تونل مانش یا تونل شانل مسیر مواصلاتی بسیار مهم بین جزیره‌ی بریتانیا و فرانسه است که به‌عنوان بلندترین تونل زیر آبی جهان شناخته می‌شود.
تونل مانش (به فرانسوی Le tunnel sous la Manche) یا تونل شانل (Chunnel) یا تونل کانال (Channel) یکی از بلندترین تونل‌های جهان است که در دهه‌ی پایانی قرن بیستم به بهره‌برداری رسید. این تونل که امروزه به‌نام یوروتونل (Eurotunnel) هم شناخته می‌شود، به‌نوعی بریتانیا را به اتحادیه‌ی اروپا متصل کرده است. تونل مانش با طول ۵۰/۴۵ کیلومتر، دو خط ریلی دارد که فوکستون در بریتانیا را به کوکل در فرانسه متصل و از زیر کانال مانش (یا کانال انگلیس) عبور می‌کند. تونل مانش، تنها راه مواصلاتی ثابت بین بریتانیا و اتحادیه‌ی اروپا محسوب می‌شود و خط ریلی عظیمی از شرق بریتانیا تا چین ایجاد می‌کند. این تونل در پایین‌ترین عمق ۷۵ متر زیر بستر دریا قرار دارد و ۱۱۵ متر با سطح دریا فاصله پیدا می‌کند. طول تونل در زیر آب به ۳۷/۹ کیلومتر می‌رسد که بلندترین طول تونل زیر آبی در جهان محسوب می‌شود.
درحال‌حاضر، شرکت GetLink مدیریت و مالکیت تونل مانش را دراختیار دارد. در خطوط ریلی تونل، قطارهای سریع‌السیر یورواستار استفاده می‌شوند که حمل مسافر را برعهده دارند. جابه‌جایی وسایل نقلیه هم از همان خطوط انجام می‌شود که قطارهای موسوم به یوروتونل شاتل آن را برعهده دارند. سالانه میلیون‌ها مسافر و وسیله‌ی نقلیه و چند‌میلیون بار ازطریق تونل مانش بین اروپا و بریتانیا جابه‌جا می‌شود.
ایده‌ها و برنامه‌هایی برای ساخت تونل بین بریتانیا و اروپا از سال ۱۸۰۲ شکل گرفت. در آن زمان، سیاست دولت بریتانیا و فشارهای رسانه‌ای درباره‌ی تهدید امنیت ملی در بریتانیا، از ساخت تونل مانع شد. در سال‌های پایانی قرن نوزدهم، انگلستان تلاش‌های ناموفقی برای ساخت تونل کرد که مشکلات مهندسی از تکمیل آن مانع شد. تلاش نهایی از سال ۱۹۸۸ در دو سمت بریتانیا و فرانسه شروع شد و تونل امروزی از سال ۱۹۹۴ کار خود را شروع کرد. در سال ۱۹۸۵، هزینه‌ی ساخت‌وساز تونل مانش حدود ۵/۵ میلیارد پوند پیش‌بینی شده بود. در آن زمان، تونل مانش به‌عنوان پرهزینه‌ترین پروژه‌ی ساخت‌وساز جهان شناخته می‌شد. نکته‌ی جالب اینکه درنهایت پروژه با هزینه‌ی بسیار بیشتر از پیش‌بینی‌ها، یعنی ۹ میلیارد پوند، به‌پایان رسید. امروزه، تونل مانش به‌عنوان یکی از عجایب هفت‌گانه‌ی جهان مدرن شناخته می‌شود.
شماتیک نقشه‌ی محل قرارگیری تونل مانش
اولین ایده برای ساخت تونلی برای اتصال بریتانیا و فرانسه در سال ۱۸۰۲ مطرح شد. آلبرت متیو فاویه، مهندس معدن فرانسوی، پیشنهاد داد تونل زیر کانال انگلیس حفر شود. طرح اولیه‌ی او شامل چراغ‌های نفتی برای روشن‌کردن مسیر تونل و جابه‌جایی به‌کمک کالسکه‌های اسبی و ساختن جزیره‌ی مصنوعی در میانه‌ی مسیر برای تعویض اسب‌ها بود. فاویه در طرح خود تونلی دوطبقه را پیشنهاد داده بود که از بالای آن برای حمل‌ونقل و از طبقه‌ی پایین برای جابه‌جایی آب‌های سطحی استفاده می‌شد. به‌هرحال، طرح او در آن زمان اجرایی و مقرون‌به‌صرفه نبود و تأثیر سیاست و رسانه را هم در اجرا‌نشدنش نباید دست‌کم گرفت.
ایمه تومه دو گمو پیشنهاد دوم برای حفر تونل در زیر کانال انگلیس را مطرح کرد. در سال ۱۸۳۹، وی مطالعات دقیق زمین‌شناسی و هیدروگرافی را درباره‌ی منطقه‌ی کانال انجام و تا سال ۱۸۵۶، طرح خود را توسعه داد. در آن زمان، او طرح خود را به ناپلئون سوم ارائه کرد و پیشنهاد تونل ریلی بین گرینه در فرانسه تا ایست‌واتر پوینت در بریتانیا مطرح کرد. او هزینه‌‌ای حدود هفت‌میلیون پوند را برای پروژه‌ی مدنظر خود پیش‌بینی کرده بود. تا دهه‌ی ۱۸۷۰، بازهم پیشنهادهای مشابهی مطرح شد که به‌دلایل متعدد علمی و سیاسی به موفقیت نرسیدند. درنهایت در آن دهه، پروتکلی بین بریتانیا و فرانسه امضا و لزوم راه‌اندازی تونل بین دو کشور تصویب شد.
