تونل مانش ؛ ویژگی های بلندترین تونل زیر آبی دنیا

به گزارش بلاگ پو، تونل مانش که با نام های دیگری همچون تونل کانال یا تونل شانل هم شناخته می گردد، عنوان طولانی ترین تونل زیر آبی دنیا را دارد. اما این تونل چگونه ساخته شد؟

تونل مانش ؛ ویژگی های بلندترین تونل زیر آبی دنیا

خبرنگاران - تونل مانش (به فرانسوی Le tunnel sous la Manche) یا تونل شانل (Chunnel) یا تونل کانال (Channel) یکی از بلندترین تونل های دنیا است که در دهه خاتمهی قرن بیستم به بهره برداری رسید.

این تونل که امروزه به نام یوروتونل (Eurotunnel) هم شناخته می گردد، به نوعی بریتانیا را به اتحادیه اروپا متصل نموده است.

تونل مانش با طول 50/45 کیلومتر، دو خط ریلی دارد که فوکستون در بریتانیا را به کوکل در فرانسه متصل و از زیر کانال مانش (یا کانال انگلیس) عبور می نماید.

تونل مانش، تنها راه مواصلاتی ثابت بین بریتانیا و اتحادیه اروپا محسوب می گردد و خط ریلی بزرگی از شرق بریتانیا تا چین ایجاد می نماید.

این تونل در پایین ترین عمق 75 متر زیر بستر دریا واقع شده است و 115 متر با سطح دریا فاصله پیدا می نماید.

طول تونل در زیر آب به 37/9 کیلومتر می رسد که بلندترین طول تونل زیر آبی در دنیا محسوب می گردد.

درحال حاضر، شرکت GetLink مدیریت و مالکیت تونل مانش را دراختیار دارد.

روش رفت و آمد در تونل مانش

در خطوط ریلی تونل، قطارهای سریع السیر یورواستار استفاده می شوند که حمل مسافر را برعهده دارند.

جابه جایی وسایل نقلیه هم از همان خطوط انجام می گردد که قطارهای موسوم به یوروتونل شاتل آن را برعهده دارند.

سالانه میلیون ها مسافر و وسیله نقلیه و چند میلیون تن بار ازطریق تونل مانش بین اروپا و بریتانیا جابه جا می گردد.

ایده ها و برنامه هایی برای ساخت تونل بین بریتانیا و اروپا از سال 1802 شکل گرفت.

در آن موقع، سیاست دولت بریتانیا و فشارهای رسانه ای درباره تهدید امنیت ملی در بریتانیا، مانع از ساخت تونل شد.

در سال های خاتمهی قرن نوزدهم، انگلستان کوشش های ناپیروزی برای ساخت تونل کرد که مسائل مهندسی از تکمیل آن مانع شد.

کوشش نهایی از سال 1988 در دو سمت بریتانیا و فرانسه آغاز شد و تونل امروزی از سال 1994 کار خود را آغاز کرد.

در سال 1985، هزینه ساخت وساز تونل مانش حدود 5/5 میلیارد پوند پیش بینی شده بود.

در آن موقع، تونل مانش به عنوان پرهزینه ترین پروژه ساخت وساز دنیا شناخته می شد.

نکته جالب اینکه درنهایت پروژه با هزینه بسیار بیشتر از پیش بینی ها، یعنی 9 میلیارد پوند، به خاتمه رسید.

امروزه، تونل مانش به عنوان یکی از عجایب هفت گانه دنیا مدرن شناخته می گردد.

شماتیک نقشه محل قرارگیری تونل مانش

تاریخچه ساخت

اولین ایده برای ساخت تونلی برای اتصال بریتانیا و فرانسه در سال 1802 مطرح شد.

آلبرت متیو فاویه، مهندس معدن فرانسوی، پیشنهاد داد تونل زیر کانال انگلیس حفر گردد.

طرح اولیه او شامل چراغ های نفتی برای روشن کردن راستا تونل و جابه جایی به یاری کالسکه های اسبی و ساختن جزیره مصنوعی در میانه راستا برای تعویض اسب ها بود.

فاویه در طرح خود تونلی دوطبقه را پیشنهاد داده بود که از بالای آن برای حمل ونقل و از طبقه پایین برای جابه جایی آب های سطحی استفاده می شد.

به هرحال، طرح او در آن موقع اجرایی و مقرون به صرفه نبود و تأثیر سیاست و رسانه را هم در اجرا نشدنش نباید دست کم گرفت.

ایمه تومه دو گمو پیشنهاد دوم برای حفر تونل در زیر کانال انگلیس را بیان کرد.

در سال 1839، وی مطالعات دقیق زمین شناسی و هیدروگرافی را درباره منطقه کانال انجام و تا سال 1856، طرح خود را توسعه داد.

در آن موقع، او طرح خود را به ناپلئون سوم ارائه کرد و پیشنهاد تونل ریلی بین گرینه در فرانسه تا ایست واتر پوینت در بریتانیا بیان کرد.

او هزینه ای حدود هفت میلیون پوند را برای پروژه مدنظر خود پیش بینی نموده بود.

تا دهه 1870، بازهم پیشنهادهای مشابهی مطرح شد که به دلایل متعدد علمی و سیاسی به پیروزیت نرسیدند.

درنهایت در آن دهه، پروتکلی بین بریتانیا و فرانسه امضا و لزوم راه اندازی تونل بین دو کشور تصویب شد.

اولین طرح برای تونل مانش

حفر اولین ورودی های تونل مانش

سر ادوارد واتکین، از کارآفرینان بریتانیایی صنعت ریلی، به همراه الکساندر لاوالی، یکی از پیمان کاران پروژه کانال سوئز، در سال 1881 در شرکت راه آهن زیرآبی فرانسوی بریتانیایی عضویت داشتند و مطالعات جدی تجربی را در هر دو سمت تونل نهایی انجام دادند.

مطالعات آن ها به حفر اولین ورودی ها در سمت فرانسه و بریتانیا انجامید.

