सुरंगों का निर्माण मूल रूप से जल वितरण और सीवेज सिस्टम के हिस्से के रूप में किया गया था, जो रोमन साम्राज्य के दिनों में वापस आया था। परिवहन के लिए उनका पहला उपयोग 17 वीं शताब्दी में नहर प्रणालियों के हिस्से के रूप में हुआ था। 19वीं सदी में रेलमार्गों और 20वीं सदी में ऑटोमोबाइल के विकास के साथ, सुरंगें लंबी और अधिक जटिल होती गईं। सुरंगों के निर्माण के लिए सबसे आम तरीके हैं कट-एंड-कवर विधि, डूबी हुई ट्यूब विधि, या सुरंग बोरिंग मशीन का उपयोग।
कदम
4 में से भाग 1 सुरंग के निर्माण में विचार करने के लिए कारक
चरण 1. विचार करें कि सुरंग कहाँ बनाई जाएगी।
प्रस्तावित सुरंग का स्थान यह निर्धारित करेगा कि इसे बनाने के लिए कौन से उपकरण और तकनीकें आवश्यक हैं और इसे इसके इच्छित उपयोग के लिए तैयार करें। सुरंगों को 3 प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:
- सॉफ्ट-ग्राउंड सुरंगें। सुरंग को ढहने से बचाने के लिए इन सुरंगों को उद्घाटन पर समर्थन की आवश्यकता होती है। ये सुरंगें आमतौर पर उथली होती हैं और इनका उपयोग सबवे, जल वितरण और अपशिष्ट जल निकासी प्रणालियों के लिए किया जाता है।
- रॉक सुरंगें। क्योंकि वे ठोस चट्टान से खोदे गए हैं, इन सुरंगों को बहुत कम समर्थन की आवश्यकता है या बिल्कुल भी नहीं। ट्रेन और कार की सुरंगें आमतौर पर इसी किस्म की होती हैं।
- पानी के नीचे की सुरंगें। जैसा कि नाम से संकेत मिलता है, ये सुरंगें नदियों, झीलों, नहरों के नीचे जाती हैं, और "चुनल" के मामले में, स्ट्रेट्स जैसे कि इंग्लिश चैनल। ये निर्माण करने के लिए सबसे कठिन सुरंग हैं, क्योंकि निर्माण के दौरान और बाद में पानी को सुरंग से दूर रखना पड़ता है।
- एक शहर के नीचे एक सुरंग का निर्माण एक पानी के नीचे सुरंग के समान समस्याएं पेश करता है, जिसमें सुरंग के चारों ओर की जमीन इसके ऊपर की इमारतों के वजन के नीचे गिर जाती है। क्षेत्र के भूविज्ञान का ज्ञान यह अनुमान लगाने में मदद करता है कि जमीन कितनी झुकेगी और सुझाव देती है कि कौन से तरीके शिथिलता को कम कर सकते हैं।
चरण 2. सुरंग के पथ पर विचार करें।
एक सुरंग बोरिंग मशीन के साथ एक लंबी, एकल, सीधी पथ वाली सुरंग को बोर करना तुलनात्मक रूप से आसान है। इस डिज़ाइन से भिन्न सुरंगें ऐसी समस्याएं पेश करती हैं जो उन्हें और अधिक जटिल बनाती हैं।
- छोटी सुरंगें सुरंग खोदने वाली मशीनों से ऊब नहीं पाती हैं क्योंकि ऐसा करना लागत प्रभावी नहीं है।
- जिन सुरंगों को अपने मार्गों के विभिन्न हिस्सों में अलग-अलग बोर व्यास की आवश्यकता होती है, वे बोर व्यास को समायोजित करने में देरी के कारण सुरंग बोरिंग मशीन का उपयोग अव्यावहारिक बनाती हैं।