اولین طرح برای تونل مانش
سر ادوارد واتکین، از کارآفرینان بریتانیایی صنعت ریلی، به‌همراه الکساندر لاوالی، یکی از پیمان‌کاران پروژه‌ی کانال سوئز، در سال ۱۸۸۱ در شرکت راه‌آهن زیرآبی فرانسوی‌بریتانیایی عضویت داشتند و مطالعات جدی تجربی را در هر دو سمت تونل نهایی انجام دادند. مطالعات آن‌ها به حفر اولین ورودی‌ها در سمت فرانسه و بریتانیا انجامید. در سمت بریتانیایی، تونل اولیه‌ای به قطر ۲/۱۳ متر و طول ۱،۸۹۳ متر از صخره‌ی شکسپیر و در سمت فرانسه نیز تونلی با قطر مشابه و به طول ۱،۶۶۹ متر از سانگات حفر شد. این پروژه هم بهدلیل فشارهای سیاسی و رسانه‌ای خصوصا از سمت بریتانیا به موفقیت نرسید.
تا میانه‌های قرن بیستم، بازهم پیشنهادها و طرح‌هایی برای اتصال فرانسه و بریتانیا ازطریق تونل زیر آبی مطرح شد. همیشه مشکلات نظامی و ترس از تهدیدهای امنیت ملی از پیش‌رفتن پروژه مانع می‌شد. در سال ۱۹۵۵ و پس از آنکه نیروهای نظامی هوایی به قدرت و گستردگی بسیار زیاد رسیدند، تهدید امنیتی از کانال زیر آبی دیگر آن‌چنان مهم نبود. تا دهه‌ی ۱۹۷۰، بازهم تلاش‌ها از هر دو سمت به موفقیت نرسیدند و هربار یکی از کشورها در میانه‌ی انجام پروژه از ادامه‌ی مسیر منصرف می‌شد. حتی دو دستگاه حفر در فرانسه و بریتانیا بهدلیل همین مشکلات از میانه‌ی راه به بیرون کشیده و به کشورهای دیگر فروخته شدند.
طرح اولیه‌ی تونل مانش قرن نوزدهم
درنهایت طرحی که در سال ۱۹۷۹ به‌نام Mouse-Hole Project مطرح شد، موافقت سیاست‌مداران بریتانیایی و فرانسوی را به‌همراه داشت. محافظه‌کاران در بریتانیا به قدرت رسیده بودند و از طرح توسعه‌ای حمایت می‌کردند. در آن زمان، طرح تونل یک تونل تکی ریلی و یک تونل برای سرویس‌های دوره‌ای را شامل می‌شد و هیچ برنامه‌ای برای راه‌اندازی مسیر شاتل‌ها نبود. مارگارت تاچر، نخست‌وزیر وقت بریتانیا، با وجود مخالفت با سرمایه‌گذاری دولتی، مانعی برای اجرای پروژه به‌صورت سرمایه‌گذاری خصوصی نمی‌دید. او در سال ۱۹۸۱ با فرانسوا میتران، رئیس‌جمهور فرانسه، دیدار کرد و دو طرف بر سر راه‌اندازی گروهی مشترک برای مطالعه روی پروژه‌ای خصوصی به‌توافق رسیدند. در سال ۱۹۸۲، گروه مطالعاتی مشترک به این نتیجه رسیدند که دو تونل برای عبورومرور قطار و یک تونل برای جابه‌جایی وسایل نقلیه نیاز خواهد بود. در سال ۱۹۸۵، از پیمان‌کاران دعوت شد تا طرح خود برای ساخت تونل را ارائه کنند. چهار طرح اصلی در آن زمان پیشنهاد شد:
در سال ۱۹۸۶، پیشنهاد اول پذیرفته شد. در آن زمان، شرکت‌های حمل‌ونقل دریایی بیشترین اعتراض را به پروژه کردند. درباره‌ی مسیرهای عبورومرور برای خودروها نیز با وجود استقبال اولیه‌ی افکار عمومی، نگرانی‌ها از تهویه و مدیریت تصادف و...، امکان اجرای تونل جاده‌ای را از بین برد. درنهایت، طرح اول بهدلیل تأثیر کمتر روی حمل‌ونقل دریایی در کانال مانش، کمترین تأثیر زیست‌محیطی، کمترین تهدیدهای تروریستی و بخت چشمگیر در جذب سرمایه‌های خصوصی پذیرفته شد. این طرح پیشنهاد گروهی به‌نام Channel Tunnel Group/France–Manche بود که از بانک‌ها و شرکت‌های خصوصی بریتانیایی و فرانسوی تشکیل می‌شد.
گروه CTG/F-M که برای اجرای پروژه‌ی تونل مانش انتخاب شده بود، شامل دو بخش بریتانیایی و فرانسوی بود. بخش بریتانیایی دو بانک و پنج شرکت ساخت‌وساز را دربر می‌گرفت و در بخش فرانسوی سه بانک و پنج شرکت ساخت‌وساز حضور داشتند. بانک‌ها مسئولیت جذب سرمایه و تضمین مالی وام‌ها را برعهده گرفتند و برنامه‌های طراحی و مدیریت فرایند نیز در شرکت‌های ساخت‌وساز انجام می‌شد. شرکت‌های ساخت‌وساز فرانسوی گروهی به‌نام GIE Transmanche Construction تشکیل دادند تا حفر تونل را از سانگات شروع کنند. گروه بریتانیایی نیز با تشکیل شرکت جدیدی به‌نام Translink Joint Venture کار حفر را از صخره‌ی شکسپیر شروع می‌کردند. ترکیب دو شرکت نیز برای قراردادهای بین‌المللی در سازمانی به‌نام TransManche Link یا TML باهم تعامل داشتند.