در سمت بریتانیایی، تونل اولیه ای به قطر 2/13 متر و طول 1،893 متر از صخره شکسپیر و در سمت فرانسه نیز تونلی با قطر مشابه و به طول 1،669 متر از سانگات حفر شد.

این پروژه هم به دلیل فشارهای سیاسی و رسانه ای خصوصا از سمت بریتانیا به پیروزیت نرسید.

تا میانه های قرن بیستم، بازهم پیشنهادها و طرح هایی برای اتصال فرانسه و بریتانیا ازطریق تونل زیر آبی مطرح شد.

همواره مسائل نظامی و ترس از تهدیدهای امنیت ملی از پیش رفتن پروژه مانع می شد.

در سال 1955 و پس از آنکه نیروهای نظامی هوایی به قدرت و گستردگی بسیار زیاد رسیدند، تهدید امنیتی از کانال زیر آبی دیگر آن چنان مهم نبود.

تا دهه 1970، بازهم کوشش ها از هر دو سمت به پیروزیت نرسیدند و هربار یکی از کشورها در میانه انجام پروژه از ادامه راستا منصرف می شد.

حتی دو دستگاه حفر در فرانسه و بریتانیا به دلیل همین مسائل از میانه راه به بیرون کشیده و به کشورهای دیگر فروخته شدند.

طرح اولیه تونل مانش قرن نوزدهم

آغاز همکاری فرانسه و بریتانیا

درنهایت طرحی که در سال 1979 به نام Mouse-Hole Project مطرح شد، موافقت سیاست مداران بریتانیایی و فرانسوی را به همراه داشت.

محافظه کاران در بریتانیا به قدرت رسیده بودند و از طرح توسعه ای حمایت می کردند.

در آن موقع، طرح تونل یک تونل تکی ریلی و یک تونل برای سرویس های دوره ای را شامل می شد و هیچ برنامه ای برای راه اندازی راستا شاتل ها نبود.

مارگارت تاچر، نخست وزیر وقت بریتانیا، با وجود مخالفت با سرمایه گذاری دولتی، مانعی برای اجرای پروژه به صورت سرمایه گذاری خصوصی نمی دید.

او در سال 1981 با فرانسوا میتران، رئیس جمهور فرانسه، ملاقات کرد و دو طرف بر سر راه اندازی گروهی مشترک برای مطالعه روی پروژه ای خصوصی به توافق رسیدند.

در سال 1982، گروه مطالعاتی مشترک به این نتیجه رسیدند که دو تونل برای عبورومرور قطار و یک تونل برای جابه جایی وسایل نقلیه احتیاج خواهد بود.

در سال 1985، از پیمان کاران دعوت شد تا طرح خود برای ساخت تونل را ارائه نمایند.

چهار طرح اصلی در آن موقع پیشنهاد شد:

  • تونل کانال (Channel Tunnel): طرح ریلی مبتنی بر پیشنهادی که در سال 1975 گروه مشترک فرانسه و بریتانیا تدوین نموده بود.
  • یوروبریج (Eurobridge): پل معلق 35 کیلومتری با تونلی بسته مخصوص عبور قطار
  • یوروروت (Euroroute): تونل 21 کیلومتری بین جزیره های مصنوعی که بنادر اصلی با پل به آن ها متصل می شد.
  • کانال اکسپرس وی (Channel Expressway): یک تونل جاده ای با قطر بسیار زیاد که از برج هایی در میانه راستا برای تهویه هوا بهره می برد.

در سال 1986، پیشنهاد اول پذیرفته شد.

در آن موقع، شرکت های حمل ونقل دریایی بیشترین اعتراض را به پروژه کردند.

درباره راستاهای عبورومرور برای خودروها نیز با وجود استقبال اولیه افکار عمومی، نگرانی ها از تهویه و مدیریت تصادف و…، امکان اجرای تونل جاده ای را از بین برد.

درنهایت، طرح اول به دلیل تأثیر کمتر روی حمل ونقل دریایی در کانال مانش، کمترین تأثیر زیست محیطی، کمترین تهدیدهای تروریستی و بخت چشمگیر در جذب سرمایه های خصوصی پذیرفته شد.

این طرح پیشنهاد گروهی به نام Channel Tunnel Group/France-Manche بود که از بانک ها و شرکت های خصوصی بریتانیایی و فرانسوی تشکیل می شد.

برنامه ریزی نهایی

گروه CTG/F-M که برای اجرای پروژه تونل مانش انتخاب شده بود، شامل دو بخش بریتانیایی و فرانسوی بود.

بخش بریتانیایی دو بانک و پنج شرکت ساخت وساز را دربر می گرفت و در بخش فرانسوی سه بانک و پنج شرکت ساخت وساز حضور داشتند.

بانک ها مسئولیت جذب سرمایه و تضمین اقتصادی وام ها را برعهده گرفتند و برنامه های طراحی و مدیریت فرایند نیز در شرکت های ساخت وساز انجام می شد.

شرکت های ساخت وساز فرانسوی گروهی به نام GIE Transmanche Construction تشکیل دادند تا حفر تونل را از سانگات آغاز نمایند.

گروه بریتانیایی نیز با تشکیل شرکت جدیدی به نام Translink Joint Venture کار حفر را از صخره شکسپیر آغاز می کردند.

ترکیب دو شرکت نیز برای قراردادهای بین المللی در سازمانی به نام TransManche Link یا TML باهم تعامل داشتند.

فرانسه بیش از بریتانیا سابقه پروژه های زیرساختی داشت؛ به همین دلیل، استقبال چشمگیری از پروژه تونل مانش شد و سازمان های قانون گذار به سرعت آن را تأیید کردند.

در بریتانیا نیز، پس از کمی آنالیز ادامه دار در مجلس های متعدد قانون گذار طرح نهایی تأیید شد.

هزینه ها

پروژه تونل مانش در قرارداد BOOT تأیید شد.