- सुरंगें जो नुकीले कोनों को मोड़ती हैं या जिनमें चौराहे होते हैं, वे भी एक उबाऊ मशीन का उपयोग अव्यावहारिक बनाते हैं।
चरण 3. सुरंग के उद्देश्य पर विचार करें।
सुरंग का उपयोग किस लिए किया जाएगा, यह निर्धारित करता है कि सुरंग बनाने के अलावा उसे सेवा में लगाने से पहले क्या अतिरिक्त कार्य आवश्यक होगा।
- यात्रियों को ले जाने वाली सुरंगों में किसी प्रकार के वेंटिलेशन की आवश्यकता होती है। सड़क मार्ग की सुरंगों के लिए, इसका अर्थ आमतौर पर कार्बन मोनोऑक्साइड के निर्माण को रोकने के लिए वेंटिलेशन शाफ्ट होता है। रेलवे सुरंगों के लिए, इसका मतलब डीजल इंजन के निकास को हटाने के लिए मजबूर-हवा में वेंटिलेशन हो सकता है। सुरंग में आग लगने पर बनाए गए धुएं से निपटने के लिए दोनों में पूरक तरीके हैं।
- बोस्टन में बिग डिग जैसे भारी उपयोग वाली सुरंगों में सुरंग के भीतर यातायात की निगरानी और आपात स्थिति से निपटने के लिए वीडियो उपकरणों के साथ लगातार मानव संचालन केंद्र हो सकते हैं।
- कोलोराडो में आइजनहावर टनल जैसी लंबी सड़क सुरंगों को ड्राइवरों और यात्रियों की सुविधा के लिए ओवरहेड लाइट से जलाया जा सकता है। अन्य सड़क सुरंगों, जैसे कि यूटा में सिय्योन नेशनल पार्क में प्राकृतिक कटआउट की सुविधा हो सकती है ताकि प्राकृतिक प्रकाश स्थानों में सुरंग में प्रवेश कर सके और यात्रियों को आसपास के दृश्यों की झलक प्रदान कर सके।
- कुछ सुरंगें, जैसे कि लिवरपूल और बीरकेनहेड, इंग्लैंड के बीच क्वींसवे सुरंग और हांगकांग में शा टिन और न्यू कॉव्लून के बीच लायन रॉक टनल, पानी, पाइप या केबल के लिए निचले सर्विस डेक के साथ एक ऊपरी यात्री यातायात डेक को जोड़ती है। अन्य सुरंगों, जैसे मलेशिया की स्मार्ट सुरंग का उपयोग यातायात या बाढ़ नियंत्रण के लिए किया जा सकता है।
भाग 2 का 4: कट-एंड-कवर विधि का उपयोग करना
चरण 1. एक खाई खोदो।
जिस क्षेत्र में सुरंग होगी उसे पूरी तरह से खोदा गया है, सुरंग की छत बनाई जाएगी और सुरंग के पूरा होने पर उसे ढक दिया जाएगा। इस प्रकार की सुरंग का निर्माण दो तरीकों में से एक में किया जाता है:
- बॉटम-अप: पहले ग्राउंड सपोर्ट बनाया जाता है, फिर उसके चारों ओर टनल बनाई जाती है।
- ऊपर से नीचे: सुरंग के किनारे और छत का निर्माण जमीनी स्तर पर किया जाता है, और इसके नीचे सुरंग की खाई खोदी जाती है।
- दोनों विधियों का उपयोग मुख्य रूप से उथले सुरंगों के लिए किया जाता है, हालांकि ऊपर से नीचे की विधि नीचे से ऊपर की विधि की तुलना में गहरी सुरंग खोदने की अनुमति देती है। गहरी सुरंगों को अक्सर एक सुरंग ढाल की सहायता से खुदाई की जाती है, एक बॉक्स जैसी संरचना जिसमें छोटे शटर होते हैं जिन्हें खोदने के लिए खोला जाता है। एक बार ढाल के सामने की गंदगी हटा दी जाती है, खुदाई जारी रखने के लिए ढाल को आगे बढ़ाया जाता है।
