้งหลายท่อลงไปในดินและเพียงแค่สูบน้ำออก วิธีนี้จะได้ผลสำหรับอุโมงค์และเพลาเจาะ^[3]
รูปร่างของอุโมงค์ก็เป็นสิ่งที่สำคัญมากในการกำหนดเวลาตั้งตัว แรงโน้มถ่วงจะกดลงไปตรง ๆ บนอุโมงค์ ดังนั้นหากอุโมงค์มีความกว้างมากกว่าความสูง มันก็จะลำบากยิ่งขึ้นที่จะต้องรับน้ำหนักตัวเอง นี่เป็นการลดเวลาตั้งตัว หากอุโมงค์มีความสูงมากกว่าความกว้าง เวลาตั้งตัวก็จะเพิ่ม ทำให้โครงการง่ายขึ้น รูปร่างที่ยากที่สุดในการรองรับน้ำหนักตัวเองคืออุโมงค์รูปสี่เหลี่ยมจตุรัสหรือรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า แรงก็ยากที่จะกระจายเปลี่ยนเส้นทางไปรอบอุโมงค์ทำให้มันยากมากที่จะรองรับน้ำหนักตัวเอง สิ่งเหล่านี้แน่นอนว่าขึ้นอยู่กับพื้นดินว่าเป็นวัสดุอะไร^[4]

ทางเลือกของอุโมงค์เมื่อเทียบกับสะพาน

อุโมงค์ฮาร์เบอร์ในบัลติมอร์ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทางหลวงระหว่างรัฐ I-95 เป็นตัวอย่างหนึ่งของอุโมงค์ข้ามน้ำสร้างขึ้นแทนที่จะเป็นสะพาน

สำหรับการข้ามน้ำ อุโมงค์โดยทั่วไปจะแพงมากกว่าการสร้างสะพาน การพิจารณาเพื่อการเดินเรืออาจจำกัดการใช้สะพานสูง หรือช่วงความยาวสะพานที่ตัดกับสถานีขนส่งทางเรือจึงจำเป็นต้องทำเป็นอุโมงค์

สะพานมักจะต้องใช้พื้นที่บริเวณตีนสะพานบนแต่ละฝั่งที่มีขนาดใหญ่กว่าอุโมงค์ ในหลายพื้นที่ที่อสังหาริมทรัพย์มีราคาแพงเช่นแมนฮัตตันและในเมืองฮ่องกง สิ่งนี้เป็นปัจจัยที่แข็งแกร่งที่จะเลือกอุโมงค์มากกว่า โครงการบอสตันบิ๊กดิกได้แทนที่ถนนยกระดับด้วยระบบอุโมงค์เพื่อเพิ่มความจุการจราจร แอบการจราจร การเวนคืนที่ดิน การตบแต่งใหม่ และรวมตัวของเมืองกับสภาพริมน้ำ ในแฮมป์ตันโรดส์ รัฐเวอร์จิเนีย หลายอุโมงค์ได้รับการคัดเลือกแทนที่สะพานเมื่อพิจารณาในเชิงกลยุทธ์ ในกรณีที่มีความเสียหายสะพานจะกีดขวางไม่ให้เรือของกองทัพเรือสหรัฐออกจากสถานีทหารเรือนอร์ฟอล์ก

ถนนอุโมงค์ Queensway 1934 ลอดใต้แม่น้ำเมอร์ซีที่ลิเวอร์พูลได้รับการคัดเลือกเหนือสะพานสูงขนาดใหญ่ด้วยเหตุผลด้านการป้องกัน: มีความกลัวว่าเครื่องบินอาจทำลายสะพานในช่วงสงคราม ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสะพานขนาดใหญ่เพื่อให้เรือใหญ่ที่สุดในโลกสามารถที่จะเดินทางลอดไปได้ ได้รับการพิจารณาว่าสูงกว่าอุโมงค์เสียอีก ข้อสรุปที่คล้ายกันก็นำมาใช้กับอุโมงค์ Kingsway 1971 ลอดใต้แม่น้ำเมอร์ซี

อุโมงค์ข้ามน้ำที่ถูกสร้างขึ้นแทนสะพานได้แก่อุโมงค์ฮอลแลนด์และอุโมงค์ลินคอล์น ระหว่างรัฐนิวเจอร์ซีย์กับเมืองแมนฮัตตันในนิวยอร์กซิตี อุโมงค์ควีนมิดทาวน์ระหว่างแมนฮัตตันกับเมืองบอโรของเมืองควีนส์ที่ลองไอแลนด์ และอุโมงค์แม่น้ำเอลิซาเบธระหว่างนอร์ฟอล์กกับพอร์ตสมัท เวอร์จิเนีย อุโมงค์ Queensway 1934 ลอดใต้ถนนแม่น้ำเมอร์ซี อุโมงค์เวสเทิร์น Scheldt ในเซลันด์ เนเธอร์แลนด์ และอุโมงค์ North Shore Connector ในพิตส์เบิร์ก เพนซิลเวเนีย

เหตุผลอื่น ๆ สำหรับการเลือกอุโมงค์แทนที่จะเป็นสะพานจะรวมถึงการหลีกเลี่ยงปัญหากับคลื่นลม สภาพอากาศและการขนส่งในระหว่างการก่อสร้าง (อย่างเช่นอุโมงค์ลอดช่องแคบอังกฤษยาว 51.5 กิโลเมตร หรือ 32.0 ไมล์) เหตุผลด้านความงาม (รักษามุมมองเหนือพื้นดิน, ภูมิทัศน์และ ทิวทัศน์) และด้วยเหตุผลความจุน้ำหนัก (มันอาจจะเป็นไปได้มากกว่าที่จะสร้างอุโมงค์แทนสะพานที่แข็งแกร่งเพียงพอ)

การข้ามน้ำบางแห่งเป็นส่วนผสมของสะพานและอุโมงค์เช่น สะพานเออเรซุนด์ที่เชื่อมระหว่างเดนมาร์กกับสวีเดน และสะพานอุโมงค์อ่าวเชซาพีกในรัฐเวอร์จิเนีย

มีตัวอย่างของอันตรายกับอุโมงค์โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการเกิดเพลิงไหม้รถ เมื่อก๊าซเผาไหม้สามารถทำให้ผู้ใช้สำลักควัน อย่างเช่นที่เกิดขึ้นที่อุโมงค์ถนน Gotthard ในสวิตเซอร์แลนด์ในปี ค.ศ. 2001 หนึ่งในภัยพิบัติทางรถไฟที่เลวร้ายที่สุดเท่าที่เคยมีคืออุบัติเหตุรถไฟ Balvano เกิดจากรถไฟติดค้างอยู่ในอุโมงค์ Armi ในอิตาลีในปี ค.ศ. 1944 มีผู้โดยสารผู้เสียชีวิต 426 ราย

การวางแผนโครงการและประมาณการค่าใช้จ่าย

เงินของรัฐบาลเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างอุโมงค์^[5] เมื่ออุโมงค์อยู่ในระหว่างการก่อสร้าง เศรษฐกิจและการเมืองจะเป็นปัจจัยขนาดใหญ่ในกระบวนการตัดสินใจ หน่วยบริหารโครงการเป็นส่วนหนึ่งของการบริหารจัดการการก่อสร้าง/การบริหารโครงการด้านงานวิศวกรรมโยธา ระยะเวลาโครงการจะต้องมีการระบุในโครงสร้างงานแยกย่อย (อังกฤษ: work breakdown structure (WBS)) และวิธีการเส้นทางวิกฤต (อังกฤษ: critical path method (CPM)) เพื่อเข้าใจเกี่ยวกับปริมาณเวลาโครงการต้องมีปริมาณของแรงงานและวัสดุที่ต้องใช้เป็นส่วนสำคัญของโครงการ นอกจากนี้ปริมาณของที่ดินที่จะต้องมีการขุดและเครื่องจักรที่เหมาะสมที่จำเป็น ก็ยังเป็นสิ่งสำคัญมากอีกด้วย เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานจำเป็นต้องใช้เงินจำนวนมาก การแสวงหาเงินทุนเหล่านี้เป็นสิ่งที่ท้าทาย

