อุโมงค์

อุโมงค์ คือ ทางสัญจรใต้ดิน ใต้น้ำ ที่ขุดลงไปใต้ดินหรือในภูเขา 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 บนดินแล้วนำไปจมที่ไซท์งาน) แทนที่จะใช้วิธีขุดเจาะแบบเดิม

ประวัติ

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

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 ประกอบด้วยแร่ธาตุและอินทรียวัตถุต่างๆ และมีลักษณะชั้นแตกต่างกัน ซึ่งแต่ละชั้นที่อยู่ต่อเนื่องกันจะมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันตามขบวนการ กำเนิดดินที่เป็นผลสืบเนื่องมาจากการกระทำร่วมกันของภมิอากาศ พืชพรรณ วัตถุต้นกำเนิดดิน ตลอดทั้งระยะเวลาและความต่างระดับของพื้นที่ในบริเวณนั้น) ที่จะต้องใช้แรงมาก เตะดินค่อนข้างเงียบและด้วยเหตุนี้เองที่มันไม่ได้เป็นอันตรายต่อโครงสร้างพื้นฐานของดินอ่อน

ทางเลือกของอุโมงค์เมื่อเทียบกับสะพาน

สำหรับการข้ามน้ำ อุโมงค์โดยทั่วไปจะแพงมากกว่าการสร้างสะพาน การพิจารณาเพื่อการเดินเรืออาจจำกัดการใช้สะพานสูงหรือช่วงความยาวสะพานที่ตัดกับสถานีขนส่งทางเรือจึงจำเป็นต้องทำเป็นอุโมงค์
สะพานมักจะต้องใช้พื้นที่บริเวณตีนสะพานบนแต่ละฝั่งที่มีขนาดใหญ่กว่าอุโมงค์ ในหลายพื้นที่ที่อสังหาริมทรัพย์มีราคาแพงเช่นแมนฮัตตันและในเมืองฮ่องกง สิ่งนี้เป็นปัจจัยที่แข็งแกร่งที่จะเลือกอุโมงค์มากกว่า โครงการบอสตันบิ๊กดิกได้แทนที่ถนนยกระดับด้วยระบบอุโมงค์เพื่อเพิ่มความจุการจราจร แอบการจราจร การเวณคืนที่ดิน การตบแต่งใหม่ และรวมตัวของเมืองกับสภาพริมน้ำ ในแฮมป์ตันโรดส์ รัฐเวอร์จิเนีย หลายอ​​ุโมงค์ได้รับการคัดเลือกแทนที่สะพานเมื่อพิจารณาในเชิงกลยุทธ์ ในกรณีที่มีความเสียหายสะพานจะกีดขวางไม่ให้เรือของกองทัพเรือสหรัฐออกจากสถานีทหารเรือนอร์โฟล์ค
