آینده تونل سازی : چرا پروژه های تونل سازی رکوردهای جدیدی را می شکند؟

در اواخر نوامبر،زمانی که تقاطع بزرگراه‌های ملی Lower Thames به نقطه عطف کلیدی خود رسید برای پروژه درخواست تجدیدنظر ودستور موافقت توسعه (DCO) به سازمان بازرسی و برنامه ریزی ارائه شد.
گذرگاه پیشنهادی دارای 23 کیلومتر جاده جدید و طولانی ترین تونل جاده ای بریتانیا خواهد بود که از تونل کوئینزوی به طول 3.2 کیلومتر در زیر رودخانه Mersey در لیورپول  عبور میکند. تونل شامل دو حفره  به طول 4.2 کیلومتر خواهد بود که از زیر رودخانه تیمز می گذرد. پورتال جنوبی آن در نزدیکی Gravesend در کنت و پورتال شمالی آن در نزدیکی East Tilbury در Essex خواهد بود.
قطر تونل Lower Thames Crossing از 16 متر فراتر خواهد رفت که آن را به بزرگترین تونل در اروپا و سومین تونل بزرگ در جهان تبدیل می کند.
این امر باعث می شود که ترافیک در امتداد مسیرهای دو یا سه خطه جریان یابد. اگرموافقت DCO به زودی گرفته شود،ساخت وساز National Highways می تواند از سال 2024 آغاز شود.
اما گذرگاه Lower Thames  تنها پروژه ای نیست که می تواند رکوردهای ملی تونل را بشکند . مقدمات سرمایه گذاری استراتژیک حمل و نقل جنوب شرق شامل پیشنهادی برای یک تونل 2 میلیارد پوندی به طول حداکثر 5 کیلومتر برای کاهش ازدحام در مسیر A27 در ورثینگ است.
اینکه آیا این پروژه به مرحله اجرا در می‌آید نامشخص است، اما سه رکورد جهانی در دهه آینده توسط پروژه‌هایی که فراتر از مرحله برنامه‌ریزی پیشرفت کرده‌اند شکسته خواهد شد.
تجربه، پیشرفت های تکنولوژیکی، بهبود مدیریت ریسک و کاهش هزینه های تونل سازی به این صنعت کمک می کند تا مرزهای ساخت تونل را کنار بزند.
کار برای ساخت طولانی ترین تونل راه آهن جهان، تونل پایه 64 کیلومتری برنر، که ایتالیا و اتریش را به هم متصل می کند، در حال انجام است.

کریدور ثابت 18 کیلومتری Fehmarnbelt بین دانمارک و آلمان نیز در دست ساخت است که پس از تکمیل، طولانی ترین تونل لوله ای غوطه ور جاده ای و راه آهن در جهان خواهد بود. این سازه 8 کیلومتر طولانی تر از بخش 10 کیلومتری تونل ساخته شده هنگ کنگ-جوهای-ماکائو است که رکورددار فعلی است.
این پروژه 7.1 میلیارد یورویی (6.1 میلیارد پوند) توسط Femern، یک شرکت تابعه ویژه شرکت مدیریت حمل و نقل دولتی دانمارکی Sund & Bælt، نظارت می شود.
حفاری ترانشه ای که لوله غوطه ور Fehmarnbelt را در خود جای خواهد داد در تابستان 2021 آغاز شد و حدود 70 درصد از آن کار تکمیل شده است. در همین حال، ساخت یکی از سه سالن برای بزرگترین کارخانه قطعه تونل جهان - که 89 پنل بتنی پیش ساخته تونل را تولید خواهد کرد - در حال تکمیل است. فمرن می گوید که ساخت پورتال های تونل نیز در حال پیشرفت است و انتظار می رود کل پروژه در سال 2029 تکمیل شود.
یکی دیگر از پروژه های رکوردشکنی فراتر از مرحله برنامه ریزی در اسکاندیناوی درحال پیشرفت است که26.7کیلومترتونل زیردریایی دو حفره ای طویل Rogfast در E39 در نروژ دارای قطر 10.5 متر و حداکثر عمق 392 متر زیر سطح دریا خواهد بود.
این تونل راندبرگ و وستره بوکن را در جنوب کشور به هم متصل می کند و جایگزین حمل ونقل کشتیرانی خواهد شد. پس از تکمیل، Rogfast عنوان طولانی‌ترین و عمیق‌ترین تونل جاده‌ای زیردریایی جهان را از تونل Ryfast – همچنین در نروژ، ربوده است. این تونل ۱۴ کیلومتر طول دارد و حداکثر ۲۹۲ متر زیر سطح دریا قرار دارد که در اواخر سال 2019 افتتاح شد.
