tunel

tunel (engl. tunnel < starofranc. tonnel: bačva), uređen prokop cjevasta oblika kroz tlo ili stijenu. Njime se svladava prirodna prepreka i skraćuje duljina puta, a služi kao prolaz ceste, željezničke pruge, plovnoga puta, pješačke staze (prometni tunel), za dovod i odvod vode u hidrocentralama, vodovodima, kanalizacijama ili pri melioraciji (hidrotehnički tunel), za provođenje komunalnih ili industrijskih instalacija (instalacijski tunel), kao sklonište ili smještaj ljudi, zrakoplova i dr. (tunel posebne namjene). Prema površini poprječnoga presjeka tunel može biti potkop (5 do 20 m²), maloga profila (20 do 30 m²), srednjega (30 do 60 m²) ili velikoga profila (više od 60 m²). Prema položaju na terenu razlikuju se brdski, podvodni (uronjeni) i podzemni (gradski) tunel; prema duljini tuneli mogu biti: sasvim kratki (do 50 m), kratki (50 do 500 m), srednji (500 do 2000 m), dugi (2000 do 4000 m) i vrlo dugi (više od 4000 m); prema složenosti izvedbe: tuneli u čvrstim stijenama bez potiska (laka izvedba), tuneli u raspucanim stijenama (srednje složena), tuneli u vezanom ili nevezanom tlu s vrlo jakim brdskim potiskom i pojavom vode (složena izvedba); prema dubini u terenu: niskoležeći (bazni) tuneli, tuneli koji spajaju dvije doline približno iste nadmorske visine, visokoležeći kratki vododijelni tuneli s usponima s obiju strana i prijelomom nivelete u sredini tunela te niskoležeći dugi vododijelni tuneli s jednim nagibom.

Gradnja tunela

Izvedba tunela, osim o izmjerama otvora, ovisi o vrsti stijene ili tla kroz koje tunel prolazi, hidrološkim uvjetima i prilikama u tlu ili stijeni. U eruptivnim stijenama gradnja tunela razmjerno je jednostavna, premda se stijena mora minirati. Najteža je gradnja u glinama, u pjeskovitim i ilovastim naslagama, osobito ako u njima ima vode. Prije početka gradnje na osnovi istražnih radova predviđa se prognozni geološki profil duž osi tunela. Uvidom u stvarna geološka i mehanička svojstva tla ili stijene tijekom iskopa tunela, prognozni se profil ispravlja i nadopunjuje kako bi se građevinske mjere osiguranja stabilnosti tunelskog otvora prilagodile stvarnomu stanju. Probijanje tunela provodi se najčešće s obiju strana. Stari načini izgradnje zasnivali su se na postupnom iskopu te podupiranju stijene drvenom podgradom. Česte su bile nesreće zbog nenadanih proboja vode. Posljednjih se 50-ak godina razvila metoda osiguranja iskopa prijenosom opterećenja s obloge tunela na stijene i tlo, kojom se danas, zbog isplativosti i brzine rada, izvodi većina tunela u stijeni i u krutim glinama. Nakon svakoga malog napretka na čelu tunela, površina stijene prekrije se štrcanim (torkretiranim) betonom, a po potrebi dodatno ojača i čeličnim mrežama, štapnim sidrima te čeličnim lukovima. Tom se primarnom oblogom tunela onemogućuje potpuno opuštanje stijenske mase i gubitak njezine čvrstoće, a sklop postavljene obloge i okolne stijene postaje nosivi element zaštite iskopa, koji privremeno osigurava tunelski otvor od urušavanja. Za mekane stijene potrebna je izradba podnožnoga svoda (inverta) tik uz čelo iskopa, kojim se sprječava izdizanje dna tunela, a time i rušenje samoga tunela. Nakon završetka primarne obloge, gradi se sekundarna obloga, kojom tunel poprima završni izgled. Ona nosi hidroizolaciju te različitu opremu (ventilaciju, signalizaciju i sl.). U novije se doba za probijanje tunela sve više rabi veliki → tunelski bušaći stroj.