ถนนอุโมงค์ Queensway 1934 ลอดใต้แม่น้ำเมอร์ซี่ที่ลิเวอร์พูลได้รับเลือกให้ชนะสะพานสูงหนาแน่นด้วยเหตุผลด้านการป้องกัน: มีความกลัวว่าเครื่องบินอาจทำลายสะพานในช่วงสงคราม ค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาสะพานหนาแน่นเพื่อให้เรือใหญ่ที่สุดในโลกสามารถที่จะเดินทางลอดไปได้ได้รับการพิจารณาว่าสูงกว่าอุโมงค์เสียอีก ข้อสรุปที่คล้ายกันก็นำมาใช้กับอุโมงค์ Kingsway 1971 ลอดใต้แม่น้ำเมอร์ซี่
อุโมงค์ข้ามน้ำที่ถูกสร้างขึ้นแทนสะพานได้แก่อุโมงค์ฮอลแลนด์และอุโมงค์ลินคอล์นระหว่างรัฐนิวเจอร์ซีย์กับเมืองแมนฮัตตันในนิวยอร์กซิตี้ อุโมงค์ควีนมิดทาวน์ระหว่างแมนฮัตตันกับเมืองบอโรของเมืองควีนส์ที่ลองไอส์แลนด์ และอุโมงค์แม่น้ำแอลิซาเบธระหว่างนอร์โฟล์คกับพอร์ตสมัธเวอร์จิเนีย อุโมงค์ Queensway 1934 ลอดใต้ถนนแม่น้ำเมอร์ซี่  อุโมงค์เวสเทิร์น Scheldt ในเซลันด์เนเธอร์แลนด์และอุโมงค์ North Shore Connector ในพิตส์เบิร์กเพนซิลเวเนีย
เหตุผลอื่น ๆ สำหรับการเลือกอุโมงค์แทนที่จะเป็นสะพานจะรวมถึงการหลีกเลี่ยงปัญหากับคลื่นลม สภาพอากาศและการขนส่งในระหว่างการก่อสร้าง (อย่างเช่นอุโมงค์ลอดช่องแคบอังกฤษยาว 51.5 กิโลเมตรหรือ 32.0 ไมล์) เหตุผลด้านความงาม (รักษามุมมองเหนือพื้นดิน, ภูมิทัศน์และ ทิวทัศน์) และด้วยเหตุผลความจุน้ำหนัก (มันอาจจะเป็นไปได้มากกว่าที่จะสร้างอุโมงค์แทนสะพานที่แข็งแกร่งเพียงพอ)
การข้ามน้ำบางแห่งเป็นส่วนผสมของสะพานและอุโมงค์เช่นสะพานออร์ซันด์ที่เชื่อมระหว่างเดนมาร์กกับสวีเดนและสะพานอุโมงค์อ่าวเชสสพีคในรัฐเวอร์จิเนีย
มีตัวอย่างของอันตรายกับอุโมงค์โดยเฉพาะอย่างยิ่งจากการเกิดเพลิงไหม้รถเมื่อก๊าซเผาไหม้สามารถผู้ใช้สำลักควัน อย่างเช่นที่เกิดขึ้นที่อุโมงค์ถนน Gotthard ในสวิตเซอร์แลนด์ในปี 2001 หนึ่งในภัยพิบัติทางรถไฟที่เลวร้ายที่สุดเท่าที่เคยมีคืออุบัติเหตุรถไฟ Balvano เกิดจากรถไฟติดค้างอยู่ในอุโมงค์ Armi ในอิตาลีในปี 1944 มีผู้โดยสารผู้เสียชีวิต 426 ราย