در این پروژه ها، شرکت خصوصی مسئولیت طراحی و سرمایه گذاری و اجرای پروژه را برعهده می گیرد و در ازای سرمایه گذاری، تا مدتی از آن بهره برداری می نماید.

سپس، پروژه در حالت بهره برداری پس از مدت معین به سازمان دیگری تحویل داده می گردد که عموما دولتی است.

گروه TML مسئولیت طراحی و ساخت تونل را برعهده گرفت؛ درحالی که فعالیت های اقتصادی و جذب سرمایه را شرکت دیگری به نام یوروتونل مدیریت می کرد.

این شرکت جدید CTG/F-M را به زیرمجموعه خود تبدیل کرد و قرارداد ساخت وساز با TML امضا کرد.

درنهایت، تصمیم گیری های ایمنی و مهندسی تونل برعهده دو دولت بریتانیا و فرانسه گذاشته شد و اکنون سازمانی به نام Channel Tunnel Safety Authority مسئولیت آن را برعهده دارد.

تونل مانش با سرمایه گذاری کاملا خصوصی حفر و راه اندازی شد

یوروتونل با قراردادی 55 ساله، مجوز بهره برداری از تونل مانش را از دولت های بریتانیا و فرانسه دریافت کرد تا سرمایه های جذب شده و بدهی ها را پرداخت کند.

همچنین، قراردادی هم با شرکت های ریلی بریتانیا و فرانسه امضا شد تا درآمد قطارها که نیمی از ظرفیت تونل را اشغال می کردند، بین آن ها تقسیم گردد.

جذب سرمایه برای پروژه ای بین المللی در چنین ابعادی مسائل بسیار زیادی به همراه داشت.

حدود 50 بانک به پروژه وام تزریق کردند و سرمایه های عمومی نیز به مرور برای آغاز حفر تونل مانش جذب شد.

به هرحال، هزینه های اولیه به میزان 4/65 میلیارد دلار در سال 1985 تأمین شد.

در اوج فرایند پروژه، بیش از 15 هزار نفر در ساخت تونل مانش استخدام شده بودند که هزینه حقوق آن ها به سه میلیون پوند می رسید.

در کل فرایند نیز 10 کارگر جان خود را از دست دادند که هشت نفر از آن ها بریتانیایی بودند و در ابتدای پروژه فوت کردند.

کارگران حین حفاری تونل مانش

در مجموع، 11 ماشین حفاری در دو سمت فرانسه و بریتانیا آغاز به کار کردند تا تونل های دوقلوی راه آهن و تونل مرکزی عبور شاتل را حفر نمایند.

فرایند نهایی بدین صورت طراحی شده بود که مهندسان حفاری حدودا در وسط راستا به یکدیگر برسند.

البته کارگران سمت بریتانیا راستا تقریبا طولانی تری را حفاری کردند.

درادامه، مراحل طراحی و حفر تونل های را توضیح می دهیم.

فرایند مهندسی و ساخت تونل مانش

بیست سال پیش از نهایی شدن برنامه های حفر تونل مانش، مطالعه های مهندسی تأیید نموده بودند که امکان حفر تونل در لایه گج مارن (Chalk Marl) زیر بستر دریا امکان دارد.

این لایه زمین شناسی یکی از لایه های برتر برای حفر تونل به شمار می فرایند و به دلیل نفوذناپذیری و سهولت در حفر و سختی درخورتوجه خصوصیات لازم را برای عبور دستگاه های حفر تونل دارند.

در سمت بریتانیایی کانال انگلیس، لایه مارن به خوبی وجود داشت.

اما در پنج کیلومتر از طول تونل در سمت فرانسه، لایه های زمین شناسی با تنوع سختی متفاوت و سختی های حفاری کار را برای مهندسان سخت می کردند.

به هرحال، پنج ماشین حفاری که در سمت فرانسه مشغول بودند، زمین سخت را برای عبور تونل ها حفر کردند.

شماتیک لایه های زیرزمینی تونل مانش

اهمیت آنالیز های زمین شناسی در تونل مانش

یکی از مراحل مهم طراحی و برنامه ریزی ساخت تونل مانش، مطالعه های زمین شناسی پیش از آغاز پروژه بود.

در سال 1833، تومه دو گمو اولین نمونه گیری ها از این منطقه را انجام داده که مناسب بودن لایه های زمین شناسی در همان مطالعه ها تأیید شده بود.

در سال های بعد، بیش از 70 حفاری از بستر دریا و خشکی و چهار هزار کیلومتر پیمایش دریایی انجام شد تا بستر کامال انگلیس کاملا آنالیز گردد.

تا سال 1988، این مطالعه ها ادامه پیدا نموده بود تا بهترین موقعیت و عمق برای حفر تونل ها شناسایی گردد.

فرایند حفر تونل مانش، فرایندی کم سابقه در صنعت حفاری بود.

تا آن موقع، تنها تونل سیکان در ژاپن با ساختاری مشابه حفر شده بود که در سال 1988 هم به بهره برداری رسید.

از قلم نیاندازید تونل مانش قرار بود بلندترین راستا زیر آب را برای ارتباط دو سمت ایجاد کند و مسائل بسیار بیشتری داشت و طرح سه تونل موازی نیز فرایند حفاری را سختتر می کرد.

نگرانی اصلی مهندسان فشار هیدرواستاتیکی آبی بود که در بالای بستر حفر تونل وجود داشت و همواره بحران نفوذ آب و ازبین بردن تونل، آن ها را تهدید می کرد.

طرح نهایی تونل مانش

طرح نهایی تونل شامل ساخت دو تونل ریلی با قطر 7/6 متر می شد که هرکدام 30 متر از هم فاصله داشتند و طول آن ها به 50 کیلومتر می رسید.

تونل سرویس که بین آن دو ساخته می شد، 4/8 متر قطر داشت.

برای ارتباط بین تونل های ریلی و تونل مرکزی سرویس دهی، در فاصله های 375 متری کانال هایی با قطر 3/3 متر در نظر گرفته شد.

