تجهیز کارگاه در پروژه های تونل؛ از دهانه ورودی تا عمق زیرزمین

ویژگی های خاص پروژه های تونل از دید تجهیز کارگاه

تونل یک پروژه سه‌بعدی است؛ طول، مقطع و عمق. همین سه‌بعدی بودن باعث می‌شود چالش‌های تجهیز کارگاه در آن، با پروژه‌های سطحی کاملاً متفاوت باشد:

• مح محیط کار محدود، تاریک و با تهویه محدود است.
• راه‌های فرار و خروج اضطراری پیچیده‌ترند.
• حضور آب، گاز، سنگ‌های ناپایدار و فشار زمین، مجموعه‌ای از ریسک‌ها را ایجاد می‌کند.
• مسیری که مصالح (خاک‌برداری یا سنگ‌برداری) باید طی کنند، طولانی و در امتداد تونل است.

بنابراین تجهیز کارگاه باید طوری طراحی شود که:

• دهانه تونل (Portal) و محوطه سطحی به خوبی سازمان‌دهی شود،
• فضاهای زیرزمینی برای تجهیزات، تهویه، برق و دسترسی آماده‌سازی شوند،
• مسیر تخلیه مصالح و حمل مصالح جدید روشن و ایمن باشد،
• امکان واکنش سریع در شرایط اضطراری فراهم شود.

ساختار کلی کارگاه تونل: سطحی و زیرزمینی

برای فهم بهتر، می‌توان کارگاه تونل را به دو لایه اصلی تقسیم کرد:

• کارگاه سطحی در دهانه تونل (Portal Yard): جایی که کمپ اداری و رفاهی، انبارهای اصلی، کارگاه تعمیرات، پست برق، سیستم تهویه، ایستگاه تخلیه مصالح و… مستقر می‌شوند.
• کارگاه زیرزمینی: شامل جبهه‌های حفاری، محل نصب خدمات و نگهداری، پایگاه‌های اضطراری، ایستگاه‌های تهویه، محل نصب پمپ‌ها و خطوط لوله و… .

طراحی تجهیز کارگاه، یعنی ایجاد ارتباط منطقی و ایمن بین این دو لایه؛ طوری که جریان نیرو، مصالح، هوا و اطلاعات بین سطح و زیر زمین به‌خوبی برقرار باشد. در دهانه تونل، استفاده از ساختمان های پیش ساخته کارگاهی و انواع کانکس اداری و خوابگاهی برای ساخت کمپ سطحی، یک راه‌حل استاندارد است که سرعت تجهیز را بسیار بالا می‌برد.

مراحل تجهیز کارگاه در پروژه های تونل

با وجود تنوع روش‌های تونل‌سازی (حفاری سنتی، انفجاری، روش NATM، استفاده از TBM و…) می‌توان چند مرحله مشترک برای تجهیز کارگاه در اغلب پروژه‌ها تعریف کرد:

۱. مطالعه محل و انتخاب محل دهانه تونل و کارگاه سطحی

دهانه تونل جایی است که تقریباً همه‌چیز از آن عبور می‌کند: نیروها، ماشین‌آلات، مصالح ورودی، مصالح خروجی، هوا و حتی اضطرارها. در انتخاب محل دهانه و کارگاه سطحی باید به موارد زیر توجه کرد:

• دسترسی مناسب جاده‌ای برای ماشین‌آلات و کامیون‌ها،
• فاصله ایمن از مناطق مسکونی (به خاطر سر و صدا، انفجارها و ترافیک)،
• پایداری شیب‌ها و دامنه‌های اطراف دهانه،
• فضای کافی برای کمپ اداری، رفاهی، انبارها و پارکینگ،
• امکان توسعه در صورت تغییر روش یا جبهه‌های کاری.

همین مرحله اولیه، اگر با سهل‌انگاری انجام شود، در ادامه پروژه هزینه‌های سنگینی به‌همراه خواهد داشت؛ از جابه‌جایی کارگاه گرفته تا مشکل با ساکنین محلی و دستگاه‌های نظارتی.

