حفاری تونل چگونه است؟ تونل ها به عنوان گذرگاه های زیر زمینی، از گذشته تا کنون نقش حیاتی در تسهیل ارتباطات و حمل و نقل داشتهاند. این سازه ها با طراحی های متنوع و بهرهگیری از روش های پیشرفته حفاری تونل، ساخته می شوند و با وجود هزینه های بالا، مزایای زیادی از جمله صرفه جویی در زمان و بهبود دسترسی به مناطق مختلف را فراهم می کنند. تونل ها به ویژه در شهر های بزرگ و پر ترافیک، با به کارگیری در سیستم های مترو، نقش مهمی در کاهش ترافیک و افزایش کیفیت حمل و نقل عمومی ایفا می کنند و موجب تسهیل در جابجایی افراد می شوند.
مطلب پیشنهادی : تجهیزات معدن
امروزه، پیشرفت های صنعت حفاری منجر به توسعه روش های متنوع حفاری تونل شده است. این روش ها با استفاده از ماشین آلات و ابزار های تخصصی مختلف اجرا می شوند. در ادامه، تکنیک های مختلف ساخت و ساز تونل بررسی خواهد شد که هر یک ویژگی های خاص خود را دارند:
روش برش و پوشش به عنوان یک تکنیک مؤثر در حفاری تونل های کم عمق شناخته می شود. در این فرآیند، حفرهای در خاک ایجاد شده و سپس با استفاده از تکیه گاه های مناسب پوشانده می شود تا بار موجود را تحمل کند. برش تونل می تواند به دو روش اصلی انجام شود. روش اول، حفاری از پایین به بالا است که در آن یک تونل زیر سطح با تکیه گاه های زمین ایجاد می شود. روش دوم، حفاری از بالا به پایین است، جایی که دیوار های تکیه گاه جانبی ابتدا با استفاده از روش های دوغابی یا شمع بندی ساخته می شوند.
سپس سقف بر روی دیوار ها قرار می گیرد و خاک برداری انجام می شود. در نهایت، پایه تونل تشکیل می شود. به دلیل مزایای این روش، بسیاری از ایستگاه های مترو زیر زمینی از آن بهره می برند. این روش نه تنها به دلیل کارایی اش، بلکه به دلیل قابلیت انطباق با شرایط مختلف خاک و بار های محیطی، به یکی از روش های پر کاربرد در پروژه های حفاری تونل تبدیل شده است.
روش حفاری تونل به شیوه Bored Tunnel یکی از فناوری های پیشرفته در ساخت و ساز زیر زمینی است که فرآیند حفاری را با استفاده از دستگاه های حفاری تونل خودکار تسهیل می کند. این دستگاه ها به طور قابل توجهی زمان حفاری را کاهش داده و امکان اجرای پروژه ها در مناطق پر تردد را فراهم می کنند. ماشین های حفاری تونل در انواع مختلفی طراحی شده اند تا با شرایط گوناگون زمین سازگاری داشته باشند و حتی در محیط های دشوار مانند زیر سطح آب نیز به کار گرفته شوند.
برای کارکرد مؤثر این دستگاه ها در این شرایط، یک محفظه تحت فشار ویژه طراحی شده است که ورود کارگران به آن فقط به منظور انجام تعمیرات مجاز است. این تکنولوژی به علت سرعت و کارایی بالا، یکی از روش های برتر در صنعت حفاری به شمار می آید. با این حال، وزن سنگین این دستگاه ها می تواند چالش هایی در زمینه حمل و نقل و هزینه های مربوط به آن ایجاد کند.
روش ضربه زدن به خاک رس، به ویژه در شرایط خاک رسی قوی، یک تکنیک قدیمی و مؤثر است که عمدتاً برای پروژه های کوچک، مانند نصب لوله های فاضلاب، به کار می رود. در این روش، ابتدا یک حفره در زمین ایجاد می شود و سپس با عمق مشخصی تونل حفر می شود. این عملیات با استفاده از بیل های مخصوص و به دست یک نفر انجام می گیرد، در حالی که سایرین به جمع آوری خاک حفاری شده مشغول هستند.
روش شفت یک تکنیک کلیدی در ساخت تونل است که در عمق های بیشتری از سطح زمین اجرا می شود. در این روش، شفت به عنوان یک سازه دائمی برای حفاری تونل به کار می رود و تا عمق مورد نیاز ادامه می یابد. پس از ساخت شفت، حفاری با استفاده از دستگاه های حفاری تونل انجام می شود. شفت ها در ورودی و خروجی تونل ها قرار دارند و در صورت طولانی بودن تونل، شفت های میانی نیز مورد نیاز می شوند. این شفت ها پس از اتمام مراحل ساخت، می توانند به عنوان سیستم های تهویه و خروجی های اضطراری استفاده شوند.
روش Pipe Jacking یک تکنیک مؤثر برای حفاری تونل در زیر زیر ساخت های موجود مانند جاده ها و راه آهن ها است. این روش امکان حفاری تونل هایی با قطر حداکثر 3.2 متر را فراهم می کند و به حفظ ساختار سطحی کمک می کند، که برای پروژه های شهری و مهندسی ضروری است.
روش جک زدن جعبه، مشابه Pipe Jacking است، اما به جای لوله، جعبه های مخصوصی درون خاک قرار می گیرد. این روش شامل استفاده از یک سر برش در جلوی جعبه برای حفاری است. مواد حفاری شده در داخل جعبه جمع آوری می شود. با بهره گیری از جک های جعبهای، امکان حفاری تونل های بزرگتر تا عمق 20 متر فراهم می شود. این تکنیک به دلیل کارایی و دقت بالا، گزینهای مناسب برای پروژه های زیر زمینی محسوب می شود.
تونل های زیر آب امکان عبور از زیر آب را فراهم می کنند، به ویژه زمانی که ساخت پل ها امکان پذیر نیست. اگر چه ساخت این تونل ها هزینه بر است، اما مزایای زیادی نسبت به پل ها یا کشتی ها دارند. دو روش رایج برای ایجاد این سازه ها شامل لوله های غوطه ور و حفاری تونل می شود که هر کدام به نحو مؤثری نیاز های حمل و نقل زیر آبی را بر آورده می کنند.
تونل ها از جمله مهم ترین سازه های مهندسی هستند که در مکان های مختلفی مانند کوه ها و دریا ها ساخته می شوند و کاربرد های گستردهای دارند. در این مقاله، به بررسی روش های حفاری تونل، از جمله تکنیک های سنتی و نوین پرداخته شد. روش های جدید با استفاده از تجهیزات پیشرفته و تکنولوژی های روز دنیا، بهینه ترین راه حل ها را برای حفر تونل ارائه می دهند. انتخاب روش مناسب بستگی به عواملی چون نیاز پروژه، موقعیت جغرافیایی و نوع خاک دارد و کارشناسان در این زمینه نقش کلیدی در تصمیم گیری خواهند داشت.