تونلهاي عبور و مرور موترھا

تونل یا دالان یک راهروی لوله مانند زیرزمینی یا سر پوشیده برای گذر از موانعی چون کوه، دریا، دریاچه  یا جاده است. تونل گاه برای حفاظت در برابر ریزش کوه یا آلودگی صوتی نیز ساخته می‌شود. اطراف تونل نباید کاملاً بسته باشد و با تکنیک امروزی می‌تواند دارای طرفی نیمه باز (مانند پنجره) به بیرون باشد. برخی از برنامه‌ریزان شهری هر ساختمان تونل مانندی زیادتر از ۰/۱۶ کیلومتر (اروپا: ۸۰ متر) را تونل و کمتر از این را زیرگذر ویا گالری می‌نامند.

یک تونل ممکن است برای بایسکل سواران یا رفت‌وآمد وسایل نقلیه موتوری و عمومی یا راه‌آهن یا برای یک کانال باشد. برخی کانال‌ها برای حمل آب برای مصارف عمومی یا صنعتی است. در اروپا حتی تونل‌هایی برای رفت‌وآمد حیوانات حیات وحش که در جاهای خطرناک زیستگاه دارند درست شده‌است. همچنین برخی تونل‌های مخفی برای گذر از برخی مناطق خطرناک حفر شده‌اند. مانند تونل‌هایی که بین غزه و مصر ایجاد شده‌اند. به هر روی اساس یک شبکه حمل‌ونقل سریع تونل‌ها هستند.

تونل سالنگ

تونل سالنگ در ارتفاع ۳۹۵۰ متر از سطح دریا و در موقعیت مرکزی کوه‌های پر برف هندوکش قرار دارد. طول این تونل ۲٬۷ کیلومتر می‌باشد. کار ساخت این تونل در سال ۱۳۳۷ آغاز و پس از ۶ سال در سال ۱۳۴۳ ختم می‌گردد. این پروژه در زمان صدارت داوود خان با همکاری دولت وقت شوروی آغاز گردید. ارتفاع این تونل ۵ متر و دارای عرض ۶ متر می‌باشند. بیشتر کار این پروژه توسط نیروهای ارتش افغانستان در زمان دکروال محمد نسیم خان انجام شده‌است. هزینه احداث این تونل ۶۳۶ میلیون دلار آمریکا بوده‌است. این تونل فاصله بین شمال و جنوب افغانستان را ۱۱۰ کیلومتر کوتاه‌تر کرده‌است. این تونل شمال افغانستان را به جنوب افغانستان متصل می‌نماید. قبل از احداث این تونل وسیله تجارت و انتقالات از میان کوهای پر برف صورت می‌گرفت راه بود اذیت کننده و مشکل.

تاریخچه

در زمانهای قدیم مردم از شمال به جنوب افغانستان از طریق پنج راه سخت گذر سفر و انتقالات می‌نمودند. این راه‌ها عبارت بودند از شاهراه بین بادغیس هرات از راه مرغاب و کونل نخوتک، شاهراه دوم بین بامیان و مزارشریف، جاده سوم خنجان به شمالی جاده چهارم بین بدخشان و پنجشیر جاده پنجم بین بدخشان و نورستان بود. فعلاً دو شاهراه آن یعنی هرات بادغیس و سالنگها اعمار گردیده متباقی خامه است. در آینده‌ها اعمار هر کدام از این راه‌ها ضروری است.

مفکوره وصل شمال به جنوب افغانستان از طریق شاهراه پخته پس از سلطنت امیر شیرعلی خان پیدا شد. شاهان افغانی غرض دفاع و ترقی وطن مجبور گردیدند تا از تولیدات صنعتی مدرن روسیه استفاده نمایند. انتقال چنین وسایل به یک شاهره پخته و اساسی ضرورت داشت. در سالهای ۱۳۰۲–۱۳۰۸ امیر حبیب اله خان خواست تا از راه شبر سالنگ شمالی را با سالنگ جنوبی وصل نماید. کاراین سرک هزینه ۴۰۰۰۰ طلا اشرفی و نقره نیکولای را برداشت. ساخت این سرک توسط اردوی افغانستان به قومندانی مهندس برگیت عبدالغیاث اختتام یافت.

این جاده توانست تا حدودی مشکلات دولت و مردم را حل کند؛ ولی سه مشکل را باخود داشت یکی قیر ریزی نگردیده بود دوم فواصل زیادی را در برداشت سوم اینکه در زمستان زیاده اوقات شاهرا به نسبت برف باری مسدود می‌گردید. روی همین علل این جاده نتوانسته بود جواب گوی نیازمندی‌های مردم گردد. تا آنکه دولت افغانستان با همکاری دولت اتحاد شوروی سابق سرک سالنگها را طوری اساسی و پخته اعمار نمود. این جاده در خود تونلی به فاصله ۲٫۷ دارد. تونل سالنگ در مراحل اول ظرفیت انتقال ۶۰۰ ماشین را دریک شبانه روز داشت. در سالهای ۱۳۵۲ ظرفیت تونل با نصب ماشینهای هوا کشی طرفیت ۲۰۰۰ ماشین را دریک شبانه روز دریافت نمود. تونل سالنگ الی سال ۱۹۹۳ طور عادی بروی ترافیک باز بود. در سال ۱۳۷۲ جنگی سختی بین عبدالرشید دوستم و احمدشاه مسعود درگرفت. مسعود و قومندان بصیر سالنگی بمنظور جلوگیری از ورود قوت‌های جنرال دوستم جاده را تا فاصله‌های چندین کیلومتر تخریب نمود. این جاده پس از انفجار بم در یک حوض پر آب بزرگ طبعی از بین رفته شاهراه مسدود و سخت گذر گردید. در سال ۱۹۹۸ غرض جلوگیری از ورود طالبان قسمت دهانه این تونل توسط قوت‌های جمعیت اسلامی انفجار داده شد. کار احیامجدد این تونل پس از سال ۲۰۰۲ با همکاری بانک جهانی آغاز گردید. چون تونل در یک ارتفاع نهائی کوه هندوکش قرار دارند. همه ساله بالاثر برف کوچ مسدود گردیده تلفات انسانی را ببار می‌آورد. سردی این محل در زمستان الی منفی ۲۵–۳۰ درجه سانتی گراد می‌رسد.

اصول دیزاین

تنها تونلهاي عبور و مرور موتر ها که تا کنون در فنلند ساخته شده است، تونلهاي ترافیکی سرک ھا یا تونلهاي متصل کننده پارکینگها و یا دیگر تأسیسات زیرزمینی در مناطق شهري بوده است. با چند استثناء اندك ،مشکلات ترافیکی و زیست محیطی ساخت تونلهاي عبور و مرور هنوز برطرف نشده است. بهرحال در آینده ملاحظاتی جهت احداث تونلها براي عبور از موانع طبیعی و یا غیر طبیعی )ساخته شده بدست انسان ( در جاده ها وسرک  ھاباید صورت گیرد.  همچنین براي جلوگیري از تخریب محیط زیست با احداث را هها باید را هکاري ارائه شود. تصمیمات براي احداث این تونلها می بایست براساس یک تجزیه و تحلیل مقایسه اي هزینه هاي دراز مدت ) مانند ساختمان تونل، هزینه هاي بهره برداري و نگهداري ( حالتهاي مختلف و فکتورھای  زیست محیطی باشد .

انواع تونلها

تونل ھای ترافیکی موتر رو ممکن است کاملاً در سنگ احداث شوند و یا در زمین با استفاده از کانکریت بنا گردند. تونلهاي کانکریتی در سطح زمین معمولاً به روش کند و پوش (Cut and cover) ساخته می شوند .

ابعاد تونل توسط ابعاد جاده یا سرک تعیین می شود. از نقطه نظر تهویه و روشنائی مسئله یک طرفه و یا دو طرفه بودن تونل حائز اهمیت است .

تونلهاي ترافیکی همچنین می توانند به تونلهاي کوتاه یا بلند تقسیم شوند. تونلهاي کوتاه احتیاجی به تهویه مکانیکی و روشنائی ندارند و از نظر بهره برداري و نگهداري مانند قسمتهاي دیگر راه یا سرک  قابل قیاس هستند. براي تونلهاي بلند، اندازه و هزینه مستقیم تهویه با افزایش طول تونل زیاد می شود. همینطور مسئله کنترل ایمنی و تجهیزات آن که رابطه مستقیم با طول تونل دارد و تاثیر بسزائی در هزینه هاي اجرائی آن دارد  .

مدخل هاي تونل

مدخ لهاي تونل می بایست در رخنمون هاي سنگی با شیب زیاد ایجاد شوند تا از حفر ترانشه طولانی پرهیز شود. این محل باید امکان عبور آبهاي سطحی را بدور از مدخل تونل داشته باشد و در صورت امکان باید طوري انتخاب شود که آفتاب بطور مستقیم در مقابل ترافیک ورودي یا خروجی نباشد.

شکل١- نمونه اي از مدخل تونل ها مربوط به راههاي کشور سوئیس

تقاطع ها و اتصالات سرک ھا و یا چھار راھی  را نمی بایست در تونلها و یا نزدیکی مدخل آنها و یا محوطه هاي نزدیک به تونل قرار داد. بطور کلی ورود و یا خروج به جاده منتهی به تونل و یا تعویض باند و یا خواندن علائم مربوط به راه باید در فاصله نسبتاً زیاد از مدخل تونل باشد تا رانندگان به ترافیک قبل از ورود به تونل

عادت کنند. در مناطق شهري محل مدخل تونل توسط فاکتورهاي محیطی نیز تحت تاثیر قرار می گیرد که از جمله می توان به هواي مورد استفاده براي تهویه، صدا و زیبایی عمومی شهر اشاره نمود.

امتداد و شیب تونل

اصول ساخت تونلها و استانداردهاي مربوط به امتداد تونلها همانهایی است که در سرک سازی مورد استفاده قرار می گیرد. این اصول در دستورالعمل هاي طراحی که توسط اداره ملی راه و وزارت آبیاری فنلند و یا مقامات محلی نوشته شده است قابل دسترسی است .

بنا به دلایل ایمنی، قبل از اینکه کاهشی در استاندارد تونل داده شود می بایست مشخصات فنی آن قطعه از راه   بھ دقت مورد مطالعه قرار گیرد. شیب مناسب براي تونل شیبی است که به آرامی به یک یا هر دو مدخل تونل اعمال شده باشد. این مسئله به زهکشی آبها در داخل تونل کمک می کند و از ورود آبهاي سطحی مدخل تونل جلوگیري می نماید. شیب پیشنهادي طولی در تونلها ،١ فیصد و حداقل آن ٢٥% فیصد می باشد. شیبهاي  بیشتر از  ٣ فیصد باعث کندي ترافیک و راه بندان می شود و باندهاي اضافی را می طلبد. تهویه لازم براي تونل را نیز افزایش می دهد. توقف هاي اضطراري نیز در داخل تونل باید مورد توجه قرار گیرد و هنگام طراحی شیب و امتداد آن، دقت لازم بعمل آید .

هنگامی که پرتال تونل از خود تونل بلند تر است، ایستگاه پمپاژي جهت تخلیه آب بطور دائم لازم است که هزینه ها را افزایش می دهد و باعث پیچیدگی بیشتر امر تهویه می گردد.