ประมาณการค่าใช้จ่ายและงบเกินมากเกินไป

เงินของรัฐบาลเป็นปัจจัยสำคัญในการสร้างอุโมงค์ เมื่ออุโมงค์อยู่ในระหว่างการก่อสร้าง เศรษฐกิจและการเมืองจะเป็นปัจจัยขนาดใหญ่ในกระบวนการตัดสินใจ หน่วยงานหนึ่งของโครงการนี​​้เป็นส่วนหนึ่งของการบริหารจัดการการก่อสร้าง/การบริหารโครงการด้านงานวิศวกรรมโยธา ระยะเวลาโครงการจะต้องมีการระบุในโครงสร้างงานแยกย่อย (อังกฤษ: work breakdown structure (WBS)) และวิธีการเส้นทางวิกฤต (อังกฤษ: critical path method (CPM)) เพื่อเข้าใจเกี่ยวกับปริมาณเวลาโครงการต้องมีปริมาณของแรงงานและวัสดุที่ต้องใช้เป็นส่วนสำคัญของโครงการ นอกจากนี้ปริมาณของที่ดินที่จะต้องมีการขุดและเครื่องจักรที่เหมาะสมที่จำเป็นก็ยังเป็นสิ่งสำคัญมากอีกด้วย เนื่องจากโครงสร้างพื้นฐานจำเป็นต้องใช้เงินนับล้านหรือแม้กระทั่งพันล้านดอลลาร์ การแสวงหาเงินทุนเหล่านี้เป็นสิ่งที่ท้าทาย
ความจำเป็นสำหรับโครงสร้างพื้นฐานเช่นอุโมงค์จะต้องมีการระบุ ปัญหาทางการเมืองมีโอกาศที่จะเกิดขึ้นได้เหมือนอย่างที่มันเคยเกิดในปี 2005 เมื่อสภาผู้แทนราษฎรแห่งสหรัฐอเมริกาได้อนุมัติทุนของรัฐบาลกลาง $100 ล้านในการสร้างอุโมงค์ในท่าเรือนิวยอร์ก อย่างไรก็ตามการท่าเรือแห่งนิวยอร์กและนิวเจอร์ซีย์ได้ตระหนักถึงโครงการนี้และไม่เคยขอเงินช่วยเหลือหรือขอให้มีโครงการดังกล่าว สถานะปัจจุบันของเศรษฐกิจได้สะท้อนให้เห็นถึงจำนวนเงินที่รัฐบาลสามารถให้แก่โครงการสาธารณะ  เนื่องจากเงินของผู้เสียภาษีถูกส่งไปที่โครงการต่าง ๆ เช่นการสร้างอุโมงค์หรือโครงสร้างพื้นฐานอื่น ๆ ภาษีที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดปัญหา

เครื่องเจาะ

บทความหลัก: เครื่องเจาะอุโมงค์ (อังกฤษ: Tunnel Boring Machine (TBM))
เครื่องเจาะอุโมงค์ (TBM) และระบบสำรองที่เกี่ยวข้องจะใช้ในกระบวนการอัตโนมัติอย่างสูงสำหรับการขุดอุโมงค์อย่างครบวงจร เป็นการลดค่าใช้จ่ายในการขุดอุโมงค์ ในการใช้งานในเมืองเป็นส่วนใหญ่ การเจาะอุโมงค์ถูกมองว่าเป็นทางเลือกที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพด้านค่าใช้จ่ายดีกว่าเมื่อเทียบกับการวางรางและถนนบนพื้นผิว ราคาของอาคารและที่ดินที่แพงและการจัดซื้อจัดหาที่อาจต้องใช้เวลานานจะถูกกำจัดออกไป ข้อเสียของ TBM เกิดขึ้นจากขนาดที่มักจะใหญ่ของมัน - ความยากลำบากในการขนส่ง TBM ขนาดใหญ่ไปยังไซต์งานการก่อสร้างอุโมงค์หรือ (อีกทางเลือก) ค่าใช้จ่ายที่สูงในการประกอบ TBM ในสถานที่ขุดเจาะที่มักจะอยู่ในบริเวณที่จะสร้างอุโมงค์
TBM มีการออกแบบที่หลากหลายที่สามารถทำงานในหลายสภาพตั้งแต่หินแข็งจนถึงดินชุ่มน้ำ บางชนิดของ TBM เป็นเครื่องที่ใช้สารละลายเบนโทไนต์และแรงดันดินแบบสมดุลซึ่งจะมีห้องแรงดันสูงอยู่ด้านหน้าของเครื่องที่ช่วยให้มันทำงานได้ในสภาวะที่ยากลำบากใต้พื้นน้ำ Pressurizes ห้องนี้จะอัดแรงดันไปที่ชั้นดินข้างหน้าของหัวตัดของเครื่อง TBM เพื่อทำสมดุลกับแรงดันของน้ำ ผู้ขับเครื่องจะทำงานในความดันอากาศปกติอยู่ด้านหลังห้องแรงดันนี้ แต่บางครั้งอาจจะต้องเข้าไปในห้องนี้เพื่อเปลี่ยนหรือซ่อมแซมหัวตัด กระบวนการนี้ต้องใช้ความระมัดระวังเป็นพิเศษเช่นการรักษาพื้นดินท้องถิ่นหรือการหยุดเครื่อง TBM ที่ตำแหน่งที่ไม่มีน้ำ แม้จะมีปัญหาเหล​​่านี้ TBM ก็ยังเป็นที่ต้องการในขณะนี้มากกว่าวิธีการขุดอุโมงค์แบบเก่าในอากาศที่ถูกบีบอัด ที่มีห้องล็อกอากาศ/ลดแรงดันอยู่ด้านหลังของเครื่อง TBM ซึ่งผู้ปฏิบัติงานจะต้องทำงานในความดันสูงและเมื่อเลิกงานจะต้องผ่านขั้นตอนการลดแรงดันเหมือนนักดำน้ำในทะเลลึก
ในเดือนกุมภาพันธ์ปี 2010 Aker เวิร์ธ ได้จัดส่งเครื่อง TBM ไปให้ในงานขยายสถานีพลังงาน ลินท์-Limmern ในสวิตเซอร์แลนด์ หลุมเจาะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 8.03 เมตร (26.3 ฟุต) 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) ซึ่งในทางกลับถูกแทนที่โดยถนนวงแหวน มาดริด M30 ในสเปน และอุโมงค์ลอดใต้แม่น้ำ Yangtze (อุโมงค์ Chong Ming) ในเซี่ยงไฮ้ของจีน ทั้งหมดของเครื่องเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นอย่างน้อยบางส่วนโดยบริษัท Herrenknecht. ณ เดือนสิงหาคม 2013 เครื่อง TBM ที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ "บิ๊กเบอร์ธ่า" ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 57.5 ฟุต (17.5 เมตร) สร้างโดย Hitachi Zosen คอร์ปอเรชั่นซึ่งทำการขุดสะพานอุโมงค์อะแลสกาทางทดแทนในซีแอตเติล, วอชิงตัน (US)