ความจำเป็นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานเช่นอุโมงค์จะต้องมีการระบุ ข้อขัดแย้งทางการเมืองมีโอกาสที่จะก่อให้เกิดปัญหาอย่างที่เคยเกิดในปี ค.ศ. 2005 เมื่อสภาผู้แทนราษฎรสหรัฐได้ผ่านร่างกฎหมายอนุมัติงบประมาณของรัฐบาลกลาง 100 ล้านเหรียญสหรัฐในการสร้างอุโมงค์ในท่าเรือนิวยอร์ก อย่างไรก็ตามการท่าเรือแห่งนิวยอร์กและนิวเจอร์ซีย์ได้เพิกเฉยต่อกฎหมายดังกล่าว และไม่เคยขอเงินช่วยเหลือหรือขอให้มีโครงการ^[6] สถานะปัจจุบันของเศรษฐกิจได้สะท้อนให้เห็นถึงจำนวนเงินที่รัฐบาลสามารถให้แก่โครงการสาธารณะ เนื่องจากเงินของผู้เสียภาษีถูกส่งไปที่โครงการต่าง ๆ เช่นการสร้างอุโมงค์หรือโครงสร้างพื้นฐานอื่น ๆ ภาษีที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดปัญหา^[7]

งานก่อสร้าง

อุโมงค์จะถูกขุดผ่านประเภทของวัสดุที่แตกต่างตั้งแต่ดินเหนียวนุ่มจนถึงหินแข็ง วิธีการก่อสร้างอุโมงค์ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นสภาพของดิน สภาพของน้ำใต้ดิน ความยาวและขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของอุโมงค์ ความลึกของอุโมงค์ การจัดส่งเพื่อสนับสนุนการขุดดิน การใช้งานและรูปร่างขั้นสุดท้ายของอุโมงค์ และการจัดการความเสี่ยงที่เหมาะสม

พื้นฐานของการก่อสร้างอุโมงค์ที่มีการใช้กันอยู่ทั่วไปมีสองประเภท คือ

อุโมงค์แบบขุดและกลบ สร้างขึ้นในร่องตื้นแล้วกลบด้านบน
อุโมงค์แบบเจาะ สร้างในไซต์งานโดยไม่ต้องรื้อพื้นดินด้านบนออก พวกมันมักจะมีหน้าตัดเป็นวงกลมหรือเกือกม้า

อนึ่ง ในปัจจุบันมีการสร้างอุโมงค์แบบท่อ (อังกฤษ: Immersed tube tunnel) โดยการสร้างท่อเหมือนหลอดบนฝั่ง แล้วนำไปวางบนพื้นทะเลหรือฝังตื้น ๆ ใต้พื้นทะเล

ขุดและกลบ

การก่อสร้างแบบขุดและกลบของรถไฟฟ้าปารีสในฝรั่งเศส

ขุดและกลบ เป็นวิธีที่ง่ายของการก่อสร้างอุโมงค์ตื้น ๆ โดยการขุดเป็นร่องและปิดเป็นหลังคาด้านบนด้วยโครงสร้างรองรับที่แข็งแรง พอที่จะแบกน้ำหนักของสิ่งที่จะถูกสร้างขึ้นเหนืออุโมงค์นั้น พื้นฐานของการขุดและกลบอุโมงค์มีอยู่สองรูปแบบ ได้แก่

วิธีจากล่างขึ้นบน (อังกฤษ: Bottom-up method): ร่องจะถูกขุดขึ้นเป็นส่วนด้านล่าง อาจต้องตอกเข็มตามความจำเป็น แล้วสร้างเป็นอุโมงค์ขึ้นด้านบน อุโมงค์อาจเทคอนกรีตในไซต์งาน หรือใช้คอนกรีตหล่อสำเร็จ ซุ้มโค้งแบบสำเร็จ หรือโค้งเหล็กลูกฟูก ในยุคแรกจะใช้การก่ออิฐ จากนั้นร่องจะถูกกลบอย่างระมัดระวังและพื้นผิวถูกปรับให้กลับเป็นเหมือนเดิม
วิธีจากบนลงล่าง (อังกฤษ: Top-down method): ตอนแรกจะสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่เหมือนกล่องคว่ำหน้า คือมีผนังรองรับด้านข้างโดยรอบและคานเหล็กปิดหัวที่ระดับพื้นดิน โดยวิธีการเช่นกำแพงสารละลายทึบน้ำ (อังกฤษ: slurry wall) (เป็นวิธีการควบคุมการแพร่กระจายของสารปนเปื้อนต่อน้ำใต้ดิน วัสดุที่ใช้ก่อสร้างกำแพงทึบน้ำทำจากดินเหนียวผสมเบนโทไนต์ หรือซีเมนต์ผสมเบนโทไนต์ หรือการอัดฉีดซีเมนต์ โดยจะก่อสร้างกำแพงทึบน้ำในแนวดิ่ง เพื่อควบคุมการแพร่กระจายของสารปนเปื้อนในแนวราบ สามารถก่อสร้างได้ทั้งด้านต้นน้ำและท้ายน้ำ ขึ้นอยู่กับสถานการณ์ของสิ่งแวดล้อม) หรือการปักเสาเข็มเจาะติดกัน (อังกฤษ: contiguous bored piling) จากนั้น ทำการขุดดินตื้นเพื่อสร้างหลังคาอุโมงค์ด้วยคานสำเร็จรูปหรือหล่อในแหล่ง จากนั้น พื้นผิวด้านบนจะถูกคืนสภาพยกเว้นช่องเปิดเพื่อเป็นทางเข้า การทำเช่นนี้จะช่วยให้คืนสภาพของการจราจรได้เร็วขึ้น การบริการและการใช้งานพื้นผิวอื่น ๆ การขุดอุโมงต์จะเกิดขึ้นภายใต้หลังคาอุโมงค์ถาวรและแผ่นพื้นจะถูกสร้างขึ้นเป็นฐาน

อุโมงค์ที่ตื้นมักจะเป็นแบบขุดและกลบ (ถ้าอยู่ใต้น้ำจะเป็นชนิดจุ่มน้ำ) ในขณะที่อุโมงค์ที่ลึกจะเป็นแบบขุด มักจะใช้วิธีโล่อุโมงค์ (อังกฤษ: tunnelling shield) สำหรับอุโมงค์ระดับกลางอาจใช้ได้ทั้งสองวิธี

กล่องแบบขุดและกลบขนาดใหญ่หลายกล่องมักจะใช้สำหรับสร้างสถานีรถไฟใต้ดินในเมือง เช่นสถานีรถไฟใต้ดินคานารีวาร์ฟในกรุงลอนดอน รูปแบบการก่อสร้างนี้โดยทั่วไปมีสองระดับซึ่งจะช่วยให้มีการประหยัดพื้นที่สำหรับห้องโถงขายตั๋ว ชานชาลา ทางเข้าของผู้โดยสารและทางออกฉุกเฉิน การระบายอากาศและการควบคุมควัน ห้องพักเจ้าหน้าที่และห้องอุปกรณ์ ภายในสถานี Canary Wharf ถูกทำให้เหมือนโบสถ์ใต้ดินแห่งหนึ่งเนื่องจากขนาดที่แท้จริงของการขุดดิน การทำเช่นนี้ขัดกับสถานีแบบดั้งเดิมจำนวนมากในรถไฟใต้ดินลอนดอน ในที่ซึ่งอุโมงค์แบบเจาะถูกนำมาใช้สำหรับสถานีและทางเข้าของผู้โดยสาร อย่างไรก็ตามส่วนดั้งเดิมของเครือข่าย 'รถไฟใต้ดินลอนดอน' หรือ 'การรถไฟมหานครและเขต' ถูกสร้างขึ้นโดยใช้แบบขุดและกลบ เส้นทางรถไฟฟ้าระบบรางในยุคแรกและการก่อสร้างที่ใกล้กับผิวดินเหล่านี้ เป็นประโยชน์ในการระบายควันและไอน้ำที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