مقطع تونل

در کشور فنلاند تونلهاي حفاري شده در سنگ سخت عموماً مقطع قوسی شکل دارند، در حالیکه تونلهاي کانکریتی نزدیک سطح زمین، معمولاً داراي مقطع مستطیل شکل هستند. در هر حال فضاي کافی براي پوشش تونل ،زهکشی و نصب تجهیزات باید فراهم باشد.

در حالت عادي یک تونل ترافیکی داراي ٢ یا ٣ باند ویا مسیر است. تونلهاي یک باندي براي انبارها و یا پارکینگ ها احداث می شوند. اگر بیش از ٣ باند مورد نیاز باشد باید احداث تونل مجزائی مورد ملاحظه قرار گیرد. تونلهاي دوگانه راهکار مناسب جاده ها و سرک ها چند بانده است که معمولاً دو طرفه می باشند. باندهاي تونل و نیز شانه ها باید داراي همان عرض معمول در جاده ها را داشته باشند. در شرایط غیر قابل اجتناب شانه ها می توانند کم عرض تر باشند ولی باید حداقل عرض ٠٫٢٥ متر را داشته باشند. البته این حد پیشنهاد نمی شود چون جریان ترافیک و ایمنی به خطر می افتد. مسیر روسازي شده اي در کنار تونل براي سرویس و عبور اضطراري پیاده ها باید در نظر گرفته شود. همچنین یک جدول براي جلوگیري از آسیب رسانی به پوشش تونل باید طراحی شود.

عرض کلی پیشنهادي براي یک تونل دو بانده ١٣٫٥ – ١٢ متر است. البته بستگی به کلاس جاده دارد. حداقل عرض در مقاطعی که کاهش پیدا کرده اند ٩٫٥متر می باشد. ارتفاع آزاد در تونلها معادل ٥ متر پیشنهاد شده است و مقدار حداقل مطلق آن ٤٫٦ متر است. ١ متر فضا براي نصب تجهیزات لازم است که بطور اتوماتیک در سقف تونل (تاج) در زمان حفاري ایجاد می شود. تجهیزاتی که به سقف آویزان هستند شامل وسائل روشنائی ،فن ها و وسائل کنترل ترافیک می باشند.

اثرات زیست محیطی تونلها

تونلها امتیازات چندي نسبت به جاده ها دارند که عبارتند از: 

• چهره زمین یا شهر را بهم نمی زنند
• تاثیري بر روي استفاده از سطح زمین و محیط اجتماعی ندارند
• اختلالات صوتی کمتري دارند
• مواد و مصالح ساختمانی براي احداث آنها بدون ایجاد اختلال در زمین بدست می آید.

 بالعکس تونلها مشکلات محیطی را بوجود می آورند که باید مورد به مورد ملاحظه و راهکاري براي آنها ارائه شود. از جمله آنها عبارتند از:

• تونلها ممکن است باعث پایین رفتن سطح آب زیرزمینی شوند.
• آلودگی هوا معمولاً در تونل و مدخل هاي آن و اطراف وسائل تهویه زیادتر است. 
• فن ها و تجهیزات تهویه ممکن است باعث ایجاد آلودگیهاي صوتی در مدخل ها شوند.
• قرار گرفتن پرتال تونلها در مناطق شهري می تواند چهره شهر و ساختمانهاي اطراف را تغییر دهد.

مشکلات زیست محیطی ایجاد تونل، با مشکلات ناشی از هر گونه فضاي سنگی چندان تفاوتی ندارد. تنها تفاوت ممکن است مربوط به موقعیت و شدت مزاحمتها باشد. دقت در انتخاب مقطع تونل و پوشش با مواد صداگیر می تواند تا حدي آن را کاهش دهد.

استحکام، زهکشی و پوشش استحکام (Reinforcement)

استحکام به معنی تقویت و ساپرت فضاي سنگی جهت اطمینان از ایمنی تونل در خلال عملیات ساختمانی و بهره برداري از آن است. روشهاي استحکام تونلهاي ترافیکی در فنلاند عبارتند از: استفاده از پیچ سنگها (Rock bolts)، شاتکریت، قابهاي کانکریتی و تزریق در سنگ (Rock grouting) می باشد. در شرایطی که سنگ مناسب است استفاده از راك بلت براي بلوك هاي جدا شده و شاتکریت براي تاج تونل کافی می باشد.

در تونلهاي با مقطع بزرگ، نصب پیچ سنگ بصورت سیستماتیک و شاتکریت با شبکه فولادي یا فایبر می تواند مورد استفاده قرار گیرد. در زونهاي شکسته و ضعیف پیچ سنگهاي بیشتر و شاتکریت ضخیم تر با قابهاي کانکریتی تسلیح شده نصب می گردد.

زهکشی  

منظور از زهکشی هدایت آبهاي جاري در تونل و یا آبهاي داخل سنگ است. زهکشی همچنین از اثرات تخریبی آب یا یخ روي عملکرد تونل جلوگیري می نماید. در مرحله طراحی تونل باید احتمال پایین زفتن سطح آب زیرزمینی و اجتناب از آن براي جلوگیري از مشکلات زیست محیطی در نظر گرفته شود.

آب و هواي فنلاند شرایط خاصی را براي زهکشی تونلهاي ترافیکی می طلبد. نشت آبهاي غیر کنترل شده باعث یخ  زدگی سطح جاده می شود، همچنین اجراي سیستم نادرست هم منجر به یخ زدگی و وارد آوردن خسارت به ساختمان تونل و راه می گردد. از تزریق می توان براي جلوگیري از نشت آب از جداره و یا کف تونل استفاده کرد. با اجراي سیستم زهکشی در خارج از تونل می توان از ورود آب پرتال به داخل جلوگیري نمود و آب را به سمت بیرون هدایت کرد.