۲. طراحی نقشه جانمایی کارگاه سطحی تونل

پس از انتخاب محل، باید یک نقشه جانمایی دقیق برای کارگاه سطحی تهیه شود. در این نقشه، محل‌های زیر مشخص می‌شود:

• کانکس‌ها و ساختمان‌های پیش ساخته اداری و مدیریتی،
• خوابگاه‌ها، غذاخوری و سرویس‌های بهداشتی،
• انبار مصالح (سیمان، مش، بولت‌ها، مواد شیمیایی)،
• محل استقرار ماشین‌آلات سنگین (لودر، بیل مکانیکی، جرثقیل)،
• محوطه تخلیه و بارگیری مصالح حفاری (مواد خروجی)،
• پست برق، کمپرسورها، سیستم تهویه و مخازن سوخت.

در طراحی این نقشه باید به جدا کردن مسیرهای عابر و ماشین‌آلات و همچنین ایمنی مجاورت با دهانه تونل توجه ویژه کرد؛ نکته‌ای که در بسیاری از دستورالعمل‌های HSE تونل‌ها، از جمله نکات ایمنی در کارگاه تونل بر آن تأکید می‌شود.

۳. تجهیز زیرساخت‌های موقت: برق، تهویه، آب و فاضلاب

تونل بدون تأمین زیرساخت‌های حیاتی عملاً غیرقابل اجراست:

• برق: برای روشنایی تونل، ماشین‌آلات حفاری، پمپ‌ها، سیستم تهویه و کمپ سطحی. معمولاً از ترکیب شبکه برق و ژنراتورهای پشتیبان استفاده می‌شود.
• تهویه: یکی از حیاتی‌ترین بخش‌ها؛ برای تخلیه گازها، گرد و غبار و تأمین هوای تازه. در تونل، تهویه هم برای سلامتی نیروها و هم برای عملکرد ماشین‌آلات حیاتی است.
• آب: هم برای مصرف رفاهی و هم برای شاتکریت، خنک‌کاری و شست‌وشو مورد نیاز است.
• فاضلاب و آب‌های زیرزمینی: باید سیستم جمع‌آوری و پمپاژ مناسب برای آب‌های نشت‌کننده و فاضلاب کارگاهی دیده شود.

طراحی این سیستم‌ها بخشی از «طرح تجهیز» است و نباید به تصمیم‌های روزمره و لحظه‌ای سپرده شود.

۴. تجهیز مسیرهای دسترسی و حمل و نقل مصالح

در تونل، حمل مصالح خروجی (Muck) و مصالح ورودی (لوله‌ها، آرماتور، شاتکریت، سگمنت‌ها و…) باید با برنامه انجام شود. بسته به روش اجرا، ممکن است از:

• کامیون‌ها و دامپرها،
• نوار نقاله‌ها،
• واگن‌های ریلی،
• یا ترکیبی از این‌ها

استفاده شود. در هر صورت، مسیر حمل باید در نقشه جانمایی، کاملاً مشخص و از مسیر عبور نیروی انسانی جدا شود. عدم توجه به این موضوع، یکی از مهم‌ترین عوامل حوادث برخورد در تونل‌هاست.

۵. کارگاه های زیرزمینی: پایگاه های خدمات و اضطراری

با طولانی شدن تونل، دیگر نمی‌توان همه نیازها را از سطح پاسخ داد؛ لازم است در فواصل مشخص، پایگاه‌های زیرزمینی ایجاد شود؛ مثلاً:

• محل استقرار پمپ‌ها و تابلوهای برق،
• فضای کوچک برای ذخیره ابزار و مواد،
• پایگاه‌های کمک‌های اولیه و ایستگاه‌های اضطراری،
• فضای کوتاه‌مدت استراحت یا پناه در صورت بروز حادثه.

