Σήραγγα

Μία σήραγγα είναι ένα υπόγειο πέρασμα. Ο ορισμός του τι αποτελεί μία σήραγγα δεν είναι καθολικά αποδεκτός. Παρ' όλα αυτά, γενικά, οι σήραγγες έχουν τουλάχιστον δύο φορές μεγαλύτερο μήκος από το πλάτος τους. Επιπλέον, πρέπει να είναι πλήρως κλεισμένες από όλες τις πλευρές, εκτός από τα ανοίγματα σε κάθε πλευρά.
Μία σήραγγα μπορεί να αποτελεί δίοδο για πεζούς, ποδηλάτες, μηχανοκίνητα οχήματα, για μεταφορικά μέσα σταθερής τροχιάς ή για πλοία. Μερικές χρησιμοποιούνται ως υδραγωγεία, κατασκευασμένες αποκλειστικά για την μεταφορά νερού, για κατανάλωση, για υδροηλεκτροπαραγωγή ή σαν αποχετευτικός αγωγός, ενώ άλλες παρέχουν άλλες υπηρεσίες όπως την φιλοξενία τηλεπικοινωνιακών καλωδίων. Υπάρχουν ακόμα και σήραγγες για την διέλευση ορισμένων σημείων από ζώα υπό εξαφάνιση. Μερικές μυστικές σήραγγες έχουν κατασκευαστεί ως μέσο για την είσοδο ή διαφυγή από μια περιοχή.

Γεωτεχνική Μελέτη

Είναι απαραίτητο πριν την κατασκευή μίας σήραγγας να προηγείται από μία εμπεριστατωμένη μελέτη της κατάστασης του εδάφους. Η ανάλυση αυτής της μελέτης θα οδηγήσει σε καλύτερη επιλογή των μηχανημάτων και των μεθόδων διάνοιξης. Στα αρχικά στάδια, ο οριζόντιος και ο κάθετος προσανατολισμός της σήραγγας θα βελτιστοποιηθεί βάση της γεωτεχνικής μελέτης ώστε να αποφευχθεί το ασταθές ή πολύ σκληρό έδαφος όπως επίσης και θύλακες νερού.
Σε μερικές περιπτώσεις, συμβατικές μέθοδοι της γεωτεχνικής μελέτης δεν παράγουν επαρκείς πληροφορίες για την εκτίμηση, για παράδειγμα, της φύσης των όγκων πετρωμάτων ή της ακριβής περιοχής ελαττωματικών ζωνών. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερο πρόβλημα σε σήραγγες μεγάλης διαμέτρου. Για να αντιμετωπιστούν αυτά τα προβλήματα, προηγείται της κυρίως σήραγγας μία πιλοτική σήραγγα, ή φρεάτιο. Αυτή η σήραγγας μικρότερης διαμέτρου μπορεί να υποστηριχθεί ευκολότερα όταν προκύψουν απρόβλεπτες συνθήκες και τελικά να ενσωματωθεί στην τελική σήραγγα. Εναλλακτικά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν βαθιές οπές όπου παίρνονται δείγματα μπροστά από το μέτωπο της σήραγγας.

Κατασκευή

Οι σήραγγες κατασκευάζονται σε διάφορους τύπους υλικών, από μαλακό πηλό μέχρι σκληρά πετρώματα και η μέθοδος εκσκαφής εξαρτάται από τις συνθήκες του εδάφους.

Μηχανήματα Εκσκαφής

Τα Μηχανήματα Εκσκαφής Σηράγγων ή TBM όπως ονομάζονται από το αγγλικό αρκτικόλεξο (Tunnel boring machines) σχετίζονται με πολλά συμπληρωματικά στοιχεία που μπορούν να αυτοματοποιήσουν ολόκληρη την διαδικασία εκσκαφής της σήραγγας. Υπάρχουν πολλών ειδών TBM που λειτουργούν σε ένα εύρος συνθηκών, από σκληρά πετρώματα μέχρι έδαφος με θύλακες νερού. Ορισμένοι τύποι TBM έχουν διαμερίσματα υπό πίεση στο μπροστινό μέρος, επιτρέποντας τα να χρησιμοποιούνται σε δύσκολες συνθήκες όπως κάτω από υδάτινο πυθμένα. Αυτό συμπιέζει το έδαφος μπροστά από την κεφαλή εκσκαφής του TBM για να αντισταθμίσει στην πίεση του νερού. Ο χειριστής εργάζεται υπό κανονική ατμοσφαιρική πίεση πίσω από το συμπιεσμένο διαμέρισμα, αλλά μπορεί να χρειαστεί να εισέλθει στο συμπιεσμένο διαμέρισμα για να αλλάξει ή να επιδιορθώσει τους κόφτες. Αυτό απαιτεί ειδικές προφυλάξεις, όπως τοπική προεργασία του εδάφους ή την ακινητοποίηση του TBM σε περιοχή χωρίς νερό. Παρ όλες τις δυσκολίες, σήμερα προτιμούνται τα TBM από την προηγούμενη μέθοδο της εκσκαφής σε ατμόσφαιρα υπό πίεση, με έναν θάλαμο απομόνωσης και αποσυμπίεσης σε κάποια απόσταση από το TBM, η οποία απαιτεί να εργάζονται οι χειριστές σε υψηλή πίεση και να πρέπει να περνούν από θάλαμο αποσυμπίεσης στο τέλος της βάρδιας τους, όπως οι δύτες.
Μέχρι πρόσφατα, το μεγαλύτερο TBM που κατασκευάστηκε, χρησιμοποιήθηκε για την διάνοιξη της σήραγγας Πράσινη Καρδιά (αγγλικά: Green Heart Tunnel, Ολλανδικά: Tunnel Groene Hart) στην Ολλανδία. Είχε διάμετρο 14,87 μέτρα.
Σήμερα υπάρχουν ακόμα μεγαλύτερα μηχανήματα, όπως για παράδειγμα τα μηχανήματα που χρησιμοποιήθηκαν για την κατασκευή του περιφερειακού δρόμου της Μαδρίτης στην Ισπανία και της σήραγγας Χονγκ Μινγκ στην Σαγκάη στην Κίνα.