آوار دهلیزهای زیرزمینی بر سر مسافران

نقش و اهمیت تونل و حفاری های زیرزمینی در بهبود و توسعه ارتباطات شهری غیر قابل انکار است. در سال های اخیر تقاضا برای احداث فضاها و حفاری های زیرزمینی به جهت محدودیت فضا، بهره برداری ایمن، محافظت از محیط زیست، استفاده بهینه از انرژی و... به شدت رو به افزایش است. روش های مختلفی برای ساخت تونل در حال استفاده است که از مهم ترین آنها می توان روش کند و پوش و روش جدید تونل سازی اتریشی (NATM) را نام برد. ساخت تونل و تونل سازی معمولاً با خطرات و حوادث زیادی به ویژه ریزش همراه است. براساس تعریف سازمان Health and Safaty Executive ((HSEریزش در تونل سازی به معنی رها شدن ناگهانی و کنترل نشده توده خاک و در نتیجه از دست رفتن تمام یا قسمتی از مقطع عرضی تونل یا ریزش سنگین مصالح است. ریزش ها از نظر محل، میزان، عوارض (نتایج)، پیامدها، دلایل و مکانیسم با هم تفاوت دارند. از سال ۱۹۴۰ تا سال ۲۰۰۵ بیش از ۱۰۰ ریزش بزرگ هنگام انجام عملیات تونل سازی گزارش شده است که حدود ۳۰ درصد این ریزش ها مربوط به روش جدید تونل سازی اتریشی است. با توجه به توسعه شهری و به دنبال آن ساخت تونل های متعدد در کشور و استفاده گسترده از آن به دلیل مزایای زیاد در سطح بین المللی و ایران، در این مقاله این روش، توضیح دلایل و مکانیسم های مختلف ریزش و درنهایت ریزش های صورت گرفته در سطح جهان معرفی و بررسی می شود.
● معرفی روش جدیدتونل سازی اتریشی
روش جدید تونل سازی اتریشی، سهم بالایی از ریزش های حین ساخت تونل را به خود اختصاص داده است. این روش در سال ۱۹۶۲ در سالزبورگ اتریش براساس تجربیات به دست آمده از تونل سازی در آلپ معرفی شد. ایده اصلی آن استفاده از تنش ژئولوژیکی توده خاک یا سنگ اطراف برای تثبیت تونل است. اولین مورد استفاده از روش جدید تونل سازی اتریشی در خاک نرم در سال ۱۹۶۹ و در مترو شهر فرانکفورت بود. این روش برای مناطقی که خواص ژئولوژیکی پیچیده و متغیری دارند و پیش بینی مشخصات توده خاک مشکل باشد، بسیار مناسب است.
▪ مزایای کلی این روش عبارتند از؛
- انعطاف پذیری در هندسه های مختلف تونل مخصوصاً در تونل هایی با مقطع عرضی بزرگ
- پایین بودن هزینه تجهیزات تونل سازی و هزینه اولیه ساخت
- انعطاف پذیری برای نصب محافظ های مختلف نظیر بلت، داول و... در صورت نیاز
- نصب آسان لایه ضد آب
- انعطاف پذیری برای پایش تغییر شکل ها و توزیع تنش در صورت لزوم
- هزینه نهایی کمتر برای محافظت ها به دلیل اطمینان از کفایت محافظت ها با توجه به بارگذاری و شرایط زمین
- وجود سطح تماس مناسب میان محافظت ها و زمین به دلیل استفاده از شاتکریت (بتن پاشیده)
- نصب آسان محافظت های اولیه
انعطاف پذیری برای استفاده در شرایط مختلف خاک
ریزش در روش جدید تونل سازی اتریشی
به گزارش روابط عمومی و بین الملل شرکت راه آهن شهری تهران و حومه (مترو) تعداد زیادی از ریزش ها در پروژه های تونل سازی با روش اتریشی در سطح جهان منجر به جرح و فوت انسان ها و خسارت شدید مالی شده است. این ریزش ها آسیب های شدیدی به تاسیسات زیربنایی و فضاهای شهری وارد آورده است. با توجه به گزارش سازمان HSE منتشرشده در سال ۱۹۹۶، در مدت حدود سه هفته بعد از معرفی روش اتریشی، ۳۹ ریزش فاجعه بار در دنیا اتفاق افتاده است. علل اصلی بالا بودن میزان ریزش در روش اتریشی را می توان به شرح ذیل برشمرد؛
۱) مشکلات ذاتی تونل سازی با این روش
۲) عدم شناسایی، مدیریت و کنترل مناسب خطرات احتمالی
۳) وجود اعتماد بیش از حد به فرآیند ساخت در این روش
۴) طیف گسترده استفاده از این روش
۵) عدم آشنایی کامل به این روش
۶) گزارش مناسب تر ریزش ها در این روش
ریزش ها در روش اتریشی به شش گروه تقسیم بندی می شوند؛
ـ گروه اول؛ ریزش قسمت فوقانی تونل
ـ گروه دوم؛ ریزش موضعی جبهه کار
ـ گروه سوم؛ ریزش قسمت در تحتانی تونل
ـ گروه چهارم؛ ریزش کامل جبهه کار
ـ گروه پنجم؛ ریزش جبهه کار به دلیل آب شستگی
ـ گروه ششم؛ ریزش لوله یی
علل ریزش ها در روش جدید تونل سازی اتریشی
علل اصلی ریزش در تونل های اتریشی در سه گروه A ناحیه یی از جبهه کار تا ابتدای پوشش بتنی کامل شده، گروه B شامل ناحیه یی که در آن پوشش بتنی کامل شده است، و گروه C که شامل عللی که خارج از این دو ناحیه باشد، تقسیم بندی می شود.