فرانسه بیش از بریتانیا سابقه‌ی پروژه‌های زیرساختی داشت؛ به‌همین‌دلیل، استقبال چشمگیری از پروژه‌ی تونل مانش شد و سازمان‌های قانون‌گذار به‌سرعت آن را تأیید کردند. در بریتانیا نیز، پس از کمی بررسی ادامه‌دار در مجلس‌های متعدد قانون‌گذار طرح نهایی تأیید شد.
پروژه‌ی تونل مانش در قرارداد BOOT تأیید شد. در این پروژه‌ها، شرکت خصوصی مسئولیت طراحی و سرمایه‌گذاری و اجرای پروژه را برعهده می‌گیرد و در ازای سرمایه‌گذاری، تا مدتی از آن بهره‌برداری می‌کند. سپس، پروژه در حالت بهره‌برداری پس از مدت مشخص به سازمان دیگری تحویل داده می‌شود که عموما دولتی است. گروه TML مسئولیت طراحی و ساخت تونل را برعهده گرفت؛ درحالی‌که فعالیت‌های مالی و جذب سرمایه را شرکت دیگری به‌نام یوروتونل مدیریت می‌کرد. این شرکت جدید CTG/F-M را به زیرمجموعه‌ی خود تبدیل کرد و قرارداد ساخت‌وساز با TML امضا کرد. درنهایت، تصمیم‌گیری‌های ایمنی و مهندسی تونل برعهده‌ی دو دولت بریتانیا و فرانسه گذاشته شد و اکنون سازمانی به‌نام Channel Tunnel Safety Authority مسئولیت آن را برعهده دارد.
یوروتونل با قراردادی ۵۵ ساله، مجوز بهره‌برداری از تونل مانش را از دولت‌های بریتانیا و فرانسه دریافت کرد تا سرمایه‌های جذب‌شده و بدهی‌ها را پرداخت کند. همچنین، قراردادی هم با شرکت‌های ریلی بریتانیا و فرانسه امضا شد تا درآمد قطارها که نیمی از ظرفیت تونل را اشغال می‌کردند، بین آن‌ها تقسیم شود.
جذب سرمایه برای پروژه‌ای بین‌المللی در چنین ابعادی مشکلات بسیار زیادی به‌همراه داشت. حدود ۵۰ بانک به پروژه وام تزریق کردند و سرمایه‌های عمومی نیز به‌مرور برای شروع حفر تونل مانش جذب شد. به‌هرحال، هزینه‌های اولیه به‌میزان ۴/۶۵ میلیارد دلار در سال ۱۹۸۵ تأمین شد. در اوج فرایند پروژه، بیش از ۱۵ هزار نفر در ساخت تونل مانش استخدام شده بودند که هزینه‌ی حقوق آن‌ها به سه‌میلیون پوند می‌رسید. در کل فرایند نیز ۱۰ کارگر جان خود را از دست دادند که هشت نفر از آن‌ها بریتانیایی بودند و در ابتدای پروژه فوت کردند.
کارگران حین حفاری تونل مانش
در مجموع، ۱۱ ماشین حفاری در دو سمت فرانسه و بریتانیا شروع به کار کردند تا تونل‌های دوقلوی راه‌آهن و تونل مرکزی عبور شاتل را حفر کنند. فرایند نهایی بدین‌صورت طراحی شده بود که مهندسان حفاری حدودا در وسط مسیر به یکدیگر برسند. البته کارگران سمت بریتانیا مسیر تقریبا طولانی‌تری را حفاری کردند. درادامه، مراحل طراحی و حفر تونل‌های را شرح می‌دهیم.
بیست سال پیش از نهایی‌شدن برنامه‌های حفر تونل مانش، مطالعه‌های مهندسی تأیید کرده بودند که امکان حفر تونل در لایه‌ی گج مارن (Chalk Marl) زیر بستر دریا امکان دارد. این لایه‌ی زمین‌شناسی یکی از لایه‌های برتر برای حفر تونل به‌شمار می‌روند و بهدلیل نفوذناپذیری و سهولت در حفر و سختی درخورتوجه خصوصیات لازم را برای عبور دستگاه‌های حفر تونل دارند. در سمت بریتانیایی کانال انگلیس، لایه‌ی مارن به‌خوبی وجود داشت؛ اما در پنج کیلومتر از طول تونل در سمت فرانسه، لایه‌های زمین‌شناسی با تنوع سختی متفاوت و دشواری‌های حفاری کار را برای مهندسان دشوار می‌کردند. به‌هرحال، پنج ماشین حفاری که در سمت فرانسه مشغول بودند، زمین سخت را برای عبور تونل‌ها حفر کردند.
شماتیک لایه‌های زیرزمینی تونل مانش
یکی از مراحل مهم طراحی و برنامه‌ریزی ساخت تونل مانش، مطالعه‌های زمین‌شناسی پیش از شروع پروژه بود. در سال ۱۸۳۳، تومه دو گمو اولین نمونه‌‌گیری‌ها از این منطقه را انجام داده که مناسب‌بودن لایه‌های زمین‌شناسی در همان مطالعه‌ها تأیید شده بود. در سال‌های بعد، بیش از ۷۰ حفاری از بستر دریا و خشکی و چهار هزار کیلومتر پیمایش دریایی انجام شد تا بستر کامال انگلیس کاملا بررسی شود. تا سال ۱۹۸۸، این مطالعه‌ها ادامه پیدا کرده بود تا بهترین موقعیت و عمق برای حفر تونل‌ها شناسایی شود.
فرایند حفر تونل مانش، فرایندی کم‌سابقه در صنعت حفاری بود. تا آن زمان، تنها تونل سیکان در ژاپن با ساختاری مشابه حفر شده بود که در سال ۱۹۸۸ هم به‌بهره‌برداری رسید. فراموش نکنید تونل مانش قرار بود بلندترین مسیر زیر آب را برای ارتباط دو سمت ایجاد کند و مشکلات بسیار بیشتری داشت و طرح سه تونل موازی نیز فرایند حفاری را دشوارتر می‌کرد. نگرانی اصلی مهندسان فشار هیدرواستاتیکی آبی بود که در بالای بستر حفر تونل وجود داشت و همیشه بحران نفوذ آب و ازبین‌بردن تونل، آن‌ها را تهدید می‌کرد.