بخش های دیگر تونل های هوایی را شامل می شد که با قطر دومتری از بالای تونل های ریلی به هم متصل می شوند.

در فرایند ساخت، تونل سرویس که در مرکز قرار داشت، یک کیلومتر جلوتر حرکت می کرد تا شرایط زمین شناسی زودتر آنالیز و گزارش گردد.

در این فرایند، حفر تونل از لایه مارن آن چنان سخت نبود و تجربه های خوبی در این زمینه در صنعت معدن کاوی به دست آمده بود.

ناگفته نماند تونل های اتصالی بین تونل های اصلی مسائل مهمی در پی داشتند که در دو سمت کانال انگلیس، باید با سیاست های متفاوت پیاده می شدند.

طرح شماتیک تونل های سه گانه مانش

حفاری تونل مانش

فرایند حفاری که در دو سمت تونل مانش در دسامبر 1987 آغاز شد، از همان ابتدا در فرانسه با مسائلی همراه بود.

ماشین های حفاری از همان ابتدا با ورود آب به تونل روبه رو شدند و درنتیجه به پیاده سازی حالت عایق مجبور شدند (این ماشین ها دو حالت عایق و باز داشتند که بسته به موقعیت فعال می شد).

در سمت بریتانیا نیز پس از 3/2 کیلومتر حفاری، شرایط پیش بینی نشده ای رخ داد و ماشین ها به تخلیه و عایق بندی سریع مجبور شدند.

پس از مشکل مرحله اولیه، ماشین های حفاری مشکل زیادی تجربه نکردند و با سرعت حدود 149 متر در هفته پیش رفتند.

روش حفاری که برای حفر زمین و رسیدن به لایه مدنظر در دو سمت بریتانیا و فرانسه انجام شد، به نام Precast Segmental Linings شناخته می گردد که از روش های مرسوم حفر تونل است.

حفاری TBM در تونل مانش

در این روش، با پیش رفتن ماشین حفاری (TBM) بخش های قالب ریزی شده از قبل به مرور نصب می شوند تا به نوعی خط دهی تونل به صورت موقت انجام گردد.

این قالب ها علاوه بر ساخت دیواره داخلی تونل، تحمل فشار بار های داخلی و خارجی را هم در همان ابتدای فرایند ساخت نشان می دهند.

ماشین های TBM هم در راستا پیشرفت خود، به بخش های پشت سری نصب شده به یاری قالب ها تکیه می نمایند.

ماشین حفاری تونل مانش که از حفره فرانسه وارد می گردد.

ماشین های حفاری که برای حفر تونل مانش استفاده می شدند، در سمت بریتانیا به ترتیب حروف الفبا نام گذاری شده بودند و در سمت فرانسه نام های زنانه همچون Brigitte ،Europa ،Catherine ،Virginie ،Pascaline و Séverine داشتند.

این ماشین ها ساخت شرکتی با همکاری Markham و Kawasaki بودند.

دیواره های قالب گیری شده در سمت فرانسه از جنس نئوپرن بودند که عایق بندی گروت داشتند و با پیچ به هم متصل می شدند.

جنس دیواره ها بتن تقویت شده و چدن بود. در تونل انگلیس، به دلیل مناسب تربودن ساختار زمین شناسی امکان حفاری با سرعت بیشتر وجود داشت و تنها در بخش هایی که ساختار زمین شناسی کمی ضعیف بود، از دیواره های چدنی استفاده شد.

زمانی که دو طرف تونل مانش به هم رسید

30 اکتبر 1990، فرایند حفاری تونل مانش به اولین مرحله تاریخی رسید و مته حفاری 50 میلی متری به رسیدن دو سمت تونل سرویس به یکدیگر منجر شد.

در اول دسامبر همان سال، یک کارگر بریتانیایی و یک کارگر فرانسوی در محل تلاقی دو تونل به هم رسیدند و رسانه ها خبر نهایی تکمیل اولیه تونل مانش را مخابره کردند.

یوروتونل پیروز شده بود فرایند حفاری را طبق زمان قرارداد به خاتمه برساند.

اما هنوز مراحل زیادی از توسعه تونل مانش باقی مانده بود.

گراهام فاگ، کارگر بریتانیایی، به تونل فرانسوی رسید و از سمت فرانسه خارج شد.

او لقب اولین فردی را دریافت کرد که کانال انگلیس را پس از هشت هزار سال (جداشدن بریتانیا از اروپا در دوران زمین شناسی) از راه خشکی طی نموده است.

دو تونل در زمان رسیدن به یکدیگر تنها 36/2 متر باهم فاصله داشتند.

البته هماهنگ کردن دو تونل فراید سختی بود که درادامه جزئیات آن را توضیح می دهیم.

لحظه رسیدن دو سمت تونل مانش به یکدیگر

راستایابی تونل ها

راستایابی و تنظیم تونل هایی که از دو سمت فرانسه و بریتانیا حفر می شدند، مشکل مهم مهندسان در ساخت تونل مانش بود.

در طراحی اصلی، تونل سرویس اهمیت کمتری ازلحاظ راستایابی داشت و در چنین روینمودهایی، تونل سرویس ابتدا حفر می گردد تا حکم راهنمایی راستا را نیز برای دو تونل دیگر ایفا نماید.

در راستا حفر تونل، اطلاعات راستایابی تونل های اصلی به صورت پویا به روز می گردد و تغییر می نماید.

درواقع در راستایابی های این چنینی، از راستا مستقیم و از پیش مشخص شده خبری نیست.

تونل های بلند مانند مانش که در زیر دریا حفر می شوند، اغلب راستا مستقیمی ندارند.

درواقع، راستا حفر آن ها تحت تأثیر شرایط زمین شناسی زیر بستر دریا واقع شده است.

مهندسان در راستا بسته به سطحی که مشاهده می نمایند، جهت تونل را زاویه می دهند.