ปล่อง

ปล่อง (ช่องชาร์ฟ) ทางเข้าชั่วคราวบางครั้งเป็นสิ่งจำเป็นในระหว่างการขุดอุโมงค์ มันมักจะกลมและเจาะตรงลงไปจนถึงระดับอุโมงค์ ปล่องปกติจะมีผนังเป็นคอนกรีตและมักจะถูกสร้างขึ้นเป็นแบบถาวร เมื่อปล่องทางเข้าเสร็จสมบูรณ์ เครื่องTBM จะถูกหย่อนลงไปที่ด้านล่างและเริ่มต้นการขุดได้ ปล่องเป็นทางเข้าและทางออกหลักของอุโมงค์จนกว่าโครงการจะเสร็จสมบูรณ์ หากอุโมงค์มีความยาวมาก ปล่องอาจมีการสร้างหลายจุดเพื่อให้มีทางเข้าออกของอุโมงค์อยู่ใกล้กับพื้นที่ที่ไม่ถูกขุด 
หลังจากการก่อสร้างเสร็จสมบูรณ์ ปล่องเข้าออกมักจะใช้เป็นช่องระบายอากาศและยังอาจใช้เป็นทางออกฉุกเฉินได้อีกด้วย

เทคนิคคอนกรีตแบบพ่น

วิธีสร้างอุไมงค์แบบออสเตรียใหม่ (อังกฤษ: New Austrian Tunneling Method (NATM)) ได้รับการพัฒนาในปี 1960s และเป็นที่รู้จักกันดีที่สุดของในการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมที่ใช้การวัดแบบคำนวณและเชิงประจักษ์ในเวลาจริงเพื่อหาการสนับสนุนที่มีประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยที่สูงที่สุดสำหรับการซับในของอุโมงค์ แนวคิดหลักของวิธีนี้คือการใช้ความเครียดทางธรณีวิทยาของมวลหินโดยรอบเพื่อรักษาเสถียรภาพของตัวอุโมงค์เองโดยการกำหนดค่าการยืดหยุ่นและค่าความเครียดที่วัดได้ให้ใหม่กับหินโดยรอบเพื่อ ป้องกันไม่ให้โหลดจำนวนเต็มกดทับลงไปบนโครงสร้างที่รองรับตัวอุโมงค์. โดยขึ้นอยู่กับการวัดด้านปฐพีเทคนิค ภาคตัดขวางทางธรณีวิทยาที่ดีที่สุดจะถูกคำนวณออกมา การขุดจะได้รับการคุ้มครองทันทีหลังจากขุดโดยคอนกรีตพ่นเป็นชั้น ๆ ที่ปกติจะเรียกว่า shotcrete มาตรการในการรองรับน้ำหนักอื่น ๆ อาจรวมถึงการทำซุ้มประตูเหล็ก และเหล็กเสียบ (อังกฤษ: rockbolts) และตาข่าย การพัฒนาทางเทคโนโลยีในการฉีดพ่นคอนกรีตมีผลให้มีการเพิ่มเหล็กและเส้นใยโพลีโพรพิลีนเข้ามาผสมกับคอนกรีตเพื่อเพิ่มความแข็งแรงของการซับใน ซึ่งจะสร้างวงแหวนแบกโหลดตามธรรมชาติที่ช่วยลดความผิดปกติของหิน
โดยการตรวจสอบพิเศษ วิธี NATM มีความยืดหยุ่นมาก แม้ในการเปลี่ยนแปลงที่ไม่คาดคิดของความแน่นอนของสภาพทางปฐพีเทคนิคของหินในระหว่างการทำงานอุโมงค์ คุณสมบัติของหินที่วัดได้ทำให้เกิดเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการเสริมสร้างความแข็งแกร่งของอุโมงค์ ในทศวรรษที่ผ่านมา การขุดเจาะพื้นดินนุ่มที่สามารถทำได้ยาวถึง 10 กิโลเมตร (6.2 ไมล์) กลายเป็นเรื่องธรรมดา

การดันท่อ

บทความหลัก: การดันท่อ (อังกฤษ: Pipe jacking)
ในการดันท่อ เครื่อดันแบบไฮโดรลิกจะใช้ในการดันเพื่อทำเป็นท่อพิเศษผ่านพื้นดินที่อยู่เบื้องหลัง TBM หรือโล่ ใช้กันทั่วไปในการสร้างอุโมงค์ภายใต้โครงสร้างที่มีอยู่เช่นถนนหรือทางรถไฟ อุโมงค์ที่สร้างขึ้นโดยการดันท่อตามปกติมีขนาดเล็ก ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางสูงสุดประมาณ 3.2 ม.

การดันกล่อง

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

อุโมงค์ใต้น้ำ

บทความหลัก: อุโมงค์ใต้ทะเล
มีหลายวิธีในการสร้างอุโมงค์ใต้น้ำ มีสองวิธีที่พบมากที่สุดคือแบบขุดเจาะและแบบจุ่มน้ำ ตัวอย่างได้แก่ อุโมงค์ Bjørvika และอุโมงค์ Marmaray อุโมงค์แบบลอยโผล่บนน้ำเป็นแนวทางใหม่ที่อยู่ระหว่างการพิจารณา แต่ยังไม่มีอุโมงค์ดังกล่าวสร้างขึ้นในปัจจุบัน

ทางชั่วคราว

ในระหว่างการก่อสร้างอุโมงค์ มักจะสะดวกในการสร้างระบบรางชั่วคราวโดยเฉพาะอย่างยิ่งเพื่อขนดินที่ขุดออกมาด้านนอก ระบบรางชั่วคราวมักจะเป็นแบบรางแคบเพื่อที่จะสามารถสร้างเป็นรงคู่คู่เพื่อให้ทำเป็นรางเปล่าและรางขนโหลดได้ในเวลาเดียวกัน ทางชั่วคราวจะถูกแทนที่ด้วยทางถาวรเมื่อโครงการเสร็จสิ้น ทางถาวรจึงถูกเรียกว่า "Perway"