جانمایی این پایگاه‌ها باید با توجه به طول تونل، روش حفاری و سیستم تهویه انجام شود و در نقشه‌های تجهیز زیرزمینی ثبت گردد. اگرچه در زیرزمین سازه پیش‌ساخته به مفهوم سطحی نداریم، اما طراحی فضاها و سازه‌های موقتی داخل تونل، بخشی از همان فلسفه است.

نقش کانکس و ساختمان پیش ساخته در کارگاه تونل

کمپ سطحی تونل، معمولاً شامل مجموعه‌ای از کانکس‌ها و ساختمان‌های پیش‌ساخته است که:

• دفتر مدیریت پروژه و دفتر فنی،
• خوابگاه نیروها،
• غذاخوری و فضاهای استراحت،
• سرویس‌های بهداشتی و حمام،
• انبارهای سبک و کارگاه‌های کوچک

را در خود جای می‌دهد. استفاده از این سازه‌ها نسبت به ساخت سازه‌های بنایی موقت، مزایای مشخصی دارد:

• سرعت نصب بسیار بالا (که در پروژه‌های تونل با برنامه فشرده، حیاتی است)،
• امکان جابه‌جایی و استفاده در پروژه‌های بعدی،
• کیفیت سازه‌ای و عایق‌بندی بهتر،
• امکان توسعه کمپ با اضافه کردن ماژول‌های جدید.

برای نمونه، طراحی یک کمپ جمع‌وجور اما کامل در دهانه تونل با ترکیبی از کانکس اداری و کارگری و چند بلوک ساختمان پیش ساخته کارگاهی می‌تواند بسیاری از دغدغه‌های رفاهی و مدیریتی پروژه را از همان ابتدا برطرف کند.

ایمنی و HSE در تجهیز کارگاه تونل

تونل از نظر ایمنی، پروژه‌ای با ریسک بالا محسوب می‌شود؛ به‌خصوص به‌خاطر خطرات گاز، ریزش، کمبود اکسیژن، آتش‌سوزی و شرایط محصور. به همین دلیل، تنظیم یک «طرح HSE برای تجهیز کارگاه تونل» ضروری است؛ طرحی که شامل موارد زیر باشد:

• سیستم تهویه و پایش کیفیت هوا (CO، CH4، O2 و…)
• مسیرها و فواصل ایمن برای خروج اضطراری
• جانمایی کپسول‌های آتش‌نشانی، سیستم‌های ثابت اطفا (در صورت نیاز)
• سامانه ارتباطی مطمئن بین سطح و زیرزمین
• برنامه تخلیه سریع نیروها در مواقع اضطراری

دستورالعمل‌های HSE تونل‌ها (که در منابع تخصصی مانند ایمنی کار در تونل تشریح می‌شود) باید در همان مرحله طراحی تجهیز کارگاه وارد نقشه و برنامه شود؛ نه بعد از شروع حفاری.

اشتباهات رایج در تجهیز کارگاه تونل

برخی خطاها در تونل آن‌قدر تکرار شده که تقریباً الگو شده‌اند. چند نمونه:

• کم‌گرفتن اهمیت تهویه موقت و اضطراری در ابتدای کار،
• جانمایی نامناسب کمپ سطحی در نقطه‌ای بدون فضای توسعه،
• عدم تفکیک مسیرهای حمل مصالح و مسیرهای عبور نفرات،
• ضعف در طراحی مسیرهای خروج اضطراری،
• ساخت سازه‌های بنایی موقت به جای استفاده از سازه‌های پیش‌ساخته قابل جابه‌جایی.

آگاهی از این اشتباهات و جلوگیری آگاهانه از آن‌ها، بخشی از بلوغ سازمانی در اجرای پروژه‌های تونل است.

تفاوت تجهیز کارگاه تونل در روش های مختلف اجرا (NATM، انفجاری، TBM)

یکی از نکات مهمی که در بسیاری از کارگاه‌های تونل نادیده گرفته می‌شود، این است که طرح تجهیز کارگاه باید با روش حفاری تونل هم‌خوان باشد. یعنی کارگاهی که برای حفاری سنتی و انفجاری مناسب است، الزاماً برای پروژه‌ای که با دستگاه TBM اجرا می‌شود، جواب نمی‌دهد و بالعکس.