طرح نهایی تونل شامل ساخت دو تونل ریلی با قطر ۷/۶ متر می‌شد که هرکدام ۳۰ متر از هم فاصله داشتند و طول آن‌ها به ۵۰ کیلومتر می‌رسید. تونل سرویس که بین آن دو ساخته می‌شد، ۴/۸ متر قطر داشت. برای ارتباط بین تونل‌های ریلی و تونل مرکزی سرویس‌دهی، در فاصله‌های ۳۷۵ متری کانال‌هایی با قطر ۳/۳ متر در نظر گرفته شد. بخش‌های دیگر تونل‌های هوایی را شامل می‌شد که با قطر دومتری از بالای تونل‌های ریلی به‌هم متصل می‌شوند. در فرایند ساخت، تونل سرویس که در مرکز قرار داشت، یک کیلومتر جلوتر حرکت می‌کرد تا وضعیت زمین‌شناسی زودتر بررسی و گزارش شود. در این فرایند، حفر تونل از لایه‌ی مارن آن‌چنان دشوار نبود و تجربه‌های خوبی در این زمینه در صنعت معدن‌کاوی به‌دست آمده بود. ناگفته نماند تونل‌های اتصالی بین تونل‌های اصلی مشکلات مهمی در پی داشتند که در دو سمت کانال انگلیس، باید با سیاست‌های متفاوت پیاده می‌شدند.
طرح شماتیک تونل‌های سه‌گانه مانش
فرایند حفاری که در دو سمت تونل مانش در دسامبر ۱۹۸۷ شروع شد، از همان ابتدا در فرانسه با مشکلاتی همراه بود. ماشین‌های حفاری از همان ابتدا با ورود آب به تونل روبه‌رو شدند و درنتیجه به پیاده‌سازی حالت عایق مجبور شدند (این ماشین‌ها دو حالت عایق و باز داشتند که بسته به موقعیت فعال می‌شد). در سمت بریتانیا نیز پس از ۳/۲ کیلومتر حفاری، وضعیت پیش‌بینی‌نشده‌ای رخ داد و ماشین‌ها به تخلیه و عایق‌بندی سریع مجبور شدند. پس از مشکل مرحله‌ی اولیه، ماشین‌های حفاری مشکل زیادی تجربه نکردند و با سرعت حدود ۱۴۹ متر در هفته پیش رفتند.
روش حفاری که برای حفر زمین و رسیدن به لایه‌ی مدنظر در دو سمت بریتانیا و فرانسه انجام شد، به‌نام Precast Segmental Linings شناخته می‌شود که از روشهای مرسوم حفر تونل است. در این روش، با پیش‌رفتن ماشین حفاری (TBM) بخش‌های قالب‌ریزی‌شده از قبل به‌مرور نصب می‌شوند تا به‌نوعی خط‌دهی تونل به‌صورت موقت انجام شود. این قالب‌ها علاوه‌بر ساخت دیواره‌ی داخلی تونل، تحمل فشار بار‌های داخلی و خارجی را هم در همان ابتدای فرایند ساخت نشان می‌دهند. ماشین‌های TBM هم در مسیر پیشرفت خود، به بخش‌های پشت‌سری نصب‌شده به‌کمک قالب‌ها تکیه می‌کنند.
ماشین حفاری تونل مانش که از حفره فرانسه وارد می‌شود.
ماشین‌های حفاری که برای حفر تونل مانش استفاده می‌شدند، در سمت بریتانیا به ترتیب حروف الفبا نام‌گذاری شده بودند و در سمت فرانسه نام‌های زنانه همچون Brigitte ،Europa ،Catherine ،Virginie ،Pascaline و Séverine داشتند. این ماشین‌ها ساخت شرکتی با همکاری Markham و Kawasaki بودند.
دیواره‌های قالب‌گیری‌شده در سمت فرانسه از جنس نئوپرن بودند که عایق‌بندی گروت داشتند و با پیچ به هم متصل می‌شدند. جنس دیواره‌ها بتن تقویت‌شده و چدن بود. در تونل انگلیس، بهدلیل مناسب‌تربودن ساختار زمین‌شناسی امکان حفاری با سرعت بیشتر وجود داشت و تنها در بخش‌هایی که ساختار زمین‌شناسی کمی ضعیف بود، از دیواره‌های چدنی استفاده شد.
۳۰ اکتبر ۱۹۹۰، فرایند حفاری تونل مانش به اولین مرحله‌ی تاریخی رسید و مته‌ی حفاری ۵۰ میلی‌متری به رسیدن دو سمت تونل سرویس به یکدیگر منجر شد. در اول دسامبر همان سال، یک کارگر بریتانیایی و یک کارگر فرانسوی در محل تلاقی دو تونل به‌هم رسیدند و رسانه‌ها خبر نهایی تکمیل اولیه‌ی تونل مانش را مخابره کردند. یوروتونل موفق شده بود فرایند حفاری را طبق زمان قرارداد به‌پایان برساند؛ اما هنوز مراحل زیادی از توسعه‌ی تونل مانش باقی مانده بود. گراهام فاگ، کارگر بریتانیایی، به تونل فرانسوی رسید و از سمت فرانسه خارج شد. او لقب اولین فردی را دریافت کرد که کانال انگلیس را پس از هشت‌هزار سال (جداشدن بریتانیا از اروپا) از راه خشکی طی کرده است. دو تونل در زمان رسیدن به یکدیگر تنها ۳۶/۲ متر باهم فاصله داشتند؛ البته هماهنگ‌‌کردن دو تونل فراید دشواری بود که درادامه جزئیات آن را شرح می‌دهیم.
