مراحل اجرای تونل های بزرگ و ساخت آنها

4122

در این پست تصمیم داریم با مراحل اجرای تونل های بزرگ، از مطالعات اولیه تا مرحله بهره برداری آشنا شویم، بنابراین با ما همراه باشید.

مطالعات اولیه طرح:

برای ساخت و اجرای تونل ابتدای مسیری را که می خواهند در آن تونل حفاری شود را مورد بررسی قرار می دهیم. به این صورت که هیاتی از مشاورین، طراحان و نقشه برداران مسیر را بصورت هوایی یا زمینی بازدید کرده و سه مسیر پیشنهادی در نظر می گیرند. سپس در دفتر فنی، این سه  مسیر از نظرهای مختلف مورد بررسی قرار می گیرد و بهترین مسیر از بین آن ها انتخاب می شود. مسیر انتخاب شده توسط مهندسین زمین شناس مورد بررسی قرار می گیرد؛ در فواصل مختلف از کوه نمونه برداری می کنند و آن ها را در آزمایشگاه مورد بررسی قرار می دهند و گسل های موجود در منطقه را شناسائی و نوع حرکت آن ها را مشخص می کنند، سپس نقشه ای از مقطع طولی کوه همانند شکل ۱ انتخاب کرده و روی آن، جنس و نوع سنگ ها، محل گسل ها و مقاطع ریزشی را مشخص می کنند. در مرحله بعد از مراحل اجرای تونل مسیر توسط نقشه برداران میخ کوبی می شود و از هر دو طرف کوه مورد بررسی قرار می گیرد و بعد از مثلث بندی کردن مراحل ساخت تونل شروع می شود.

پروفیل تونل

شکل ۱- مقطع طولی کوه 

ابتدا قسمت های کم ارتفاع در دو سرکوه که از سنگ های شکننده و ترک دار می باشند را از  هر دو طرف ابتدا و انتهای تونل، کوه بری کرده تا مقاطع اصلی تونل که سطحی تقریبا یکپارچه است بدست آید.

مراحل اجرای تونل های بزرگ

شکل ۲- عملیات ابتدایی کوه بری  

در اجرای تونل های بزرگ حفاری از هر دو طرف کوه شروع می شود و این عمل آنقدر ادامه پیدا   کرده تا هر دو حفره تونل به هم برسند. در زمان حفاری باید مرتبا  مسیر از هر دو طرف توسط نقشه برداران بررسی شود چون اگر اشتباهی در این مرحله صورت گیرد و تونل از هر دو طرف به هم نرسد چه از نظر اختلاف ارتفاع و چه از نظر مقطع چپ و راست، عواقب جبران ناپذیری را به همراه دارد. حفاری در دو مرحله انجام می شود. به این صورت که اول سطح بالائی تونل که تقریبا ۰/۶۷ ارتفاع تونل می باشد را حفاری کرده و بعد از اتمام کار شروع به کف برداری یعنی ۰/۲۵ پائین تونل می کنیم. ارتفاع حفاری اولیه برای اجرای تونل باید به اندازه ای باشد که ماشین های سنگین بتوانند برای تخلیه سنگ های تونل به راحتی در آن حرکت کنند. 

چگونگی حفاری :

این عمل بوسیله مته های دستی و یا دستگاه های حفاری و چال زنی از جمله ارتراک و درل واگن صورت می گیرد. باید ابتدا مقطعی را که می خواهیم چال زنی کنیم در سطح اولیه مقطع تونل خط کشی کنیم  بعد محل چالها روی سطح مشخص شود و سپس چالها را به طول و مقطع مناسب حفر کنیم. سپس داخل آن را با دینامیت و مواد آمفو پر کرده و چاشنی گذاری کنیم و آنگاه خاک سرند شده مرطوب ریخته و بکوبیم.

این کار را برای هر یک از چالها انجام داده و سیم های آنها را به هم وصل کرده، بوسیله سیمی بلند و دور از محل انفجار برق یا باطری را وصل می کنیم و انفجار صورت می گیرد.