تجهیز کارگاه در تونل های انفجاری و NATM

در روش‌های انفجاری و NATM، جبهه کاری معمولاً نزدیک به دهانه شروع می‌شود و به‌تدریج در طول تونل جلو می‌رود. در این روش:

• نقش انبار مواد ناریه (در محل مجاز و با الزامات امنیتی بالا) حیاتی است.
• کارگاه باید فضای کافی برای دپو شاتکریت خشک یا تر، مش‌های فولادی و بولت‌ها داشته باشد.
• به کارگاه تعمیر و سرویس تجهیزات حفاری سبک و متوسط (جامبو دریل، لودر تونلی و…) نیاز جدی دارید.
• برنامه زمان‌بندی و تجهیز کارگاه باید با چرخه حفاری–تهویه–آواربرداری–نگهداری (Support) هماهنگ باشد.

در اینجا حجم رفت و برگشت مصالح و ماشین‌آلات سبک در مقایسه با پروژه‌های TBM بیشتر است و شبکه دسترسی و حمل داخل تونل باید برای این رفت‌وآمدهای مکرر آماده شود.

تجهیز کارگاه در تونل های TBM

در تونل‌هایی که با دستگاه تونل‌بورینگ (TBM) اجرا می‌شوند، صورت مسئله کارگاه کاملاً متفاوت است:

• باید محل مونتاژ و دمونتاژ TBM را در دهانه یا شفت‌های میانی در نظر بگیرید؛ فضایی با ابعاد بزرگ، جرثقیل سنگین و زیرسازی قوی.
• نیاز به کارگاه سگمنت‌سازی یا حداقل انبار بزرگ سگمنت‌ها در نزدیکی دهانه دارید.
• سیستم حمل مصالح خروجی (Muck) اغلب ریلی یا نوار نقاله است و باید در نقشه کارگاه سطحی و زیرزمینی دیده شود.
• تجهیزات پشتیبان TBM مثل پمپ‌ها، ایستگاه تزریق دوغاب، سیستم‌های برق و تهویه اختصاصی باید جای مشخص و مسیر دسترسی سرویس داشته باشند.

به‌طور خلاصه، در تونل TBM، کارگاه یک «کارخانه زیرزمینی» است و طراحی آن باید از ابتدا متناسب با چرخه کار این ماشین برنامه‌ریزی شود؛ نه این‌که به‌صورت وصله‌پینه روی طرح کارگاه انفجاری سوار شود.

سازماندهی نیروی انسانی و شیفت ها در کارگاه تونل

یکی از تفاوت‌های مهم تونل با دیگر پروژه‌ها، کار چند شیفته (حتی ۲۴ ساعته) است. یعنی کارگاه تونل عملاً همیشه در حال کار است؛ فقط بازیگران روی صحنه عوض می‌شوند. اگر سازماندهی نیروی انسانی در طرح تجهیز دیده نشود، نتیجه آن می‌شود:

• کمبود فضا برای استراحت شیفت شب،
• ازدحام بیش از حد نیروها در ساعات تحویل شیفت،
• عدم هماهنگی بین تیم‌های سطح و زیرزمین،
• و افت شدید کیفیت ارتباطات، که در تونل می‌تواند خطرناک باشد.

برای جلوگیری از این وضعیت، در تجهیز کارگاه تونل بهتر است به‌صورت مشخص:

• فضاهای رفاهی و خوابگاهی را بر مبنای تعداد نیرو در بیشترین شیفت فعال طراحی کنید، نه فقط متوسط نیروها.
• برای هر شیفت، اتاق یا فضای تحویل شیفت در نظر بگیرید؛ جایی که تیم خروجی و ورودی بتوانند بدون شلوغ کردن دهانه تونل، اطلاعات را منتقل کنند.
• برنامه سرویس‌ها (سرویس‌های رفت‌وآمد و سرویس‌های بهداشتی) را با زمان‌های شیفت هماهنگ کنید.
• محل استقرار تیم‌های امدادی و HSE را در نزدیکی دهانه و با دسترسی سریع به مسیر تونل جانمایی کنید.

