รถไฟใต้ดิน ในเมืองใหญ่หลายแห่งของโลก คงเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงชีวิตที่ปราศจากรถไฟใต้ดิน ป้ายบอกทาง แผนที่ และทางเข้าสถานีเป็นส่วนสำคัญ ของภูมิทัศน์เมืองในเมืองต่างๆเช่น ปารีส ลอนดอน และนครหลวงนิวยอร์ก มีสถานีภายในระยะ 547 หลา ของทุกอาคารในปารีส รถไฟใต้ดินลอนดอนหรือรถไฟใต้ดินให้บริการ 275 สถานีทั่วลอนดอน ระบบรถไฟใต้ดินของนครนิวยอร์กมีสถานีมากกว่า 450 สถานีในพื้นที่ 240 ตารางไมล์
ซึ่งในบางพื้นที่ดูเหมือนว่ามีรถไฟใต้ดินอยู่ทุกที่ที่มอง แม้ว่าจะไม่เห็นอุโมงค์จากถนนก็ตาม ยิ่งไปกว่านั้นระบบรถไฟใต้ดินเหล่านี้มีมานานมากจนแทบไม่มีใครจำช่วงเวลาที่ไม่มีอยู่จริงได้ รถไฟใต้ดินลอนดอนที่เก่าแก่ที่สุดในโลกเปิดให้บริการในเดือนมกราคม พ.ศ. 2406 รถไฟใต้ดินปารีสสายแรกเปิดให้บริการในปี พ.ศ. 2443 และรถไฟใต้ดินนครนิวยอร์กเริ่มดำเนินการในปี พ.ศ. 2447 รถไฟใต้ดินเหล่านี้เป็นรถไฟใต้ดินที่มีชื่อเสียงที่สุดในโลกบางส่วน
และไม่ใช่เรื่องบังเอิญ ที่เปิดในช่วงเวลาไล่เลี่ยกัน พวกเขาทั้งหมดเกิดขึ้นด้วยเหตุผลพื้นฐานเดียวกัน ผู้คนจำนวนมากย้ายไปอยู่ในเมือง และถนนไม่สามารถบรรทุกพวกเขาได้ทั้งหมด การหลั่งไหลเข้ามาของชาวเมืองนี้เริ่มขึ้นในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรมในศตวรรษที่ 18 และ 19 ในช่วงเวลานี้ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีมากมายได้เปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตของผู้คนไปอย่างสิ้นเชิง แทนที่จะทำงานในฟาร์มในประเทศ ผู้คนสามารถหาเลี้ยงชีพได้จากการทำงานในโรงงานในเมือง
ผู้คนอพยพจากยุโรปไปยังสหรัฐอเมริกา ทำให้จำนวนประชากรของนครนิวยอร์กเพิ่มขึ้นจากน้อยกว่าหนึ่งล้านคนในปี พ.ศ. 2413 เป็นเกือบ 3.5 ล้านคนในปี พ.ศ. 2443 เนื่องจากการหลั่งไหลของผู้คน เมือง และระบบการขนส่งจึงหมดพื้นที่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในนิวยอร์ก ที่ซึ่งแม่น้ำตะวันออกและแม่น้ำฮัดสันคอยขัดขวางการเติบโตของเมืองในทิศทางอื่นนอกจากทางเหนือ ถนนและทางแยกในเมืองใหญ่หลายแห่งเริ่มแออัดและอันตราย
การเดินทางจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ก็ยากขึ้นเรื่อยๆสภาพของถนนกลายเป็นภัยคุกคาม ต่อความปลอดภัยของประชาชน และต่อการทำงานอย่างต่อเนื่องของภาคธุรกิจและรัฐบาล ในตอนแรกหน่วยงานเทศบาลและธุรกิจเอกชนพยายามทำให้ดีที่สุดบนถนนที่มีจำกัดด้วยระบบขนส่งมวลชนเหนือพื้นดิน รถโค้ชบนเวทีและรถม้าที่เรียกว่ารถโดยสารจะบรรทุกกลุ่มคนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง แต่ยานพาหนะเหล่านี้ต้องใช้ถนนร่วมกันกับม้า เกวียน และรถคันแรก
ซึ่งพวกเขาทำได้เพียงเล็กน้อย เพื่อบรรเทาความแออัด และพวกเขาก็สกปรกและเป็นอันตรายอย่างรวดเร็ว บางครั้งความล่าช้าและสภาพ ที่แออัดนำไปสู่ความรุนแรง ในลอนดอนในที่สุดผู้นำของเมืองก็สรุปว่าพวกเขาจะต้องสร้างระบบขนส่งใหม่เพื่อให้เมืองดำเนินต่อไปได้ เนื่องจากไม่มีพื้นที่เหนือพื้นดิน ทางเลือกเดียวคือวางระบบนี้ไว้ใต้เมือง เมืองอื่นๆทั่วโลกดำเนินรอยตามลอนดอน ทุกวันนี้มีระบบรถไฟใต้ดินมากกว่า 160 ระบบบนโลก ซึ่งส่วนใหญ่เกิดขึ้น