Statens Vegvesen - اداره راه های عمومی نروژ - پروژه Rogfast 22 میلیارد NKr (1.84 میلیارد پوند) را به شش بخش مختلف تقسیم کرده است - سه بخش برای ساخت تونل اصلی و سه بخش دیگر برای مسیرهای دسترسی و تونل های تهویه هستند.
کار بر روی دو بخش کامل شده است، در حالی که ساخت تونل 3.5 کیلومتری که جزیره Kvitsøy را به تونل اصلی متصل می کند در حال انجام است.
دو قرارداد ساخت تونل اصلی تا پایان سال و سومین قرارداد در سال 2024 منعقد خواهد شد. انتظار می‌رود این پروژه در سال 2031 تکمیل شود.
راه حل بهینه
شکستن رکورد ، هدف هیچ یک از پروژه ها که این راه حل ها را انتخاب کردند نبود - تصمیمات پس از ارزیابی طیف وسیعی از گزینه های زیرساخت اتخاذ شد.
مدیر پروژه تونل های Sinisa Galac، Lower Thames Crossing می گوید: «من معتقدم صنعت ما تنها در جایی که نیاز و تقاضای اثبات شده وجود داشته باشد و منافع و نتایج مثبت حاصل از انجام آن به وضوح قابل مشاهده باشد، «بزرگ» خواهد شد.
ما به دنبال شکستن رکوردها نبودیم. در عوض، ما این طرح را با دقت طراحی کردیم تا تأثیر آن بر جامعه محلی را به حداقل برسانیم و سبزترین جاده ای باشد که تا کنون در بریتانیا ساخته شده است.
ما تصمیم گرفتیم برای محافظت از محیط طبیعی محلی به جای پل، یک تونل بسازیم و طول تونل را 950 متر افزایش دادیم تا از باتلاق های تیمز محافظت کنیم.
این مورد در مورد پروژه Fehmarnbelt Fixed Link نیز وجود داشت. Femern یک تونل لوله ای غوطه‌ور را انتخاب کرد - که آن را به یک پروژه رکوردشکن تبدیل کرد - زیرا آن را عملی‌تر و سازگارتر با محیط‌زیست نسبت به یک تونل یا یک پل می‌دانست.
رزا دیز، مدیر پروژه موت مک‌دونالد می‌گوید که طی دو دهه گذشته، تونل‌هایی برای بسیاری از پروژه‌های حمل‌ونقل شهری حفاری شده‌اند، زیرا تنها راه‌حل امکان‌پذیر بوده و منجر به رشد در بازار تونل‌سازی شده است.
او می‌گوید: «ما شروع به ساختن تونل‌های بیشتری کردیم و نشان دادیم که می‌توان آن‌ها را انجام داد و کم کم مرزها را کنار زد.
بنوا جونز، بنیان‌گذار و مدیر عامل شرکت مشاوره و فناوری Inbye Engineering می‌گوید که برخی از پروژه‌ها ممکن است به جای زیرساخت‌های روی زمین، تونل‌ها را انتخاب کنند، زیرا هزینه نسبی آن کمتر است.
او توضیح می دهد. «با افزایش هزینه زمین؛ منحرف کردن جاده ها و خدمات شهری؛ ساختن پل ها یا برش ها و کارهای خاکی، تونل زنی شاید ارزان تر از ساخت راه آهن در سطح باشد.
فن آوری :
ماشین‌های حفاری تونل (TBM) در بسیاری از پروژه‌های رکوردشکنی استفاده می‌شوند. سازنده TBM
برد گروتن، معاون مهندسی رابینز می‌گوید که تکامل این ماشین‌ها پروژه‌های بزرگ تونل‌سازی را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه کرده است.
گروتن توضیح می‌دهد که ماشین‌ها برای پروژه‌های خاص طراحی و بهینه‌سازی شده‌اند و ویژگی‌هایی اضافه شده است که به TBMها اجازه می‌دهد تا به سرعت و ایمن در انواع مختلف شرایط زمین‌شناسی پیشرفت کنند. او تاکید دارد که افزایش سرعت تونل‌زنی منجر به برنامه‌ریزی پروژه کوتاه‌تر و در نتیجه هزینه‌های کمتر می‌شود.
استفاده ازTBM ها برای احداث تونلهای بالای 4 تا 5 کیلومتر اقتصادی هستند که استفاده از آنها را برای تونل های طولانی تر توجیه میکند. آنها دارای نوار نقاله های قابل حمل هستند، بنابراین می توانند به طور کارآمدی انتقال گل و لای را که هزینه بالایی دارد کنترل کنند و می توانند به طور موثر تونل را حفاری کنند. آنها هزینه سرمایه اولیه و زمان راه اندازی زیادی دارند، بنابراین با احداث تونل های طولانی تر، ساخت تونل اقتصادی تر می شود."