البته همان طورکه گفته شد، قبل از آغاز به کار امکان پذیر بودن معینات زمین شناسی برای حفر تونل بلند آنالیز شده بود و در راستا حفر، تنها باید جهت تونل کمی تغییر می کرد.

راستایابی تونل مانش درواقع ماه ها پیش از آغاز حفر تونل ها اجرا شده بود.

تفاوت راستایابی تونل مانش در زیر دریا با راستایابی جاده ای روی زمین

پس از آنکه مهندسان به عبور از راستا مارن برای حفر تونل به نتیجه رسیدند، برنامه های راستایابی در روشی شبیه به راستایابی جاده ها، اما با تجهیزات متفاوت آغاز شد.

برای اینکه تفاوت راستایابی یک تونل در زیر دریا را با جاده ای روی زمین درک کنید، باید بدانید اشتباه در راستایابی جاده، تنها به چپ و راست رفتن راستا می انجامد.

به علاوه، همه چیز در راستایابی جاده ای از هوا و با دوربین های نقشه برداری دیدنی است.

در زیر زمین و از آن مهم تر زیر حجم بزرگی از آب، شرایط بسیار متفاوت می گردد.

اشتباه در راستایابی نه تنها در جهت های چپ و راست، بلکه در جهت های بالا و پایین تونل نیز امکان دارد.

تونل هایی که از سمت بریتانیا و فرانسه به سمت یکدیگر حفر می شدند، درمجموع بیش از دو متر اجازه اختلاف جهت در نقطه تلاقی نداشتند.

درصورتی که فاصله آن ها در محل رسیدن بیش از این مقدار می شد، امکان تغییر راستا سریع تونل قطعا وجود نداشت.

در شرایط بحرانی تر، کارگران به سمت بالا حرکت می کردند که موجب نفوذ آب به تونل و حوادث ناگوار می شد.

روش رسیدن به جهت های دقیق در تونل مانش

حال که اهمیت راستایابی تونل مانش را درک کردیم، باید روشی را مرور کنیم که سی سال پیش برای رسیدن به جهت های دقیق استفاده شد.

پیش از آغاز به حفر تونل، مهندسان ازطریق تجهیزات نصب شده در کانال انگلیس حفاری هایی در بستر دریا انجام می دادند.

این حفاری ها علاوه بر معین ترکردن لایه های زمین شناسی بستر دریا، برای ورود تجهیزات انتشار امواج صوتی هم استفاده می شدند.

با واردکردن تجهیزات به زیر زمین و انتشار امواج، محل دقیق لایه مارن در معین می شد.

درنتیجه مهندسان نقشه ای سه بعدی از ضخامت و عمق لایه مارن دراختیار داشتند که بعدا دراختیار ماشین های حفاری نهاده شد.

حال استفاده از نقشه در ماشین های حفاری تونل، مشکل بعدی بود.

استفاده از لیزر در راستایابی تونل مانش

استفاده از لیزر در راستایابی رویکردی مرسوم است.

در این روش، لیزر در جلو ماشین جاده سازی نصب می گردد و با جهت دهی آن به سمت مقصد معین، راستا حرکت ماشین ها با دقت ترسیم می گردد.

در حفر تونل، از راستا روبه رو خبری نیست و ماشین ها باید با راستا پشت سری که طی نموده اند، هماهنگ شوند.

درنتیجه ماشنی های TBM حفر تونل مانش مجهز به لیزرهای رو به پشت بودند که راستا طی شده را با تجهیزات نصب شده در تونل تراز می کرد و درنهایت، خط لیزر با نقشه ای هماهنگ می شد که قبلا به یاری حفاری از بالا ترسیم شده بود.

همان طورکه گفته شد، تونل مانش در سمت فرانسه با مسائل زمین شناسی بیشتری روبه رو بود.

شرکت Robbins که در گروه تأمین نماینده ماشین آلات TBM قرار داشت، جزئیات جالبی از مسائل موجود در سمت فرانسه ارائه می نماید.

طبق گفته این شرکت، به دلیل شرایط نفوذ آب در سمت فرانسه، ماشین هایی از نوع Earth Pressure Balance برای حفاری انتخاب شدند.

این ماشین ها بخش های برش دهنده عایق داشتند که دربرابر فشار آب شدید طراحی شده بودند.

همچنین، نقاله های پیچشی در نوک ماشین ها استفاده می شد که وظیفه انتقال خاک کنده شده را برعهده داشت.

ماشین های EPBM که برای فرانسه ساخته شدند، وزن 1،100 تنی و قطر 8/8 متری داشتند و نیروی رانش پیشانی آن ها به 19،613 کیلونیوتن می رسید و حداکثر تورک پیچشی آن ها نیز 12،748،645 نیوتن متر گزارش می شد.

سختی صخره ها در فرایند حفاری تونل ماشین

در بخش تونل فرانسه، برای حفاری تونل سرویس اولیه در زیر دریا هم به ماشین های EPBM احتیاج بود.

در این تونل، از ماشینی با قطر 5/6 متر استفاده شد که نیروی پیشانی 39،227 کیلونیوتن و حداکثر تورک پیچشی 3،510،781 نیوتن متر داشت.

ماشین های حفاری که در بخش بریتانیا استفاده شدند، دو ماشین TBM با پوشش دولایه بودند و پیش بینی نفوذ و فشار آب کمتری برای آن ها شده بود.

ماشین ها البته برای مقابله با شرایط پیش بینی ناپذیر ازلحاظ سختی صخره ها آماده بودند.

ماشین های اصلی با قطر 8/36 متر، تیغه های 13 اینچی برشی و نیروی رانش پیشانی 65،871 کیلونیوتن و حداکثر تورک پیچشی 5،727،984 نیوتن متر داشتند.

نمای داخلی تونل سرویس مانش

فرایند تخلیه سنگ و صخره ها و مارن که از حفر تونل مانش ایجاد می شدند، فرایند جالبی داشت و از نکات تأثیرگذار بر اکوسیستم محیط زیست آن منطقه بود.