ข้อเสียที่สำคัญของการขุดและกลบก็คือ การทำให้เกิดการกีดขวางอย่างกว้างขวางในระดับพื้นผิวในระหว่างการก่อสร้าง สิ่งนี้และความพร้อมของไฟฟ้าระบบรางได้ทำให้ระบบขนส่งใต้ดินของลอนดอน เปลี่ยนไปใช้วิธีการสร้างอุโมงค์แบบเจาะในระดับที่ลึกกว่าเดิมไปจนถึงช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19

เครื่องเจาะ

เครื่องเจาะอุโมงค์ที่ใช้ในการขุดอุโมงค์ Gotthard Base (สวิตเซอร์แลนด์), อุโมงค์ที่ยาวที่สุดในโลก

เครื่องเจาะอุโมงค์ (อังกฤษ: Tunnel Boring Machine (TBM)) และระบบสำรองที่เกี่ยวข้องจะใช้ในกระบวนการอัตโนมัติอย่างสูงสำหรับการขุดอุโมงค์อย่างครบวงจร เป็นการลดค่าใช้จ่ายในการขุดอุโมงค์ ในการใช้งานในเมืองเป็นส่วนใหญ่ การเจาะอุโมงค์ถูกมองว่าเป็นทางเลือกที่รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพด้านค่าใช้จ่ายดีกว่าเมื่อเทียบกับการวางรางและถนนบนพื้นผิว ราคาของอาคารและที่ดินที่แพงและการจัดซื้อที่อาจต้องใช้เวลานานจะถูกกำจัดออกไป ข้อเสียของ TBM เกิดขึ้นจากขนาดที่มักจะใหญ่และความยากลำบากในการขนส่ง TBM ขนาดใหญ่ไปยังไซต์งานการก่อสร้างอุโมงค์ หรือ (อีกทางหนึ่ง) ค่าใช้จ่ายที่สูงในการประกอบ TBM ในสถานที่ขุดเจาะที่มักจะอยู่ในบริเวณที่จะสร้างอุโมงค์

TBM มีการออกแบบที่หลากหลายที่สามารถทำงานในหลายสภาพตั้งแต่หินแข็งจนถึงดินชุ่มน้ำ บางชนิดของ TBM เป็นเครื่องที่ใช้สารละลายเบนโทไนต์และแรงดันดินแบบสมดุล ซึ่งจะมีห้องแรงดันสูงอยู่ด้านหน้าของเครื่องที่ช่วยให้มันทำงานได้ในสภาวะที่ยากลำบากใต้พื้นน้ำ Pressurizes ห้องนี้จะอัดแรงดันไปที่ชั้นดินข้างหน้าของหัวตัดของเครื่อง TBM เพื่อทำสมดุลกับแรงดันของน้ำ ผู้ขับเครื่องจะทำงานในความดันอากาศปกติอยู่ด้านหลังห้องแรงดันนี้ แต่บางครั้งอาจจะต้องเข้าไปในห้องนี้เพื่อเปลี่ยนหรือซ่อมแซมหัวตัด กระบวนการนี้ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเช่นการรักษาพื้นดินท้องถิ่นหรือการหยุดเครื่อง TBM ที่ตำแหน่งที่ไม่มีน้ำ แม้จะมีปัญหาเหล่านี้ TBM ก็ยังเป็นที่ต้องการในขณะนี้มากกว่าวิธีการขุดอุโมงค์แบบเก่าในอากาศที่ถูกบีบอัด ที่มีห้องล็อกอากาศ/ลดแรงดันอยู่ด้านหลังของเครื่อง TBM ซึ่งผู้ปฏิบัติงานจะต้องทำงานในความดันสูง และเมื่อเลิกงานจะต้องผ่านขั้นตอนการลดแรงดันเหมือนนักดำน้ำในทะเลลึก

ในเดือนกุมภาพันธ์ปี ค.ศ. 2010 บริษัท Aker Wirth ได้จัดส่งเครื่อง TBM ไปให้ในงานขยายสถานีพลังงาน ลินท์-ลิมเมิร์น ในสวิตเซอร์แลนด์ หลุมเจาะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 8.03 เมตร (26.3 ฟุต)^[8] เครื่องเจาะ TBM สี่ตัวใช้สำหรับการขุดอุโมงค์ Gotthard Base ในสวิสยาว 57 กิโลเมตร (35 ไมล์) มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 9 เมตร (30 ฟุต) เครื่อง TBM ขนาดที่ใหญ่กว่าสร้างขึ้นเพื่อเจาะอุโมงค์ Green Heart (ดัตช์: อุโมงค์ Groene Hart) เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ HSL- Zuid ในเนเธอร์แลนด์มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 14.87 เมตร (48.8 ฟุต)^[9] ซึ่งในทางกลับถูกแทนที่โดยถนนวงแหวน มาดริด M30 ในสเปน และอุโมงค์ลอดใต้แม่น้ำ Yangtze (อุโมงค์ Chong Ming) ในเซี่ยงไฮ้ของจีน ทั้งหมดของเครื่องเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นอย่างน้อยบางส่วนโดยบริษัท Herrenknecht. ณ เดือนสิงหาคม ค.ศ. 2013 เครื่อง TBM ที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ "บิ๊กเบอร์ธา" ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 57.5 ฟุต (17.5 เมตร) สร้างโดย Hitachi Zosen คอร์ปอเรชันซึ่งทำการขุดทางทดแทนสะพานอุโมงค์อะแลสกาเวย์ ในซีแอตเติล วอชิงตัน (US)^[10]

เตะดิน

เตะดิน (อังกฤษ: clay-kicking) เป็นวิธีการเฉพาะที่มีการพัฒนาในสหราชอาณาจักรในการขุดอุโมงค์ขุดด้วยมือบนโครงสร้างของดินเหนียว (อังกฤษ: clay) (ชื่อของเนื้อดิน (soil texture) ซึ่งประกอบด้วยสัดส่วนโดยมวลของกลุ่มอนุภาคดินเหนียวตั้งแต่ร้อยละ 40 ขึ้นไป และกลุ่มอนุภาคทรายไม่เกินร้อยละ 45 และดินอนุภาคทรายแป้ง (silt) ไม่เกินร้อยละ 40) ที่แข็งแรง ซึ่งแตกต่างจากวิธีการขุดด้วยมือก่อนหน้านี้ที่ใช้อีเต้อ (อังกฤษ: mattocks) ซึ่งใช้กับโครงสร้างของดินทั่วไป (อังกฤษ: soil) (เทหวัตถุธรรมชาติซึ่งเกิดขึ้นบนพื้นผิวโลก เป็นวัตถุที่ค้ำจุนการเจริญเติบโตและการทรงตัวของต้นไม้ ประกอบด้วยแร่ธาตุและอินทรียวัตถุต่าง ๆ และมีลักษณะชั้นแตกต่างกัน ซึ่งแต่ละชั้นที่อยู่ต่อเนื่องกันจะมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันตามกระบวนการกำเนิดดิน ที่เป็นผลสืบเนื่องมาจากการกระทำร่วมกันของภูมิอากาศ พืชพรรณ วัตถุต้นกำเนิดดิน ตลอดทั้งระยะเวลาและความต่างระดับของพื้นที่ในบริเวณนั้น) ที่จะต้องใช้แรงมาก เตะดินค่อนข้างเงียบและด้วยเหตุนี้เองที่มันไม่ได้เป็นอันตรายต่อโครงสร้างพื้นฐานของดินอ่อน