اگر علیرغم همه تمهیدات فوق باز نشست آب وجود داشت آب را باید با یک سیستم زهکش عایق دار یا گرما دهنده که در زیر جاده قرار می گیرد، جمع آوري نمود. این سیستم اگر در سقف و دیواره هاي تونل نصب گردد ،نسبتاً پرهزینه خواهد بود و تنها در صورت وجود نشتی باید مورد استفاده قرار گیرد. گسترش نشتی آب به نوع سنگ و فشار اولیه آب زیرزمینی وابسته است و آب بندي نهائی تونل بعد از کامل شدن حفاریها امکان پذیر است. هزینه هاي آب بندي تونل را می توان با حفر کانال و استفاده از یک کابل حرارتی کنترل شده در مناطقی که نشت آب داریم کاهش داد. آب بند کردن تونل د رمقابل فشار آب در زونهاي ضعیف و جریانهاي آب زیرزمینی راه حل درست و منطقی است.

 (Lining) پوشش

رنگ آمیزي تونل با رنگهاي روشن، نیاز به روشنایی را کمتر می نماید و آن را ایمن تر و براي استفاده خوشایندتر می نماید. بهرحال سطوح با گازهاي خروجی از ماشین ها و گردغبار بلند شده از جاده سیاه می شوند، لذا باید دیواره هاي تونل در فواصل زمانی مشخص شسته شوند. در کشورهاي سویس و اتریش تونل بزرگراهها سالانه ٢ تا ٤ مرتبه شسته می شوند. شستشوي تونلها در صورت صاف بودن سطوح و نیز سطوحی که کاملاً درزرگیري شده اند، راحت تر است. از طرف دیگر رنگ نیز می بایست داراي تخلخل باشد تا از ورقه شدن آن جلوگیري گردد. 

مواد عایق در مقابل گرما و اشتعال با لایه اي از شاتکریت باید به سطح تونل پاشیده شود. بر طبق آمار تصادفات در تونلها از جاده ها کمتر است و در صورتیکه از جدول با گاردریل در کناره هاي تونل استفاده شود برخورد با دیواره هاي تونل هم کمتر می شود.

بهرحال سطوح داخل تونل باید ارزان و بآسانی قابل تعمیر و بازسازي باشد.

کیفیت و هزینه ها

شکل ٢ ارتباط بین کیفیت و هزینه را در حالتهاي مختلف یک تونل داخل سنگ نشان می دهد. هزینه ها در تونلهاي کانکریتی بیشتر تحت تاثیر ضرورت آب بندي، محل احداث ساختمان و شرایط بیس آن تا خود تونل می باشد.

 (Lighting) روشنائی

مقصود از روشنایی فراهم ساختن نور کافی جهت وسائل نقلیه در شب و روز است بطوریکه رانندگان بتوانند از آن با سرعت طراحی شده و اطمینان از ایمنی در رانندگی و آسایش در حد جاده عبور و مرور کنند.

از منظر فن روشنائی به تونلهایی، بلند گفته می شود که پس از فاصله معینی از مدخل آن، محل خروج و فضاي پشت سر دیده نشوند. چنین تونلی داراي طول ١٠٠ متر و یا طولی معادل ٧ برابر عرض آن می باشد.

٣ حالت در روشنائی تونل وجود دارد که عبارتند از:

• روشنائی در شب براساس اصول مورد استفاده براي روشنائی خیابانها
• روشنائی روز که عبارت است از روشنائی حد بالاي روز در نقطه انتقال
• روشنائی حالت اضطراري که جهت جلوگیري از تاریکی کامل در حالت خرابی سیستم اصلی بکار گرفته می شود.

تونلها براساس همان اصول خیابانها براي روشنائی طراحی می شوند ولی بدلیل ملاحظات اقتصادي ممکن نیست که میزان روشنائی نیز بهمان اندازه خیابانها باشد. کلاس روشنائی تونلها در شب همان کلاس روشنائی بزرگراههاي روباز است که حداقل ٢Cd/m ١ می باشد.

شکل ٣- تاثیر کیفیت بر هزینه در تونل هاي ترافیکی  موتر رو

اندازه روشنائی

هنگامیکه راننده اي در روز به تونل نزدیک می شود روشنائی و تطبیق روشنائی با دایره بینایی اش کم می شود و این مسئله هنگامی اتفاق می افتد که مدخل تونل قسمت زیادي از دایره بینایی او را اشغال می کند. روشنائی میدان دید به سطوح مختلف موجود در این میدان بستگی دارد و نیز به طریقی که راننده آنها را مشاهده می کند. در عین حال دید توسط نورهاي متعلق در هوا مغشوش می گردد.

مقدار روشنائی در آستانه ورود به تونل ،تحت تاثیر نور هم جهت با ترافیک، خاصیت انعکاسی سطوح اطراف ،میزان آسمان یا ابر قابل رویت در میدان دید و نیز محل و جهت تونل می باشد.

در منطقه انتقال از بیرون به داخل تونل، روشنائی کاهش می یابد تا به چشم راننده اجازه دهد به روشنائی داخل تونل عادت کند. طول منطقه انتقال ،به سرعت و میزان روشنائی داخل تونل بستگی دارد.(شکل٤)

تجهیزات روشنائی

در تونل نیز از همان لامپهاي روشنائی مورد استفاده در خیابانها، نصب می شوند. این لامپها باید محکم، کاملاً ضد آب، مقاوم در مقابل فرسایش و نیز قابل نصب بصورت ساده باشند. لامپهاي تونلی بصورت یک ردیف و یا دو ردیف قابل نصب در سقف و یا روي دیوار هستند.