لحظه‌ی رسیدن دو سمت تونل مانش به یکدیگر
مسیریابی و تنظیم تونل‌هایی که از دو سمت فرانسه و بریتانیا حفر می‌شدند، مشکل مهم مهندسان در ساخت تونل مانش بود. در طراحی اصلی، تونل سرویس اهمیت کمتری ازلحاظ مسیریابی داشت و در چنین رویکردهایی، تونل سرویس ابتدا حفر می‌شود تا حکم هدایت مسیر را نیز برای دو تونل دیگر ایفا کند. در مسیر حفر تونل، اطلاعات مسیریابی تونل‌های اصلی به‌صورت پویا به‌روز می‌شود و تغییر می‌کند. درواقع در مسیریابی‌های این‌چنینی، از مسیر مستقیم و از‌پیش‌تعیین‌شده خبری نیست.
تونل‌های بلند مانند مانش که در زیر دریا حفر می‌شوند، اغلب مسیر مستقیمی ندارند. درواقع، مسیر حفر آن‌ها تحت‌تأثیر وضعیت زمین‌شناسی زیر بستر دریا قرار دارد. مهندسان در مسیر بسته به سطحی که مشاهده می‌کنند، جهت تونل را زاویه می‌دهند. البته همان‌طورکه گفته شد، قبل از شروع به کار امکان‌پذیر‌بودن مشخصات زمین‌شناسی برای حفر تونل بلند بررسی شده بود و در مسیر حفر، تنها باید جهت تونل کمی تغییر می‌کرد.
مسیریابی تونل مانش درواقع ماه‌ها پیش از شروع حفر تونل‌ها انجام شده بود. پس از آنکه مهندسان به عبور از مسیر مارن برای حفر تونل به نتیجه رسیدند، برنامه‌های مسیریابی در روشی شبیه به مسیریابی جاده‌ها، اما با تجهیزات متفاوت شروع شد. برای اینکه تفاوت مسیریابی یک تونل در زیر دریا را با جاده‌ای روی زمین درک کنید، باید بدانید اشتباه در مسیریابی جاده، تنها به چپ و راست رفتن مسیر می‌انجامد. به‌علاوه، همه‌چیز در مسیریابی جاده‌ای از هوا و با دوربین‌های نقشه‌برداری دیدنی است. در زیر زمین و از آن مهم‌تر زیر حجم عظیمی از آب، وضعیت بسیار متفاوت می‌شود. اشتباه در مسیریابی نه‌تنها در جهت‌های چپ و راست، بلکه در جهت‌های بالا و پایین تونل نیز امکان دارد.
تونل‌هایی که از سمت بریتانیا و فرانسه به‌سمت یکدیگر حفر می‌شدند، درمجموع بیش از دو متر اجازه‌ی اختلاف جهت در نقطه‌ی تلاقی نداشتند. درصورتی‌که فاصله‌ی آن‌ها در محل رسیدن بیش از این مقدار می‌شد، امکان تغییر مسیر سریع تونل قطعا وجود نداشت. در وضعیت بحرانی‌تر، کارگران به‌سمت بالا حرکت می‌کردند که موجب نفوذ آب به تونل و حوادث ناگوار می‌شد. حال که اهمیت مسیریابی تونل مانش را درک کردیم، باید روشی را مرور کنیم که سی سال پیش برای رسیدن به جهت‌های دقیق استفاده شد.
پیش از شروع به حفر تونل، مهندسان ازطریق تجهیزات نصب‌شده در کانال انگلیس حفاری‌هایی در بستر دریا انجام می‌دادند. این حفاری‌ها علاوه‌بر مشخص‌ترکردن لایه‌های زمین‌شناسی بستر دریا، برای ورود تجهیزات انتشار امواج صوتی هم استفاده می‌شدند. با واردکردن تجهیزات به زیر زمین و انتشار امواج، محل دقیق لایه‌ی مارن در مشخص می‌شد؛ درنتیجه مهندسان نقشه‌ای سه‌بعدی از ضخامت و عمق لایه‌ی مارن دراختیار داشتند که بعدا دراختیار ماشین‌های حفاری قرار گرفت. حال استفاده از نقشه در ماشین‌های حفاری تونل، مشکل بعدی بود.
استفاده از لیزر در مسیریابی رویکردی مرسوم است. در این روش، لیزر در جلو ماشین جاده‌سازی نصب می‌شود و با جهت‌دهی آن به‌سمت مقصد مشخص، مسیر حرکت ماشین‌ها با دقت ترسیم می‌شود. در حفر تونل، از مسیر روبه‌رو خبری نیست و ماشین‌ها باید با مسیر پشت‌سری که طی کرده‌اند، هماهنگ شوند؛ درنتیجه ماشنی‌های TBM حفر تونل مانش مجهز به لیزرهای رو به پشت بودند که مسیر طی‌شده را با تجهیزات نصب‌شده در تونل تراز می‌کرد و درنهایت، خط لیزر با نقشه‌ای هماهنگ می‌شد که قبلا به‌کمک حفاری از بالا ترسیم شده بود.