او می افزاید که برای مثال، پیشرفت در فناوری TBM، به طوری است که آنها بتوانند به طور موثرتر در مناطق حساس حرکت کنند، همچنین "می توانند پروژه های پیچیده تری را پشت سر بگذارند و میزان ریسک قابل کنترلی دارند".
دیز می‌گوید که توسعه ابزارهای طراحی جدید همچنین پروژه‌های بزرگ تونل‌سازی را با کاهش هزینه و پایدارتر کردن آن‌ها قابل دوام‌تر کرده است.
او میگوید که طراحان بر کاهش میزان مواد استفاده شده و طراحی ساختارهای خاص تمرکز کرده اند
فناوری همچنین به ساخت ابعاد بزرگتر تونل کمک کرده است و «پیشرفت‌های فناوری ساخت‌وساز بزرگ‌تر را ممکن کرده است. به عنوان مثال، نوآوری‌های اخیر در ایمنی آتش‌سوزی، مقاومت بتن و تهویه تونل به ما این امکان را داده است که طول و عرض تونل را از آنچه قبلاً قابل دستیابی بود، افزایش دهیم.
کلید تجربه :
دانشی که مشتریان، پیمانکاران و مهندسان از پروژه های گذشته به دست آورده اند نیز در توانایی آنها برای پیش بردن مرزهای ساخت تونل مؤثر بوده است. جونز بر شناسایی شرایط چالش برانگیز زمین و تأثیر مثبت اطلاعات بدست آمده از آن بر طراحی و ساخت تونل های جدید تأکید می کند. او به تجربه بخش تونل‌سازی نروژ اشاره می‌کند: «تونل روگفاست قطعا پروژه‌ای چالش برانگیز است، اما در نروژ آن‌ها تجربه زیادی با تونل‌های جاده‌ای زیردریایی طولانی داشته‌اند. آنها با ساخت این نوع تونل آشنا هستند و اعتماد به نفس لازم برای انجام آن را دارند."
پیمانکاران اغلب به روش ترجیحی تونل زنی به دلیل کارایی که در طول سال ها به دست آورده اند، پایبند هستند.
مدیر پروژه Statens Vegvesen برای Rogfast Oddvar Kaarmo می گوید که روش "سنتی" نروژی تونل زنی برای این پروژه انتخاب شده است. این روش شامل استفاده از سیکل مته و انفجار برای حفاری در طول مسیر است.
تجربه Sund & Bælt در ساخت تونل لوله غوطه ور نیز برای Fehmarnbelt Fixed Link ارزشمند بوده است. Sund & Bælt مسئول ساخت پل ثابت Øresund بین مالمو در سوئد و کپنهاگ در دانمارک بود. در سال 2000 افتتاح شد و دارای یک تونل لوله غوطه ور به طول 4 کیلومتر است.
دنیس جوخم، رئیس روابط مطبوعات و رسانه های آلمانی Femern می گوید که دانش به دست آمده از پروژه Øresund در پروژه تونل جدید استفاده شده است. او می‌افزاید: « بسیاری از مهندسان ماهر را استخدام می‌کند که در پروژه‌های دیگر ساخت تونل در سراسر جهان کار کرده‌اند. این تخصص برای ما یک مزیت بزرگ است.
هرچه پروژه های بیشتری انجام شوند، درک بیشتری از فرآیندها و ریسک ها پیدا خواهد شد و اعتماد به نفس آنها را برای انجام پروژه های بزرگتر افزایش میابد.
دیز توضیح می دهد که کارفرمایان ریسک گریز نشده اند، اما افزایش این ریسک به دلیل فرآیندها و تأییدیه های گسترده مورد نیاز برای پیشبرد پروژه ، در مقایسه با گذشته می باشد.
یک شرکت تمام عناصر فنی را بررسی می کند . تمام این بررسی‌ها به مجریان اطمینان بیشتری می‌دهد که اقدامات فنی انجام شده درست هستند و باعث پیشرفت پروژه‌ها می شوند و نیز می‌توانند بیمه شوند.
همانطور که تکنولوژی تکامل می یابد و صنعت تجربه بیشتری از ساخت تونل های پیچیده به دست می آورد، این صنعت همچنان مرزهای ساخت تونل را گسترده تر نماید.
 

افراد دارای مهارت در این زمینه

در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .