تونل‌ها برای دسترسی راه و یا راه آهن به صورت یک طرفه و یا دو طرفه و گاهی اوقات به صورت دو طبقه طراحی می‌شوند. تونل‌ها بر اساس مشخصات هندسی در انواع مختلفی ساخته می‌شوند:
بر اساس شکل مقطع تونل: که می‌تواند به شکل‌های مختلفی طراحی شود مثل نعل اسبی، طاقی، مستطیلی و یا دایره ای که با استفاده از دال‌های بتنی مسیر عبور تسطیح می‌شود.
اندازه مقطع تونل: عرض تونل معمولا هم عرض مسیر طرح است که در دو طرف آن شانه راه نیز در نظر گرفته می‌شود، شانه‌ها یک پله بالاتر ازشانه‌های راه طرح اختلاف ارتفاع دارند، ولی تردد عابرین پیاده در تونل‌های بین شهری ممنوع می‌باشد، و این شانه‌ها برای شرایط ویژه طراحی می‌شوند، حد اقل ارتفاع مجاز ذکر شده برای ارتفاع تونل در آیین نامه هم 5.2 متر می‌باشد.
شیب تونل: طبق پیشنهاد آیین نامه راه، شیب کمی برای تونل‌ها پیشنهاد می‌شود. برای مسیر‌های بیشتر از 500 متر شیب 1.5 و برای مسیر‌های کوتاه تر از 500 تا شیب 4 درصد مجاز است.
سربالایی تونل باعث پایین آمدن سرعت ماشین‌های سنگین و ایجاد ترافیک سنگین و افزایش آلودگی هوا و مسائل مربوط به تهویه می‌شود.
از طرفی سرازیری تونل باعث افزایش سرعت وسایل نقلیه و افزایش امکان حوادث رانندگی می‌شود. به همین دلیل همیشه سعی می‌شود تونل‌هایی با شیب کم طراحی شوند.
برای شیب تونل‌های راه آهن طبق آیین نامه، شیب تونل نباید از 75 درصد شیب حداکثر خارج از تونل زیادتر باشد، و این شیب‌ها باید حدود 900 متر قبل از تونل و 300 متر بعد از آن ادامه یابد.
پروفیل طولی تونل:
تونل‌ها بعلت محدود بودن فضا باید برای 20 سال ترافیکی آینده طراحی شوند، و در صورتی که راه بیش از سه محور عبوری داشته باشد، توصیه می‌شود تا از دو دستگاه تونل در طراحی استفاده کرد، زیرا می‌توان تا زمان احداث تونل دوم، تونل اول را دو طرفه کرد. پیش بینی محل‌های قرارگیری روشنایی و دستگاه‌های تهویه نیز بسیار مهم است. در ضمن مسیر تونل‌های راه آهن تا جایی که امکان دارد باید مستقیم طراحی شود.
فاصله قبل و بعد از تونل
طبق آیین نامه راه برای تعیین و طراحی فاصله دید در نظر داشتن چند نکته لازم است:
- دود وسایل نقلیه باعث کاهش دید می‌شود.
- کاهش قدرت ترمز به علت چرب تر بودن مسیر.
- شعاع طرح باید بیشتر از 500 متر باشد و علت آن دشوار بودن اجرای شعاع کم تر با تکنیک‌های استفاده شده در دستگاه‌های حفاری است.
و لذا طبق آیین نامه راه حد اقل فاصله دید توقف در تونل برای بزرگراه‌ها 120 متر و برای راه‌های اصلی 80 متر می‌باشد.
روش‌هایی که تونل توسط آن‌ها حفر می‌شود:
روش انفجار در حفر تونل:
امروزه بواسطه خرج گذاری مکانیکی و مقدار دقیق خرج که داخل لوله‌های پلاستیکی قرار می‌گیرد می‌توان انفجار با دقت بالا انجام داد، در این روش رعایت دو مسئله حائز اهمیت است:
- باید توجه داشت که حفاری باندازه نیاز باشد چون هزینه خارج کردن سنگ زیاد است و بعدا باید محل برداشت اضافی را با سیمان پر کرد.
- باید دقت کرد که توده سنگ حین انفجار آسیب نبیند چون سبب وارد شدن بار اضافی به پوشش تونل می‌شود، البته ریزش و آسیب دیدن سنگ‌های مجاور تا حدی به بافت سنگ‌ها نیز ارتباط دارد.
سرعت پیشروی در این روش اگر مدیریت خوبی صورت پذیرد تا 70 متر در هفته تخمین می‌شود، اما به دلیل فعالیت تعداد زیاد نیروی انسانی و نتیجتا بالا رفتن هزینه‌ها و همچنین آسیب رساندن به توده‌ها سنگی اطراف تونل روش‌های مکانیزه به روش انفجار ترجیح داده می‌شوند.
روش‌های مکانیزه در حفر تونل:
حفاری کل مقطع تونل توسط دستگاه TBM: این دستگاه‌های فوق العاده مزیت های بی شماری دارند از جمله سرعت پیشروی بالا و غیر منقطع که نیاز بسیار کمی به پایدار سازی دارد و این امر امنیت بیشتری برای کارگران فراهم می‌آورد، و آسیب کمتری به سنگ‌های پیرامونی وارد می‌کند، مخصوصا در تونل‌های طویل بسیار اقتصادی بوده، اما در کنار این موارد معایبی هم دارد مثل حفاری فقط بصورت مقطع دایره ای شکل و انعطاف پذیری بسیار محدود و اینکه دستگاه در جبهه کار استقرار می‌گیرد، و هزینه سرمایه گذاری آن نیز بالا می‌باشد.
حفاری‌های موضعی با استفاده از دستگاه کله گاوی: این دستگاه پر کاربردترین دستگاه حفاری بعد از TBM می‌باشد، انعطاف پذیری عملیاتی بالا و قابلیت حفر مقاطع مختلف تونل با انعطاف پذیری زیاد از مزایای این دستگاه می‌باشد، باید این نکته را یاد کرد که با افزایش قدرت برش هزینه‌های مترتب بر استهلاک سر مته ناشی از اصطکاک و دمای بالا افزایش می‌یابد، و برای افزایش عمر سرمتها و حفظ قدرت برش باید از دستگاه‌های سنگین تر کله گاوی استفاده کرد که موجب کاهش انعطاف پذیری و در نتیجه افزایش هزینه‌ها می‌شود.
استفاده از چکش‌های هیدرولیکی قوی: ابتدا این چکش‌ها دستی با هوای فشرده در راهسازی برای خرد کردن بتن و بعدا برای خرد کردن سنگ در معدن بکار گرفته می‌شد، اما امروز کاربرد وسیعی در تونل سازی دارند. این روش حفاری تونل مزایی زیادی دارد از جمله این که سنگ‌های خورد شده را همزمان با حفاری به وسیله نوار نقاله می‌توان خارج کرد، زیرا قطعات سنگ بزرگ خرد شده را دوباره می‌توان خردتر کرد. در این روش دیگر خبری از آتشباری جبهه تونل روش انفجاری نیز نیست و آسیب کمتری متوجه سنگ‌های محیط تونل می‌باشد. این روش حفاری در سنگ‌های لایه بندی شده یا سنگ‌ها محکم درز دار با سرعت بالای پیشروی که به 6 متر در شیفت 12 ساعته حفاری می‌رسد بسیار مقرون به صرفه می‌باشد.
