مراحل اجرای تونل های بزرگ و ساخت آنها
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 ابتداي مسيري را كه مي خواهند در آن تونل حفاري شود را مورد بررسي قرار مي دهيم. به اين صورت كه هياتي از مشاورين، طراحان و نقشه برداران مسير را بصورت هوایی يا زميني بازديد كرده و سه مسير پيشنهادي در نظر می گیرند. سپس در دفتر فني، اين سه مسير از نظرهاي مختلف مورد بررسي قرار مي گيرد و بهترين مسير از بين آن ها انتخاب مي شود. مسير انتخاب شده توسط مهندسين زمين شناس مورد بررسي قرار می گیرد؛ در فواصل مختلف از كوه نمونه برداري مي كنند و آن ها را در آزمايشگاه مورد بررسي قرار مي دهند و گسل هاي موجود در منطقه را شناسائي و نوع حركت آن ها را مشخص مي كنند، سپس نقشه اي از مقطع طولي كوه همانند شکل 1 انتخاب كرده و روي آن، جنس و نوع سنگ ها، محل گسل ها و مقاطع ريزشي را مشخص مي كنند. در مرحله بعد از مراحل اجرای تونل مسير توسط نقشه برداران ميخ كوبي مي شود و از هر دو طرف كوه مورد بررسي قرار مي گيرد و بعد از مثلث بندي كردن مراحل ساخت تونل شروع مي شود.
شکل 1- مقطع طولی کوه
ابتدا قسمت هاي كم ارتفاع در دو سركوه كه از سنگ هاي شكننده و ترك دار مي باشند را از هر دو طرف ابتدا و انتهاي تونل، كوه بري كرده تا مقاطع اصلي تونل كه سطحي تقريبا يكپارچه است بدست آيد.
شکل 2- عملیات ابتدایی کوه بری
در اجرای تونل هاي بزرگ حفاري از هر دو طرف كوه شروع مي شود و اين عمل آنقدر ادامه پيدا كرده تا هر دو حفره تونل به هم برسند. در زمان حفاري بايد مرتبا مسير از هر دو طرف توسط نقشه برداران بررسي شود چون اگر اشتباهي در اين مرحله صورت گيرد و تونل از هر دو طرف به هم نرسد چه از نظر اختلاف ارتفاع و چه از نظر مقطع چپ و راست، عواقب جبران ناپذيري را به همراه دارد. حفاري در دو مرحله انجام مي شود. به اين صورت كه اول سطح بالائي تونل كه تقريبا 0/67 ارتفاع تونل مي باشد را حفاري كرده و بعد از اتمام كار شروع به كف برداري يعني 0/25 پائين تونل مي كنيم. ارتفاع حفاري اوليه برای اجرای تونل بايد به اندازه اي باشد كه ماشين هاي سنگین بتوانند براي تخليه سنگ هاي تونل به راحتي در آن حركت كنند.
چگونگي حفاري :
اين عمل بوسيله مته هاي دستي و يا دستگاه هاي حفاري و چال زني از جمله ارتراك و درل واگن صورت مي گيرد. بايد ابتدا مقطعي را كه مي خواهيم چال زني كنيم در سطح اوليه مقطع تونل خط كشي كنيم بعد محل چالها روي سطح مشخص شود و سپس چالها را به طول و مقطع مناسب حفر كنيم. سپس داخل آن را با ديناميت و مواد آمفو پر كرده و چاشني گذاري كنيم و آنگاه خاك سرند شده مرطوب ريخته و بكوبيم.
اين كار را براي هر يك از چالها انجام داده و سيم هاي آنها را به هم وصل كرده، بوسيله سيمي بلند و دور از محل انفجار برق يا باطري را وصل مي كنيم و انفجار صورت مي گيرد.