ปล่อง

ภาพวาดในปี ค.ศ. 1886 แสดงระบบการระบายอากาศและระบบระบายน้ำของอุโมงค์รถไฟเมอร์ซี

ปล่อง (ช่องชาร์ฟ) ทางเข้าชั่วคราวบางครั้งเป็นสิ่งจำเป็นในระหว่างการขุดอุโมงค์ มันมักจะกลมและเจาะตรงลงไปจนถึงระดับอุโมงค์ ปล่องปกติจะมีผนังเป็นคอนกรีตและมักจะถูกสร้างขึ้นเป็นแบบถาวร เมื่อปล่องทางเข้าเสร็จสมบูรณ์ เครื่องTBM จะถูกหย่อนลงไปที่ด้านล่างและเริ่มต้นการขุดได้ ปล่องเป็นทางเข้าและทางออกหลักของอุโมงค์จนกว่าโครงการจะเสร็จสมบูรณ์ หากอุโมงค์มีความยาวมาก ปล่องอาจมีการสร้างหลายจุดเพื่อให้มีทางเข้าออกของอุโมงค์อยู่ใกล้กับพื้นที่ที่ไม่ถูกขุด ^[4]

หลังจากการก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ ปล่องเข้าออกมักจะใช้เป็นช่องระบายอากาศและยังอาจใช้เป็นทางออกฉุกเฉินได้อีกด้วย

เทคนิคคอนกรีตแบบพ่น

วิธีสร้างอุไมงค์แบบออสเตรียใหม่ (อังกฤษ: New Austrian Tunneling Method (NATM)) ได้รับการพัฒนาในปี 1960s และเป็นที่รู้จักกันดีที่สุดของในการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่ใช้การวัดแบบคำนวณและเชิงประจักษ์ในเวลาจริง เพื่อหาการสนับสนุนที่มีประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่สูงที่สุดสำหรับการซับในของอุโมงค์ แนวคิดหลักของวิธีนี้คือการใช้ความเครียดทางธรณีวิทยาของมวลหินโดยรอบ เพื่อรักษาเสถียรภาพของตัวอุโมงค์เอง โดยการกำหนดค่าการยืดหยุ่นและค่าความเครียดที่วัดได้ให้ใหม่กับหินโดยรอบ เพื่อป้องกันไม่ให้โหลดจำนวนเต็มกดทับลงไปบนโครงสร้างที่รองรับตัวอุโมงค์. โดยขึ้นอยู่กับการวัดด้านปฐพีเทคนิค ภาคตัดขวางทางธรณีวิทยาที่ดีที่สุดจะถูกคำนวณออกมา การขุดจะได้รับการคุ้มครองทันทีหลังจากขุดโดยคอนกรีตพ่นเป็นชั้น ๆ ที่ปกติจะเรียกว่า shotcrete มาตรการในการรองรับน้ำหนักอื่น ๆ อาจรวมถึงการทำซุ้มประตูเหล็ก และเหล็กเสียบ (อังกฤษ: rockbolts) และตาข่าย การพัฒนาทางเทคโนโลยีในการฉีดพ่นคอนกรีตมีผลให้มีการเพิ่มเหล็กและเส้นใยพอลิโพรพิลีน เข้ามาผสมกับคอนกรีตเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของการซับใน ซึ่งจะสร้างวงแหวนแบกโหลดตามธรรมชาติที่ช่วยลดความผิดปกติของหิน

อุโมงค์สาธารณูปโภค Illowra Battery ที่ Port Kembla หนึ่งในหลายบังเกอร์ทางตอนใต้ของซิดนีย์

โดยการตรวจสอบพิเศษ วิธี NATM มีความยืดหยุ่นมาก แม้ในการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดของความแน่นอนของสภาพทางปฐพีเทคนิคของหินในระหว่างการทำงานอุโมงค์ คุณสมบัติของหินที่วัดได้ทำให้เกิดเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการเสริมสร้างความแข็งแกร่งของอุโมงค์ ในทศวรรษที่ผ่านมา การขุดเจาะพื้นดินนุ่มที่สามารถทำได้ยาวถึง 10 กิโลเมตร (6.2 ไมล์) กลายเป็นเรื่องธรรมดา

การดันท่อ

ในการดันท่อ (อังกฤษ: Pipe jacking) เครื่องดันแบบไฮโดรลิกจะใช้ในการดันเพื่อทำเป็นท่อพิเศษผ่านพื้นดินที่อยู่เบื้องหลัง TBM หรือโล่ ใช้กันทั่วไปในการสร้างอุโมงค์ภายใต้โครงสร้างที่มีอยู่เช่นถนนหรือทางรถไฟ อุโมงค์ที่สร้างขึ้นโดยการดันท่อตามปกติมีขนาดเล็ก ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางสูงสุดประมาณ 3.2 ม.

การดันกล่อง

การดันกล่อง (อังกฤษ: Boxjacking) คล้ายกับการดันท่อ แต่แทนที่จะเป็นท่อ แต่เป็นกล่องรูปอุโมงค์ กล่องที่ถูกดันอาจมีช่วงยาวกว่าท่อดันที่มีช่วงยาวของกล่องในบางส่วนที่เกินกว่า 20 เมตร หัวตัดปกติจะถูกใช้ที่ด้านหน้าของกล่องที่ถูกดันและการขุดปกติจะทำโดยตัวขุดจากภายในกล่อง

อุโมงค์ใต้น้ำ

อุโมงค์ปลาฉลามที่พิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำจอร์เจีย

มีหลายวิธีในการสร้างอุโมงค์ใต้น้ำ มีสองวิธีที่พบมากที่สุดคือแบบขุดเจาะและแบบจุ่มน้ำ ตัวอย่างได้แก่ อุโมงค์ Bjørvika และอุโมงค์ Marmaray อุโมงค์แบบลอยโผล่บนน้ำเป็นแนวทางใหม่ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา แต่ยังไม่มีอุโมงค์ดังกล่าวสร้างขึ้นในปัจจุบัน

ทางชั่วคราว

ในระหว่างการก่อสร้างอุโมงค์ มักจะสะดวกในการสร้างระบบรางชั่วคราวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อขนดินที่ขุดออกมาด้านนอก ระบบรางชั่วคราวมักจะเป็นแบบรางแคบเพื่อที่จะสามารถสร้างเป็นรางคู่ เพื่อให้ทำเป็นรางเปล่าและรางขนโหลดได้ในเวลาเดียวกัน ทางชั่วคราวจะถูกแทนที่ด้วยทางถาวรเมื่อโครงการเสร็จสิ้น ทางถาวรจึงถูกเรียกว่า "Perway"

การขยายตัว

อุโมงค์สาธารณูปโภคในกรุงปราก

ยานพาหนะหรือการจราจรที่ใช้อุโมงค์สามารถเติบโตเร็วกว่าตัวอุโมงค์เอง จึงต้องมีการเปลี่ยนหรือขยายตัว อุโมงค์ Gib ใกล้ Mittagong แต่เดิมเป็นแบบรางเดี่ยว จึงถูกแทนที่ด้วยอุโมงค์แบบรางคู่ โดยที่อุโมงค์เดิมถูกใช้สำหรับปลูกเห็ด^[11] อุโมงค์ Rhyndaston ถูกขยายโดยใช้ TBM ที่ยืมมาเพื่อที่จะสามารถรองรับตู้คอนเทนเนอร์มาตรฐานได้