نحوه چاشنی گذاری:

در موقع چاشنی گذاری و استفاده از مواد منفجره چه از نظر مقدار، فاصله چالها و ترتیب بندی انفجار باید دقت زیادی کرد. از نظر مقدار مواد جداولی وجود دارد که می توان به آن ها رجوع کرد و آن ها را مورد استفاده قرار داد ولی با توجه به مختلف بودن جنس سنگها و مواد منفجره بهتر است از روش تجربی، مقدار موارد را بدست آورد. اگر در مقدار مواد دقت نشود، چه کم و چه زیاد خسارت را به همراه دارد اگر مقدار مواد کم باشد مقاطع مورد نظر به میزان دلخواه حفاری نمی شود و لازم به انفجار مجدد می باشد که این امر از نظر وقت و مقدار مواد اقتصادی نیست، و اگر مقدار مواد زیاد باشد، اولا  ممکن است موجب ریزش تونل شود و ثانیا مقدار ریزش تونل باید بعدا توسط بتن یا سنگچین تا سقف خود کوه پرشود و این عمل هم از نظر هزینه و وقت به ضرر می باشد. 

انواع چاشنی ها:

چاشنی ها به چند گروه تقسیم بندی می شوند مهم ترین آن ها چاشنی های فوری و تاخیری می باشد که چاشنی های تاخیری نیز بر اساس سرعت زمان انفجار آن ها به یک ثانیه، دو ثانیه و…  تقسیم بندی می شوند، پس باید ترتیب چاشنی گذاری رعایت شود. مثلا در ترانشه ها چاشنی ها باید به ترتیبی کار گذاشته شوند که از بالا به پائین منفجر شوند تا بهترین کاربری را دارا باشند و استفاده بهینه از مواد و مصالح شود.

فاصلــه چال ها :

فاصله چال ها باید به نحوی باشد که شعاع انفجار هر چال، شعاع انفجار چال بعدی را پوشش دهد تا مقطع دلخواه تخریب شود.

بعد از هر انفجار سنگ های خرد شده بوسیله لودر و کامیون به بیرون از تونل حمل می شود. اگر سنگ های خرد شده دارای مقاوت کافی باشند می توان از این سنگ ها برای مصالح بتن و غیره استفاده کرد. برای این کار می توانیم مقدار مواد منفجره را افزایش داده و یا چالها را به هم نزدیک کنیم تا مصالح ریز بدست آید. این کار چند مزیت دارد، اول اینکه ازنظر تعداد دفعات حمل و نقل به نفع بوده و استفاده بهینه از مصالح تونل می شود و دیگر اینکه دانه های سنگی که در بتن استفاده می شود صد درصد در همه جهت شکسته و عاری از خاک می باشند. 

کـف برداری تونل :

در ادامه اجرای تونل ها بزرگ بعد از حفاری قسمت فوقانی تونل و رسیدن دو طرف تونل به هم نوبت به کف برداری تونل می شود این کف برداری همانند مقطع فوقانی تونل توسط چالزدن و انفجار صورت می  گیرد با این تفاوت که این بار چالها به جای افقی بصورت عمودی و یا مایل زده و منفجر می شوند. همان طور که در کف برداری تونل جلو می رویم می توان مراحل بعدی اجرای تونل را پشت سر هم انجام داد از جمله پی ریزی، دیوار سازی، قالب بندی، بند ریزی، سنگ چینی و … 

بعد از پایان پی کنی نوبت به بتن ریزی پی می رسد، این بتن ریزی حجمی و وزنی می باشد و فقط برای اتصال مرحله اول به دیوار ستون آرماتورهایی به شکل انتظار در درون بتن خم می کنیم، معمولا بتن ۳۰۰ مورد مصرف قرار می گیرد.

 مراحل اجرای تونل

شکل ۳ – بتن ریزی دیواره تونل 

بعد از بتن ریزی پی نوبت به قالب بندی و بتن ریزی مرحله اول دیوار بتنی تونل می رسد که بتن این مقطع نیز معمولا بتن ۳۰۰ می باشد. همان طور که دیواره ستون ساخته و بتن ریزی می شود، پشت سر آن تا ارتفاع بالای دیوار خاک دستی ریخته می شود. این امر برای ساختن در قالب بندی وکم کردن ارتفاع برای سنگ کاری می باشد.