चरण 2. सुरंग की दीवारें और छत बनाएं।
सुरंग की दीवारों और छत को बनाया जा सकता है क्योंकि सुरंग खोदी जा रही है या पूर्व-निर्मित हो सकती है और सुरंग खोदी जा रही है। सामग्री में आज निम्नलिखित शामिल हैं:
- नालीदार स्टील मेहराब।
- प्रीकास्ट कंक्रीट मेहराब।
- प्रीकास्ट कंक्रीट की दीवारें।
- कंक्रीट डाला या छिड़काव किया। अक्सर, इसका उपयोग गठित-आर्क विधियों में से एक के साथ संयोजन में किया जाता है।
चरण 3. सुरंग को पूरा करें।
यह कैसे किया जाता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि बॉटम-अप या टॉप-डाउन पद्धति का उपयोग किया गया था या नहीं।
- बॉटम-अप विधि से बनाई गई सुरंगों को सुरंग की छत पर कवर करने के लिए बैक-फिल्ड किया जाना चाहिए और सुरंग की छत के ऊपर मौजूद किसी भी सतह को बनाया या फिर से बनाया गया है।
- ऊपर से नीचे की विधि से बनाई गई सुरंगों को नीचे खोदा जाता है जहां सुरंग की दीवारें और छत खड़ी की गई थी, और फिर एक बेस स्लैब, जो सुरंग के तल के रूप में कार्य करता है, बनाया जाता है।
भाग ३ का ४: विसर्जित ट्यूबों का उपयोग करना
चरण 1. एक खाई खोदें जब सुरंग जाएगी।
यह विधि कट-एंड-कवर विधि के समान है, लेकिन इसका उपयोग पानी के नीचे की सुरंगों को खोदने के लिए किया जाता है। खाई को पानी के भीतर चलने वाली सुरंग की लंबाई तक चलने की जरूरत है।
चरण 2. खाई की लंबाई के साथ स्टील ट्यूबों की एक श्रृंखला बिछाएं।
प्रत्येक ट्यूब को बल्कहेड के साथ दोनों छोर पर सील कर दिया जाता है। यदि ट्यूब एक कार सुरंग के लिए है, जैसा कि बोस्टन में टेड विलियम्स टनल के मामले में है, तो ट्यूबों में पूर्व-निर्मित सड़क खंड शामिल हैं।
चरण 3. इसके ऊपर पानी के दबाव का सामना करने के लिए ट्यूब को पर्याप्त बैकफिल के साथ संलग्न करें।
टेड विलियम्स टनल के लिए, यह चट्टान की 5 फुट मोटी (1.5 मीटर मोटी) परत थी।
चरण 4. बीच में आने वाले बल्कहेड्स को हटाकर ट्यूबों को कनेक्ट करें।
ट्यूबों में बने किसी भी सड़क या रेल खंड को इस समय भी जोड़ा जाएगा।
भाग 4 का 4: सुरंग बोरिंग मशीन का उपयोग करना
चरण 1. नौकरी के लिए सही टनलिंग मशीन चुनें।
टनल बोरिंग मशीन, जिसे शॉर्ट या "मोल्स" के लिए टीबीएम कहा जाता है, में सामने की तरफ गोलाकार प्लेटें होती हैं जिन्हें शील्ड कहा जाता है। ढाल पर डिस्क के आकार के कटर चट्टान और गंदगी के माध्यम से फाड़ते हैं, जो टीबीएम के अंदर एक कन्वेयर बेल्ट पर ढाल में खुलने से गुजरता है जो इसे मशीन के पीछे जमा करता है।
