معرفی انواع تونل در صنایع

انواع تونل کدام هستند؟
از انواع تونل های پرکاربرد در حوزه های مهندسی می توان به تونل معدنی، تونل پیشاهنگ، تونل حمل و نقل، تونل تأسیسات شهری، تونل-زیرگذر، تونل پایه ای، تونل انتقال آب، تونل زهکشی، تونل انحراف آب، مسیر سرپوشیده و تونل باد اشاره کرد. در ادامه به معرفی کاربرد و ویژگی های هر یک از این تونل ها می پردازیم.

تونل پیشاهنگ چیست؟
تونل پیشاهنگ یا «تونل پایلوت» (Pilot Tunnel)، حفریه کوچکی است که معمولا در مرکز سطح مقطع جبهه کار تونل های بزرگ یا تونل های معدنی حفر می شود.

تونل های پیشاهنگ اطلاعات مورد نیاز در مورد مشخصات خاک و یا سنگ در متراژهای بعدی پیشروی را در اختیار مهندسان قرار می دهند. به این ترتیب می توان با اطلاع از موانع احتمالی، رویکرد مناسب برای حفاری را اتخاذ کرد.

علاوه بر این، حفر تونل های کوچک تر در مرکز سطح مقطع های بزرگ، میزان سطح آزاد را افزایش می دهد. سطح آزاد بیشتر، راندمان بالاتر عملیات آتشباری و حفاری را در پی دارد. تونل های پایلوت، کاربرد گسترده ای در حفاری های مکانیزه توسط دستگاه TBM دارند.

این تونل ه با فراهم کردن فضای کافی برای اجرای نگهداری در سقف محیط های سست، احتمال گیر کردن دستگاه را کاهش می دهند.

تونل حمل و نقل چیست؟
تونل های حمل و نقل، از متداول ترین و شناخته شده ترین سازه های مورد استفاده برای جابه جایی افراد و بار در محیط های شهری و غیر شهری توسط جاده یا راه آهن هستند.

این سازه ها با عبور از درون کوه ها، زیر زمین و زیر آب، مسیر مورد نیاز برای عبور وسایل نقلیه شخصی و عمومی نظیر اتوبوس و قطار را فراهم می کنند. امروزه با افزایش جمعیت، گسترش شهرنشینی و افزایش تعداد وسایل نقلیه، مسئله ترافیک به یک معضل همگانی تبدیل شده است.

تونل های ترابری، سازه هایی هستند که می توانند بخش قابل توجهی از این مشکل را برطرف کنند. از مزیت های این نوع تونل ها می توان به کاهش طول مسیر، افزایش سرعت جابه جایی، امکان اجرای طبقاتی و کاهش میزان مصرف سوخت اشاره کرد.

تونل مترو چیست؟
تونل مترو یکی از انواع تونل های مورد استفاده برای حمل و نقل عمومی است. این تونل ها به عنوان بهترین گزینه برای جابه جایی سریع و ارزان در کلان شهرها در نظر گرفته می شوند. تونل های مترو، بار ترافیکی جاده های سطح شهر و آلودگی های ناشی از آن را کاهش می دهند.

تونل های مترو معمولا با استفاده از روش های مکانیزه و در نظر گرفتن تمهیدات مربوط به نشست زمین حفر می شوند.

از این رو، ایمنی آن ها در سطح بالایی قرار دارد. البته مسیر راه آهن مترو همیشه از زیر زمین عبور نمی کند و امکان سطحی بودن بخش یا کل مسیر بین دو ایستگاه وجود دارد.

تونل تأسیسات شهری چیست؟
یکی از پرکاربردترین تونل های مورد استفاده در محیط های شهری، به خصوص در کلان شهرها، شهرهای توسعه یافته و شهرهای صنعتی، «تونل تأسیسات» (Utility Tunnel) است. این نوع از تونل ها به منظور انتقال خطوط آب، برق، گاز، تلفن، فاضلاب و دیگر خدمات شهری مورد استفاده قرار می گیرند.

تونل های تأسیسات شهری، زیرساخت های مورد نیاز برای راه اندازی تأسیسات مکانیکی (مانند تأسیسات بهداشتی) و الکتریکی ساختمان های مسکونی و اداری را تامین می کنند. این تونل ها باعث انتقال ایمن و باکیفیت خدمات بدون شلوغ کردن فضای شهر می شوند.

علاوه بر ساختمان های مسکونی و اداری، تونل های تأسیسات، در کارخانه های صنعتی (اجرای پایپینگ) و مجتمع های بزرگ نظیر دانشگاه ها، بیمارستان ها، آزمایشگاه ها و غیره کاربرد دارند.

زیرگذر چیست؟
زیرگذر، اصطلاحی است که برای اشاره به مسیر عبور افراد و در برخی از موارد وسایل نقلیه از زیر جاده و راه آهن مورد استفاده قرار می گیرد.

به طور کلی نمی توان زیرگذر را به عنوان یکی از انواع تونل ها در نظر گرفت. با این وجود، در صورت حفر زمین در زیر مسیرهای حمل و نقل، سازه ساخته شده به عنوان یک تونل-زیرگذر در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، زیرگذر خیابان استاد معین در شهر تهران، نمونه ای از یک تونل-زیرگذر است.

تونل پایه ای چیست ؟
«تونل پایه ای» (Base Tunnel)، یکی از انواع تونل های عمرانی است که اغلب به منظور اجرای مسیرهای راه آهن در کوه پایه نواحی کوهستانی حفر می شوند.

در گذشته، به دلیل محدودیت های فنی و اقتصادی تونل سازی، اجرای خطوط راه آهن در نواحی کوهستانی با هدف به حداقل رساندن عملیات های حفاری و افزایش شیب و انحنا صورت می گرفت.