در نزدیکی تونل، معدنی را پیدا می کنیم که سنگ های آن از نظر مقاومت و از نظر رنگ مورد قبول استاندارد ما باشد. بعد این سنگ ها را به کمک سنگ تراشان جدا کرده و به شکل مورد نظر تراشیده می شود. سنگ هایی که در نما استفاده می شود باید سنگ مالویی باشد که حتما  یک طرف آن صاف باشد و شکل آن بصورت مربع یا مستطیل باشد. سنگ هایی که در پشت آن برای پر کردن استفاده می شود لازم نیست صاف و صیقلی شوند. 

سنگ چینی به این صورت انجام می شود که اول سنگ های مالون نما گذاشته می شوند و بعد از آن پشت آن را با سنگ و ملات ماسه سیمان به صورت لایه لایه کار می کنند. باید توجه داشت که این سنگ چینی باید تا زیر سقف انفجار شده و حفاری شده ادامه پیدا کند تا به آن بچسبد و بین آن هیچ فاصله ای نباشد. 

باید هر چند متر، در طول تونل درز انبساط در نظر گرفت و این درز انبساط ها فاصله شان با یونولیت پر می شود این امر برای انقباض و انبساط تونل و دیگر اینکه اگر قسمتی از دیوار صدمه دید و ریزش پیدا کرد فقط آن قسمت تعمیر شود.   

بعد از اتمام سنگ چینی از مراحل اجرای تونل ، چند روز بعد قالب ها برداشته می شود و بعد خاک دستی تونل به بیرون تخلیه می شود و این کار تا حدود ۳۰ سانت زیر پی صورت می گیرد.

قبل از کف سازی، کانالی در یک طرف تونل تعبیه می شود که برای تخلیه آب های تونل از بارش باران و برف صورت می گیرد.

اجرای تونل های بزرگ

شکل ۴ – کانال خروج آب باران در تونل

تــذکر : جهت تخلیه آب باید به فاصله  هر ۳ متر یک سوراخ در نظر بگیریم تا بوسیله این سوراخ ها آبها به داخل تونل هدایت شوند. اگر تونل کوتاه بود این آب به بیرون هدایت می شود و اگر طول تونل زیاد باشد آب از داخل تونل جمع و وارد چاه ها می شود.  

بعد از ساختن کانال داخل تونل نوبت به زیرسازی و روسازی کف تونل می رسد. ابتدا حدود  ۲۰ سانتی متر ساب بیس ریخته می شود و بوسیله غلطک متراکم می شود سپس ۱۵ سانتی متر روی آن بیس ریخته می شود و دوباره متراکم می شود .

بعد از ریختن بیس (اساس) و ساب بیس (زیراساس) نوبت به بتن ریزی کف تونل می رسد که ضخامت آن ۲۰ تا ۲۵ سانتی متر می باشد. باید توجه داشت که در هنگام بتن ریزی بند انبساط هر چند متر اجرا شود. بعد از اتمام بتن ریزی در طرف مقابل و قرینه کانال تخلیه آب، پیاده رو  ساخته می شود که عرض آن در حدود یک متر می باشد. در زیرسازی و بتن ریزی کف تونل باید شیب به سمت کانال باشد و این شیب عرضی حدود %۵ می باشد که این شیب باید هماهنگ با قوس و دور باشد.

بعد از اتمام کارهای اجرای تونل نوبت به دیوارسازی سر و ته تونل می رسد. البته بایید دیوار چینی تونل تا چند متری بیرون تونل و کوه ادامه پیدا کند و هر دو طرف آن قالب بندی و داخل آن با بتن پر می شود. بعد از خشک شدن بتن روی آن قیرگونی و خاکریزی می شود تا آب داخل آن نفوذ نکند.

توجه : برای آشنایی با انواع روش های پایدارسازی و نگهداری تونل اینجا کلیک کنید.

 اجرای تونل

شکل ۵ – دیوارچینی ورودی تونل از مراحل پایانی اجرای تونل

مطالعه بیشتر