การขยายตัว

ยานพาหนะหรือการจราจรที่ใช้อุโมงค์สามารถเติบโตเร็วกว่าตัวอุโมงค์เอง จึงต้องมีการเปลี่ยนหรือขยายตัว อุโมงค์ Gib ใกล้ Mittagong แต่เดิมเป็นแบบรางเดี่ยว จึงถูกแทนที่ด้วยอุโมงค์แบบรางคู่ โดยที่อุโมงค์เดิมถูกใช้สำหรับปลูกเห็ด อุโมงค์ Rhyndaston ถูกขยายโดยใช้ TBM ที่ยืมมาเพื่อที่จะสามารถรองรับตู้คอนเทนเนอร์มาตรฐานได้
อุโมงค์แบบรางคู่ในปี 1836 ยาวหนึ่งไมล์จาก Edge Hill ไปยัง Lime Street ในลิเวอร์พูลได้ถูกริ้อย้ายออกทั้งหมด(ยกเว้นช่วง 50 เมตรจาก Edge Hill) เพื่อทำเป็นแบบสี่ราง อุโมงค์ถูกดัดแปลงให้เป็นแบบสี่รางด้วยวิธีขุดที่ลึกมากและมีส่วนที่เป็นอุโมงค์สี่รางเพียงระยะสั้น ๆ บริการของรถไฟไม่ได้ถูกขัดจังหวะในระหว่างการทำงาน รูปถ่ายระหว่างการทำงานสามารถดูได้จาก: อุโมงค์ออเบิร์นเป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของการแทนที่อุโมงค์ด้วยวิธีการขุดเปิด (อังกฤษ: open cut)
นอกจากนี้อุโมงค์ยังสามารถขยายขนาดโดยการลดระดับพื้นให้ต่ำลง

หลุมที่สร้างแบบเปิด

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

อุโมงค์แบบดาดฟ้าสองชั้นและแบบอเนกประสงค์

อุโมงค์บางแห่งมีดาดฟ้าสองชั้น ตัวอย่างเช่นสะพานซานฟรานซิสโก-อ่าวโอกแลนด์ (เสร็จสมบูรณ์ในปี 1936) มีช่วงสำคัญสองช่วงเชื่อมโยงถึงกันโดยอุโมงค์สองชั้นผ่านเกาะ Yerba Buena ซึ่งเป็นอุโมงค์แบบเจาะที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่ที่สุดในโลก การก่อสร้างนี้เป็นการผสมกันระหว่างรางสองทิศทางและทางเดินรถบรรทุกบนชั้นล่างกับรถยนต์ชั้นบน ตอนนี้ได้มีการเปลี่ยนเป็นการจราจรทางเดียวบนแต่ละชั้นดาดฟ้า
ในสหราชอาณาจักร อุโมงค์ Queensway 1934 ลอดใต้แม่น้ำเมอร์ซี่ระหว่างลิเวอร์พูลและ Birkenhead เดิมจะมีถนนที่มียานพาหนะวิ่งบนดาดฟ้าชั้นบนและรถรางที่ชั้นล่าง ในระหว่างการก่อสร้างการใช้งานของรถรางที่ถูกยกเลิก ชั้นล่างจึงถูกใช้สำหรับสายเคเบิล ท่อและที่หลบภัยจากอุบัติเหตุฉุกเฉิน
ในเขตปกครองพิเศษฮ่องกง (ของจีน) อุโมงค์ Lion Rock ที่สร้างขึ้นในช่วงกลางทศวรรษ 1960 เชื่อมต่อเกาลูนใหม่กับเมืองใหม่ Sha Tin มีช่องทางด่วนและท่อระบายน้ำ อุโมงค์สองชั้นเร็ว ๆ นี้ที่มีทั้งสองชั้นสำหรับยานยนต์คืออุโมงค์ถนน Fuxing ในเซี่ยงไฮ้, จีน รถยนต์จะวิ่งอยู่บนดาดฟ้าชั้นบนสองเลน และยานพาหนะที่หนักกว่าวิ่งบนเลนเดี่ยวที่ดาดฟ้าชั้นล่าง
อุโมงค์อเนกประสงค์มีวัตถุประสงค์ในการใช้มากกว่าหนึ่งอย่าง อุโมงค์สมาร์ทในประเทศมาเลเซียเป็นอุโมงค์อเนกประสงค์ควบคุมน้ำท่วมแห่งแรกของโลกที่ใช้ทั้งในการระบายการจราจรและระบายน้ำท่วมเป็นครั้งคราวในกัวลาลัมเปอร์
ท่อสาธารณูปโภคที่ใช้ร่วมกัน (อังกฤษ: common utility duct) หรืออุโมงค์ยูทิลิตี้จะให้บริการกับงานสาธารณูปโภคมากกว่าหนึ่งรายที่เป็นงานบริการที่แตกต่างกันได้ การใช้อุโมงค์ร่วมกันนี้สามารถทำให้องค์กรลดค่าใช้จ่ายของการสร้างและการบำรุงรักษาสาธารณูปโภคของตนเองได้อย่างมาก