لامپهاي فلورسنت با تقارن طولی و یا لامپهاي ناتریم کم فشار در طول محور تونل در یک ردیف روي سقف یا روي دیوارها نصب می شوند. لامپهاي ناتریم پرفشار، تنها در سقف ها امکان نصب دارند. هنگامیکه از روشنائی نقطه اي (Spot Lighting) استفاده می شود، از روشنائی زیاد بصورت آنی باید اجتناب شود و درخشش و خیره کنندگی نور باید مورد دقت قرار گیرد. ایستگاههاي فرعی برق و تابلوهاي اتصال براساس همان اصول روشنائی خیابانها انتخاب می شوند.  

ترتیب فنی جاده و ساختمانها نیز در میزان و ظرفیت وسائل روشنائی تاثیر غیرمستقیم دارد. می بایست جهت ایجاد شرایط مناسب براي تطبیق چشم با نور، در مدخل ورودي تونلها اقدام نمود و در این راستا باید میزان نور طبیعی در نزدیکی تونل کم شده و از انعکاس نور سطوح محیط مجاور دهانه تونل جلوگیري شود، روشهاي مناسب براي انجام این کار عبارتند از:  

• سطح سیاه و زبر جاده 
• نقاط باز (ترانشه ) به صورت غیر صاف و تیره 
• ساپرت دیوارها با درختان، بوته ها و رنگ آمیزي 
• شکل دادن مدخل تونل به قسمی که هنگام خروج، نور خورشید و یا آسمان روشن دیده نشود 
• پرتال بلند براي تونل، در نزدیکی مدخل تونل می توان از یک سقف شبکه اي جهت کاهش نور روز استفاده نمود.

هزینه هاي روشنایی 

هزینه هاي روشنایی و نگهداري تجهیزات آن بیش از آنکه به طول کلی تونل بستگی داشته باشد، به طول منطقه انتقال و مشخصات ساختمان و منبع نور بستگی دارد. به طور مثال براي تونلی به طول ٤٥٠ متر که براي ترافیک دو طرفه با سرعت km/h ٥٠ ساخته شده است، براساس اصول نور پس زمینه (back lighting ) که مطابق دستورالعمل جاده از طرف دایره ملی راه ها و گذرگاه هاي آبی فنلاند است ،١٨٧،٥٠٠ دلار امریکا هزینه در برداشته است و هزینه جاري و نگه داري سیستم آن بالغ بر ٢٠،٠٠٠د لار در سال می گردد. از طرف دیگر هزینه روشنایی یک تونل ٩٠٠ متري دو بانده یک طرفه با حد سرعت Km/h٨٠، ٦٢٥،٠٠٠ دلار امریکا می باشد و هزینه جاري و نگهداري سالیانه آن هم 62.500دلار است. این هزینه ها در صورت استفاده از روشنایی متقارن به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

تهویه 

طراحی سیستم تهویه 

دود خروجی موتر ها شامل مواد خطرناکی همچون کاربن مونوکساید، اکسیدهاي نایتروجن، اکسیدهاي گوگرد ،هیدروکاربورها و رسوبات سرب و کاربن مضر براي سلامتی انسان است.

در تونلهاي ترافیکی تمرکز این مواد می تواند هوا را به مرحله خطرناکی برساند مگر اینکه تهویه درستی  وجود داشته باشد.تونلها عموما توسط  رقیق کردن منواکسیدکربن و اکسید نیتروژن موجود در هوا تهویه می شوند. 

در بعضی حالتها قابلیت دید نیز می تواند لزوم به تهویه را ایجاب نماید. در فنلاند موافقت نامه اي جهت تهویه تونل هاي ترافیکی وجود ندارد.

مقادیر ذکر شده در ذیل بر اساس مقادیر عیار و خروجی است که توسط PIARC (انجمن بین المللی دائمی کنگره هاي جاده اي) ارائه شده است.

بدلیل قابلیت سمی بودن، منواکسیدکربن بیشترین خطر را براي سلامتی دارد و جدول شماره ١ حداکثر مقادیر را ارائه می کند. 

بعد از مونوکساید، اکسید نایتروجن خطرناك ترین ماده می باشد. مقدار ppm ٢٥ نایتروجن اکساید در طراحی تهویه در نظر گرفته می شود.

مواد جامد خروجی از اگزوزها باعث کاهش دید می شوند. رسوب کربن و نیز دود تولید شده از موتورهاي دیزلی از این لحاظ قابل ملاحظه هستند.گردوغبار ناشی از تماس لاستیک هاي میخ دار با آسفالت در زمستان، عامل دیگري است که باید در طراحی تهویه در نظر گرفته شود.

مه، بخصوص در فصل بهار و تابستان ممکن است در تونل ها اتفاق بیفتد.این پدیده وقتیکه دماي هواي وزیده شده در داخل تونل، به پایین نقطه شبنم می رسد، اتفاق می افتد.در این شرایط سیستم کنترلی که براساس اندازه گیري دید استوار است، می تواند تهویه را افزایش دهد در نتیجه مه هم ممکن است، افزایش یابد.

اگر دید، در داخل تونل از حد مجاز پایین تر بیاید سیستم کنترل، تونل رابه روي ترافیک خواهد بست. جریان هوایی که جهت رقیق سازي منواکسیدکربن و اکسید نیتروژن لازم است طبیعتآ با جریان هواییکه براي حفظ دید لازم است یکسان نمی باشد. تهویه اصولآ بر مبناي میزان بیشتر طراحی می شود و در اغلب موارد این مقدار براي رقیق سازي گاز منواکسیدکربن است.در مواردي که ترافیک شدید وجود دارد جریان هواي بیشتري براي رقیق سازي منواکسیدکربن به کار گرفته می شود.

