حفاری تونل چگونه انجام می شود؟

تونل یک گذرگاه زیرزمینی است که در زیر سطح زمین یا آب ایجاد می شود. روش های مختلفی برای حفاری تونل وجود دارد که در این مقاله به مهمترین این روش ها و جزئیات آنها بحث خواهیم کرد.

در بیشتر موارد ساخت تونل گران و پرهزینه است؛ اما باعث صرفه جویی در زمان و ایجاد راحتی می شود. در برخی از شرایط حفاری خاک یا سنگ و غیره برای ساخت مثلا یک جاده، پل و… ضروری است. امروزه با در دسترس بودن تجهیزات مدرن، خاکبرداری و حفاری آسان شده است.

 از تونل ها می توان برای جاده ها، راه آهن و حتی به عنوان آبراه نیز استفاده کرد. در بسیاری از شهرها، شبکه های ریلی مترو در داخل یک تونل کار می کنند. در ادامه این مطلب از آرمیکو با مهم ترین روش های حفر تونل و کاربرد هرکدام حرف خواهیم زد.

مطلب پیشنهادی: کمپرسور

روش های حفاری تونل

انواع مختلفی از تکنیک های ساخت و ساز برای ساخت تونل وجود دارد که در زیر مورد بحث قرار می گیرد:

• روش برش و پوشش
• روش Bored tunnel
• روش ضربه زدن به خاک رس
• روش شفت
• روش Pipe Jacking
• روش Box jacking
• تونل های زیر آب
• و غیره

روش برش و پوشش برای حفاری تونل

روش برش و پوشش در حفاری تونل عموماً برای ساخت تونل های کم عمق استفاده می شود. در این روش حفره ای در خاک بریده می شود و توسط تکیه گاه هایی پوشانده می شود که می تواند بار روی آن را تحمل کند. برش را می توان به دو روش انجام داد.

 یکی روش از پایین به بالا است که در آن یک تونل زیر سطح با استفاده از تکیه گاه زمین حفر می شود. روش دیگر روش از بالا به پایین است که در آن دیوارهای تکیه گاه جانبی ابتدا به روش دیوارکشی دوغابی یا شمع بندی حفاری ساخته می شوند. سپس سقف در بالای دیوارها قرار می گیرد و خاکبرداری انجام می شود. در نهایت پایه تونل ساخته می شود. اکثر ایستگاه های مترو زیرزمینی به روش برش و پوشش برای حفاری تونل استفاده میکنند.

روش Bored tunnel

حفاری تونل به روش Bored tunnel یک تکنولوژی مدرن است. در این حالت از دستگاه های حفاری تونل استفاده می شود که به طور خودکار کار می کنند و کل فرآیند تونل زنی را آسان می کنند. همچنین فرآیند سریعتر و روش خوبی برای ساخت تونل در مناطق پر تردد است. ماشین‌های حفاری تونل (TBM) در انواع مختلف و مناسب برای شرایط مختلف زمین موجود هستند. این ماشین ها را می توان در شرایط سخت مانند زیر سطح آب و غیره استفاده کرد.

 یک محفظه تحت فشار ویژه برای TBM در نظر گرفته شده است تا در شرایط زیر سطح آب کار کند. کارگران نباید به جز برای کارهای تعمیر وارد آن محفظه شوند. زمانی که TBM در شرایط کار است باید مراقب بود. تنها مشکل این TBM وزن سنگین آن است؛ بنابراین حمل و نقل دشوار و پرهزینه تر است.

مطلب پیشنهادی: حفاری وایرلاین

روش ضربه زدن به خاک رس برای ساخت تونل

این روش برای شرایط خاک رسی قوی استفاده می شود. این یک روش قدیمی است و برای کارهای کوچک مانند نصب لوله های فاضلاب و غیره استفاده می شود. در این روش یک حفره در زمین حفر می شود و پس از کمی عمق تونل حفر می شود که توسط بیل های مخصوص انجام می شود.

این روش حفاری توسط یک نفر انجام می شود و افراد دیگر مشغول به جمع آورید خاک حفاری می شوند. این روش بسیار قدیمی است و توسط انگلیسی ها برای قرار دادن مین های تحت امپراتوری آلمان در طول جنگ جهانی اول استفاده می شد.

مطلب پیشنهادی: غبارگیر

روش شفت برای حفاری تونل

در این روش تونل در عمق بیشتری از سطح زمین ساخته می شود. شفت تا عمقی که تونل مورد نیاز است ساخته می شود. شفت یک سازه دائمی است که برای حفر تونل از آن استفاده میکنند. در عمق مورد نیاز، تونل ها با استفاده از TBM حفاری می شوند. شفت ها هم در ورودی و هم در خروجی تونل ها قرار داده می شوند. اگر تونل بیش از حد طولانی باشد، شفت های میانی نیز ارائه می شود. پس از مراحل ساخت، این شفت ها می توانند برای اهداف تهویه و همچنین خروجی های اضطراری نیز مورد استفاده قرار گیرند.

روش Pipe Jacking در ساخت تونل

از روش Pipe Jacking برای ساخت تونل در زیر سازه های موجود مانند راه های راه آهن، راه آهن و غیره استفاده می شود. حداکثر اندازه قطر 3.2 متر برای تونل مجاز است.

روش جک زدن جعبه در ساخت تونل

روش Box jacking مانند Pipe Jacking است، اما در این حالت به جای لوله، جعبه های مخصوص ساخته شده در خاک رانده می شود. یک سر برش در قسمت جلوی جعبه ارائه شده است. مواد حفاری شده در داخل جعبه جمع آوری می شود. تونل های بزرگتر را می توان با استفاده از جک های جعبه ای تا عمق 20 متر حفاری کرد.

حفاری تونل زیر آب

تونل زیر آب سازه ای است که در زیر آب ساخته می شود تا از آن عبور کند. اگر ساخت پل امکان پذیر نباشد، حفاری تونل زیر آب انتخاب خوبی است.

تونل زنی زیر آب فرآیند پرهزینه ای است، اما مزایایی نسبت به پل یا کشتی دارد. لوله های غوطه ور یا تونل حفاری دو روش رایجی هستند که برای ساخت تونل های زیر آب استفاده می شوند.

مطلب پیشنهادی: معدن چیست؟

سخن پایانی

در این پست آموزشی ما در رابطه با حفاری تونل و روش های مرسوم برای آن صحبت کردیم. روش های بسیار زیادی برای حفاری تونل به روش سنتی و نوین وجود دارد. روش های جدید و نوین حفاری و ساخت تونل از ابزارها و امکانات پیشرفته ای استفاده میکنند و خودشان را با انواع تکنولوژی های روز دنیا وفق داده اند.

بسته به نیاز، مکانی که درە آن تونل حفر می شود، موقعیت جغرافیایی آن منطقه، نوع خاک و بسیاری از موارد دیگر روش های بهینه برای حفاری فرق میکند. در این زمینه کارشناسان بهتر می توانند تصمیم بگیرند که کدام روش حفاری انتخاب مناسب تر و بهتری است. امیدوارم که مقاله ما مورد توجه شما واقع شده باشد.