با وجود گسترش شهرنشینی، افزایش ترافیک و نیاز به زیرساختهای پایدار در زمینه حملونقل، استفاده از تونلها به عنوان یک راهحل موثر در توسعه شهری بیش از گذشته اهمیت پیدا کرده است. تونلسازی نه تنها در توسعه خطوط مترو، بزرگراهها و خطوط لوله کارایی دارد، بلکه در پروژههای صنعتی، آبرسانی و حتی دفاعی نیز نقش مهمی را ایفا میکند. برای اجرای صحیح پروژه و جلوگیری از خسارات جبرانناپذیر، لازم است که درک دقیقی از مراحل ساخت تونل و تجهیزات مورد نیاز در طی این فرایند داشته باشید. اگر علاقهمندید که بدانید تونل چیست و اطلاعات بیشتری در رابطه با مراحل ساخت تونل مترو به دست آورید، در ادامه این مقاله با مجموعه تیران تونل بیستون همراه باشید.
تونل چیست؟
تونل سازهای زیرزمینی است که در دل خاک، سنگ یا بستر رودخانه ایجاد میشود تا فضایی امن برای عبور وسایل نقلیه، انسان یا انتقال تأسیسات فراهم کند. بر خلاف راههای روباز، تونلها میتوانند در مکانهای دشوارگذر مانند کوهستانها یا مناطق شهری پرجمعیت ایجاد شوند، بدون این که اختلالی در سطح زمین ایجاد کنند. از جمله مصارف متداول تونلها میتوانیم به تونلهای مترو، تونلهای حملونقل بین شهری، تونلهای انتقال آب، تونلهای نیروگاهی و همچنین تونلهای نظامی اشاره داشته باشیم. بر اساس شرایط زمین و اهداف پروژه، روش ساخت و تجهیزات مورد نیاز برای اجرای پروژه تونلسازی میتواند متفاوت باشد.
دستگاههای مورد نیاز تونل سازی
تونلسازی بدون استفاده از تجهیزات مدرن عملاً غیرممکن خواهد بود. در پروژههای جدید از انواع ماشینآلات برای حفاری، تثبیت، بتنریزی، کفسازی و نصب تأسیسات استفاده میشود. برخی از مهمترین دستگاههای مورد استفاده در تونلسازی به شرح زیر هستند:
- دستگاه شاتکریت (Shotcrete): برای پاشش بتن روی دیوارههای تونل و جلوگیری از ریزش خاک.
- دستگاه TBM (Tunnel Boring Machine): ماشین حفاری تماممکانیزه برای تونلهای با قطر بالا.
- ملاتپاشها: برای پوشش سطوح با ملاتهای مقاوم در شرایط خاص.
- سیستمهای تهویه، زهکشی، نورپردازی و پمپهای تزریق بتن.
مراحل ساخت تونل
به منظور ساخت تونل نیاز است که مراحل زیر به ترتیب طی شوند:
1. بررسیهای ژئوتکنیکی و طراحی اولیه
نخستین گام در ساخت تونل، انجام مطالعات دقیق ژئوتکنیکی و زمینشناسی است. این بررسیها شامل تحلیل نوع خاک، بررسی سطح آب زیرزمینی، مقاومت سنگ بستر و ارزیابی خطرات احتمالی میشود. نتایج این مطالعات پایه و اساس طراحی سازه تونل و انتخاب روش مناسب حفاری را تشکیل میدهند. پس از آن، نقشههای اجرایی پروژه تهیه شده و محل دقیق ورودی و خروجی تونل مشخص میشود.
2. حفاری تونل با روشهای مختلف
در مرحله دوم نوبت به شروع عملیات حفاری میرسد. چنانچه در پروژه از دستگاههای مدرنی نظیر TBM استفاده شود، فرایند حفاری به طور مکانیزه و پیوسته صورت خواهد گرفت. در پروژههایی که از روشهای سنتیتری نظیر انفجار یا روش کند و پوش (Cut & Cover) استفاده میکنند، حفاری به صورت مرحلهای و تحت کنترل و نظارت دقیق صورت خواهد گرفت. برای انتخاب روش حفاری لازم است که به شرایط زمین، نوع تونل و همچنین بودجه پروژه توجه داشته باشید.
3. تثبیت دیوارهها با شاتکریت
در این مرحله باید دیوارههای تونل تثبیت شوند. برای تثبیت دیوارهها از دستگاه شاتکریت استفاده میکنند؛ این دستگاه با پاشش بتن برای مقاومسازی تونلها، سطح دیوارهها را پوشش خواهد داد. این عملیات از ریزش احتمالی خاک و سنگ جلوگیری نموده و ایمنی سازه برای اجرای مراحل بعدی را تضمین خواهد کرد. از آن جایی که استفاده از شاتکریت سرعت بالا، گیرش سریع و مقاومت نهایی بالایی به همراه دارد، این دستگاه در تونلسازی مدرن به وفور مورد استفاده قرار میگیرد.