نحوه چاشني گذاري:
در موقع چاشني گذاري و استفاده از مواد منفجره چه از نظر مقدار، فاصله چالها و ترتيب بندي انفجار بايد دقت زيادي كرد. از نظر مقدار مواد جداولي وجود دارد كه مي توان به آن ها رجوع كرد و آن ها را مورد استفاده قرار داد ولي با توجه به مختلف بودن جنس سنگها و مواد منفجره بهتر است از روش تجربي، مقدار موارد را بدست آورد. اگر در مقدار مواد دقت نشود، چه كم و چه زياد خسارت را به همراه دارد اگر مقدار مواد كم باشد مقاطع مورد نظر به ميزان دلخواه حفاري نمي شود و لازم به انفجار مجدد مي باشد که اين امر از نظر وقت و مقدار مواد اقتصادي نيست، و اگر مقدار مواد زياد باشد، اولا ممكن است موجب ريزش تونل شود و ثانيا مقدار ريزش تونل بايد بعدا توسط بتن يا سنگچین تا سقف خود كوه پرشود و اين عمل هم از نظر هزينه و وقت به ضرر مي باشد.
انواع چاشنی ها:
چاشني ها به چند گروه تقسيم بندي مي شوند مهم ترين آن ها چاشني های فوري و تاخيري مي باشد كه چاشني هاي تاخيري نيز بر اساس سرعت زمان انفجار آن ها به يك ثانيه، دو ثانيه و… تقسيم بندي مي شوند، پس بايد ترتیب چاشني گذاري رعايت شود. مثلا در ترانشه ها چاشني ها بايد به ترتيبي كار گذاشته شوند كه از بالا به پائين منفجر شوند تا بهترين كاربري را دارا باشند و استفاده بهينه از مواد و مصالح شود.
فاصلــه چال ها :
فاصله چال ها بايد به نحوي باشد كه شعاع انفجار هر چال، شعاع انفجار چال بعدي را پوشش دهد تا مقطع دلخواه تخريب شود.
بعد از هر انفجار سنگ هاي خرد شده بوسيله لودر و كاميون به بيرون از تونل حمل مي شود. اگر سنگ هاي خرد شده داراي مقاوت كافي باشند مي توان از اين سنگ ها براي مصالح بتن و غيره استفاده كرد. براي اين كار مي توانيم مقدار مواد منفجره را افزايش داده و يا چالها را به هم نزديك كنيم تا مصالح ريز بدست آيد. اين كار چند مزيت دارد، اول اينكه ازنظر تعداد دفعات حمل و نقل به نفع بوده و استفاده بهينه از مصالح تونل مي شود و دیگر اينكه دانه هاي سنگي كه در بتن استفاده مي شود صد درصد در همه جهت شكسته و عاري از خاك مي باشند.
كـف برداري تونل :
در ادامه اجرای تونل ها بزرگ بعد از حفاري قسمت فوقاني تونل و رسيدن دو طرف تونل به هم نوبت به كف برداري تونل مي شود اين كف برداري همانند مقطع فوقاني تونل توسط چالزدن و انفجار صورت مي گيرد با اين تفاوت كه اين بار چالها به جاي افقي بصورت عمودي و يا مايل زده و منفجر می شوند. همان طور كه در كف برداري تونل جلو مي رويم مي توان مراحل بعدی اجرای تونل را پشت سر هم انجام داد از جمله پي ريزي، ديوار سازي، قالب بندي، بند ريزي، سنگ چيني و …
بعد از پايان پي كني نوبت به بتن ريزي پي مي رسد، اين بتن ريزي حجمي و وزني مي باشد و فقط براي اتصال مرحله اول به ديوار ستون آرماتورهایي به شكل انتظار در درون بتن خم مي كنيم، معمولا بتن 300 مورد مصرف قرار مي گيرد.
شکل 3 – بتن ریزی دیواره تونل
بعد از بتن ريزي پي نوبت به قالب بندي و بتن ريزي مرحله اول ديوار بتني تونل مي رسد كه بتن اين مقطع نيز معمولا بتن 300 مي باشد. همان طور كه ديواره ستون ساخته و بتن ريزي مي شود، پشت سر آن تا ارتفاع بالاي ديوار خاك دستي ريخته مي شود. اين امر براي ساختن در قالب بندي وكم كردن ارتفاع براي سنگ كاري مي باشد.