در سمت بریتانیا، سیستمی متشکل از 500 کامیون حمل نخاله فعالیت می کرد و نخاله ها را با خارج کردن از تونل، به نوار نقاله سریعی در صخره شکسپیر منتقل می کرد.

از آنجا سنگ ها و مارن زیر بستر دریا به تالاب هایی در پشت کانال انگلیس منتقل می شدند.

درمجموع، حدود چهار میلیون مترمکعب مارن به آن منطقه منتقل شد که امروزه، پارکی به نام Samphire Hoe در آنجا راه اندازی شده است.

در بخش فرانسه، نخاله ها پس از خردشدن در محفظه ای در نزدیکی سانگات با آب ترکیب می شدند.

بخشی از نخاله ها برای پرکردن حفره های بمباران باقی مانده از جنگ دنیای دوم در نزدیکی سانگات استفاده و بخشی دیگر نیز در یک مخزن محفوظ دفن شد.

در سمت فرانسه، ساختار زمین شناسی مسائل زیادی برای حفر تونل ایجاد می کرد

در سال 1994، حفر تونل مانش رسما به خاتمه رسید.

ملکه الیزابت دوم به همراه رئیس جمهور فرانسه در مراسمی در شهر ساحلی کاله فرانسه آغاز به کار تونل مانش را جشن گرفتند.

ملکه بریتانیا برای رفتن به این جشن با قطار یورواستار به سمت فرانسه رفت و قطار دیگری هم از سمت پاریس وارد تونل شد و هر دو برای مراسم افتتاح در داخل تونل به هم رسیدند.

پس از جشن نیز دو مقام عالی رتبه دو کشور با قطار شاتل به انگلستان رفتند.

انجمن مهندسان سازه ایالات متحده، در همان سال 1994 تونل مانش را به عنوان یکی از عجایب دنیا مدرن انتخاب کرد.

سرویس دهی عمومی تونل مانش به مردم تا ماه ها بعد آغاز نشد.

اولین قطار باری پیش از قطارهای مسافربری در تونل مانش حرکت کرد و اول ژوئن 1994، خودروهای روور و مینی صادرشده به ایتالیا را حمل کرد.

درنهایت در 14 نوامبر همان سال، عبور اولین قطار مسافربری یورواستار از تونل مانش هم ثبت شد.

سیستم ریلی تونل مانش

سیستم ریلی که در تونل مانش وظیفه جابه جایی مسافر و بار و وسایل نقلیه را برعهده دارد، بخش ها و زیرمجموعه های مهمی را شامل می گردد که ترکیب آن ها حمل ونقل ایمن و سریع را در بلندترین تونل زیر آبی دنیا ممکن می نماید.

سیستم ارتباطی در حمل ونقل ریلی تونل مانش اهمیت زیادی دارد که از سه سیستم تشکیل می گردد:

  • سیستم رادیویی CR برای ارتباط بین ماشین های خدماتی و کارکنان
  • سیستم رادیویی TTR برای ارتباط امن و تبادل داده بین قطارها و مرکز کنترل ریلی
  • سیستم SIR برای داخل شاتل های حمل وسایل نقلیه که ارتباط بین خدمه راهنمایی قطار و مسافران وسیله نقلیه را ازطریق رادیو داخلی وسایل ممکن می کرد. ظاهرا این سیستم به دلیل مسائل اجرایی پس از مدتی تعطیل شده است.

تأمین برق لوکوموتیوهای قطار با استفاده از خط سیم بالاسری انجام می گردد که برق 25 کیلووات 50 هرتز دارد.

منبع تغذیه برق برای عملیات داخل تونل مانش به صورت مشترک از بریتانیا و فرانسه تأمین می گردد.

دو ایستگاه زیرمجموعه با تغذیه 400 کیلوواتی در هر ترمینال در دو سمت تونل وجود دارد.

البته در زمان های اضطراری، نورپردازی تونل که حدود 20 هزار لامپ را شامل می گردد، یکی از منابع انگلستان یا فرانسه تأمین خواهد نمود.

اینترنت 4G در تونل مانش

درضمن، شبکه مخابراتی 4G در کل طول تونل مانش پوشش ارائه می نماید.

سیستم سیگنال دهی کابین های راهنمایی قطار در کانال مانش TVM430 نام دارد که فرانسوی ها آن را مخصوص ارتباط با قطارهای تندرو طراحی نموده اند.

این سیستم اطلاعات را مستقیما به واگن های راهنمایی اصلی و نمایشگرهای مخصوص ارسال می نمایند.

سیستم حفاظت از قطار هم در خطوط ریلی پیاده سازی شده است که در زمان عبور سرعت قطار از میزان معین، آن را متوقف می نماید.

مدیریت سیگنال دهی قطارها در ترمینال های مخصوص دو سمت وجود دارد که نیروی متحصص آن ها 24 ساعته کنترل راستا را برعهده دارند.

این ترمینال ها که در سمت بریتانیا به نام ویکتور هوگو و در سمت فرانسه به نام چارلز دیکنز شناخته می شوند، مراکز ورود و خروج وسایل نقلیه به قطارهای مخصوص شاتل نیز هستند.

خطوط راه آهن تندرو در دوطرف تونل مانش

در هر دو سمت تونل، خطوط راه آهن تندرو قرار دارند.

در فرانسه از همان سال 1994، خط LGV Nord از تونل مانش به داخل کشور می رفت که مجوز حداکثر سرعت 300 کیلومتر بر ساعت داشت.

در سمت انگلستان نیز پس از راه اندازی خط High Speed 1 در سال 2003، سرعت مجاز در خارج از تونل به همین حد رسید.

در داخل تونل مانش، حداکثر سرعت قطارها تا 160 کیلومتربرساعت محدود شده است.

سیستم تهویه هوای قدرتمندی برای مدیریت گرمای تولیدشده در تونل ها تعبیه شده است.

