¿Cómo se construye un túnel debajo de un cuerpo de agua, como un río?

Hay dos formas clave de construir un túnel:

• Cortar y cubrir
• Aburrido (es decir, perforar a medida que avanza)

[EDITAR: Hay una tercera forma, específica para los túneles de los ríos, que había olvidado: vea la excelente respuesta de Paul King para más detalles.]

Cortar y cubrir básicamente significa que cava una zanja, coloca una tubería / tubo / anillo de concreto / lo que sea, luego llena la parte superior nuevamente.

Si alguna vez construyes tu propia casa, lo más probable es que las personas que manejan tus tuberías de electricidad / teléfono / agua / alcantarillado / gas (o cualquier servicio que tengas) usen Cut and Cover. Es barato, es rápido, puede hacerlo con una pequeña retroexcavadora y salir durante el día.

Obviamente, no se presta para hacer túneles bajo el agua, ya que el agua tiene el molesto hábito de llenar la zanja, por lo que tienes un agujero.

También perforas un agujero si, por ejemplo, estás cortando el túnel del camino a través de una montaña, no quieres tener que ir a la cima y cortar todo el camino.

Obviamente, un túnel de carretera puede ser un poco más simple, ya que en muchos casos, una línea recta es suficiente … si vas debajo del agua tienes que aplicar algo a lo largo de las líneas de ‘descender por cien yardas, luego nivelar y continuar cruzar por un momento, luego apuntar hacia arriba.

Si no está aburriendo un túnel tan grande, el método antiguo de ‘perforar y explotar’ es común: taladre uno o más agujeros pequeños, inserte explosivos, detone, limpie los escombros y repita.

Sin embargo, si está construyendo un túnel grande, utiliza una TBM dedicada: Tuning Boring Machine, que es una bestia maravillosa con una broca, un transportador interno para quitar la roca que ha extraído y, normalmente, algún mecanismo para instalando un anillo de concreto en el agujero que acaba de hacer, un segmento a la vez. [Para ser honesto, ese último fragmento sobre el ‘anillo de hormigón’ contenía enormes cantidades de simplificación, si está interesado, busque en Google cosas como ‘NATM’ y ‘hormigón proyectado’ para todos los detalles que pueda desear.]

Si está construyendo un túnel realmente grande, como, digamos, debajo del canal entre Inglaterra y Francia, usa dos de ellos, uno que comienza en cada extremo … y trabaja muy, muy cuidadosamente cuando llega al medio para asegurarse de que avanza correctamente y no 1: fallar, o 2: chocar entre sí.

De la misma manera que construir cualquier túnel. No importa si está debajo de un cuerpo de agua o no; el proceso es el mismo, excepto que un túnel debajo de un cuerpo de agua debe ser diseñado de tal manera que haya suficiente material estable entre el lecho del agua y el túnel mismo, para evitar fugas y colapso.

Ilustración cortada de la excavación del túnel del Támesis, ya que probablemente fue alrededor de 1840
Perfil geológico a lo largo del Túnel del Canal como construido. Durante la mayor parte de su longitud, el túnel perfora a través de un estrato de tiza (capa)