Scudo da tunnel, macchina per la guida di tunnel in terreni soffici, specialmente sotto fiumi o strati d'acqua. Il problema del tunnel sotto un fiume aveva sfidato l'immaginazione ingegneristica per secoli a causa della difficoltà di impedire al fango e all'acqua di penetrare e far crollare la direzione del tunnel. Nel 1818 Marc Isambard Brunel, un ufficiale navale francese emigrato in Inghilterra, osservò l'azione di un piccolo alesatore marino, il verme della nave, le cui placche a conchiglia gli permisero di perforare il legno e spingere fuori la segatura dietro di essa. Brunel costruì un gigantesco involucro di ferro, o scudo, che poteva essere spinto in avanti attraverso un terreno morbido per mezzo di martinetti a vite, mentre i minatori scavavano attraverso le aperture dell'otturatore in faccia.
tunnel e scavi sotterranei: tunnel di scudo
Il rischio di perdita del terreno può anche essere ridotto usando uno scudo con tasche individuali da cui i lavoratori possono estrarre; questi possono rapidamente
Lo scudo di Brunel, di pianta rettangolare, fu impiegato con successo nella guida del primo tunnel sottomarino del mondo, sotto il Tamigi a Londra, 1825-1842. Nel 1865 Peter Barlow di Londra brevettò uno scudo molto più semplice di sezione circolare, di 2,5 metri di diametro, con il quale James Henry Greathead guidò un tunnel di piccole dimensioni sotto il Tamigi in meno di un anno a costi modesti. Contemporaneamente, Alfred Ely Beach di New York City inventò uno scudo, anch'esso circolare in sezione trasversale, che usava per guidare una breve metropolitana sperimentale sotto Broadway. Nel 1880 Greathead usò con successo aria compressa dietro il suo scudo in un tunnel della metropolitana di Londra per prevenire inondazioni durante l'installazione del rivestimento. La combinazione di scudo e aria compressa ha reso possibile il tunnel sotto i fiumi più grandi.
I moderni scudi a tunnel sono essenzialmente gli stessi del design Greathead; cioè potenti cilindri d'acciaio spinti in avanti da martinetti idraulici. Un diaframma, o tenda, nella parte anteriore ha una porta che può essere aperta per consentire agli uomini di lavorare davanti allo scudo, oppure può essere chiusa quando lo scudo viene spinto attraverso un terreno molto morbido. Davanti al diaframma il cilindro è prolungato da un tagliente circolare che sporge più in alto, formando un cappuccio protettivo per coloro che lavorano davanti allo scudo. Dietro al diaframma, un braccio erettore, un'aggiunta dello scudo, costruisce il rivestimento del tunnel posizionando successivamente segmenti di anelli d'acciaio. L'acciaio viene successivamente ricoperto di muratura. I martinetti idraulici per far avanzare lo scudo sono rinforzati contro l'estremità del rivestimento completato.
