Tunelovacie sústavy
Podľa toho ako sa vytvára tunelový profil, vytvorilo sa v priebehu rokov niekoľko odlišných pracovných metód. Všetky vznikli v prvých desaťročiach 19. storočia, v dobe, kedy ľudia s horečnatým chvatom sa chystali raziť cesty železniciam a nepozerali sa na prekážky aké sú hory, rieky a morské úžiny.Jadrová (nemecká) sústava
V roku 1800-1803 sa razil prieplavový tunel pri Tronquoi. Bol to prvý tunel vyše 4 m široký, razený v tlačivej hornine. Keďže chýbali skúsenosti, použili sa prvky z razenia štôlní, v priestore pre obmurovku sa razila jedna štôlňa za druhou a súčasne sa murovalo. Uprostred zostala nevyrúbaná časť horniny (jadro), ktorá sa odstránila až pod ochranou hotovej obmurovky, podľa nej sa nazýva jadrovou sústavou.
So začiatkom výstavby železníc v Nemecku súvisí zdokonaľovanie tunelovacej sústavy. V Sasku v roku 1837 pri stavbe tunela pri Kőningsdorfe použili jadrovú sústavu, ale s pozdĺžnikovou výdrevou, ktorá už vtedy bola známa z iných tunelovacích sústav, odtiaľ vznikol pre tento spôsob práce názov nemecká sústava.
Výhodou jadrovej sústavy je to, že zostáva neporušené jadro pôvodnej horniny, o ktoré možno opierať výdrevu, takže netreba vydrevovať celý prierez a usporí sa drevo, ďalej možno pri ťažení jadra pod ochranou hotovej obmurovky použiť rýpadlo.
Pri tomto spôsobe odpadá výdreva väčšieho priestoru, čo je veľká výhoda. Nevýhodou je to, že všetky práce sa robia v úzkych štôlňach, ak nie je hornina pevná, výdreva aj obmurovka sa ľahko deformuje. Ak je naopak jadro príliš pevné a musí sa odstreľovať, môže sa pri tom hotová obmurovka ľahko poškodiť. Preto je jadrová sústava za normálnych okolností vhodná len v tuneloch väčšej šírky, než je šírka dvojkoľajného tunela.
Belgická sústava
V roku 1828 vznikla v Belgicku pri stavbe tunela na prieplave vedúceho z Charloroy do Bruselu iná tunelovacia sústava. V tlačivej časti otvorili ryhu, v ktorej vymurovali klenbu a potom vo výruboch túto klenbu podmurúvali. Podľa toho potom v menej tlačivej časti otvorili kalotu (prístropie, tj. vrchnú časť prierezu až po klenbové pätky), vymurovali klenbu a postupným podchycovaním ju podmurúvali. Tým bol daný základ podchycovacej sústave, ktorá sa nazýva aj belgickou sústavou.
Tento pracovný postup prešiel behom svojej doby svoj vývoj. Dnes sa pri ňom spravidla začína raziť spodná smerová štôlňa. Z nej sa prejde zálomy - výlomy do stropu - k temenu tunela, kde sa vyláme ihneď celý priestor klenby - kalota. A klenba sa tu hneď tiež obmuruje. Až potom sa na jednej strane po častiach vylamuje bok v celej výške, pričom sa hotová klenba podopiera v pätke vzperami. Nakoniec sa obmurujú opory. To sa robí, najskôr na jednej a potom na druhej strane tunelového profilu.
Výhodou podchycovacej sústavy je úspora práce a výdrevy (vylamuje sa vo voľnejšom priestore pod ochranou predtým vymurovanej klenby) a možnosť mechanizácie výlomu spodnej časti. Ďalšou výhodou je to, že klenba sa obmuruje ihneď po vylámaní kaloty, takže strop nestojí dlho na dreve. Nevýhodou je, že klenba trpí trhacími prácami pri prehlbovaní výrubu v tvrdých horninách a pri podchytávaní v mäkkých horninách môže popukať. Pre svoje výhody a nevýhody sa táto sústava striedavo obhajovala a zavrhovala.
Talianska sústava
Špeciálnou a málo používanou sústavou je tzv. talianska sústava. Názov je odvodený od toho, že sa metóda použila u väčšiny tunelov v Taliansku, vo veľmi tlačivej hornine - po neúspechu belgickej a rakúskej sústavy - v železničnom tuneli Cristina (1867-1871) a Gattico (1902-1905).
