en_US
en
off
Mobile View
Desktop View
تونل ها
2751

تونل‌سازی در جهان امروز یکی از مشاغل مهم است که در شرایط موجود، راه‌های سخت‌گذر را خیلی آسان ساخته‌است. اکنون تونل‌سازان توانسته‌اند در زیر دریاها، میان کوه‌ها و زیر زمین و حتی برای مقاصد راه اتصالی و انتقال سیم برق و تلفن، خط ریل، مخفی‌گاه‌ها، گدامها، انتقال پایپ لاین، پایپ آب و غیره تونل ایجاد کنند. یکی از کارهای مشکل تونل‌سازی حفر یا ایجاد سوراخ تونل است که باید دقیق به محلی که تونل ختم می‌شود سوراخ شود. بدین منظور، کمپانی‌های مجرب وجود دارد. این کمپانی‌ها از وسایل مدرن به‌نام تی‌بی‌ام (TBM: tunnel boring machine) استفاده می‌کنند. این ماشین‌ها توسط شرکت روبین کانادایی و سایر کمپانی‌ها ساخته می‌شود.

ماشین TBM می‌تواند ۱۶ متر در روز حفر کند. از این ماشین برای سوراخ کردن سنگ و خاک و ریگ استفاده می‌شود و حتی توانایی سوراخ کردن زمین به‌شکل افقی را نیز دارد. قطر این ماشین‌ها، که برای سوراخ کردن سنگ‌ها به‌کار می‌رود ۱۴٫۳ متر است. برای سوراخ کردن خاک و ریگ نیز شرکتی آلمانی با نام Herrenknecht AG توانسته‌است به قطر ۱۵٫۴۳ متر در پروژهٔ شانگهای چین و در سال ۲۰۰۵ قطر ۱۹ متر را تولید کند. در صنعت طراحی و ساخت تونل‌ها کشورهای آمریکا، آلمان، ژاپن، چین و روسیه این فناوری را دارا هستند.

استفاده از ماشین‌های غول‌پیکر در ساختن تونل‌های طویل، کاری است اقتصادی، سریع و به‌صرفه؛ ولی در ساختن تونل‌های کوتاه، این کار جنبهٔ اقتصادی ندارد و از وسایل کوچک‌تر که با نام TBMs شناخته می‌شوند استفاده می‌کنند. تونل‌ها به‌شکل مستطیل و مدوّر ساخته می‌شوند. تونل‌های مدوّر مقاومت خیلی زیاد در برابر وزن واردشده دارند.

تاریخچه

بشریت پس از اینکه توانست ابزار کار را خود تولید کند، در جستجو و کاوش چیزهای جدید به قصد مرفه ساختن حیات خویش برآمد. ازجمله آغاز به کندن کوه و زمین به‌قصد ساخت پناه‌گاه، چاه آب، و استخراج معادن نمود که در زبان فارسی به نام چاه کندن در زمین، صوف کشیدن در زیر زمین تپه و کوه، شکاف یا سوراخ‌کاری در اجسام سخت یاد می‌گردید. پس از مدت‌زمانی با تولیدکردن ابزار مدرن‌تر آغاز به «نقم‌کاری» تونل‌سازی در زیر زمین یا کوه به‌منظور راه تجارتی، کانال آب، راه جنگی استفاده نمودند. پس از اختراع و اکتشافات وسایل مدرن برقی و سیستم هیدرولیک تونل‌ها برای چندین مقصد مورد استفاده قرار گرفت. هزار سال قبل از میلاد مسیح، بابلی‌ها، مصری‌ها و یونانی‌ها به‌منظور کشف مواد معدنی یا دفن شاهانشان به حفر تونل می‌پرداختند. احتمالاً اولین تونل در سال ۲۱۰۰ قبل از میلاد توسط بابِلی‌ها در بستر خشکیدهٔ رودخانهٔ فرات بنا شده‌است. در سال ۲۵۰ قبل از میلاد، مقارن با عصر اسکندر مقدونی، تونلی به‌اندازهٔ بیشتر از ۲ کیلومتر توسط یونانی‌ها در جزیرهٔ ساموس حفر شده‌است. مشهورترین تونل در زمان‌های قدیم توسط مصریان در ناحیهٔ لاکسور در زیر زمین حفر گردیده‌است که دارای صدها راهرو پیچیده‌است. مصریان عادت داشتند جسد پادشاه خود را با تعدادی جواهر قیمتی دفن کنند. به‌خاطر جلوگیری از دستبرد، ابتدا تونل حفر می‌کردند و جسد شاه خود را در اتاق می‌گذاشتند.