● بررسی ریزش های صورت گرفته
همان گونه که بیان شد تعداد ریزش های صورت گرفته حین ساخت تونل در سطح بین المللی بسیار زیاد است. همچنین تعداد ریزش تونل های اتریشی به عنوان مناسب ترین یا تنها روش ممکن برای تونل سازی در مناطق شهری نیز نسبتاً بالاست. در این میان ریزش های متعدد مترو مونیخ و در نهایت ریزش سال ۱۹۹۴ این مترو و ریزش تونل هیثرو لندن با برجا گذاشتن خسارات بسیار بالا در این مقاله بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.
ریزش تونل ایستگاه خط اکسپرس هیثرو (HEX) در ۲۱ اکتبر سال ۱۹۹۴ منجر به چاپ تیتر «بزرگ ترین فاجعه مهندسی عمران در بریتانیا» در جراید انگلستان شد. ریزش در این تونل باعث به وجود آوردن خسارات بسیار شدیدی به ساختمان های مجاور شد. خسارت ناشی از این ریزش توسط شرکت های بیمه حدود ۱۴۱ میلیون دلار برآورد شد. فضای زیرزمینی این ایستگاه شامل تونل اصلی مسیر و دو تونل برای سکوها به همراه شفت اصلی است. ریزش در روش تونل سازی اتریشی بیشتر در جبهه کار رخ می دهد. لیکن ریزش در هیثرو در بخش حفرشده یکی از تونل سکوها و همزمان با انجام تعمیرات در بخش مجاور در تونل اصلی اتفاق افتاد. با اینکه کارشناسان با ارائه نتایج مونیتورینگ روزها قبل از ریزش تونل هشدارهایی به مسوولان داده بودند و دو ساعت قبل از این فاجعه نیز شواهدی در مورد ریزش مشاهده شد، لیکن تمام این هشدارها بدون توجه باقی ماند. بیش از ۱۰هزار مترمکعب بتن برای جلوگیری از توسعه ریزش ها در تونل پمپ شد. در گزارش سازمان های مربوطه بعد از این ریزش اشاره شد که پوششی بتنی که باید با قطر ۳۰۰ میلی متر اجرا می شد، توسط پیمانکار فقط ۵۰ میلی متر اجرا شد. در نتیجه شکایتی توسط سازمان HSE علیه پیمانکار اصلی این پروژه (شرکت بالفور بیتی) و مشاور آن (شرکت ژئوکانسالت) تنظیم شد. از مترو مونیخ در سال ۱۹۸۷، شش ریزش با دلایل مختلف گزارش شده است. در نهایت در سال ۱۹۹۴ ریزش نهایی این مترو باعث به وجود آمدن چهار میلیون دلار خسارت شد. این حادثه بسیار با سرعت انجام شد به شکلی که تراموایی که در حال عبور از محل بود به داخل محل ریزش سقوط کرد و چهار کشته و ۲۷ زخمی برجا گذاشت.
● نتیجه گیری
در مناطق شهری تقریباً مجبور به استفاده از روش جدید تونل سازی اتریشی هستیم. همان گونه که در بررسی تعدادی از ریزش های صورت گرفته در سطح بین المللی مشاهده می شود، حتی در کشورهای پیشرفته مانند انگلستان و آلمان ریزش هایی همچون هیثرو و مونیخ اتفاق افتاده است. می توان گفت تقریباً نمی توان کشور پیشرفته یی که تا به حال ریزش تونل در حال ساختی در آن به وقوع نپیوسته باشد، پیدا کرد. در سال های اخیر شاهد حجم بالای ساخت تونل در کشور بوده ایم. در این میان تونل های ساخته شده در مناطق شهری و از بین این تونل ها آنهایی که در مناطق پرجمعیت تر مانند تونل های خطوط قطار شهری تهران ساخته شده اند، شاهد تلاش مسوولان، مشاوران و پیمانکاران برای اجرای فرآیند ساخت با کمترین زمان و هزینه بیشترین ایمنی هستیم. با وجود این تلاش ها، همان گونه که گفته شد اجبار در استفاده از روش تونل سازی اتریشی و محدودیت های موجود ساخت مترو تهران را نیز بدون ریزش باقی نگذاشته اند، ولی مقایسه این ریزش ها با ریزش های صورت گرفته در سطح بین المللی از نظر تعداد، حجم خسارات (به عنوان مثال خسارت ۱۴۱ میلیون دلاری ریزش هیثرو لندن)، تناوب (به عنوان مثال بروز شش ریزش در یک سال در مترو مونیخ) و پیامدهای نشست ها، نشانگر عملکرد مناسب عوامل مختلف در اجرای مترو تهران است.

منبع : روزنامه اعتماد