همان‌طورکه گفته شد، تونل مانش در سمت فرانسه با مشکلات زمین‌شناسی بیشتری روبه‌رو بود. شرکت Robbins که در گروه تأمین‌کننده‌ی ماشین‌آلات TBM قرار داشت، جزئیات جالبی از مشکلات موجود در سمت فرانسه ارائه می‌کند. طبق گفته‌ی این شرکت، بهدلیل وضعیت نفوذ آب در سمت فرانسه، ماشین‌هایی از نوع Earth Pressure Balance برای حفاری انتخاب شدند. این ماشین‌ها بخش‌های برش‌دهنده‌ی عایق داشتند که دربرابر فشار آب شدید طراحی شده بودند. همچنین، نقاله‌های پیچشی در نوک ماشین‌ها استفاده می‌شد که وظیفه‌ی انتقال خاک کنده‌شده را برعهده داشت. ماشین‌های EPBM که برای فرانسه ساخته شدند، وزن ۱،۱۰۰ تنی و قطر ۸/۸ متری داشتند و نیروی رانش پیشانی آن‌ها به ۱۹،۶۱۳ کیلونیوتن می‌رسید و حداکثر تورک پیچشی آن‌ها نیز ۱۲،۷۴۸،۶۴۵ نیوتن‌متر گزارش می‌شد.
در بخش تونل فرانسه، برای حفاری تونل سرویس اولیه در زیر دریا هم به ماشین‌های EPBM نیاز بود. در این تونل، از ماشینی با قطر ۵/۶ متر استفاده شد که نیروی پیشانی ۳۹،۲۲۷ کیلونیوتن و حداکثر تورک پیچشی ۳،۵۱۰،۷۸۱ نیوتن‌متر داشت.
ماشین‌های حفاری که در بخش بریتانیا استفاده شدند، دو ماشین TBM با پوشش دولایه بودند و پیش‌بینی نفوذ و فشار آب کمتری برای آن‌ها شده بود. ماشین‌ها البته برای مقابله با وضعیت پیش‌بینی‌ناپذیر ازلحاظ سختی صخره‌ها آماده بودند. ماشین‌های اصلی با قطر ۸/۳۶ متر، تیغه‌های ۱۳ اینچی برشی و نیروی رانش پیشانی ۶۵،۸۷۱ کیلونیوتن و حداکثر تورک پیچشی ۵،۷۲۷،۹۸۴ نیوتن‌متر داشتند.
نمای داخلی تونل سرویس مانش
فرایند تخلیه‌ی سنگ و صخره‌ها و مارن که از حفر تونل مانش ایجاد می‌شدند، روند جالبی داشت و از نکات تأثیرگذار بر اکوسیستم محیط‌زیست آن منطقه بود. در سمت بریتانیا، سیستمی متشکل از ۵۰۰ کامیون حمل نخاله فعالیت می‌کرد و نخاله‌ها را با خارج‌کردن از تونل، به نوار نقاله‌ی سریعی در صخره‌ی شکسپیر منتقل می‌کرد. از آنجا سنگ‌ها و مارن زیر بستر دریا به تالاب‌هایی در پشت کانال انگلیس منتقل می‌شدند. درمجموع، حدود چهار‌میلیون مترمکعب مارن به آن منطقه منتقل شد که امروزه، پارکی به‌نام Samphire Hoe در آنجا راه‌اندازی شده است. در بخش فرانسه، نخاله‌ها پس از خردشدن در محفظه‌ای در نزدیکی سانگات با آب ترکیب می‌شدند. بخشی از نخاله‌ها برای پرکردن حفره‌های بمباران باقی‌مانده از جنگ جهانی دوم در نزدیکی سانگات استفاده و بخشی دیگر نیز در یک مخزن محفوظ دفن شد.
در سال ۱۹۹۴، حفر تونل مانش رسما به‌پایان رسید. ملکه الیزابت دوم به‌همراه رئیس‌جمهور فرانسه در مراسمی در شهر ساحلی کاله فرانسه شروع به کار تونل مانش را جشن گرفتند. ملکه‌ی بریتانیا برای رفتن به این جشن با قطار یورواستار به‌سمت فرانسه رفت و قطار دیگری هم از سمت پاریس وارد تونل شد و هر دو برای مراسم افتتاح در داخل تونل به‌هم رسیدند. پس از جشن نیز دو مقام عالی‌رتبه‌ی دو کشور با قطار شاتل به انگلستان رفتند. انجمن مهندسان سازه ایالات متحده، در همان سال ۱۹۹۴ تونل مانش را به‌عنوان یکی از عجایب جهان مدرن انتخاب کرد.
سرویس‌دهی عمومی تونل مانش به مردم تا ماه‌ها بعد شروع نشد. اولین قطار باری پیش از قطارهای مسافربری در تونل مانش حرکت کرد و اول ژوئن ۱۹۹۴، خودروهای روور و مینی صادرشده به ایتالیا را حمل کرد. درنهایت در ۱۴ نوامبر همان سال، عبور اولین قطار مسافربری یورواستار از تونل مانش هم ثبت شد.
سیستم ریلی که در تونل مانش وظیفه‌ی جابه‌جایی مسافر و بار و وسایل نقلیه را برعهده دارد، بخش‌ها و زیرمجموعه‌های مهمی را شامل می‌شود که ترکیب آن‌ها حمل‌ونقل ایمن و سریع را در بلندترین تونل زیر آبی جهان ممکن می‌کند. سیستم ارتباطی در حمل‌ونقل ریلی تونل مانش اهمیت زیادی دارد که از سه سیستم تشکیل می‌شود:
تأمین برق لوکوموتیوهای قطار با استفاده از خط سیم بالاسری انجام می‌شود که برق ۲۵ کیلووات ۵۰ هرتز دارد. منبع تغذیه‌ی برق برای عملیات داخل تونل مانش به‌صورت مشترک از بریتانیا و فرانسه تأمین می‌شود. دو ایستگاه زیرمجموعه با تغذیه‌ی ۴۰۰ کیلوواتی در هر ترمینال در دو سمت تونل وجود دارد؛ البته در زمان‌های اضطراری، نورپردازی تونل که حدود ۲۰ هزار لامپ را شامل می‌شود، یکی از منابع انگلستان یا فرانسه تأمین خواهد کرد. درضمن، شبکه‌ی مخابراتی 4G در کل طول تونل مانش پوشش ارائه می‌کند.