هنگامیکه سرعت بیشتر می شود، میزان انتشار منواکسیدکربن کمتر ولی خروجی اگزوز بیشتر می شود و این باعث کاهش دید می گردد. لذا در این حالت طراحی تهویه و میزان هواي تازه مورد نیاز بر اساس حفظ دید تعیین می شود. (شکل ٥ )

میزان هواي تازه نامی

تهویه مناسب ضامن رانندگی ایمن در تونل است. جدول ٢ خلاصه اي از مقادیر لازم هواي تازه را که بر اساس حجم ترافیک و شیب تونل، تنظیم شده است را عرضه می نماید. این مقادیر بر اساس حداکثر مجاز غلظت منو اکسید کربن و حداقل دید مجاز، بدست آمده اند.  

سیستم هاي تهویه 

در تونل هاي ترافیکی هوا  از دو طریق مکانیکی و یا براساس جاذبه قابل تعویض است. در حالت دوم، هوا براساس باد، دما و یا شیب تونل و نیز خاصیت پیستونی ماشین ها عوض می شود، این سیستم را تهویه طبیعی نیز می گویند. 

در حالت تهویه مکانیکی، هواي تازه مورد نیاز در تونل، توسط فن ها به داخل تونل رانده می شوند. عملکرد فن ها نسبت به محور تونل می تواند عرضی یا طولی باشد.

تهویه طبیعی 

شکل ٦ دو سیستم تهویه طبیعی و توزیع مواد آلوده کننده را در تونل نشان می دهد . حالت A  براي تونل هاي یک طرفه مناسب تر است. جریان هواي ضعیف باعث کاهش امر تهویه و ازدیاد غلظت آلوده کننده ها می گردد در حالت تونل دو طرفه، خاصیت اثر پیستونی ماشین ها کاهش یافته و این مساله نیز باعث افزایش آلوده کننده ها می گردد. غلظت آلوده کننده هاي خروجی از اگزوز ماشین ها را می توان توسط چاههاي خروجی حفر شده در داخل تونل کاهش داد. (حالت B در شکل ٦) به خصوص براي تونل هاي دو طرفه که این کار مناسب است. 

سیستم هاي تهویه طبیعی از نظر اقتصادي و اجرایی مقرون به صرفه است  ولی از نظر قابلیت اطمینان ضعیف است ،چون به عنوان مثال، یک باد نامناسب می تواند ازعوض شدن هواي تونل جلوگیري کند. به همین دلیل نصب فن ها در تونل هاي خیابانی با طول بیش از ١٥٠ متر به عنوان سیستم کمکی ضروري است. همچنین فن ها براي جلوگیري از آتش نیز لازم هستند، زیرا در حالت تهویه طبیعی دود می تواند به طرف هر دو مدخل تونل گسترش یابد و سیستم قابلیت هماهنگی با این خطر را ندارد. 

تهویه طولی

در این حالت هواي تازه توسط فن ها وارد و خارج می گردد که باعث جریان طولی هوا در تونل می شود. (شکل ٧) در این سیستم توزیع غلظت ها مانند تهویه طبیعی است.

مقادیر زیادي از هواي تازه می تواند وارد تونل شود و این باعث می شود که غلظت آلوده کننده هاي تونل در سطح پایینی نگه داشته شود . همچنین قابلیت کاربرد در تونل هاي طویل را میسر می سازد. طولانی ترین تونل تهویه شده با این سیستمKm ١٠  طول دارد. تونل هاي طویل را می توان با چاههاي هواگیر  و هواده مجهز نمود. تعداد محل این چاه ها را باید براساس حجم ترافیک و جهت آن و عوامل محیطی و غیره تعیین نمود. در حالت عمومی تونل هاي زیرKm ١را می توان بدون این چاهها تهویه نمود. این سیستم  براي تونل هاي یک طرفه مناسب ترین روش است. در حالت اطفا حریق، دود ناشی ازآن را می توان به طرف دیگر تصادف فرستاد.  

در تونل هاي یک طرفه ترافیک در پشت محل تصادف در مدخل تونل تجمع می یابد، در حالیکه در طرف خروجی، ترافیک جریان عادي خود را دارد، در این حالت فن ها به طور خودکار دود را به طرف خروجی هدایت می کنند و مسیر خودروهاي ایستاده در مدخل تونل را از دود پاك می نماید. در تونل هاي با ترافیک دو طرفه، تجمع خودروها در هر دو طرف آتش (حادثه) خواهد بود که این حالت را به سختی می توان با استفاده از تهویه طولی کنترل کرد زیرا در نهایت دود در یکی از دو جهت بر عبور و مرور تاثیر خواهد گذاشت.    

  (partial lateral ventilation) تهویه عرضی  بخشی

از این سیستم در حالت هاي مختلف می توان استفاده نمود. شکل8 سه راه حل را نشان می دهد که براساس: 

a- مکش        b - دهش      c- تلفیق a,b  می باشد. 

حالت c تنها براي تونل هاي یک طرفه پیشنهاد می شود زیرا حجم هواي لازم جهت رقیق سازي آلوده کننده ها براي تونل هاي دو طرفه خیلی زیاد خواهد بود. 

این سیستم براي تونل هاي طویل تر از ٥ کیلومتر بدون چاه پیشنهاد نمی شود. در تونل هاي طویل سرعت جریان هوا ممکن است بسیار زیاد شود، گر چه این روش توسط احداث چاه قابل اصلاح است. خروج هوا در طول تونل باعث جلوگیري از گسترش دود در حالت حریق می گردد. این حالت به ویژه در تهویه عرضی بخشی اگر قادر باشیم جهت چرخش فن ها را معکوس نمائیم قابل دستیابی است. در حالت آتش سوزي لوله هاي تامین هوا، بعنوان سیستم تخلیه کننده دود عمل کرده و هواي تازه به داخل تونل رانده می شود.

