テムズトンネル
19世紀初頭の時点で、テムズ川の両岸で発達しつつあったドックを結びつけるために、北岸と南岸の間を結ぶ新たな交通手段の需要が高まっていた。技術者のラルフ・ドッド(英語版)が1799年に、グレイブズエンド(英語版)とティルベリー(英語版)を結ぶトンネルの建設に取り組んだが、失敗していた。
1805年から1809年にかけて、リチャード・トレビシックを含むコーンウォール人の鉱山掘りの人々が、より上流のロザーハイズとワッピング/ライムハウスの間でトンネルを掘ることに挑んだが、地質が悪かったために失敗した。彼らは堅い岩を掘削する手法を用いたが、軟らかい粘土やクイックサンドの地質に対しても掘る方法を変えなかった。この「テムズ・アーチウェイ」プロジェクトは、全体の1,200フィート(約366メートル)中1,000フィート(約305メートル)のところまで先進導坑を掘った時点で2回水没して中止となった。このトンネルの断面は、わずか2-3フィート×5フィート(約61 - 91センチメートル×1.5メートル)しかなく、旅客が通行するために用いる、より大きなトンネルを掘る際の排水路として建設されたものであった。テムズ・アーチウェイプロジェクトの失敗により、技術者たちはトンネルの建設は非現実的であると考えるようになった。
しかし、フランスからイギリスに帰化したマーク・ブルネルはこの考えを受け入れなかった。1814年には彼は、ロシアのアレクサンドル1世に対して、サンクトペテルブルクのネヴァ川の下をくぐる水底トンネルの建設を提案している。この提案は受け入れられず、代わりに橋が建設されることになったが、ブルネルは新しいトンネル工法のアイデアを発展させつつあった。
1995年にイースト・ロンドン線は建設・補修工事のために休止となった。提案されたトンネル補修工法は、漏水を防ぐために吹き付けコンクリート(英語版)を実施するもので、これにより当初のトンネルの外観を完全に損なうことから、できるだけ作業を安価に素早く完了させたい当局と、トンネルの外観を保存することを望む建築物に関心のある人たちの間で厳しい議論を巻き起こした。ロンドン地下鉄が長期補修を開始する予定としていた1995年3月24日に、トンネルが第2級登録建造物に記載されたことで保存を望む人たちが勝利を収めた。
トンネルの一端の短区間は補修工事を行わないままとし、また残りの区間についてもより配慮した補修工事を行うことで合意がなされ、補修工事は実施されて、当初予定していたよりもかなり遅れて1998年に使用が再開された。イースト・ロンドン線延長工事のために2007年12月23日から再度運転が休止され、線路の敷設作業と信号の改良作業が行われた。この延長工事によりトンネルはロンドン・オーバーグラウンドの一部となった。2010年4月27日に運転が再開されたのちは、再び本線の列車が走るようになっている。
1834年12月にブルネルは大蔵省から借り受けた247,000ポンドを含め、建設続行に十分な費用を調達することに成功した。
1835年8月に工事が再開され、まず古くなり錆びついていたシールドが解体撤去された。1836年3月には、改良されより重くなった新しいシールドが現場で組み立てられ、掘削が再開された。
1837年8月23日、1837年11月3日、1838年3月20日、1840年4月3日と何度も発生した浸水やメタン、硫化水素の漏れや火災などに妨げられながらも、工事再開から5年半後の1841年11月にトンネル工事が完成した。トンネル工事の遅れと何度も繰り返された浸水のために、トンネルはジョークの対象となった。
1841年から1842年にかけてトンネルには照明設備の工事が行われ、車道が整備され、らせん階段が設置された。現在はブルネル博物館となっているロザーハイズ側の機械室が、トンネルの排水のための設備を収容する施設として建設された。最終的にトンネルは1843年3月25日に開通した。
シールドは、ヘンリー・モーズリーのラムベス(英語版)にある工場で製作され、ロザーハイズ立坑において組み立てられた。シールドはブルネルがテムズトンネルを建設するにあたって鍵となる技術であった。イラストレイテド・ロンドン・ニュースではその動作を以下のように説明している。
シールドに取り付けられた12個の枠は、それぞれ7トン以上の重さがあった。シールド工法の重要な革新は、まだ覆工で覆われていない前方および周囲の地面をシールドが支えて崩壊の危険を減らすことにあった。しかし、上部の川から浸透してくる不潔な汚水混じりの水により大変不衛生な環境となり、ブルネル自身を含め多くの作業員が病気になった。この汚水からはメタンガスが発生し、作業員が使うオイルランプにより発火することがあった。常駐技術者のウィリアム・アームストロングが1826年4月に病に倒れると、マーク・ブルネルの息子のイザムバード・キングダム・ブルネルが20歳で跡を継いだ。
作業は遅く、1週間で8 - 12フィート(約3 - 4メートル)しか進まなかった。トンネルからいくらかでも収入を得るために、会社の重役は作業中のシールドを観光客が見学するのを許可した。この見学で1人1シリングを徴収し、1日およそ600 - 800人が見学した。
掘削は危険に満ちたものであった。549フィート(約167メートル)まで掘削された1827年5月18日にトンネルは突然水があふれ出した。ブルネルは潜水鐘をボートから降ろして川の底に開いた穴を埋めようと試み、トンネルの天井に通じる裂け目に粘土入りのバッグを詰め込んだ。この修復を終え、トンネルの排水が完了すると、ブルネルはトンネル内で晩餐を開いた。