Oblik i oprema

Tuneli za hidrotehničke svrhe i ispod rijeka, zbog jednolika unutarnjeg ili vanjskog pritiska, redovito su okrugla poprječnoga presjeka, za ceste i željeznice obično su potkovasta, a za gradske podzemne željeznice pravokutna presjeka. Radi odvodnje, cestovni i željeznički tuneli grade se s padom na objema stranama ili s jednim padom. Ulaz u tunel i izlaz iz njega završava se građevnim objektom, tzv. portalom. U zidovima željezničkih tunela ostavljaju se na svakih 25 do 50 m skloništa za radnike koji obavljaju popravke tunela i održavaju kolosijek. Cestovni tuneli moraju biti dobro zračeni zbog ugljikova monoksida što ga stvaraju automobilski motori, pravilno rasvijetljeni (na ulazu jače radi postupnoga privikavanja na promjenu svjetla), a posebna se pozornost posvećuje prometnoj i požarnoj sigurnosti, za što se uvode složeni sustavi nadzora i upravljanja prometom, kod duljih tunela i nadzorne postaje te timovi spasilaca. U najnovije se doba iz istih razloga dulji tuneli grade kao dvocijevni (po jedna tunelska cijev za svaki prometni smjer), pri čem se u slučaju nesreće u jednoj cijevi drugom cijevi može provesti evakuacija.

Povijest

U prve gradnje tunela ubrajaju se grobnice Egipćana isklesane u nubijskim pećinama oko 2000. pr. Kr. Stijene su se lomile zagrijavanjem vatrom i naglim hlađenjem vodom, a zatim razbijale klinovima, dlijetima i batovima. U Jeruzalemu je oko 1000. pr. Kr. izgrađen 537 m dug tunel za gradski vodovod. Za Nebukadnezara II. bio je prokopan ispod rijeke Eufrata hodnik širok 4,6 m i dug 900 m za vezu dvora s hramom boga Sunca. Na otoku Samu bio je izgrađen tunel za vodovod (od 728. do 699. pr. Kr.) dug 1100 m, a kraj Napulja 36. pr. Kr. cestovni tunel dug 1000 m, koji još i danas veže Napulj s predgrađem Pozzouli. Za odvodnju jezera Fuccino u brdu Salviano 30 000 ljudi gradilo je 44–54. tunel dug 5,6 km. U srednjem vijeku izgrađeno je nekoliko manjih tunela za odvodnjavanje rudnika. Potkraj XVII. st. primjenom baruta započela je intenzivnija gradnja tunela za plovne kanale, osobito u Francuskoj. Prvi željeznički tunel bio je izgrađen u Engleskoj 1826–30. na pruzi Liverpool–Manchester. Izum dinamita i bušaćih strojeva omogućio je gradnju velikih željezničkih alpskih tunela potkraj XIX. i početkom XX. st. Danas razvoj cestovnog i željezničkog prometa zahtijeva izgradnju vrlo dugih tunela.

Tuneli u Hrvatskoj

Iz antičkoga doba u Hrvatskoj su poznati vodoopskrbni tunel u Novalji dug 1200 m (I. ili II. stoljeće) i tuneli za dovod vode u Dioklecijanovu palaču u Splitu, od kojih je najduži imao gotovo 1000 m. Prvi suvremeni tuneli izgrađeni su na željezničkoj pruzi Karlovac–Rijeka (1869–73), a najduži među njima bio je tunel Kupjak (1223 m). Tunel Brajdica (1838 m) izgrađen je 1900. u Rijeci, a tunel Sinac (2274 m) na pruzi Ogulin–Gospić 1920. U doba poslijeratne izgradnje hrvatskih hidroelektrana izgrađeno je više hidrotehničkih tunela značajne duljine, čak i veće od 10 km (npr. tuneli HE Senj i HE Orlovac). Zanimljiv je tunel Pitve na otoku Hvaru (1400 m), izgrađen za potrebe vodoopskrbe 1966., koji se za tu namjenu nije koristio, već je zbog prometne izoliranosti južnoga dijela otoka, iako neprikladne širine, prenamijenjen u cestovni tunel. U posljednjih 30 godina na području Hrvatske intenzivirala se izgradnja cestovnih tunela, u pravilu opremljenih najsuvremenijom opremom. Početak tog razdoblja označio je dovršetak izgradnje tunela Učka (5062 m) 1981., dok je najnoviji hrvatski cestovni tunel Sv. Ilija kroz Biokovo (4249 m) probijen 2010.

Najdulji cestovni tuneli u svijetu

Najdulji cestovni tuneli u Hrvatskoj

Najdulji željeznički tuneli