 (lateral ventilation) تهویه عرضی:

این سیستم براي تونل هاي بیشتر از Km ٥ مناسب تر است (شکل٩) با این سیستم تهویه در کل طول تونل قابل دسترسی است و نیز امکان کنترل دود در حالت وقوع حریق وجود دارد.در حالت تونل یک طرفه، دودهاي خروجی از ماشین ها، مانند تهویه طولی به یک طرف تونل هدایت می شوند.به همین منظور پیشنهاد شده است که هوا ما بین محل حریق و یک طرف تونل (خروجی) خارج شود و هواي تازه از طرف ورودي تونل وارد شود.

در تونل هاي دو طرفه، سیستم طوري طراحی شده است که بتواند دود را سریعا از محل حادثه خارج سازد.این حالت با معکوس نمودن فن ها در محل ورود هواي تازه و خروج هواي آلوده امکان پذیر است. 

انتخاب سیستم تهویه  

انتخاب سیستم تهویه تحت تاثیر فاکتور هایی از قبیل ترافیک، طول و هندسه تونل، خصوصیات و هزینه هاي سیستم و نیز اصول زیست محیطی مختلفی می باشد. کاربري سیستم تهویه بر مبناي طول تونل و جهت ترافیک بنا می شود. این انتخاب توسط فاکتورهایی چون توزیع غلظت آلوده کننده ها و حد بالائی جریان هوا محدود می شود.

مثالی از معیار انتخاب سیستم در جدول شماره٣ ارائه شده است. 

 عوامل زیست محیطی:   

غلظت هواي خروجی از تونل، بطور معمول فرصت دارد تا طی یک شعاع ٢٠٠ متري از پرتالهاي تونل، رقیق شده و در حد مجاز خود برسد. اگر هواي خروجی از تونل (هواي کثیف) وارد ترانشه اي به عمق ٥ متر شود، این شعاع به ٧٠ متر کاهش پیدا می کند. لذا باید مقادیر حداکثر آلودگی هوا کمتر از مقدار پیشنهادي براي حالت تهویه عادي تونل باشد. تهویه در یک تونل در شرایط هواي ضعیف که نتواند به سرعت ،هواي خروجی در اطراف تونل را رقیق سازد مغشوش می گردد. در این حالت استفاده از تهویه اضافی هم با محدودیت روبرو است و سطح آلودگیها چنان افزایش می یابد که در حالت تهویه طبیعی وجود دارد. در این شرایط خارج کردن هواي آلوده از طریق یک شفت بلند می تواند، موثر باشد. 

مثالی در مورد تهویه تونل

برنامه هاي کامپیوتري جهت تجزیه و تحلیل اثر تلفیقی فاکتورهاي موثر در تهویه تونلها در دسترس هستند. این برنامه ها حدود مجاز را بعنوان تابعی از ترافیک، هندسه تونل، وضعیت آب و هوا و ترتیب تهویه در تونل، شبیه سازي می نمایند.

جدول شماره ٤ نتایج یک شبیه سازي را براي تونلی بطول ١٨٥٠ متر، عرض ١٢ متر و ارتفاع ٨ متر نشان می دهد. عبور و مرور در این تونل یک طرفه و سیستم تهویه، طولی است. همانطور که مشاهده می شود در حالت هاي عادي (ترافیک در جریان یا سنگین) اثر پیستونی حرکت اتوموبیل ها یا تهویه محوري فن ها جهت پایین نگه  داشتن سطح منوکسید کربن در حد قابل قبولی کافی می باشد.

در شرایطی که ترافیک خیلی سنگین شود و کاملاً متوقف گردد (حالت ؟) غلظت آلوده سازها علیرغم وجود چاه با ظرفیت عبور ٢میلیون متر مکعب در ساعت، بالا می رود. این موضوع موید این مطلب است که در این شرایط طراحی دبی تهویه براي ایجاد تهویه رضایتبخش یک امر گران می باشد و اقتصادي تر آن است که با بکارگیري چراغهاي راهنما ترافیک را کنترل و از ایجاد ترافیک سنگین در داخل تونل جلوگیري بعمل آوریم.

سرپرستی و کنترل ترافیک

ایمنی عبور و مرور

بر طبق تجربه بین المللی، بطور عموم تونلها از بزرگراه ها خطرناکتر نیستند. علت آن این است رانندگان در تونلها با هشیاري بیشتر رانندگی می کنند و نیز به این خاطر است که مسائل ترافیکی و فنی در تونلها بهتر قابل پیش بینی است، چون طراحی استاندارد و دقیقی در تونل صورت می گیرد.

تعداد خرابی اتوموبیل ها و یا توقف ها و یا تصادف ها به چند عامل بستگی دارد که عبارتند از: استاندارد طراحی (بخصوص جهت و مقطع تونل)، حجم ترافیک، میزان وسائط نقلیه سنگین و نیز تجهیزات کنترل و مراقبت

مقایسه آمار تصادفات در تونلها کار بسیار سخت و دشواري است، چون آمارها معمولاً سال به سال متفاوت و در کشورهاي مختلف انحراف زیادي دارد، لذا نتیجه گیري بدلیل جمع آوري آمار و تجزیه و تحلیل آن بطرق مختلف ،قابل اعتماد نمی باشد.

تجزیه و تحلیل PIARC

در گزارش PIARC ایمنی ترافیکی ٣٤ تونل مختلف مورد مطالعه و تجزیه و تحلیل قرار می گیرد که خلاصه اي از آن در جدول 5 آمده است.

