Građevinska ideja za ovaj projekat potiče iz sredine 20. veka. Zamisao je bila da se enormna planinska barijera između severne i južne Evrope prevaziđe ne mereći se sa prirodnim reljefom, već kreiranjem potpuno ravne i niskog nivoa povezane železničke linije.  Tunel prolazi kroz najtvrđe stene Alpa, sa delovima koji dostižu više od 2.300 metara pod površinom, što ga čini ne samo najdužim nego i jednim od najdubljih tunela na svetu. Tokom izgradnje suočavalo se sa preko 70 različitih tipova stenskih masa, od tvrdog granita do složenih mlitavih zona, koje su zahtevale različite metode podrške, uključujući armirano-betonske obloge, injektiranje čeličnih užadi i hidroizolaciju visokog pritiska.

Metode bušenja

Projekat je koristio kombinaciju tunel-boring mašina (TBM) i klasičnog driling i blasting pristupa. Mašine su bile opremljene sofisticiranim navigacionim sistemima, uključujući laser i satelitske smerne tačke, što je omogućilo izuzetno precizno poravnanje tunela iz više tačaka probijanja. Ukupno je iskopano više od 28 miliona tona stenskog materijala. Deo tog materijala recikliran je direktno na gradilištu i upotrebljen kao agregat u betonu za oblaganje tunela, što je smanjilo potrebu za dodatnom materijalnom logistikom.

 Tehnička rešenja i infrastruktura

Tunel Gotard je dvostruki železnički tunel, po jedan prolaz u svakom smeru, povezan sa servisnim galerijama i evakuacionim prolazima na svakih nekoliko stotina metara. Sistem ventilacije i sigurnosnih tunela dopunjuje opremu sa štitovima za hitne slučajeve, prostorijama za evakuaciju i kablovskim kanalima za komunikaciju i napajanje. Posebno su impresivni sistemi za odvajanje i preradu vode, jer voda pod pritiskom i kapilarna vlaga mogu biti glavni izazovi kod tunela ove dužine i dubine. Stručnjaci su razvili višeslojne hidroizolacione membrane i drenažne sisteme koji usmeravaju vodu iz tunela u kontrolisane kolektore, čime se smanjuje opterećenje na strukturu i opremu. 

Tunel je koncipiran kao ključni deo Transevropske železničke mreže, omogućavajući putničkim vozovima da prelaze od Švajcarske prema Italiji i dalje ka južnoj Evropi bez strmih nagiba ili krivina. Putnički vozovi mogu dostići brzine do 200–250 km/h, a teretni vozovi ostaju stabilni i snažni zahvaljujući gotovo potpuno ravnoj konfiguraciji linije.

 Planina kao laboratorija

Masiv kroz koji prolazi tunel predstavlja složenu geološku slagalicu formiranu sudarom afričke i evroazijske tektonske ploče. Inženjeri su tokom istražnih bušenja identifikovali preko 70 tipova stenskih masa, od izuzetno čvrstog granita i gnajsa do škriljaca u zoni rascepa pod visokim pritiskom. Na pojedinim mestima iznad tunela nalazi se i do 2.300 metara stene. To znači da su konstrukcije morale da izdrže ogroman vertikalni pritisak, ali i temperaturne razlike jer je temperatura stene na toj dubini prelazila 45 stepeni Celzijusa, što je zahtevalo kompleksan sistem hlađenja tokom izgradnje.

Tunel je građen istovremeno sa više tačaka, četiri glavna pristupna okna omogućila su paralelne radove. Korišćene su gigantske dugačke i do 450 metara, sa rotacionim glavama prečnika oko 9,5 metara. Proboj dve cevi tunela morao je da se poklopi s tolerancijom manjom od nekoliko centimetara, što je postignuto kombinacijom laserskog navođenja, GPS referentnih tačaka na površini i stalnog geodetskog monitoringa. Tunel je projektovan za brzine vozova do 250 km/h. Zbog velikih brzina razvijen je sofisticiran model kontrole pritiska vazduha kako bi se izbegao efekat klipa pri ulasku i izlasku vozova. Aerodinamički proračuni uključivali su i oblik portala tunela, koji su dizajnirani tako da smanje naglu kompresiju vazduha. Ukupna cena projekta iznosila je oko 12 milijardi evra.