อุโมงค์แบบรางคู่ในปี ค.ศ. 1836 ยาวหนึ่งไมล์จาก Edge Hill ไปยัง Lime Street ในลิเวอร์พูลได้ถูกริ้อย้ายออกทั้งหมด (ยกเว้นช่วง 50 เมตรจาก Edge Hill) เพื่อทำเป็นแบบสี่ราง อุโมงค์ถูกดัดแปลงให้เป็นแบบสี่รางด้วยวิธีขุดที่ลึกมากและมีส่วนที่เป็นอุโมงค์สี่รางเพียงระยะสั้น ๆ บริการของรถไฟไม่ได้ถูกขัดจังหวะในระหว่างการทำงาน รูปถ่ายระหว่างการทำงานสามารถดูได้จาก:^[12]^[13] อุโมงค์ออเบิร์นเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการแทนที่อุโมงค์ด้วยวิธีการขุดเปิด (อังกฤษ: open cut)

นอกจากนี้อุโมงค์ยังสามารถขยายขนาดโดยการลดระดับพื้นให้ต่ำลง^[14]

หลุมที่สร้างแบบเปิด

หลุมที่สร้างแบบเปิด (อังกฤษ: Open building pit) ประกอบด้วยขอบเขตแนวนอนและแนวตั้งที่กันไม่ให้น้ำใต้ดินและดินเข้าไปในบ่อ มีทางเลือกและรูปแบบผสมที่มีศักยภาพหลายอย่างสำหรับขอบเขต (แนวนอนและแนวตั้ง) ของหลุมที่สร้าง ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดจากการขุดและกลบก็คือหลุมที่สร้างจะไม่มีหลังคา

วิธีการก่อสร้างอื่น ๆ

เจาะและระเบิด (อังกฤษ: Drill and blasting)
เครื่องเจาะไฮโดรลิค (อังกฤษ: Hydraulic splitter)
เครื่องกั้นสารละลายข้น (อังกฤษ: Slurry-shield machine)
วิธีก่อสร้างด้วยกำแพงและหลังคา (อังกฤษ: Wall-cover construction method)

ประเภทของอุโมงค์

อุโมงค์แบบดาดฟ้าสองชั้นและแบบอเนกประสงค์

ส่วนหนึ่งของสะพานซานฟรานซิสโก - อ่าวโอกแลนด์ผ่านเกาะ Yerba Buena ที่มีช่องทางจราจรอยู่ชั้นบน

อุโมงค์บางแห่งมีดาดฟ้าสองชั้น ตัวอย่างเช่นสะพานซานฟรานซิสโก-อ่าวโอกแลนด์ (เสร็จสมบูรณ์ในปี ค.ศ. 1936) มีช่วงสำคัญสองช่วงเชื่อมโยงถึงกันโดยอุโมงค์สองชั้นผ่านเกาะ Yerba Buena ซึ่งเป็นอุโมงค์แบบเจาะที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่ที่สุดในโลก^[15] การก่อสร้างนี้เป็นการผสมกันระหว่างรางสองทิศทางและทางเดินรถบรรทุกบนชั้นล่างกับรถยนต์ชั้นบน ตอนนี้ได้มีการเปลี่ยนเป็นการจราจรทางเดียวบนแต่ละชั้นดาดฟ้า

ในสหราชอาณาจักร อุโมงค์ Queensway 1934 ลอดใต้แม่น้ำเมอร์ซีระหว่างลิเวอร์พูลและ Birkenhead เดิมจะมีถนนที่มียานพาหนะวิ่งบนดาดฟ้าชั้นบนและรถรางที่ชั้นล่าง ในระหว่างการก่อสร้างการใช้งานของรถรางที่ถูกยกเลิก ชั้นล่างจึงถูกใช้สำหรับสายเคเบิล ท่อและที่หลบภัยจากอุบัติเหตุฉุกเฉิน

ในเขตปกครองพิเศษฮ่องกง (ของจีน) อุโมงค์ Lion Rock ที่สร้างขึ้นในช่วงกลางคริสต์ทศวรรษ 1960 เชื่อมต่อเกาลูนใหม่กับเมืองใหม่ Sha Tin มีช่องทางด่วนและท่อระบายน้ำ อุโมงค์สองชั้นเร็ว ๆ นี้ที่มีทั้งสองชั้นสำหรับยานยนต์คืออุโมงค์ถนน Fuxing ในเซี่ยงไฮ้ ประเทศจีน รถยนต์จะวิ่งอยู่บนดาดฟ้าชั้นบนสองเลน และยานพาหนะที่หนักกว่าวิ่งบนเลนเดี่ยวที่ดาดฟ้าชั้นล่าง

อุโมงค์อเนกประสงค์มีวัตถุประสงค์ในการใช้มากกว่าหนึ่งอย่าง อุโมงค์สมาร์ทในประเทศมาเลเซียเป็นอุโมงค์อเนกประสงค์ควบคุมน้ำท่วมแห่งแรกของโลก ที่ใช้ทั้งในการระบายการจราจรและระบายน้ำท่วมเป็นครั้งคราวในกัวลาลัมเปอร์

ท่อสาธารณูปโภคที่ใช้ร่วมกัน (อังกฤษ: common utility duct) หรืออุโมงค์ยูทิลิตี้จะให้บริการกับงานสาธารณูปโภคมากกว่าหนึ่งรายที่เป็นงานบริการที่แตกต่างกันได้ การใช้อุโมงค์ร่วมกันนี้สามารถทำให้องค์กรลดค่าใช้จ่ายของการสร้าง และการบำรุงรักษาสาธารณูปโภคของตนเองได้อย่างมาก

ทางสัญจรที่มีหลังคา (Covered passageways)

Dark Gate คริสต์ศตวรรษที่ 19 ใน Esztergom ฮังการี

สะพานลอยบางครั้งจะถูกสร้างขึ้นเพื่อคร่อมถนนหรือแม่น้ำหรือรถไฟด้วยซุ้มประตูที่ทำจากอิฐหรือเหล็ก จากนั้นก็ปรับระดับพื้นผิวด้วยดิน ในศัพท์ของรถไฟ ทางวิ่งในระดับพื้นผิวที่มีการสร้างคร่อมข้างบนปกติจะถูกเรียกว่า "ทางที่มีหลังคา" (อังกฤษ: covered way)

เพิงหิมะ (อังกฤษ: snow shed) เป็นอุโมงค์เทียมชนิดหนึ่งที่สร้างขึ้นเพื่อป้องกันทางรถไฟจากหิมะถล่ม ในทำนองเดียวกัน "อุโมงค์เหล็ก" Stanwell Park ที่นิวเซาธ์เวลส์ บนทางรถไฟสายชายฝั่งตอนใต้ เป็นตัวป้องกันสายทางจากหินถล่ม

ความปลอดภัยและการรักษาความปลอดภัย

เนื่องจากอุโมงค์เป็นพื้นที่ปิด ไฟสามารถมีผลกระทบอย่างมากกับผู้ใช้ อันตรายหลักคือการผลิตก๊าซและควัน ถึงแม้คาร์บอนมอนอกไซด์จะมีความเข้มข้นต่ำแต่มีความเป็นพิษสูง ไฟไหม้อุโมงค์ Gotthard ฆ่าคนไป 11 คนในปี ค.ศ. 2001 เหยื่อทั้งหมดขาดอากาศหายใจเนื่องจากควันและการสูดดมก๊าซ กว่า 400 ผู้โดยสารเสียชีวิตในอุบัติเหตุรถไฟ Balvano ในอิตาลีในปี ค.ศ. 1944 เมื่อหัวรถจักรหยุดในอุโมงค์ช่วงยาว พิษคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิต ในไฟใหม้อุโมงค์ Caldecott ปี ค.ศ. 1982 ส่วนใหญ่ของการเสียชีวิตเกิดจากควันพิษมากกว่าจากการชนกันตอนแรก