در نزديكي تونل، معدني را پيدا مي كنيم كه سنگ هاي آن از نظر مقاومت و از نظر رنگ مورد قبول استاندارد ما باشد. بعد اين سنگ ها را به کمک سنگ تراشان جدا كرده و به شكل مورد نظر تراشيده مي شود. سنگ هايي كه در نما استفاده مي شود بايد سنگ مالويي باشد كه حتما يك طرف آن صاف باشد و شكل آن بصورت مربع يا مستطيل باشد. سنگ هايي كه در پشت آن براي پر كردن استفاده مي شود لازم نيست صاف و صيقلي شوند.
سنگ چيني به اين صورت انجام مي شود كه اول سنگ هاي مالون نما گذاشته مي شوند و بعد از آن پشت آن را با سنگ و ملات ماسه سيمان به صورت لايه لايه كار مي كنند. بايد توجه داشت كه اين سنگ چيني بايد تا زير سقف انفجار شده و حفاري شده ادامه پيدا كند تا به آن بچسبد و بين آن هيچ فاصله اي نباشد.
بايد هر چند متر، در طول تونل درز انبساط در نظر گرفت و اين درز انبساط ها فاصله شان با يونوليت پر مي شود اين امر براي انقباض و انبساط تونل و ديگر اينكه اگر قسمتي از ديوار صدمه ديد و ريزش پيدا كرد فقط آن قسمت تعمير شود.
بعد از اتمام سنگ چينی از مراحل اجرای تونل ، چند روز بعد قالب ها برداشته مي شود و بعد خاك دستي تونل به بيرون تخليه مي شود و اين كار تا حدود 30 سانت زير پي صورت مي گيرد.
قبل از كف سازي، كانالي در يك طرف تونل تعبيه مي شود که برای تخليه آب هاي تونل از بارش باران و برف صورت مي گيرد.
شکل 4 – کانال خروج آب باران در تونل
تــذكر : جهت تخليه آب بايد به فاصله هر 3 متر يك سوراخ در نظر بگيريم تا بوسيله اين سوراخ ها آبها به داخل تونل هدايت شوند. اگر تونل كوتاه بود اين آب به بيرون هدايت مي شود و اگر طول تونل زياد باشد آب از داخل تونل جمع و وارد چاه ها می شود.
بعد از ساختن كانال داخل تونل نوبت به زيرسازي و روسازي كف تونل مي رسد. ابتدا حدود 20 سانتي متر ساب بيس ريخته مي شود و بوسيله غلطك متراكم مي شود سپس 15 سانتي متر روي آن بيس ريخته مي شود و دوباره متراكم مي شود .
بعد از ريختن بيس (اساس) و ساب بيس (زیراساس) نوبت به بتن ريزي كف تونل مي رسد كه ضخامت آن 20 تا 25 سانتي متر مي باشد. بايد توجه داشت كه در هنگام بتن ريزي بند انبساط هر چند متر اجرا شود. بعد از اتمام بتن ريزي در طرف مقابل و قرينه كانال تخليه آب، پياده رو ساخته مي شود كه عرض آن در حدود يك متر مي باشد. در زيرسازي و بتن ريزي كف تونل بايد شيب به سمت كانال باشد و اين شيب عرضي حدود %5 مي باشد که این شيب بايد هماهنگ با قوس و دور باشد.
بعد از اتمام كارهاي اجرای تونل نوبت به ديوارسازي سر و ته تونل مي رسد. البته باييد ديوار چيني تونل تا چند متري بيرون تونل و كوه ادامه پيدا كند و هر دو طرف آن قالب بندي و داخل آن با بتن پر مي شود. بعد از خشك شدن بتن روي آن قيرگوني و خاكريزي مي شود تا آب داخل آن نفوذ نكند.
توجه : برای آشنایی با انواع روش های پایدارسازی و نگهداری تونل اینجا کلیک کنید.
شکل 5 – دیوارچینی ورودی تونل از مراحل پایانی اجرای تونل