- टीबीएम शील्ड के प्रकार इस बात पर निर्भर करते हैं कि तिल को नरम, गीली जमीन या कठोर चट्टान में खोदना है या नहीं। शील्ड का व्यास एकर विर्थ के 26.3-फुट (8.03 मीटर) शील्ड से लेकर इसके टीबीएम पर होता है, जिसका इस्तेमाल स्विट्जरलैंड के लिंथ-लिम्मर्न पावर स्टेशनों के लिए हिताची ज़ोसेन के "बिग बर्था" के लिए किया जाता है, जिसका व्यास 57.5 फीट (17.5 मीटर) है।
- पानी की मेज के नीचे सुरंगों को खोदने के लिए डिज़ाइन किए गए तिल में सामने की तरफ कक्ष भी होते हैं, जो जमीन को खोदने के लिए दबाव डालते हैं।
- बड़ी नौकरियों के लिए, कई टीबीएम को बुलाया जा सकता है। चैनल टनल को 11 की आवश्यकता है।
चरण 2. मशीन को स्थिति में लाएं।
सतह के स्तर की सुरंग के लिए, यह कोई समस्या नहीं है। यदि सुरंग को गहरे भूमिगत बोर करना है, तो एक एक्सेस शाफ्ट, जो आमतौर पर गोलाकार होता है, ड्रिल किया जाता है और कंक्रीट के साथ पंक्तिबद्ध किया जाता है। टीबीएम को इसमें उतारा जाता है, और उस बिंदु से सुरंग की खुदाई की जाती है।
- लंबी सुरंगों के लिए, कई एक्सेस शाफ्ट ड्रिल किए जाते हैं।
- जब सुरंग समाप्त हो जाती है, तो एक्सेस शाफ्ट वेंटिलेशन शाफ्ट और/या आपातकालीन निकास बन सकते हैं। यदि वे इतने नियोजित नहीं हैं, तो उन्हें सुरंग के जीवन के लिए जगह पर छोड़ दिया जाता है।
चरण 3. मशीन के माध्यम से छेद के रूप में खड़ी सुरंग का समर्थन करता है।
पूर्व-निर्धारित अंतराल पर एक रिंग बनाने के लिए टीबीएम के पीछे प्री-कास्ट कंक्रीट के खंड खड़े किए जाते हैं।
चरण 4. समर्थन के छल्ले के बीच खुदाई वाली दीवारों पर कंक्रीट स्प्रे करें।
छिड़काव कंक्रीट, या शॉटक्रीट, सुरंग की दीवारों को कोट और स्थिर करता है। शॉट्रीट में इसे मजबूत करने के लिए स्टील या पॉलीप्रोपाइलीन फाइबर शामिल हो सकते हैं, जिस तरह से कास्ट कंक्रीट को मजबूत करने के लिए स्टील रीबर का उपयोग किया जाता है। शॉटक्रीट में एक त्वरक भी होता है जो इसे सुरंग की दीवारों से चिपकाने और जल्दी सूखने में मदद करता है।
टिप्स
- प्रारंभिक सुरंगों को छेद करके और विस्फोटकों का उपयोग करके चट्टान के माध्यम से ऊबाया गया था: पहले काला पाउडर और बाद में डायनामाइट। लकड़ी के तख्ते के अस्थायी समर्थन खड़े किए जाएंगे, उनकी जगह ईंट और चिनाई की जाएगी। बाद में सुरंगों में लकड़ी और चिनाई के स्थान पर खंडित कच्चा लोहा के छल्ले, एक साथ बोल्ट का इस्तेमाल किया गया था।
- ट्यूबों/पाइपों या काटने वाले सिरों के साथ इत्तला दे दी गई बॉक्स के आकार के उत्खनन को धक्का देने के लिए जैक का उपयोग करके सुरंगों को नरम पृथ्वी के माध्यम से भी ड्रिल किया जा सकता है। पाइप-जैक वाली सुरंगें संकीर्ण होती हैं, व्यास में 10.5 फीट (3.2 मीटर) से अधिक नहीं, जबकि बॉक्स-जैक वाली सुरंगें 65.6 फीट (20 मीटर) जितनी चौड़ी हो सकती हैं।