Má viac-menej charakter núdzového riešenia tam, kde sa v krátkych úsekoch narazilo na veľmi nepriaznivú horninu. Riadi sa okamžitými požiadavkami bezpečnosti. Užíva sa pre ňu prípady najťažšia a jej úspech závisí jedine od pohotovosti a vtipu staviteľov. "Rúbať čo najmenší priestor a výrub hneď definitívne zaisťovať," to je asi tak stručné heslo Talianov.
Charakteristické je, že priestor sa vylamuje po veľmi malých čiastkových výruboch, ktoré sa ihneď zamurúvajú, a že sa používa aj provizórne murivo, ktoré sa potom zase odstráni. Použitie talianskej sústavy je teda obmedzené.
Rakúska sústava
Rakúska tunelovacia sústava vznikla v roku 1837 pri stavbe 512 m dlhého tunela v Oberau (pri Drážďanoch, železnica Drážďany - Lipsko, r.1837-1840). V roku 1839 ju zdokonalili pri stavbe prvého rakúskeho tunela v Gumpoldkirchene na trati Viedeň - Gloggnitz. Pretože ju potom veľmi často používali práve v tejto krajine, volá sa rakúska (stará rakúska).
Začína sa pri nej s razením spodnej smerovej štôlne, z nej sa prechádza zálomom k stropu, kde sa potom razí horná smerová štôlňa. Z nej sa rúbe do strán a do hĺbky celá kalota. Pracuje sa postupne po pásoch tak, že výška kaloty sa delí na niekoľko stupňov. Pri práci sa stropná štôlňa rozširuje a vyberá sa v jednom páse na úroveň prvého stupňa , v susednom páse na úroveň stupňa druhého, v ďalšom sa potom spravidla dobíva až na dno kaloty. Pritom sa stále doplňuje drevenie, takže tu nakoniec vznikne akási veraj guľatiny, ktorá podopiera priečne ukožené kuláče v klenbe, za ktoré sa zaťažujú pozdĺžne pažnice. Keď je kalota vylámaná, prerazí sa stropná časť medzi hornou a spodnou štôlňou a po podopretí hornej časti výdrevy zdola stĺpmi prejde sa k výlomu opier, a tým celého tunelového profilu. Až potom sa prechádza k obmurovaniu podmurovky. Obmuruje sa od základov hore k záveru klenby.
Všetky práce tu prebiehajú plynulo. S prácou do susedného pásu sa neprechádza až vtedy, až je jeden pás vylámaný a obmurovaný, ale pracovná fázy sú vždy rozdelené na celú radu pásov. Práce postupujú vpred tak, že po prerazení smerovej štôlne sa razí v prvom pracovisku horná štôlňa, v ďalšom sa rozširuje výlom a na konci sa obmuruje. Takto sa postupuje pás po páse plynulo stále dopredu bez prerušenia.
Ako všetky ostatné, tak aj táto sústava bola zlepšovaná a urobila značné zmeny. Pôvodný spôsob priečneho drevenia v smere osi tunela, kde sa pažnice zaťahovali za priečníky, bol zmenený za drevenie podĺžnikové, pri ktorom sa pažnice zaťahujú za pozdĺžniky, naprieč k osi tunela.
Angličania si rakúsku sústavu upravili tak, že navrhli plynulosť práce a robenie výlomu a obmurovky vždy len v jednom páse - anglická sústava. Najprv sa razí spodná štôlňa, z ktorej sa prejde dostropným zárubom na temeno výrubu a potom sa postupne vyrúbe zvyšok prístropia a opôr. Paží sa zaťahovaním pozdĺžnikov, ktoré sa jedným koncom opierajú o kraj muriva predchádzajúceho pása a druhým o priebežné stojky, postavené mimo pása, čím sa získa dostatočné miesto pre murivo. Nevýhodou však je obtiažne zabezpečenie vysokého čela výrubu.
Tieto tunelovacie spôsoby, aj keď majú mená národov, ktoré si u osvojili, nevznikali na základe nejakej vedeckej činnosti. Ani jedna z týchto tunelovacích sústav sa nepoužíva v pôvodnej forme. Vznikali živelne, pridávaním nových a nových skúseností, získaných často s ťažkými stratami na životoch pri každej novej stavbe. V minulosti nebolo vari tunela, pri ktorého postavení by sa nebolo platilo okrem zlata tiež krvou. Pramene:
Sú ešte ďalšie tunelovacie sústavy, ale u nás sa pri stavbách železničných tunelov nepoužili (väčšina tunelov na Slovensku bola stavaná rakúskou tunelovacou sústavou, niektoré aj metódou belgickou)
Najnovším spôsobom tunelovania, ktorý sa v tunelárskej praxi vyvinul mechanizáciou technických tunelových zariadení, môžeme nazývať spôsobom plného výlomu.