Central Artery/Tunnel Project تونل آرتری یا شریانی که یکی از بزرگ‌ترین تونل‌های چندین شبکه در شهر بوستون ایالات متحدهٔ آمریکاست که به نام پروژهٔ بگ دیگ یاد می‌شود

کانال سوئز یکی از بزرگ‌ترین آثار ساخت دست بشر است که توسط هخامنشیان بنا شده‌است.

رومیان اولین تونل آب را به مساحت ۵٫۶ کیلومتر از جهیل (Fucino Lake) تا قسمت شرقی روم ساخته‌اند. گفته می‌شود که برای ساختن این تونل تعداد ۳۰٬۰۰۰ کارگر به‌کار گرفته شده‌است. ساختمان این تونل ده سال طول کشید.
ساخت تونل مدرن در سال ۱۷۶۰ توسط انگلیسی‌ها آغاز شد. در سال ۱۸۲۵ کارِ ساختمان چینل تونل و تونل خط ریل در انگلیس آغاز گردید. اولین تونل زیردریایی در سال ۱۸۲۵ در زیر دریای تامس آغاز گردید و کار تونل تا ۱۸۴۳ ادامه داشت. ایدیا تونل چینلی بین فرانسه و انگلیس برای اولین بار توسط یک مهندس فرانسوی به نام آلبرت ماتیو در سال ۱۸۰۲ طرح شد. کار ساختمان این طرح در آخر سال ۱۸۷۰ آغاز شد، ولی در سال ۱۸۸۲ ساختِ این ساختمان متوقف شد. در سال ۱۹۷۳ دوباره کار تونل آغاز شد، ولی در سال ۱۹۷۵ به‌دلیل استهلاک آن، بسته شد. بالاخره در سال ۱۹۸۰، با استفاده از ماشین‌های مدرن، کار تونل آغاز شد و در سال ۱۹۹۴ به اتمام رسید و از آن به نام ایرو لاین یاد می‌شود. در افغانستان و ایران تونل‌های عصری نیز حفر شده‌است که از آن جمله‌اند تونل‌های تونل سالنگ، تونل برفی ازنا، تونل توحید و تونل استقلال

مراحل ساختمان تونل

قبل از ساختمان تونل''

زمانی که یک کشور می‌خواهد تونل بسازد بدین معنی است که نیاز مبرم به وجود آن دارد. مثلاً تونل زیردریایی در دانمارک، کشورهای اسکاندیناوی را به اروپا متصل کرد. در افغانستان، تونل سالنگ، شمالِ این کشور را به جنوب آن وصل کرد
قبل از اینکه تونل ساخته شود، توجه به موارد ذیل ضروری است
سروی خاک، نوع سنگ، توپوگرافی، راه خروجی، تعیین مکان‌های عملیات حفاری یا نصب ماشین، تهویه، موارد استفاده، عمر تونل، سیستم کار در تونل، تعداد پرسنل کار، نوع ماشین، ساختن بیس یا محل اداره و گدام در نزدیک تونل، محل کنترل، جلوگیری از احتمالات سنگ‌ریزی و آب، مخرج خروجی آب، سیستم روشنایی برای کار تونل و نصب پایپ لاین ضروری، بیمهٔ کار و بیمهٔ تونل، و سایر موارد استفاده از تونل

در جریان ساختن تونل''
پس از سوراخ‌کاری تونل

انواع روش های حفاری و ساخت تونل

برای اینکه تونل ها را حفر کنند از روش های متنوعی استفاده می شود ولی به صورت معمول توده های سنگی را با روش های رایجی تخلیه حفاری و انفجار و چالزنی انجام میدهند و یا از ماشین های حفار TBM استفاده می کنند

حفاری تونل در سنگ

یکی از رایج ترین روش های که در حفر تونل استفاده می شود استفاده از انفجار مواد آتش زا می باشد.معمولا می توان حفاری تونل در ستگ را انفجار ، تکرار چرخه چالزنی ، تخلیه مواد و نصب حایل ها دانست.در شکل مقطع حفاری عواملی مهمی مطرح هستند که می توان به فاصله ، طرح ، عمق چال ها ، نحوه ی خرج گذاری، مقدار و آتشکاری آنها و ساخت سنگ اشاره نمود.هدف نهایی در حفاری های که در سنگ ایجاد می شود این است که سطح مقطع که از انفجار حاصل می شود دقیقا با سطحی که طراحی شده مشابه باشد

