نوشته‌ها

حفاری تونل

طراحی و ساخت تونل , حفاری تونل توسط گروه خاکبرداران

طراحی و ساخت تونل , حفاری تونل : پیش از اینکه بخواهیم در مورد ساخت تونل صحبت کنیم باید تعریفی دقیق از تونل داشته باشیم.تونل را می توان یک راهروی لوله دانست که برای عبور از مانع های مانند رودخانه ، کوه ، دریا و جاده ساخته می شود که به صورت زیر زمینی و یا دور پوشیده می باشد.

نیازی نیست کاملا دور تا دور تونل بسته باشد زیرا امروزه روش های جدیدی به وجود آمده که می توان طرفی از طول به صورت نیمه باز به بیرون باشد.گاهی تونل ها برای محافظت در مقابل ریزش کوه یا الودگی صوتی نیز ساخته می گردند.می توان سازه های را که از ۱۶/۰ کیلومتر بلندتر هستند تونل و سازه های کمتر را از زیرگذر نامید.

یک تونل می تواند برای مصرف های مختلفی ساخته شود مثلا برای رفت و آمد وسایل نقلیه یا دوچرخه یا راه آهن و … باشد.برخی از کانال های برای حمل آب در جهت مصرفهای صنعتی و یا عمومی هستند.در اروپا حتی تونل های ساخته می شوند که برای رفت و آمد حیوانات در جاده های خطرناک می باشند.

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.

طراحی و ساخت تونل

طراحی و ساخت تونل

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.

طراحی و ساخت تونل

طراحی و ساخت تونل

تاسیسات ایمنی در طراحی و ساخت تونل ها

امروزه تونل های که ساخته می شوند دارای امکانات و تاسیسات مناسبی می باشند.حداقل تاسیساتی که باید برای تونل در نظر گرفته شود شامل سیستم اعلام خطر، نورپردازی،اخطار و هدایت ترافیک ، تهیه مطبوع و مناسب ، دود و آتش یاب،اطفاءحریق کاملا خودکار است که می توانند سبب حفظ جان انسان ها و رفت و آمدی ایمن شوند.

البته یکی از مهم ترین زیرساخت های طراحی و ساخت تونل ، راه های است که برای گریز از مردم از زمان خطر ساخته می شوند.بیشتر تونل های که در اروپا نسبتا طویل هستند مطابق استانداردهای آنها دارای سامانه برق اضطراری و در صورت نیاز آسانسور برای افراد ناتوان می باشند. برای اینکه این سامانه کارآمدی باشد باید در فاصله های زمانی مشخص ، تاسیسات تونل ها به وسیله خدمه های مخصوص کنترل شود و اگر نیازی برای ترمیم باشد این کار را انجام بدهند.

چرا دیواره برخی تونل ها سرامیکی است؟

شاید برای شما نیز سوال باشد که چرا برخی از طراحی و ساخت تونل ها دیواره های سرامیکی داشته اند . این کار به چند دلیل انجام می شود. یکی از علت های استفاده از کاشی و سرامیک در تونل ها توانایی انعکاس نور در سطح سرامیکی می باشد که سبب نمی شود چشم راننده به میزان زیادی اذیت شود و البته سبب می شود هوشیاری بیشتری در برابر خودروهای مسیر مقابل داشته باشد. از این موضوعات که بگذریم از نظر امنیتی نیز بسیار مناسب می باشد.

فراموش نکنید که این خصوصیت سطح های سرامیکی موجب می شود نورپردازی درون تونل ها به راحتی انجام شود و با اینکه ممکن است موارد دیگری وجود داشته باشند که قابلیت بالاتری در انعکاس نور داشته باشند ولی هیچکدام به اندازه سرامیک دوام ندارند و هزینه ی آنها در برابر سرامیک و کاشی نیز زیاد می باشد.استفاده از سرامیک و کاشی در تونل ها علاوه بر موارد گفته شده سبب می شود که بتوان طرح های مختلف در تونل ایجاد کرد و همچنین روکش کردن دیواره ها به راحتی توسط کاشی صورت بگیرد.