อุโมงค์ยานพาหนะมักจะต้องการปล่องระบายอากาศและพัดลมไฟฟ้า เพื่อระบายก๊าซไอเสียที่เป็นพิษออกไปในระหว่างการบริการประจำวัน อุโมงค์รถไฟมักต้องการมีการเปลี่ยนแปลงของอากาศน้อยกว่าต่อชั่วโมง แต่ก็ยังอาจจำเป็นต้องมีการระบายอากาศแบบบังคับ ทั้งสองประเภทของอุโมงค์มักจะมีข้อบังคับเพื่อเพิ่มการระบายอากาศภายใต้เงื่อนไขที่ฉุกเฉินเช่น ในกรณีไฟไหม้ ถึงแม้จะมีความเสี่ยงของการเพิ่มอัตราการเผาไหม้ผ่านการไหลของอากาศที่เพิ่มขึ้น สิ่งที่มุ่งเน้นหลักอยู่ที่การจัดหาอากาศที่ใช้หายใจได้ ให้กับบุคคลที่ติดอยู่ในอุโมงค์เช่นเดียวกับให้กับนักดับเพลิง

เมื่อมีอุโมงค์ขนานและแยกต่างหาก ประตูฉุกเฉินแบบอัดลมแต่ไม่ล๊อกมักจะนำมาติดตั้ง เพื่อช่วยให้บุคลากรที่ติดอยู่หนีออกจากอุโมงค์ที่เต็มไปด้วยควันผ่านทางอุโมงค์ขนาน

อุโมงค์ขนาดใหญ่และมีการใช้งานอย่างหนักเช่นอุโมงค์ Big Dig ในบอสตัน แมสซาชูเซตส์อาจจะมีบุคลากรดำเนินงานประจำศูนย์ตลอด 24 ชั่วโมงโดยเฉพาะเพื่อทำการตรวจสอบและรายงานเกี่ยวกับสภาพการจราจรและตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน^[16] อุปกรณ์เฝ้าระวังด้วยวิดีโอมักจะถูกนำมาใช้ และภาพในเวลาจริงของสภาพการจราจรของทางหลวงบางจุดประชาชนทั่วไปอาจจะดูได้ผ่านทางอินเทอร์เน็ต

ตัวอย่างของอุโมงค์

ในประวัติศาสตร์

ภาพแสดงสามช่องทางด้านตะวันออกของอุโมงค์ Edge Hill ในลิเวอร์พูลที่สร้างขึ้นด้วยการขุดลึกด้วยมือ อุโมงค์ด้านซ้ายกับรางเป็นอุโมงค์ระยะสั้นของถนนคราวน์ 1846 ตัวที่สอง ถัดไปทางขวาที่ถูกพุ่มไม้บังไว้บางส่วนเป็นอุโมงค์ Wapping 1829 ยาว 2.03 กิโลเมตร (1.26 ไมล์) ถัดไปอีกทางขวาที่พงไม้บังไว้เช่นกันเป็นอุโมงค์ถนน Crown 1829 ระยะสั้นดั้งเดิม

ส่วนสั้น ๆ ที่เหลืออยู่ของอุโมงค์ Edge Hill 1836 ไป Lime Street ในลิเวอร์พูล นี้เป็นอุโมงค์รถไฟที่เก่าแก่ที่สุดในโลกที่ยังคงอยู่ในการใช้งาน

อุโมงค์ Donner Pass Summit (# 6) ยาว 1,659 ฟุต (506 เมตร) เปิดให้บริการระหว่างปี ค.ศ. 1868-1993

เพื่อเข้าสู่ Lime Street ในลิเวอร์พูล อุโมงค์สองรางดั้งเดิมถูกรื้อออกเพื่อทำการขุดลึก สะพานถนนที่เห็นตลอดการขุดเป็นหินแข็งซึ่งเป็นผลให้กลายเป็นอุโมงค์สั้นเป็นระยะ ๆ

เครื่องเจาะหินด้วยลมในช่วงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 ประดิษฐ์คิดค้นโดย Germain Sommeiller และใช้ในการเจาะอุโมงค์ขนาดใหญ่ครั้งแรกผ่านเทือกเขาแอลป์

ประวัติศาสตร์ของอุโมงค์โบราณและการขุดอุโมงค์ในโลกจะมีการทบทวนในแหล่งต่าง ๆ ซึ่งรวมถึงตัวอย่างมากมายของโครงสร้างเหล่านี้ที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ที่แตกต่างกัน^[17]^[18] บางอุโมงค์โบราณและสมัยใหม่ที่รู้จักกันดีได้ถูกนำเสนอสั้น ๆ ด้านล่าง

