ساخت تونل

ساخت تونل

تونل ها انواع مختلفی دارند و می‌توان آن ها را به تونل های حمل و نقل، تونل های معدنی و تونل های صنعتی طبقه بندی کرد. پیمانکار ساخت تونل با توجه به نوع تونلی که قرار است ساخته شود تصمیم می گیرد که از چه روشی برای ساخت تونل استفاده کند. تونل های حمل و نقل برای تسریع حمل و نقل و کوتاه کردن مسیر بین دو نقطه ساخته می‌شوند. تونل ها یک طرفه، دو طرفه و گاهی به صورت دو طبقه نیز طراحی می‌شوند.

قبل از حفر و احداث تونل، بایستی منطقه مورد نظر را مطالعه كرده و مناسب ترین مسیر تونل را برگزید و آنگاه مسیر را مطالعه كرد. اگرچه ممکن است این مطالعه زمان زیادی از پیمانکار ساخت تونل بگیرد ولی اگر به خوبی انجام نشود در ادامه می‌تواند اشکالات اساسی به همراه آورده و خسارات زیادی داشته باشد.

طراحی تونل:

طراحی شكل و ابعاد مقطع تونل بسته به نوع كاربری آن و شرایط زمین شناختی منطقه فرق می‌كند. به عنوان مثال تونل‌های معادن دارای سطح مقطع ذوزنقه ای شكل، تونل‌های راه به شكل هلالی، تونل‌های راه آهن به شكل دایره و چهارگوش، و تونل‌های آبرسانی نیز با توجه به حداكثر توان پیش بینی شده نیروگاه فرق می‌كند.

ساخت تونل روش های مختلفی دارد که در ادامه هر کدام از آن ها توضیح داده خواهد شد.

ساخت تونل با انفجار

امروزه بواسطه خرج گذاری مکانیکی و مقدار دقیق خرج که داخل لوله‌های پلاستیکی قرار می‌گیرد می‌توان انفجار با دقت بالا انجام داد، در این روش رعایت دو مسئله حائز اهمیت است:

  • باید توجه داشت که حفاری به اندازه نیاز باشد چون هزینه خارج کردن سنگ زیاد است و بعدا باید محل برداشت اضافی را با سیمان پر کرد.
  • باید دقت کرد که توده سنگ حین انفجار آسیب نبیند چون سبب وارد شدن بار اضافی به پوشش تونل می‌شود، البته ریزش و آسیب دیدن سنگ‌های مجاور تا حدی به بافت سنگ‌ها نیز ارتباط دارد.
  • سرعت پیشروی در این روش اگر مدیریت خوبی صورت پذیرد تا 70 متر در هفته تخمین می‌شود، اما به دلیل فعالیت تعداد زیاد نیروی انسانی و در نتیجه بالا رفتن هزینه‌ها و همچنین آسیب رساندن به توده‌های سنگی اطراف تونل روش‌های مکانیزه به روش انفجار ترجیح داده می‌شوند.

روش‌های مکانیزه در حفر تونل

  • دستگاه TBM برای حفاری

حفاری کل مقطع تونل توسط دستگاه TBM: این دستگاه‌ها مزیت های بی شماری دارند از جمله سرعت پیشروی بالا و غیر منقطع که نیاز بسیار کمی به پایدار سازی دارد و این امر امنیت بیشتری برای کارگران فراهم می‌آورد و آسیب کمتری به سنگ‌های پیرامونی وارد می‌کند، مخصوصا در تونل‌های طویل بسیار اقتصادی می‌باشند اما در کنار این موارد معایبی نیز دارند، مثل حفاری فقط بصورت مقطع دایره ای، شکل و انعطاف پذیری بسیار محدود و اینکه دستگاه در جبهه کار استقرار می‌گیرد و هزینه سرمایه گذاری آن نیز بالا می‌باشد.

  • حفاری‌های موضعی با استفاده از دستگاه کله گاوی

این دستگاه پر کاربردترین دستگاه حفاری بعد از TBM می‌باشد، انعطاف پذیری عملیاتی بالا و قابلیت حفر مقاطع مختلف تونل با انعطاف پذیری زیاد از مزایای این دستگاه می‌باشند، باید این نکته را به یاد داشت که با افزایش قدرت برش هزینه‌های استهلاک سر مته ناشی از اصطکاک و دمای بالا افزایش می‌یابد و برای افزایش عمر سرمته و حفظ قدرت برش باید از دستگاه‌های سنگین تر کله گاوی استفاده کرد که موجب کاهش انعطاف پذیری و در نتیجه افزایش هزینه‌ها می‌شود.

  • استفاده از چکش‌های هیدرولیکی قوی

ابتدا این چکش‌ها به صورت دستی با هوای فشرده در راهسازی برای خرد کردن بتن و بعدا برای خرد کردن سنگ در معدن بکار گرفته می‌شد، اما امروزه کاربرد وسیعی در تونل سازی دارند. این روش حفاری تونل مزایای زیادی دارد، از جمله این که سنگ‌های خرد شده را همزمان با حفاری به وسیله نوار نقاله می‌توان خارج کرد، زیرا قطعات سنگ بزرگ خرد شده را دوباره می‌توان خردتر کرد. در این روش دیگر خبری از آتشباری جبهه تونل روش انفجاری نیز نیست و آسیب کمتری متوجه سنگ‌های محیط تونل می‌باشد. این روش حفاری در سنگ‌های لایه بندی شده یا سنگ‌ها محکم درز دار با سرعت بالای پیشروی که به 6 متر در شیفت 12 ساعته حفاری می‌رسد بسیار مقرون به صرفه می‌باشد.