سیستم سیگنال‌دهی کابین‌های هدایت قطار در کانال مانش TVM430 نام دارد که فرانسوی‌ها آن را مخصوص ارتباط با قطارهای تندرو طراحی کرده‌اند. این سیستم اطلاعات را مستقیما به واگنهای هدایت اصلی و نمایشگرهای مخصوص ارسال می‌کنند. سیستم حفاظت از قطار هم در خطوط ریلی پیاده‌سازی شده است که در زمان عبور سرعت قطار از میزان مشخص، آن را متوقف می‌کند. مدیریت سیگنال‌دهی قطارها در ترمینال‌های مخصوص دو سمت وجود دارد که نیروی متحصص آن‌ها ۲۴ ساعته کنترل مسیر را برعهده دارند. این ترمینال‌ها که در سمت بریتانیا به‌نام ویکتور هوگو و در سمت فرانسه به‌نام چارلز دیکنز شناخته می‌شوند، مراکز ورود و خروج وسایل نقلیه به قطارهای مخصوص شاتل نیز هستند.
در هر دو سمت تونل، خطوط راه‌آهن تندرو قرار دارند. در فرانسه از همان سال ۱۹۹۴، خط LGV Nord از تونل مانش به داخل کشور می‌رفت که مجوز حداکثر سرعت ۳۰۰ کیلومتربرساعت داشت. در سمت انگلستان نیز پس از راه‌اندازی خط High Speed 1 در سال ۲۰۰۳، سرعت مجاز در خارج از تونل به همین حد رسید. در داخل تونل مانش، حداکثر سرعت قطارها تا ۱۶۰ کیلومتربرساعت محدود شده است.
سیستم تهویه‌ی هوای قدرتمندی برای مدیریت گرمای تولیدشده در تونل‌ها تعبیه شده است. این سیستم به‌گونه‌ای عمل می‌کند که گرمای تولیدشده از حرکت قطارها را از تونل خارج کند و در زمان آتش‌سوزی احتمالی هم تونل سرویس‌دهی را محفوظ نگه دارد. فشار هوا در تونل سرویس همیشه بیشتر از فشار در تونل‌های اصلی حفظ می‌شود؛ درنتیجه، اگر آتش‌سوزی در تونل‌های اصلی رخ دهد، دود به تونل سرویس‌دهی وارد نمی‌شود. به‌علاوه، دو لوله‌ی آب خنک‌کننده در هر تونل ریلی تعبیه شد که آب خنک را برای ازبین‌بردن گرمای تونل‌ها به جریان در می‌آورد. برای خارج‌کردن آب وارد‌شده به تونل بر اثر باران یا نشت‌کردن هم ازطریق سیستم مخصوص به بیرون از تونل هدایت می‌شود.
سیستم حمل‌ونقل مبتنی‌بر راه‌آهن که در تونل مانش فعالیت می‌کند، به انواع قطارهای باری و مسافری و خدماتی نیاز دارد که هرکدام مشخصات منحصربه‌فرد خود را دارند. چند مجموعه قطار مسافربری‌باری به‌نام یوروتونل شاتل، لوکوموتیوهای باری، قطارهای مسافربری بین‌المللی و لوکوموتیوهای تعمیرات و سرویس در تونل مانش فعال هستند.
یوروتونل شاتل یا له شانل یکی از سرویس‌های شاتل مخصوص برای خدمت‌رسانی بین ترمینال‌های چارلز دیکنز و ویکتور هوگو است که وسایل نقلیه‌ی جاده‌ای مانند اتومبیل و موتورسیکلت و دوچرخه را هم جابه‌جا می‌کند. همچنین در برخی از واگن‌ها، مسافر سوار می‌شود و امکان ورود برخی حیوانات خانگی هم به واگن‌ها وجود دارد. واگن‌هایی که در قطارهای شاتل استفاده می‌شوند، ابعادی بزرگ‌تر از واگنهای استاندارد در بریتانیا و فرانسه دارند؛ درنتیجه، امکان ادامه‌ی مسیر در راه‌آهن رسمی کشورهای مذکور را ندارند. لوکوموتیوهایی که کشیدن قطارهای شاتل را برعهده دارند، به نام‌های Class 9000 و Class 92 شناخته می‌شوند که در دسته‌ی لوکوموتیوهای ۶ محور پرقدرت قرار می‌گیرند.
ورودی تونل مانش از سمت فرانسه
قطارهای مسافربری پرسرعت که از تونل مانش عبور می‌کنند، قطارهای سفر بین‌المللی هستند. یکی از انواع آن‌ها به‌نام British Rail Class 373 یا TGV TMST شناخته می‌شود که فرانسوی‌ها برای استفاده در خط راه‌آهن یورواستار طراحی شدند. این قطارها امکان حرکت در خطوط ریلی داخل کشور فرانسه و انگلستان را دارند و مسافران را از انگلستان به اقصی نقاط اروپا جابه‌جا می‌کنند. مدل حرفه‌ای‌تر از همین قطار هم با سرعت بیشتر به‌نام British Rail Class 373 در خطوط راه‌آهن یورواستار فعالیت می‌کند. لوکوموتیوهای خدماتی که در خطوط راه‌آهن تونل مانش فعال هستند، به نام‌های Eurotunnel Class 001 و Class 0031 فعالیت می‌کنند که از نوع دیزلی هستند.