ทางสัญจรที่มีหลังคา (อังกฤษ: Covered passageways)

สะพานลอยบางครั้งจะถูกสร้างขึ้นเพื่อคร่อมถนนหรือแม่น้ำหรือรถไฟด้วยซุ้มประตูที่ทำจากอิฐหรือเหล็ก จากนั้นก็ปรับระดับพื้นผิวด้วยดิน ในสำนวนของรถไฟ 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 2001 เหยื่อทั้งหมดขาดอากาศหายใจเนื่องจากควันและการสูดดมก๊าซ กว่า 400 ผู้โดยสารเสียชีวิตในอุบัติเหตุรถไฟ Balvano ในอิตาลีในปี 1944 เมื่อหัวรถจักรหยุดในอุโมงค์ช่วงยาว พิษคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสาเหตุหลักของการเสียชีวิต ในไฟใหม้อุโมงค์ Caldecott ปี 1982 ส่วนใหญ่ของการเสียชีวิตเกิดจากควันพิษมากกว่าจากการชนกันตอนแรก
อุโมงค์ยานพาหนะมักจะต้องการปล่องระบายอากาศและพัดลมไฟฟ้าเพื่อระบายก๊าซไอเสียที่เป็นพิษออกไปในระหว่างการบริการประจำวัน อุโมงค์รถไฟมักต้องการมีการเปลี่ยนแปลงของอากาศน้อยกว่าต่อชั่วโมง แต่ก็ยังอาจจำเป็นต้องมีการระบายอากาศแบบบังคับ ทั้งสองประเภทของอุโมงค์มักจะมีข้อบังคับเพื่อเพิ่มการระบายอากาศภายใต้เงื่อนไขที่ฉุกเฉินเช่นในกรณีไฟไหม้ ถึงแม้จะมีความเสี่ยงของการเพิ่มอัตราการเผาไหม้ผ่านการไหลของอากาศที่เพิ่มขึ้น สิ่งที่มุ่งเน้นหลักอยู่ที่การจัดหาอากาศที่ใช้หายใจได้ให้กับบุคคลที่ติดอยู่ในอุโมงค์เช่นเดียวกับให้กับนักดับเพลิง
เมื่อมีอุโมงค์ขนานและแยกต่างหาก ประตูฉุกเฉินแบบอัดลมแต่ไม่ล๊อกมักจะนำมาติดตั้งเพื่อช่วยให้บุคลากรที่ติดอยู่หนีออกจากอุโมงค์ที่เต็มไปด้วยควันผ่านทางอุโมงค์ขนาน
อุโมงค์ขนาดใหญ่และมีการใช้งานอย่างหนักเช่นอุโมงค์ Big Dig ในบอสตัน, แมสซาชูเซตอาจจะมีบุคลากรดำเนินงานประจำศูนย์ตลอด 24 ชั่วโมงโดยเฉพาะเพื่อทำการตรวจสอบและรายงานเกี่ยวกับสภาพการจราจรและตอบสนองต่อเหตุฉุกเฉิน อุปกรณ์เฝ้าระวังด้วยวิดีโอมักจะถูกนำมาใช้ และภาพในเวลาจริงของสภาพการจราจรของทางหลวงบางจุดประชาชนทั่วไปอาจจะดูได้ผ่านทางอินเทอร์เน็ต