با پیشرفت تونل سازی و معرفی تونل های پایه ای، شیب و انحنای مورد نیاز برای اجرای خطوط راه آهن در نواحی کوهستانی به حداقل رسید.

به این ترتیب، طول تونل در این حالت افزایش یافت اما مسیر حمل و نقل به میزان قابل توجهی کمتر شد. این مسئله بهبود سرعت جابه جایی و کاهش هزینه انرژی مصرفی را به همراه داشت. «تونل پایه گوتهارد» (Gotthard Base Tunnel)، طولانی ترین تونل پایه ای و ترافیکی جهان به طول 57.09 کیلومتر است که شمال کشور سوئیس را از درون رشته کوه های آلپ به جنوب آن متصل می کند.

تونل انتقال آب چیست؟
تونل انتقال آب، مسیرهای زیرزمینی مورد استفاده برای انتقال آب برای مصارف خانگی، صنعتی، کشاورزی یا محیط زیستی هستند. این تونل ها معمولا به عنوان بخشی از سیستم های آبرسانی در کنار سازه های دیگری نظیر قنات، کانال، آبگذر و دیگر مجراهای جریان آب مورد استفاده قرار می گیرند.

با این وجود، برخی از سیستم های آب رسانی فقط از یک تونل تشکیل می شوند. در موارد دیگر، امکان هدایت آب اضافی تونل های انتقال آب به درون رودخانه وجود دارد.

تونل زهکشی چیست؟
تونل زهکشی، مجرا یا کانال زیرزمینی است که به منظور کنترل جریان آب در فضاهای زیرزمینی و خروج آن ها مورد استفاده قرار می گیرد.

در معادن زیرزمینی، ادیت یا تونل دسترسی می تواند وظیفه تونل های زهکشی برای هدایت جریان آب به بیرون را بر عهده داشته باشد. طراحی اکثر تونل های زهکشی به گونه ای است که باعث جابه جایی آب تحت نیروی ثقلی می شود.

این طراحی، هزینه پمپاژ را کاهش می دهد. در کل، تونل های زهکشی، محیط مناسب برای اجرای پروژه های عمرانی و معدنی را فراهم می کنند.

تونل انحراف آب چیست؟
تونل های انحراف آب از پرکاربردترین سازه های مهندسی مورد استفاده در پروژه های سدسازی هستند. این تونل ها در بالادست سد حفر می شوند و جریان آب رودخانه را از مسیر دیگری به پایین دست انتقال می دهند.

این کار، امکان اجرای سد را بدون مزاحمت جریان آب فراهم می کند. تونل های انحراف آب به دو نوع دائمی و موقت تقسیم می شوند.

این تونل ها مانند تونل های انتقال آب، در هدایت جریان رودخانه به محل های دیگر جهت تامین آب مورد نیاز مصارف خانگی، صنعتی و کشاورزی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

به علاوه، تونل های انحراف آب به عنوان یکی از انواع تونل های زهکشی در تخلیه آب های اضافی ناشی از سیل نیز کاربرد دارند.

مسیرهای سرپوشیده:
در برخی از موارد، مسیر جاده، راه آهن، پیاده رو و دیگر مسیرهای بدون سقف با استفاده از مواد مختلفی نظیر فولادی، آجر، چوب و غیره پوشانده می شوند.

به این تریب مسیرهای سرپوشیده ای به وجود می آیند که از افراد یا وسایل عبوری را در برابر گرمای بیش از حد ناشی از تابش نور آفتاب، ریزش سنگ، بارش باران یا برف، وزش باد و دیگر عوامل طبیعی یا غیر طبیعی محافظت می کنند.

مسیرهای سرپوشیده به عنوان یکی از انواع تونل های مصنوعی در نظر گرفته می شوند. این تونل ها در ایجاد المان های معماری نیز کاربرد دارند.

تونل باد چیست؟
تونل باد، سازه ای توخالی است که به منظور شبیه سازی عملکرد اشیا پرنده نظیر هواپیماها یا وسایل نقلیه در برابر جریان هوا مورد استفاده قرار می گیرد.

در اغلب موارد، چندین فن قدرتمند در تونل های باد تعبیه می شوند و هوا را در طول تونل به جریان در می آورند. شی مورد آزمایش در یک محل مشخص به خوبی ثابت می شود. این شی می تواند یک مدل کوچک تر یا نمونه واقعی از وسیله مورد آزمایش نظیر ماشین، هواپیما، فضاپیما و غیره باشد.

جریان هوای ایجاد شده در اطراف شی، شرایطی مشابه با حرکت شی را شبیه سازی می کند. مهندسان با تعبیه ابزار دقیق بر روی شی، تأثیر نیروی هوا را مورد بررسی قرار می دهند.

تونل های چند منظوره:
در این بخش، به معرفی انواع تونل ها بر اساس کاربری پرداختیم. برخی از تونل ها برای چندین کاربری مورد استفاده قرار می گیرند.

به این تونل ها، تونل های چند منظوره می گویند. تونل اسمارت در کشور مالزی، اولین تونل چندمنظوره است که به عنوان مسیر حمل و نقل وسایل نقلیه موتوری و مجرای کنترل کننده جریان سیل به کار گرفته می شود.

این تونل، دارای دو طبقه مجزا است. طبقه پایین، کنترل جریان سیل های معمولی را بر عهده دارد.

در صورت رخ دادن سیل های شدید، ورودی طبقه بالا بسته می شود و هر دو این تونل ها برای کنترل جریان آب های اضافی مورد استفاده قرار می گیرند.