เนื่องจากความแออัดยัดเยียด มลพิษ หรือการขยายตัวของเมือง แต่การขุดอุโมงค์ใต้เมืองนั้นพูดง่ายกว่าทำ มันยากเป็นพิเศษในการก่อสร้างรถไฟใต้ดินสายแรก อุโมงค์ รถไฟใต้ดิน วันนี้ระบบรถไฟใต้ดินในนครนิวยอร์กกำลังอยู่ ระหว่างการปรับปรุงครั้งใหญ่ หนึ่งในแผนการเพิ่มเติมคืออุโมงค์ใหม่ ที่ทอดยาวจากลองไอส์แลนด์ไปยังแมนฮัตตันเครื่องเจาะอุโมงค์จะทำการขุดได้มาก เครื่องเจาะอุโมงค์ เป็นเครื่องจักรขนาดใหญ่จนต้องขนส่งเป็นชิ้นๆใช้แผ่นดิสก์และเครื่องขูด
เพื่อบดและขจัดหินและเศษเล็กเศษน้อย เพื่อสร้างอุโมงค์ สายพานลำเลียงเอาเศษซากนี้ ออกจากอุโมงค์เพื่อให้ทีมงานสามารถกำจัดได้ แม้ว่ามันจะเคลื่อนที่ช้า แต่เครื่องเจาะอุโมงค์ สามารถขุดได้ทั้งพื้นหิน แข็ง และดินที่อ่อนกว่า และรองรับอุโมงค์ขณะขุด แต่เครื่องจักรแบบนี้ไม่มีอยู่ ในระหว่างการก่อสร้างรถไฟใต้ดินสายแรกของโลก ทีมงานในอาคารต้องขุดเส้นทางรถไฟใต้ดินในเมืองต่างๆเช่น ลอนดอนและปารีสด้วยมือ นี่เป็นงานที่ช้า ยาก และอันตราย
ตัวอย่างเช่น การขุดอุโมงค์รถไฟใต้ดิน ซึ่งจะต้องใช้แรงงานเกือบ 8,000 คน มีผู้ได้รับบาดเจ็บหลายพันคน ระหว่างการก่อสร้าง และมากกว่า 60 รายเสียชีวิต วิธีการก่อสร้างที่ได้รับการปรับปรุงไม่สามารถป้องกันอุบัติเหตุในการก่อสร้างรถไฟใต้ดินได้อย่างสมบูรณ์ ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2550 การถล่มของสถานที่ก่อสร้างรถไฟใต้ดินในเซาเปาโล ประเทศบราซิล ได้ฝังรถมินิบัสและรถดัมพ์หลายคัน และสร้างปล่องภูเขาไฟกว้าง 260 ฟุต
ตลอดหลายปีที่ผ่านมาทีมงานได้ใช้วิธีการต่างๆมากมายในการขุดอุโมงค์รถไฟใต้ดิน บางคนระเบิดหินด้วยไดนาไมต์และอื่นๆใช้เกราะป้องกันที่เคลื่อนย้ายได้ เพื่อปกป้องผู้ขุดในขณะที่ขุดท่อกลวงใต้ถนนและอาคาร ในปี 1950 ทีมงานบางคนเริ่มใช้วิธีวิธีการขุดอุโมงค์แบบใหม่ของออสเตรีย ซึ่งเป็นชุดของเทคนิคต่างๆเพื่อกำหนดวิธีการและตำแหน่งที่จะขุด หนึ่งในวิธีการก่อสร้าง รถไฟใต้ดินในยุคแรกๆที่ใช้กันมากที่สุดคือวิธีการตัดและปิดฝา
วิธีนี้คนงานต้องทำตามที่ชื่อบอกทุกประการ นั่นคือขุดคูน้ำลึกแล้วปิดทับ คนงานตอกเสาเข็มที่ด้านใดด้านหนึ่งของคูน้ำ เพื่อสร้างสิ่งปกคลุมที่มั่นคงเหนือพื้นที่ขุดค้น จากนั้นจึงวางโครงและคานขวางคูน้ำโดยใช้เสาเข็มค้ำยัน ถนนชั่วคราวหรือถาวรสามารถพักบนพื้นผิวนี้ได้ คานและโครงยังสามารถยึดค้ำยัน สำหรับท่อและท่อร้อยสายที่ขุดพบ ในระหว่างกระบวนการขุดอุโมงค์ ด้วยวิธีนี้ ทีมงานมักจะสามารถสร้างอุโมงค์ ที่ลึกพอที่รถไฟจะแล่นผ่านได้
แต่ตื้นพอที่จะหลีกเลี่ยงการชนกับชั้นหิน ที่แทบจะทะลุผ่านไม่ได้ วิธีนี้ปลอดภัยและใช้งานได้จริงมากกว่าการขุดใต้ดินในแนวนอน อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้วทีมงานจะใช้ถนนในเมืองเป็นแนวทาง สำหรับตำแหน่งที่จะขุด ซึ่งทำให้ถนนที่มีอยู่ทั้งหมดถูกทำลายแต่เป็นการชั่วคราว นักวางแผนเต็มใจที่จะยอมรับความไม่สะดวกนี้ เพราะการใช้ถนนเป็นแนวทางทำให้การขุดอุโมงค์ง่ายขึ้น ประการแรก ช่วยให้นักวางแผนแน่ใจว่ารถไฟใต้ดินไปยังที่ที่ผู้คนต้องการให้ไป ประการที่สอง ลดโอกาสที่จะพบฐานรากของอาคาร หรือสร้างความเสียหายต่อโครงสร้างที่มีอยู่
บทความที่น่าสนใจ : น้ำ อธิบายเครื่องยนต์ไอน้ำที่กำจัดคอนเดนเซอร์ได้โดยใช้แรงดันสูง