تونلهاي دو بانده به طول ١٧-٦ کیلومتر که در کشورهاي مختلف مورد بهره برداري هستند، تقریباً مانند یکدیگر عمل نموده و قابل مقایسه با هم می باشند، زیرا کنترل ترافیک در آنها تقریباً بصورت ساعتی انجام می شود. بالعکس تونلهاي راههاي روستایی بسیار متفاوت می باشند. همینطور در تونلهاي خیابانی در مناطق شهري ،استانداردها، خجم ترافیک، ایمنی و کنترل آنها بطور قابل ملاحظه اي فرق می کند. این تفاوت و اثر در آمار یاد شده قابل مشاهده می باشد. در رابطه با تونلهاي زیرآب بخاطر شیب طولی زیاد، موضوع خیلی بدتر نمایان است.

براساس گزاش یاد شده سطح خرابی اتوموبیل ها در همه حالتها باستثناء تونلهاي آبدار شبیه هم هستند.میزان تصادفات در تونلهاي دو طرفه بلند و تونلهاي بزرگراههاي غیر شهري کمتر می باشد. در تونلهاي خیابانی میزان تصادفات کمی بیشتر ولی بالاترین آمار تصادف مربوط به تونلهاي آبدار قدیمی است. این آمار میزان مجروحان و آتش سوزي هاي داخل تونل را نشان نمی دهد. 

راهها و تونل هاي ناروی

آمار حوادث نروژ در جدول ٥ نشان داده شده است که مثالی از ایمنی ترافیک در جاده ها و تونلهاي یک کشور است. بر طبق این آمار ،٣٣% از تصادفات در ١٠٠ متري تونلها ،٤٥%  در ناحیه انتقالی و ٢٢% در داخل تونل رخ می دهد. عمومی ترین تصادف (٥٢%) تصادف موتر با دیواره هاي تونل است.

جاده هاي اصلی در فنلاند

آمار تصادفات در جاده هاي اصلی فنلاند در خلال سالهاي ١٩٨٦-١٩٨٤ در جدول ٥ آمده است. مطالعه آمار کشورهاي شمال اروپا از جمله فنلاند بیانگر این است که تونلها از جاده ها ایمن تر هستند.

کنترل ترافیک

تونلها با طولهاي مختلف، سطح ایمنی متفاوتی را اقتضاء می کند که میزان آن در جدول شماره ٦ آمده است. این موارد براي ایمنی ترافیک و کارهاي ساختمانی و نگهداري تونل لازم هستند و باعث کاهش شدت تصادفات و فراهم ساختن امکان کمک به محل تصادف می کنند.

هدف از داشتن سیستم کنترل به شرح ذیل است:

• جلوگیري از بندآوردن ترافیک در تونل توسط کنترل خودروهاي ورودي
• بستن باندهاي بند آمده
• اجراي سرعت مجاز بر طبق شرائط رانندگی در تونلها
• هدایت ترافیک به راههاي مجاور در صورت بسته بودن و یا کاهش موقت ظرفیت تونل
• براي دوطرفه کردن یک تونل دو بانده در شرائطی که تونل مجاور (دوقلو) آن بسته است.
• جلوگیري از ورود ترافیک به تونل در حالت تصادف

راهنمائی رانندگان در شرائط خاص 

تابلوهاي اطلاعاتی و علائم خطر که در محل تونلها نصب می شوند، عبارتند از:

نام، طول و علامت (Symbol) تونل - فرکانس رادیوئی تونل - محل اماکن ایستادن - راههاي فرار - تلفنهاي اضطراري - زنگ خطر آتش سوزي و غیره - تابلو فاصله داخل تونل - مقررات و راهنما بطور مکتوب (کار در جاده، حادثه و ...) - مقررات حمل مواد خطرناك

علائم و تابلوهاي محدودیت و بازدارنده شامل:

محدودیت ترافیکی (مانند نور)، حداکثر ارتفاع آزاد، حداکثر و حداقل سرعت، ممنوعیت ایستادن، فاصله بین خودروها، استفاده از موتور و چراغها 

بیرون از تونل معمولاً با یک سیستم کنترل ترافیکی سه چراغه مجهز است. سایز تجهیزات به کار رفته براي ایمنی عبارتند از: گاردریل هاي کنار تونل، سنسورهاي حساس به گاز و جریان هوا، وسائل اندازه گیري دید و روشنائی براي کنترل تهویه و روشنائی

هزینه هاي احداث

تخمین هزینه احداث ٢ تونل جاده اي در ذیل آورده شده است:(جدول شماره  ٦و ٧)

تونل ١: تونل Kuparivuori در Naantali واقع در جنوب غربی فنلاند. این تونل در سال ١٩٩٨ در حال ساخت بوده است. یک تونل یک بانده ولی دوطرفه است. ٩٨ متر از این تونل در خاك است که بین دو قسمت سنگی بطول کلی ٢٢٤ متر قرار دارد. مقطع این تونل ٦٥ مترمربع می باشد.

تونل ٢: تونل Pasilanvayla بین Makelankatu و Kustaa vaasantie در هلسینکی که بعنوان یک راه مهم در منطقه شهري تلقی می شود. این تونل دوقلو و ٢ بانده می باشد. دو طرف آن بصورت کند و پوش اجراء شده است. طول کلی آن ٣٢٠٠ متر و مقطع هر یک از تونلها ٨٠ متر مربع است. طول تونل اجراء شده در خاك

١١٨٠ متر و تونل سنگی ٢٠٣٠ متر می باشد. 

 مشاهده جدوال و تصاویر که در متن بالا نیامده است در فایل pdf ذیل درج میباشد. در صورت ضورت میتوانید از ادرس زیر دانلود نمایید. 

دانلود جزوه تونل ها

فایل های محاسباتی دیزاین ساختمان های مسیر سرک مانند کلورت، باکس کلورت، پل ها، دیوارهای استنادی و غیره از این جا قابل دسترس است. 

سفارش فایل های دیزاین

شماره پشتیبان:‌ 93799219419+