این سیستم به گونه ای عمل می نماید که گرمای تولیدشده از حرکت قطارها را از تونل خارج کند و در زمان آتش سوزی احتاقتصادی هم تونل سرویس دهی را محفوظ نگه دارد.

فشار هوا در تونل سرویس همواره بیشتر از فشار در تونل های اصلی حفظ می گردد.

درنتیجه، اگر آتش سوزی در تونل های اصلی رخ دهد، دود به تونل سرویس دهی وارد نمی گردد.

به علاوه، دو لوله آب خنک نماینده در هر تونل ریلی تعبیه شد که آب خنک را برای ازبین بردن گرمای تونل ها به جریان در می آورد.

برای خارج کردن آب وارد شده به تونل بر اثر باران یا نشت کردن هم ازطریق سیستم مخصوص به بیرون از تونل راهنمایی می گردد.

انواع قطار مسافربری و خدماتی در تونل مانش

سیستم حمل ونقل مبتنی بر راه آهن که در تونل مانش فعالیت می نماید، به انواع قطارهای باری و مسافری و خدماتی احتیاج دارد که هرکدام معینات منحصربه فرد خود را دارند.

چند مجموعه قطار مسافربری باری به نام یوروتونل شاتل، لوکوموتیوهای باری، قطارهای مسافربری بین المللی و لوکوموتیوهای تعمیرات و سرویس در تونل مانش فعال هستند.

یوروتونل شاتل یا له شانل یکی از سرویس های شاتل مخصوص برای خدمت رسانی بین ترمینال های چارلز دیکنز و ویکتور هوگو است که وسایل نقلیه جاده ای مانند اتومبیل و موتورسیکلت و دوچرخه را هم جابه جا می نماید.

همچنین در بعضی از واگن ها، مسافر سوار می گردد و امکان ورود بعضی حیوانات خانگی هم به واگن ها وجود دارد.

واگن هایی که در قطارهای شاتل استفاده می شوند، ابعادی بزرگ تر از واگن های استاندارد در بریتانیا و فرانسه دارند.

درنتیجه، امکان ادامه راستا در راه آهن رسمی کشورهای مذکور را ندارند.

لوکوموتیوهایی که کشیدن قطارهای شاتل را برعهده دارند، به نام های Class 9000 و Class 92 شناخته می شوند که در دسته لوکوموتیوهای 6 محور پرقدرت قرار می گیرند.

ورودی تونل مانش از سمت فرانسه

قطارهای سریع در تونل مانش

قطارهای مسافربری پرسرعت که از تونل مانش عبور می نمایند، قطارهای سفر بین المللی هستند.

یکی از انواع آن ها به نام British Rail Class 373 یا TGV TMST شناخته می گردد که فرانسوی ها برای استفاده در خط راه آهن یورواستار طراحی شدند.

این قطارها امکان حرکت در خطوط ریلی داخل کشور فرانسه و انگلستان را دارند و مسافران را از انگلستان به اقصی نقاط اروپا جابه جا می نمایند.

مدل حرفه ای تر از همین قطار هم با سرعت بیشتر به نام British Rail Class 373 در خطوط راه آهن یورواستار فعالیت می نماید.

لوکوموتیوهای خدماتی که در خطوط راه آهن تونل مانش فعال هستند، به نام های Eurotunnel Class 001 و Class 0031 فعالیت می نمایند که از نوع دیزلی هستند.

آمارها و نکته های عملیاتی

تونل مانش پس از گذشت نزدیک به یک ربع قرن فعالیت، نقش مهمی در حمل ونقل قاره اروپا داشته است.

تونلی که یادآوری هشت هزار سال پیش و اتصال بریتانیا به اروپا است و امروز نقشی حیاتی در حمل ونقل مسافر و تجارت بین المللی در این منطقه ایفا می نماید.

اگرچه رخداد برگزیت با خارج شدن بریتانیا از اتحادیه اروپا همراه شد، هنوز کانال مانش به عنوان راه ارتباطی مهمی بین یکی از کشورهای مهم دنیا با همسایه های استراتژیک شناخته می گردد.

آمارهای عملیاتی مانش نشان می دهد شرکت مالک، GetLink، دستاوردهای مهمی در بهره برداری بهینه از این دستاورد بزرگ سازه ای دارد.

درادامه، بعضی از آمارها و نکته های جالب از شرایط کنونی تونل مانش را توضیح می دهیم.

مرکز کنترل ریلی تونل مانش

  • تونل مانش بلندترین طول راستا زیر دریا را دارد، اما به عنوان سیزدهمین تونل بلند دنیا شناخته می گردد. در میان تونل های مخصوص جابه جایی مسافر هم مانش در رتبه چهارم قرار می گیرد.
  • ماشین های حفاری که در جریان ساخت تونل مانش استفاده شدند، درمجموع 12 هزار تن وزن داشتند. هریک از آن ها طولی بلندتر از دو زمین فوتبال داشت. یکی از ماشین های حفاری در سمت بریتانیا اکنون در زیر کانال دفن شده است و دیگری در سال 2004 در eBay با قیمت 39،999 دلار فروخته شد.
  • روزانه به صورت میانگین 60 هزار نفر ازطریق تونل مانش جابه جا می شوند. 4،600 کامیون و 7،300 خودرو در 140 واگن هم به این آمار اضافه کنید.
  • سه آتش سوزی بزرگ در سال های 1996 و 2006 و 2012 در تونل مانش رخ داد که به تعطیلی تونل منجر شد. بزرگ ترین حادثه در سال 1996 رخ داد که 500 متر از تونل را از بین برد و 6 ماه روی عملیات بهره برداری تأثیر گذاشت.
  • مهم ترین حادثه اتفاق افتاده برای قطارهای تونل مانش در سال 2009 رخ داد که پنج قطار یورواستار در داخل تونل متوقف شدند. بیش از دوهزار مسافر به مدت 16 ساعت بدون برق و بعضی از آن ها بدون آب و غذا در تونل گرفتار شدند.
  • مشعل المپیک سال 2012 برای رسیدن به شهر مقصدش لندن، از داخل تونل مانش عبور کرد.
  • سیستم دیواره های تونل به گونه ای طراحی و ساخته شده است که حداقل تا 120 سال عمر بهره برداری دارد.
  • زمان عبور از داخل تونل مانش حدودا 35 دقیقه است.
  • حدود 26 درصد از تبادل محموله بین بریتانیا و اروپا ازطریق کانال مانش انجام می گردد که ارزش سالانه آن به 120 میلیارد دلار می رسد.