بیشتر بخوانید: شاتکریت خشک
4. نصب تأسیسات و عملیات تکمیلی
بعد از این که سازه تثبیت و کفسازی انجام شد، نوبت به اجرای تأسیسات زیرزمینی میرسد. این تأسیسات شامل سیستمهای تهویه هوا، کابلکشی برق، سیستمهای روشنایی، زهکشی آبهای زیرزمینی و تجهیزات ایمنی میشود. در آخر، عملیات تکمیلی مثل عایقکاری، پوشش بتن نهایی، آسفالتریزی و پاکسازی محیط انجام میگیرد تا تونل برای بهرهبرداری آماده شود.
بهترین روش حفاری تونل
برای انتخاب روش حفاری تونل نیاز است که به فاکتورهای مختلفی نظیر جنس خاک، نوع پروژه، شرایط زیستمحیطی، بودجه و زمانبندی دقت داشته باشید. در حالت کلی، روشهای حفاری به دو دسته مکانیزه و غیر مکانیزه قابل تقسیمبندی هستند. حفاری مکانیزه با استفاده از دستگاه TBM صورت میگیرد که روشی سریع و ایمن بوده و برای تونلهای طویل مانند تونلهای مترو یا تونلهای بینشهری مناسب است.
در مقابل، روشهایی نظیر NATM (روش جدید تونلسازی اتریشی) با استفاده از شاتکریت و میلگرد برای تثبیت دیواره در محیطهای ناهموار یا کم قطر کاربرد دارد. در زمینهای سخت یا کوهستانی، روش انفجار کنترل شده معمولاً مورد استفاده قرار میگیرد که زمانبر است، اما هزینه مقرونبهصرفهتری دارد. همچنین، روش Cut & Cover را نیز داریم که معمولاً برای تونلهای کم عمق و شهری مورد استفاده قرار میگیرد.
تیران تونل بیستون؛ عرضهکننده دستگاه شاتکریت
در این مطلب دانستیم که تونل چیست و به بررسی مراحل ساخت و تجهیزات مورد نیاز آن پرداختیم. شرکت تیران تونل بیستون با تکیه بر سابقه طولانی خود در حوزه عرضه انواع تجهیزات مورد نیاز پروژههای عمرانی و ساختمانی، به ویژه دستگاههای شاتکریت، سهم بهسزایی در پاشش بتن در تونلها، تقویت دیوارههای زیرزمینی و افزایش پایداری سازهها در پروژههای بزرگ شهری به خود اختصاص داده است. برای کسب اطلاعات بیشتر و آموزش نحوه کار با دستگاه شاتکریت، میتوانید با کارشناسان تیران تونل بیستون تماس حاصل نمایید.
سوالات متداول
- دستگاه شاتکریت چگونه در مراحل ساخت تونل استفاده میشود؟
این دستگاه بعد از حفاری اولیه، با پاشش بتن روی دیوارههای حفاری شده، به تثبیت خاک و جلوگیری از ریزش کمک میکند. سرعت بالا و استحکام نهایی بتن باعث شده شاتکریت به یکی از اجزای جداییناپذیر مراحل ساخت تونل تبدیل شود.
- چه تفاوتی بین دستگاه شاتکریت و ملات پاش در پروژههای تونلسازی وجود دارد؟
شاتکریت بتن را با فشار زیاد روی سطح پاشیده و بلافاصله سخت میشود، در حالی که ملاتپاشها مواد سیال با دانهبندی تا 6-0 میلیمتر را به شکل پاششی اعمال کرده و برای سطوح نیازمند پرداخت بیشتر به کار میروند.
- مزایای استفاده از شاتکریت در مقاومسازی تونلهای زیرزمینی چیست؟
شاتکریت علاوه بر سرعت اجرای بالا، امکان اجرای بتن روی سطوح ناهموار، کاهش نیاز به قالببندی و افزایش ایمنی در برابر ریزش را فراهم میکند.
- چگونه دستگاههای شاتکریت در بهینهسازی ساخت تونل و کاهش هزینهها مؤثرند؟
این دستگاهها باعث کاهش نیروی انسانی، افزایش سرعت عملیات و جلوگیری از دوبارهکاری میشوند؛ در نتیجه پروژه سریعتر، ایمنتر و مقرونبهصرفهتر به پایان میرسد.
- آیا دستگاههای شاتکریت میتوانند در پروژههای تونلسازی قدیمی برای تقویت سازهها به کار روند؟
بله، یکی از کاربردهای اصلی شاتکریت، بازسازی و تقویت سازههای فرسوده در تونلهای قدیمی است. این تکنولوژی امکان نوسازی بدون تخریب را فراهم میسازد.
- چه نوع ملات و موادی برای استفاده در دستگاه ملات پاش برای تونلسازی توصیه میشود؟
ترکیبات سیمانی با مقاومت بالا، افزودنیهای ضدآب، الیاف تقویتکننده و مواد شیمیایی گیرش سریع، گزینههای مناسبی برای تونلسازی هستند که در دستگاههای ملاتپاش بهخوبی قابل استفادهاند.