کارگاه تونل اگر از منظر نیروی انسانی درست تجهیز نشود، هرچند از نظر تجهیزات کامل باشد، در عمل با گره‌های انسانی و مدیریتی زیادی مواجه خواهد شد.

سیستم های ارتباطی و کنترل در کارگاه تونل

در محیطی مثل تونل، قطع ارتباط بین سطح و زیرزمین می‌تواند از نظر ایمنی و مدیریت، خطرناک باشد. بنابراین سیستم‌های ارتباطی و کنترل بخشی جدایی‌ناپذیر از تجهیز کارگاه هستند؛ نه چیزی برای «بعداً».

نکات مهم در این بخش:

• پیش‌بینی شبکه ارتباطی پایدار (رادیویی، تلفن کابلی یا سیستم‌های بی‌سیم مخصوص تونل).
• نصب پنل‌ها یا تابلوهای وضعیت در دهانه تونل برای نمایش افراد حاضر، وضعیت تهویه، وضعیت برق و… .
• ایجاد یک اتاق کنترل ساده در کمپ سطحی که اطلاعات اصلی پروژه (گزارش‌های شیفت، وضعیت ماشین‌آلات، شرایط ایمنی) در آن تجمیع شود.
• در صورت طولانی بودن تونل، پیش‌بینی نقاط تکرارکننده سیگنال یا ایستگاه‌های ارتباطی میانی در زیرزمین.

حتی در ساده‌ترین پروژه‌ها، حداقل باید یک سیستم رادیویی مطمئن، لیست افراد داخل تونل، و روش ارتباط اضطراری در طرح تجهیز کارگاه تعریف شده باشد.

مدیریت محیط زیست در تجهیز کارگاه تونل

تونل‌ها معمولاً با آب‌های زیرزمینی، منابع طبیعی، حیات‌وحش یا بافت شهری حساس درگیر می‌شوند؛ بنابراین تجهیز کارگاه بدون نگاه محیط‌زیستی، دیر یا زود با اعتراض، جریمه یا توقف کار روبه‌رو می‌شود.

چند محور مهم محیط‌زیستی که باید در طرح تجهیز دیده شود:

• مدیریت آب‌های خروجی از تونل: جمع‌آوری، ته‌نشینی و در صورت نیاز تصفیه اولیه قبل از تخلیه به رودخانه یا شبکه فاضلاب.
• مدیریت نخاله‌ها: انتخاب محل دپوی مناسب برای مواد حفاری، طراحی مسیر حمل نخاله به بیرون و جلوگیری از ایجاد تپه‌های بی‌برنامه اطراف تونل.
• کنترل گرد و غبار و صدا: استفاده از سیستم‌های پاشش آب در دهانه، پوشش مناسب انبارها، و در پروژه‌های شهری، احداث حصارهای صوتی.
• حفاظت از پوشش گیاهی و حیات‌وحش در پروژه‌های خارج شهری: جانمایی کارگاه سطحی به‌گونه‌ای که کمترین آسیب را به محیط اطراف بزند.

بسیاری از مشکلات محیط‌زیستی پروژه‌های تونل، نه در متن حفاری، بلکه به‌خاطر تجهیز نامناسب کارگاه و مدیریت ناکافی مصالح و آب‌ها به‌وجود می‌آید.