در روش های سنتی بدین شکل است که در هر عملیات انفجاری ، حدود ۱ متر و نیم تونل حفر می شود که این میزان با برداشت سنگ های باطله پیشروی می کند.حفر تونل در محدود های مورد نظر با گذاشتن مواد انفجاری با فرمولی ویژه صورت می گیرد

تونل زنی در خاک

حفاری تونل ها در خاک به شکل مکانیکی و دستی صورت می گیرد یا به صورت خودکار و با استفاده از ماشین های حفار تونل انجام می گیرد.برای اینکه روش تونل زنی تشخیص داده شود به وضعیت زمین ، میزان پیشروی در هر مرحله ، ابعاد حفاری دقت می شود. به صورت کلی می توان گفت که در عمل حفاری در خاک ، تکرار چرخه ی تشکیل شده از حفاری، خاکبرداری و بیرون کردن مواد و قرار دادن حایل ها بوده است.

روش سنتی حفاری تونل

در هر چرخه ، طول پیشروی عموما به شرایط زمین بستگی داشته است و عموما از فاصله مابین قاب ها و صفحه های پوششی بیشتر نمی شود.استفاده از سپر را می توان یکی روش دیگر حفاری و نگهداری خاک دانست که سپر غالبا به شکل استوانه ی بوده که بصورت افقی قرار می گیرد و حفاری از یک قاعده ی آن انجام می گردد و بعد از اینکه مواد حفاری شده تخلیه شدند ، سپر به جلو رانده می گردد.جالب است بدانید که اولین سپر محافظ تونل در سال ۱۸۲۵ به واسطه سر مارک ایزامبارد برونل برای حفر تونل تیمز ساخته شده است.این ابتکار تنها برای ساختن یک سپر بود و یک دستگاه حفاری تونل کامل را شامل نمی شد.

حفاری تونل مترو

امروزه در زندگی شهر و همچنین تغییر در ساختار زندگی سبب شده تا مشکلات ترافیکی پدید آید. طراحی و ساخت تونل های مترو می تواند مشکلات متعددی را به همراه داشته باشد که می توان در برخی از موارد به رسی بودن خاک،احتمال ریزش خاک ، بالا بودن سطح آب های زیرزمینی و … اشاره کرد.
حفاری تونل های مترو به ۳روش انجام می گیرد که عبارت اند از : ترانشه باز ، اتریشی ، ماشین حفار.

روش ترانشه باز ساخت تونل

این روش بدین صورت است که برای شروع آزمایش ها و بررسی های ژئوتکنیکی صورت می گیرد که به وسیله آن مقاومت خاک و لایه های زمین در مسیر حفر تونل تشخیص داده می شوند و بعد از خاکبرداری و گودبرداری تونل ، قسمت کف منطقه گودبرداری تسطیح می شود و بعد آن آرماتور بندی شکل می گیرد و در نهایت بتن ریزی صورت میگیرد.

روش اتریشی حفاری و ساخت تونل

در روش اتریشی مثل همان روشی که در برای حفر قنوات استفاده می گردد، با یک شفت یا رمپ به عمق مدنظر می رسند و بعد تونل را حفر می نمایند. تونل خاکبرداری شده در مقاطع فوقانی و تحتانی ، ابتدا به صورت موقت حفاظت می شود و در نتیجه ، قالب بندی ، آرماتور بندی می شود و در نهایت بتن ریزی صورت می گیرد.

روش ماشین حفار

از این روش در مکان های بیشتر استفاده می شود که پرترافیک است یا اینکه میزان سطح سفره آب های زیر زمینی بالا می باشد.در روش ماشین حفار ، برای ورود ماشین حفار یک رمپ به عمق زمین ایجاد می شود و بعد از ان ماشین حفاری در زیر زمین برای حفر و ساخت تونل کارش را شروع می نماید.

ماشین حفار مجهز به دستگاه خاک برداری دوار با مقاومت بالا و همچنین تعدادی چک های هیدرولیکی است که به صورت افقی حرکت می نماید.زمانی که در دل خاک پیشروی داشته باشند تونل حفاری می شود و خاکی که از حفاری ناشی می شود به واسطه تسمه نقاله به قطارهای حمل خاک در پشت ماشین هستند ، به سمت عقب فرستاده می گردند.بعد از آن قطعه های پیش ساخته شده بتنی به واسطه ماشین نصب می شوند.