مرکز کنترل ترافیک تونل مانش

فرایندهای تعمیر و نگه داری

کانال مانش به دلیل اهمیت بسیار فراوان حمل ونقل مسافر و باربری، به سیستم های کنترل و مدیریت دائمی احتیاج دارد.

شرکت GetLink با پروژه یوروتونل مدیریت این تونل را برعهده دارد و سیستم های نظارت و تعمیر و نگه داری دائمی را در آن پیاده نموده است.

آن ها کوشش می نمایند تا جدیدترین فناوری ها را در یکی از راستاهای مواصلاتی بزرگ دنیا پیاده کند.

روزانه به صورت میانگین 350 قطار از تونل مانش عبور می نمایند و در ساعت های شلوغ، قطارها با فاصله سه دقیقه ای به حرکت درمی آیند.

شاتل های حمل کامیون حداکثر 32 وسیله حمل مرسوله های سنگین را جابه جا می نمایند که تا 44 تن وزن دارند.

در بعضی مواقع، وزن شاتل ها به 2،500 تن می رسد و شاتل های مسافری نیز توانایی جابه جایی 120 واگن دارند.

چنین فشار حمل ونقلی، قطعا به برنامه های نظارت و تعمیرات جدی احتیاج پیدا می نماید.

بزرگ ترین کارگاه تعمیرات و نگه داری قطار در دنیا در کوکل فرانسه مسئولیت تعمیر و نگه داری قطارهای تونل شانل را برعهده دارد.

هریک از قطارها با سیستم Wheel Measurement System اسکن می شوند تا به ویژه در بخش چرخ ها مسئله ای ازلحاظ افسردگی و خوردگی براثر جابه جایی در تونل پیدا ننموده باشند.

سیستم اسکن به صورت اتوماتیک در داخل تونل هم کار می نماید تا درصورت لزوم، درباره احتیاج به تعمیر چرخ قطارها هشدار دهد.

روش آنالیز خطوط راه آهن تونل مانش

برای آنالیز خطوط راه آهن موجود در تونل مانش، یک قطار دو واگن به نام Vectoor هفته ای یک بار کل سیستم ریلی را اسکن می نماید.

داده های جمع آوری شده در مراکز کنترل مدل سازی و عمر مفید تجهیزات از آن ها استخراج می گردد.

همچنین، شرکت از پهپادهای مخصوص برای نطارت بر راستا حرکت قطارها استفاده می نماید که به صورت زنده عملیات بازبینی از تونل را انجام می دهند.

هزینه سفر ازطریق تونل مانش بسته به سفر با قطار یا در داخل وسیله نقلیه شخصی متفاوت خواهد بود.

درحال حاضر، هزینه سفر یک طرفه با وسیله نقلیه ای مانند اتومبیل از 49 پوند آغاز می گردد و برای سفرهای شخصی نیز بلیت دوطرفه 69 پوند هزینه دارد.

بحران مهاجران و تونل مانش

یکی از نکات مهم تونل مانش که به مسئله همیشگی برای کشورهای اطراف آن تبدیل شده، بحران مهاجران غیرقانونی است.

از همان سال های ابتدایی، مهاجران و پناهندگان متعددی کوشش کردند تا ازطریق تونل مانش به صورت غیرقانونی وارد خاک بریتانیا شوند.

صلیب سرخ دنیای در سال 1999 مرکزی را برای مدیریت مهاجران در سانگات راه اندازی کرد که در انبار مخصوص ساخت تونل از آن ها نگه داری می کرد.

در سال 2002، در یک زمان بیش از 1،500 نفر در آن انبار زندگی می کردند.

به هرحال، مشکل مهاجران غیرقانونی هنوز کشورهای بریتانیا و فرانسه را زیرفشار قرار می دهد و تفاوت قوانین پذیرش پناهنده در دو کشور، بحران ها را چندبرابر می نماید.

کانال مانش امروزه شاید تهدیدهایی به دلیل خروج بریتانیا از اتحادیه اروپا احساس کند و شاید حمل ونقل بار در آن کاهش بیاید.

ناگفته نماند شرکت گت لینک اعتقاد دارد این تصمیم تأثیری بر عملکرد آن ها نخواهد گذاشت.

به هرحال، اکنون راستا مانش بهترین و سریع ترین راستا برای جابه جایی بین بریتانیا و اروپا محسوب می گردد و درمقایسه با تمامی روش های دیگر هوایی و آبی، کمترین تأثیر زیست محیطی را به همراه دارد.

تا امروز، بیش از 450 میلیون نفر مسافر از کانال مانش عبور نموده اند و این آمار برای خودروهای سواری و کامیون های باری به 60 و 30 میلیون دستگاه می رسد.

منبع: زومیت

pariha.com: پریها مجله گردشگری، خبری، موفقیت، آشپزی و سرگرمی میباشد.

kurdeblog.ir: مجله سرگرمی و گردشگری

منبع: بیت ران
انتشار: 23 آبان 1400 بروزرسانی: 23 آبان 1400 گردآورنده: blogpo.ir شناسه مطلب: 40974

به "تونل مانش ؛ ویژگی های بلندترین تونل زیر آبی دنیا" امتیاز دهید

امتیاز دهید:

دیدگاه های مرتبط با "تونل مانش ؛ ویژگی های بلندترین تونل زیر آبی دنیا"

* نظرتان را در مورد این مقاله با ما درمیان بگذارید