อุโมงค์ใต้น้ำที่อ้างว่าเก่าแก่ที่สุดของโลก^[19] คือ Terelek kaya tüneli ลอดใต้ แม่น้ำ Kızıl ทางตอนใต้เล็กน้อยของเมือง Boyabat และ Durağan ในตุรกีเพียงแค่ท้ายน้ำจากแม่น้ำ Kizil พบกับแคว Gökırmak อุโมงค์ในปัจจุบันอยู่ใต้ส่วนที่แคบจุดหนึ่งของทะเลสาบ ที่เกิดขึ้นจากเขื่อนที่อยู่ไกลไม่กี่กิโลเมตรไปทางท้ายน้ำ คาดว่าจะมีการสร้างขึ้นมากกว่า 2000 ปีที่ผ่านมาอาจจะโดยอารยธรรมเดียวกันกับที่สร้างสุสานหลวงบนหน้าผาหินที่อยู่ใกล้เคียง คาดว่าจะมีวัตถุประสงค์ทางด้านการป้องกัน
qanat หรือ kareez แห่งเปอร์เซียเป็นระบบการบริหารจัดการน้ำที่ใช้เพื่อแจกจ่ายน้ำที่เชื่อถือได้ เพื่อการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์หรือเพื่อการชลประทานในสภาพอากาศที่ร้อน แห้งแล้ง และกึ่งแห้งแล้ง qanat ที่ลึกที่สุดอยู่ในเมืองของอิหร่านชื่อ Gonabad ซึ่งหลังจาก 2700 ปีที่ผ่านมายังคงให้น้ำดื่มและน้ำเพื่อการเกษตรแก่ประชากรเกือบ 40,000 คน ความลึกของบ่อหลักของมันคือมากกว่า 360 เมตร (1,180 ฟุต) และความยาวของมันคือ 45 กิโลเมตร (28 ไมล์)^[20]
หนึ่งในเครือข่ายการระบายน้ำและน้ำเสียแรกที่รู้จักกันในรูปแบบของอุโมงค์ถูกสร้างขึ้นที่ Persepolis ในอิหร่านในเวลาเดียวกันการก่อสร้างรากฐานของมันเมื่อ 518 ปีก่อนคริสต์ศักราช ในสถานที่ส่วนใหญ่เครือข่ายถูกขุดในหินแข็งของภูเขา แลัวกลบด้วยหินขนาดใหญ่ตามด้วยดินและกรวดเพื่อให้มีระดับเดียวกับพื้นดิน ในระหว่างการตรวจสอบและการสำรวจ ส่วนยาวของอุโมงค์หินที่มีลักษณะคล้ายกันขยายพื้นที่ไปใต้พระราชวังถูกสำรวจโดย Herzfeld และต่อมาโดยชมิดต์และทีมนักโบราณคดีของพวกเขา^[21]
อุโมงค์เฮเซคียาถูกสร้างขึ้นก่อนคริสต์ศักราช 701 ปี สำหรับแจกจ่ายน้ำเพื่อการป้องกันจากการโจมตีแบบปิดล้อม
ท่อระบายน้ำ Eupalinian บนเกาะซามอส (North Aegean กรีซ) ถูกสร้างขึ้นก่อนคริสต์ศักราช 520 ปีโดยวิศวกรกรีกโบราณ Eupalinos แห่ง Megara ภายใต้สัญญากับชุมชนท้องถิ่น Eupalinos จัดการเพื่อที่ว่าอุโมงค์จะเริ่มจากทั้งสองด้านของภูเขา Kastro ทั้งสองทีมทำงานไปพร้อม ๆ กันและพบกันที่ตรงกลางด้วยความแม่นยำเป็นเลิศซึ่งเป็นสิ่งที่ยากมากในเวลานั้น ท่อระบายน้ำนี้มีความสำคัญในการป้องกันอย่างมาก เพราะมันวิ่งอยู่ใต้ดินและมันก็จะต้องไม่ถูกพบได้โดยง่ายโดยศัตรูที่อาจตัดการจ่ายน้ำประปาให้กับเมือง Pythagoreion ที่เป็นเมืองหลวงเก่าของเกาะซามอส การดำรงอยู่ของอุโมงค์ถูกบันทึกไว้โดย Herodotus (เช่นเดียวกับ กำแพงกันคลื่นและท่าเรือ และสิ่งมหัศจรรย์ที่สามของเกาะคือวิหารเฮรา ที่คนเป็นจำนวนมากคิดว่าเป็นสิ่งที่ใหญ่ที่สุดในอารยธรรมกรีกโบราณ) ตำแหน่งที่ชัดเจนของอุโมงค์เป็นเพียงการจัดตั้งขึ้นใหม่ในคริสต์ศตวรรษที่ 19 โดยนักโบราณคดีชาวเยอรมัน อุโมงค์ที่เหมาะสมยาว 1.030 กิโลเมตร (3,380 ฟุต) และผู้เข้าชมยังสามารถเข้าไปใน Eupalinos tunnel.
Via Flaminia เป็นถนนโรมันที่สำคัญ ลึกเข้าไปในช่องผ่าน Furlo ใน Apennines ทะลุอุโมงค์ที่จักรพรรดิ Vespasian ได้สั่งให้สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 76-77 ถนนที่ทันสมัยชื่อ SS 3 Flaminia ยังคงใช้อุโมงค์นี้ซึ่งย้อนหลังไปถึงศตวรรษที่ 3 ก่อนคริสต์ศักราช; เศษของอุโมงค์ก่อนหน้านี้ (หนึ่งในอุโมงค์ถนนสายแรก) ยังคงสามารถมองเห็นได้
อุโมงค์คลอง Sapperton บนแม่น้ำเทมส์และคลองเซเวินในอังกฤษ ขุดผ่านเนินเขาซึ่งเปิดในปี 1789 ยาว 3.5 กิโลเมตร (2.2 ไมล์) ระยะยาวและอนุญาตให้ใช้เรือขนส่งถ่านหินและสินค้าอื่น ๆ ได้ เหนืออุโมงค์คลองนี้จะมีอุโมงค์รถไฟยาวสาย Sapperton ซึ่งรองรับเส้นทางรถไฟสาย "โกลเด้นวัลเลย์" ระหว่างสวินดอนและกลอสเตอร์
อุโมงค์สต็อดดาร์ตสร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1796 ในเมือง Chapel-en-le-Frith ใน Derbyshire มีชื่อเสียงที่เป็นอุโมงค์รถไฟที่เก่าแก่ที่สุดในโลก รถรางแต่เดิมลากด้วยม้า
อุโมงค์ดาร์บี้ในซาเลม แมสซาชูเซตส์สร้างขึ้นในปี ค.ศ. 1801 โดยผู้ลักลอบนำเข้าสินค้าว่าจ้างทหารกองหนุนท้องถิ่นเพื่อการลักลอบนำเข้าสินค้าและซ่อนสิ่งผิดกฎหมายใน 5 บ่อของสวนสาธารณะในเมือง อุโมงค์ถูกสร้างขึ้นเนื่องจาก ประธานาธิบดีโทมัส เจฟเฟอร์สัน ได้สั่งให้ทหารกองหนุนท้องถิ่นช่วยหน่วยงานศุลกากรเก็บของลักลอบนำเข้าจากทุก ๆ ท่าเรือ อุโมงค์วิ่ง 3 ไมล์เชื่อมต่อหลายท่าเรือในเมืองไปยังสถานีรถไฟใต้ดินแห่งหนึ่ง^[22] ตามทางที่ผ่านอุโมงค์จะเชื่อมต่อบ้านของนักธุรกิจและนักการเมืองที่ประสบความสำเร็จเข้ากับร้านค้า ธนาคารและพิพิธภัณฑ์ของพวกเขา สมาชิกของกองทุนสามัญแห่งซาเลม (อังกฤษ: Members of the Salem Commons Fund) ได้ซ่อนอุโมงค์เหล่านี้ไว้เบื้องหลังโครงการที่จะถมบ่อและปรับระดับของพื้นที่ ดินที่ได้จากการขุดอุโมงค์ก็ถูกซ่อนไว้ในบ่อเหล่านั้น และถูกใช้ในการถมแม่น้ำเพื่อสร้างท่าเรือใหม่เพื่อเชื่อมต่ออุโมงค์เข้าด้วยกัน นักการเมืองหลายคนมีส่วนเกี่ยวข้องรวมทั้งหัวหน้าศาลพิพากษา เลขานุการกองทัพเรือ และวุฒิสมาชิกหลายคนในพรรคเฟดเดอรัลลิสต์^[22]
อุโมงค์ถูกสร้างขึ้นสำหรับรถจักรไอน้ำที่แท้จริงเป็นครั้งแรกจากเมือง Penydarren ไปยัง Abercynon หัวรถจักร Penydarren ถูกสร้างขึ้นโดยริชาร์ด Trevithick หัวรถจักรได้ทำการเดินทางครั้งประวัติศาสตร์จาก Penydarren ไปยัง Abercynon ในปี ค.ศ. 1804 ส่วนหนึ่งของอุโมงค์นี้ยังสามารถมองเห็นได้ที่เมือง Pentrebach, Merthyr Tydfil เวลส์ อุโมงค์รถไฟนี้ได้มีการกล่าวถึงว่าเก่าแก่ที่สุดในโลก ที่ใช้เครื่องยนต์ไอน้ำขับเคลื่อนด้วยตัวเองวิ่งบนราง
อุโมงค์มอนตโกเมอรีเบลล์ในรัฐเทนเนสซี ยาว 88 เมตร (289 ฟุต) เป็นอุโมงค์ผันน้ำสูง 4.50 เมตร × 2.45 เมตร (14.8 ฟุต× 8.0 ฟุต) เพื่อหมุนกังหันน้ำ สร้างขึ้นโดยแรงงานทาสในปี ค.ศ. 1819 เป็นอุโมงค์เต็มรูปแบบแห่งแรกในอเมริกาเหนือ
อุโมงค์บอร์น อยู่ในเมือง Rainhill ใกล้ลิเวอร์พูล ประเทศอังกฤษ ยาว 32.1 เมตร (105 ฟุต) สร้างขึ้นในช่วงปลายคริสต์ทศวรรษ 1820 ไม่ทราบวันที่แน่นอนประมาณปี ค.ศ. 1828 หรือ 1829 เป็นอุโมงค์แรกในโลกที่วิ่งใต้ทางรถไฟ การก่อสร้างทางรถไฟจากลิเวอร์พูลไปแมนเชสเตอร์ จะวิ่งข้ามทางรถรางที่ใช้ม้าลากจากเหมืองซัตตันไปถนนทางด่วนลิเวอร์พูล-วอร์ริงตัน ได้ตัดสินใจที่จะเจาะอุโมงค์ใต้ทางรถไฟสำหรับทางรถราง ในขณะที่รางรถไฟกำลังถูกสร้าง อุโมงค์เริ่มเปิดดำเนินการ เป็นการเปิดก่อนการเปิดอุโมงค์ลิเวอร์พูลจากลิเวอร์พูลไปแมนเชสเตอร์ อุโมงค์ถูกสร้างให้มีหลายชั้นในปี ค.ศ. 1844 เมื่อรถรางถูกรื้อทิ้ง^[23]