تونل مانش پس از گذشت نزدیک به یک ربع قرن فعالیت، نقش مهمی در حمل‌ونقل قاره‌ی اروپا داشته است؛ تونلی که یادآوری هشت‌هزار سال پیش و اتصال بریتانیا به اروپا است و امروز نقشی حیاتی در حمل‌ونقل مسافر و تجارت بین‌المللی در این منطقه ایفا می‌کند. اگرچه رخداد برگزیت با خارج‌شدن بریتانیا از اتحادیه‌ی اروپا همراه شد، هنوز کانال مانش به‌عنوان راه ارتباطی مهمی بین یکی از کشورهای مهم جهان با همسایه‌های استراتژیک شناخته می‌شود. آمارهای عملیاتی مانش نشان می‌دهد شرکت مالک، GetLink، دستاوردهای مهمی در بهره‌برداری بهینه از این دستاورد بزرگ سازه‌ای دارد. درادامه، برخی از آمارها و نکته‌های جالب از وضعیت کنونی تونل مانش را شرح می‌دهیم.
مرکز کنترل ریلی تونل مانش
مرکز کنترل ترافیک تونل مانش
کانا مانش بهدلیل اهمیت بسیار فراوان حمل‌ونقل مسافر و باربری، به سیستمهای کنترل و مدیریت دائمی نیاز دارد. شرکت GetLink با پروژه‌ی یوروتونل مدیریت این تونل را برعهده دارد و سیستمهای نظارت و تعمیر و نگهداری دائمی را در آن پیاده کرده است. آن‌ها تلاش می‌کنند تا جدیدترین فناوری‌ها را در یکی از مسیرهای مواصلاتی بزرگ جهان پیاده کند.
روزانه به‌صورت میانگین ۳۵۰ قطار از تونل مانش عبور می‌کنند و در ساعت‌های شلوغ، قطارها با فاصله‌ی سه دقیقه‌ای به‌حرکت درمی‌آیند. شاتل‌های حمل کامیون حداکثر ۳۲ وسیله‌ی حمل مرسوله‌های سنگین را جابه‌جا می‌کنند که تا ۴۴ تن وزن دارند. در برخی مواقع، وزن شاتل‌ها به ۲،۵۰۰ تن می‌رسد و شاتل‌های مسافری نیز توانایی جابه‌جایی ۱۲۰ واگن دارند. چنین فشار حمل‌ونقلی، قطعا به برنامه‌های نظارت و تعمیرات جدی نیاز پیدا می‌کند.
بزرگ‌ترین کارگاه تعمیرات و نگهداری قطار در جهان در کوکل فرانسه مسئولیت تعمیر و نگهداری قطارهای تونل شانل را برعهده دارد. هریک از قطارها با سیستم Wheel Measurement System اسکن می‌شوند تا به‌خصوص در بخش چرخ‌ها مشکلی ازلحاظ افسردگی و خوردگی براثر جابه‌جایی در تونل پیدا نکرده باشند. سیستم اسکن به‌صورت خودکار در داخل تونل هم کار می‌کند تا درصورت لزوم، درباره‌ی نیاز به تعمیر چرخ قطارها هشدار دهد.
برای بررسی خطوط راه‌آهن موجود در تونل مانش، یک قطار دو واگن به‌نام Vectoor هفته‌ای یک‌بار کل سیستم ریلی را اسکن می‌کند. داده‌های جمع‌آوری‌شده در مراکز کنترل مدل‌سازی و عمر مفید تجهیزات از آن‌ها استخراج می‌شود. همچنین، شرکت از پهپادهای مخصوص برای نطارت بر مسیر حرکت قطارها استفاده می‌کند که به‌صورت زنده عملیات بازبینی از تونل را انجام می‌دهند.
هزینه‌ی سفر ازطریق تونل مانش بسته به سفر با قطار یا در داخل وسیله‌ی نقلیه‌ی شخصی متفاوت خواهد بود. درحال‌حاضر، هزینه‌ی سفر یک‌طرفه با وسیله‌ی نقلیه‌ای مانند اتومبیل از ۴۹ پوند شروع می‌شود و برای سفرهای شخصی نیز بلیت دوطرفه ۶۹ پوند هزینه دارد.
یکی از نکات مهم تونل مانش که به مسئله‌ی همیشگی برای کشورهای اطراف آن تبدیل شده، بحران مهاجران غیرقانونی است. از همان سال‌های ابتدایی، مهاجران و پناهندگان متعددی تلاش کردند تا ازطریق تونل مانش به‌صورت غیرقانونی وارد خاک بریتانیا شوند. صلیب سرخ جهانی در سال ۱۹۹۹ مرکزی را برای مدیریت مهاجران در سانگات راه‌اندازی کرد که در انبار مخصوص ساخت تونل از آن‌ها نگهداری می‌کرد. در سال ۲۰۰۲، در یک زمان بیش از ۱،۵۰۰ نفر در آن انبار زندگی می‌کردند. به‌هرحال، مشکل مهاجران غیرقانونی هنوز کشورهای بریتانیا و فرانسه را زیرفشار قرار می‌دهد و تفاوت قوانین پذیرش پناهنده در دو کشور، بحران‌ها را چندبرابر می‌کند.
کانال مانش امروزه شاید تهدیدهایی بهدلیل خروج بریتانیا از اتحادیه‌ی اروپا احساس کند و شاید حمل‌ونقل بار در آن کاهش بیاید. ناگفته نماند شرکت گت‌لینک اعتقاد دارد این تصمیم تأثیری بر عملکرد آن‌ها نخواهد گذاشت. به‌هرحال، اکنون مسیر مانش بهترین و سریع‌ترین مسیر برای جابه‌جایی بین بریتانیا و اروپا محسوب می‌شود و درمقایسه‌با تمامی روشهای دیگر هوایی و آبی، کمترین تأثیر زیست‌محیطی را به‌همراه دارد. تا امروز، بیش از ۴۵۰ میلیون نفر مسافر از کانال مانش عبور کرده‌اند و این آمار برای خودروهای سواری و کامیون‌های باری به ۶۰ و ۳۰ میلیون دستگاه می‌رسد.
در آیدت،
فایل‌های
خود را به فروش بگذارید و یا
مقالات‌تان
را منتشر کنید👋
پاسخ ها