چک لیست تکمیلی برای شروع حفاری پس از تجهیز کارگاه

حتی اگر همه چیز را روی نقشه طراحی کرده باشید، قبل از اولین شلیک یا اولین حرکت سر TBM، یک توقف کوتاه و مرور چک‌لیست می‌تواند از بسیاری اشتباهات جلوگیری کند. نمونه‌ای از چک‌لیست تکمیلی:

• دهانه تونل: تکمیل حصار، نرده‌ها، تابلوهای هشدار، مسیر ورود و خروج.
• برق و تهویه: تست سیستم تهویه، بررسی تابلو برق، اندازه‌گیری اولیه کیفیت هوا.
• مسیرهای حمل: مشخص بودن مسیر کامیون‌ها یا واگن‌ها، جداسازی مسیر عبور نفرات.
• فضاهای اضطراری: جانمایی کپسول‌های آتش‌نشانی، برانکارد، جعبه کمک‌های اولیه و اطلاع‌رسانی محل آن‌ها.
• کمپ سطحی: آماده بودن فضای استراحت و سرویس‌ها برای شیفت کامل، نه فقط گروه اولیه.
• ارتباطات: تست رادیوها، سیستم‌های تماس اضطراری و روش گزارش‌دهی حادثه.
• مستندسازی: ثبت وضعیت اولیه کارگاه با عکس و نقشه، برای تطبیق در مراحل بعدی و تحلیل عملکرد.

این چک‌لیست را می‌توانید متناسب با پروژه خود کامل‌تر کنید؛ اما همین نسخه ساده نیز جلوی بسیاری از «ای کاش‌ها»
در میانه پروژه را خواهد گرفت.

ارتباط طرح تجهیز تونل با بهره برداری آینده

نکته ظریفی که کمتر به آن توجه می‌شود، این است که برخی تصمیم‌های تجهیز کارگاه، اثر خود را حتی پس از پایان حفاری و
ساخت تونل هم نشان می‌دهند؛ مثلاً:

• محل شفت‌های تهویه که امروز به‌عنوان مسیر حمل و پایگاه زیرزمینی استفاده می‌شوند، فردا در بهره‌برداری به‌عنوان شفت‌های دائمی بخشی از سیستم بهره‌برداری خواهند بود.
• مسیرهایی که برای حمل مصالح حفاری ایجاد می‌کنید، ممکن است بعدها به‌عنوان مسیرهای دسترسی تعمیر و نگهداری مورد استفاده قرار گیرند.
• بخش‌هایی از سازه‌های موقت، مثل سکوهای دسترسی در ایستگاه‌های مترو، گاهی با اندکی اصلاح به عناصر دائمی تبدیل می‌شوند.

اگر از همین ابتدا، در طرح تجهیز کارگاه، نیم‌نگاهی به بهره‌برداری آینده تونل داشته باشید، می‌توانید از بخشی از هزینه‌های امروز، فردا نیز بهره ببرید و از تخریب و ساخت دوباره جلوگیری کنید.

جمع بندی: تجهیز کارگاه تونل، طراحی یک سیستم تنفسی برای پروژه

اگر بخواهیم یک استعاره برای تونل بسازیم، می‌توانیم بگوییم: تونل بدن پروژه است و تجهیز کارگاه، سیستم تنفسی و گردش خون آن. کمپ سطحی، تهویه، راه‌های دسترسی، پایگاه‌های زیرزمینی و سکوهای کار، همه با هم باید طوری طراحی شوند که پروژه بتواند در عمق زمین، نفس بکشد، حرکت کند و در عین حال ایمن و قابل کنترل باقی بماند.

اگر به تجهیز کارگاه تونل به چشم «آوردن چند کانکس و دستگاه» نگاه کنیم، با اولین حادثه یا گره ترافیکی زیرزمینی متوجه
عمق اشتباهمان می‌شویم. اما اگر آن را یک پروژه در دل پروژه ببینیم، برایش نقشه بکشم، هزینه‌اش را درست برآورد کنیم و از تجربیات پروژه‌های قبلی و منابع آموزشی مانند طراحی کمپ دهانه تونل با ساختمان پیش ساخته استفاده کنیم، تونل از یک فضای ترسناک، به یک کارگاه منظم و قابل کنترل تبدیل خواهد شد.