ดูเพิ่ม

อ้างอิง

↑ rirs3.royin.go.th/new-search/word-search-all-x.asp
↑ Bickel. (1995). Tunnel engineering handbook, 2nd edition. CBS Publishers.
↑ Powers, P.J. (2007). Construction de-watering and groundwater control. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons Inc.
↑ ^4.0 ^4.1 United States Army Corps of Engineers. (1978). Tunnels and shafts in rock. Washington, DC: Department of the Army.
↑ "Capital Projects Funds". Cord.edu. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2011-12-17. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.
↑ Chan, Sewell (2005-08-03). "$100 Million for a Tunnel. What Tunnel?". The New York Times.
↑ "Encouraging U.S. Infrastructure Investment - Council on Foreign Relations". Cfr.org. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2013-05-23. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.
↑ "Tunnels & Tunnelling International". Tunnelsonline.info. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2012-03-16. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.
↑ "The Groene Hart Tunnel". Hslzuid.nl. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2009-09-25. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.
↑ Johnson, Kirk (2012-12-04). "Engineering Projects Will Transform Seattle, All Along the Waterfront". The New York Times.
↑ Justin Huntsdale (2012-03-14). "A rare look inside Mittagong's mushroom tunnel". ABC Illawarra. สืบค้นเมื่อ 2020-06-17.
↑ i34.tinypic.com/23ixthy.jpg
↑ i36.tinypic.com/16k1ahx.jpg
↑ "Report on Redeveloping Railway Tunnels". www.tunnel-online.info.
↑ "San Francisco-Oakland Bay Bridge". Bay Area Toll Authority. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2013-09-21. สืบค้นเมื่อ 2015-04-02.
↑ Johnson, Christine M.; Edward L. Thomas (October 1999). "A Case Study Boston Central Artery/Tunnel Integrated Project Control System, Responding to incidents Rapidly and Effectively" (PDF). Metropolitan Transportation Management Center: 12. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2013-03-09. สืบค้นเมื่อ 2014-04-04.
↑ Klaus Grewe, 1998, Licht am Ende des Tunnels – Planung und Trassierung im antiken Tunnelbau, Verlag Philipp von Zabern, Mainz am Rhein.
↑ Siamak Hashemi, 2013, The Magnificence of Civilization in Depths of Ground (A Review of Underground Structures in Iran – Past to Present), Shadrang Printing and Publishing Co., Tehran.
↑ Blogcu terelek.blogcu.com/terelek-kaya-tuneli/319497
↑ UNESCO World Heritage Centre – World Heritage List: Qanats of Gonabad, Date of Inscription 2007, Reference No. 5207, At: whc.unesco.org/fr/listesindicatives/5207
↑ Schmidt, E.F., 1953, Persepolis I – Structures, Reliefs, Inscriptions; The University of Chicago Oriental Institute Publications, Volume LXVIII, The University of Chicago Press.
↑ ^22.0 ^22.1 Christopher Jon Luke Dowgin (2012-08-08). Salem Secret Underground: The History of the Tunnels in the City. Salem, MA: Salem House Press. ISBN 978-0983666554.
↑ "Bourne's Tunnel at Sj5033491804 - Saint Helens - St Helens - England". British Listed Buildings. สืบค้นเมื่อ 2014-09-30.

บรรณานุกรม

Ellis, Iain W (2015). Ellis' British Railway Engineering Encyclopaedia (3rd Revised ed.). Lulu.com. ISBN 978-1-326-01063-8.
Railway Tunnels in Queensland by Brian Webber, 1997, ISBN 0-909937-33-8.
Sullivan, Walter. Progress In Technology Revives Interest In Great Tunnels, New York Times, 24 June 1986. Retrieved 15 August 2010.

แหล่งข้อมูลอื่น

Wikisource

วิกิซอร์ซ ภาษาอังกฤษ (English) มีข้อมูลต้นฉบับเกี่ยวกับ: The American Cyclopædia (1879)/Tunnel

Trans Global Highway and proposed tunnels.
Royal Engineers Museum อุโมงค์ของทหารบกสหราชอาณาจักรในสงครามโลกครั้งที่ 1
ITA-AITES International Tunnelling Association สมาคมอุโมงค์และพื้นที่ใต้ดินนานาชาติ
Tunnels & Tunnelling International magazine
Pipe Jacking
Project T.R.I.T.on – Trentino Research & Innovation for Tunnel Monitoring โครงการตรวจสอบอุโมงค์ถนน เพื่อปรับปรุงความปลอดภัยและการใช้พลังงาน ของมหาวิทยาลัยเตรนโต อิตาลี

[1] rirs3.royin.go.th/new-search/word-search-all-x.asp

[2] Bickel. (1995). Tunnel engineering handbook, 2nd edition. CBS Publishers.

[3] Powers, P.J. (2007). Construction de-watering and groundwater control. Hoboken, NJ: John Wiley & Sons Inc.

[Engineers._1978-4] 4.0 ^4.1 United States Army Corps of Engineers. (1978). Tunnels and shafts in rock. Washington, DC: Department of the Army.

[5] "Capital Projects Funds". Cord.edu. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2011-12-17. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.

[6] Chan, Sewell (2005-08-03). "$100 Million for a Tunnel. What Tunnel?". The New York Times.

[7] "Encouraging U.S. Infrastructure Investment - Council on Foreign Relations". Cfr.org. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2013-05-23. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.

[8] "Tunnels & Tunnelling International". Tunnelsonline.info. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2012-03-16. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.

[9] "The Groene Hart Tunnel". Hslzuid.nl. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2009-09-25. สืบค้นเมื่อ 2013-04-19.

[NYT_Dec_2012-10] Johnson, Kirk (2012-12-04). "Engineering Projects Will Transform Seattle, All Along the Waterfront". The New York Times.

[11] Justin Huntsdale (2012-03-14). "A rare look inside Mittagong's mushroom tunnel". ABC Illawarra. สืบค้นเมื่อ 2020-06-17.

[12] 34.tinypic.com/23ixthy.jpg

[13] 36.tinypic.com/16k1ahx.jpg

[14] "Report on Redeveloping Railway Tunnels". www.tunnel-online.info.

[15] "San Francisco-Oakland Bay Bridge". Bay Area Toll Authority. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิมเมื่อ 2013-09-21. สืบค้นเมื่อ 2015-04-02.

[16] Johnson, Christine M.; Edward L. Thomas (October 1999). "A Case Study Boston Central Artery/Tunnel Integrated Project Control System, Responding to incidents Rapidly and Effectively" (PDF). Metropolitan Transportation Management Center: 12. คลังข้อมูลเก่าเก็บจากแหล่งเดิม (PDF)เมื่อ 2013-03-09. สืบค้นเมื่อ 2014-04-04.

[17] Klaus Grewe, 1998, Licht am Ende des Tunnels – Planung und Trassierung im antiken Tunnelbau, Verlag Philipp von Zabern, Mainz am Rhein.

[18] Siamak Hashemi, 2013, The Magnificence of Civilization in Depths of Ground (A Review of Underground Structures in Iran – Past to Present), Shadrang Printing and Publishing Co., Tehran.

[19] Blogcu terelek.blogcu.com/terelek-kaya-tuneli/319497

[20] UNESCO World Heritage Centre – World Heritage List: Qanats of Gonabad, Date of Inscription 2007, Reference No. 5207, At: whc.unesco.org/fr/listesindicatives/5207

[21] Schmidt, E.F., 1953, Persepolis I – Structures, Reliefs, Inscriptions; The University of Chicago Oriental Institute Publications, Volume LXVIII, The University of Chicago Press.

[Salem-22] 22.0 ^22.1 Christopher Jon Luke Dowgin (2012-08-08). Salem Secret Underground: The History of the Tunnels in the City. Salem, MA: Salem House Press. ISBN 978-0983666554.

[23] "Bourne's Tunnel at Sj5033491804 - Saint Helens - St Helens - England". British Listed Buildings. สืบค้นเมื่อ 2014-09-30.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]