طولانی‌ترین تونل غوطه‌ور جهان چگونه روی خشکی ساخته می‌شود؟
قطعات غول‌آسای تونل فمرنبلت روی خشکی ساخته می‌شوند، روی آب سفر می‌کنند و با دقت میلی‌متری در کف دریای بالتیک به هم می‌رسند.
قطعات غول‌آسای تونل فمرنبلت روی خشکی ساخته می‌شوند، روی آب سفر می‌کنند و با دقت میلی‌متری در کف دریای بالتیک به هم می‌رسند.
اگر از شما بپرسند تونل زیر دریا را چطور می‌سازند، احتمالاً تصویری آشنا به ذهنتان می‌آید؛ دستگاه حفاری غول‌پیکری که بستر دریا را می‌شکافد و متر به متر در تاریکی جلو می‌رود.
حالا تونلی را تصور کنید که بخش اصلی‌اش را هیچ دستگاه حفاری‌ای نمی‌سازد. تکه‌هایش را در کارخانه‌ای کنار ساحل بتن‌ریزی می‌کنند، مثل کشتی به آب می‌اندازند، با یدک‌کش به دریا می‌برند و آهسته به عمق می‌فرستند تا آنجا در کف دریا، با دقتی در حد چند میلی‌متر به هم برسند.
هرکدام از این تکه‌ها بیش از ۷۰ هزار تن وزن دارد و از بتن ساخته می‌شود؛ ماده‌ای که کمتر کسی انتظار دارد روی آب بماند. بااین‌حال، مهندسان میان دانمارک و آلمان دقیقاً همین کار را می‌کنند تا طولانی‌ترین تونل غوطه‌ور جهان را بسازند. داستان این تونل از شبی بهاری در بندری کوچک در دانمارک شروع می‌شود.
چکیده متنی: طولانی‌ترین طولانی‌ترین تونل غوطه‌ور جهان به طول ۱۸ کیلومتر با پروژه «فمرنبلت» میان دانمارک و آلمان ساخته می‌شود. در این پروژه خبری از دستگاه‌های حفاری زیرزمینی نیست؛ بلکه ۸۹ قطعه بتنی غول‌پیکر، هرکدام به طول ۲۱۷ متر و وزن بیش از ۷۳ هزار تن، در بزرگ‌ترین کارخانه تولید بتن جهان روی خشکی ساخته می‌شوند. مهندسان سازه‌ها را روی آب شناور کرده و با دقت میلی‌متری در شیار حفرشده کف دریا غرق و به هم متصل می‌کنند. با وجود چالش‌های فنی و تأخیرها، این گذرگاه جاده‌ای و ریلی زمان سفر بین دو کشور را از ۴۵ دقیقه کشتیرانی به ۷ دقیقه با قطار و ۱۰ دقیقه با خودرو کاهش خواهد داد.
چهارم مه ۲۰۲۶، ساعت ۹ شب، پنج یدک‌کش در بندر رودبیهاون آماده بودند محموله‌ای را به دریا ببرند که به هیچ کشتی معمولی شباهت نداشت؛ سازه‌ای بتنی به طول ۲۱۷ متر، درازتر از دو زمین فوتبال، که پیش از افزودن وزنه‌های تعادل ۷۳ هزار و ۵۰۰ تن وزن داشت و مقصدش هم کف دریای بالتیک بود.
دو شناور مخصوص، سازه را مانند گیره‌هایی غول‌آسا میان خود گرفتند. درون قطعه پنج گذرگاه مجزا امتداد داشت؛ دو گذرگاه برای خودروها، دو گذرگاه برای قطارها و یکی برای تجهیزات و خدمات فنی. دیواره‌های موقت هم دهانه‌های دو طرف را بسته بودند تا آب به داخل راه پیدا نکند.
نخستین قطعه ۲۱۷ متری پس از سفری دریایی، با دقت میلی‌متری به ورودی دانمارک متصل شد
در بستر دریا، شیاری عظیم انتظار محموله را می‌کشید. مهندسان باید قطعه را درون شیار پایین می‌بردند و با دقتی در حد چند میلی‌متر در جای خود می‌گذاشتند. هر خطای جدی در جای‌گذاری، اتصال قطعات بعدی را دشوار می‌کرد.
ظهر ششم مه، پایین‌بردن قطعه آغاز شد و حدود ۱۴ ساعت بعد، سازه به جایگاهش رسید. بازوهای هیدرولیکی قطعه را به ورودی تونل متصل کردند و اندازه‌گیری‌های لیزری موقعیت نهایی را تأیید کرد. هفتم مه، شرکت مجری خبر موفقیت عملیات را اعلام کرد.
نخستین سفر به مقصد رسیده بود، اما ۸۸ قطعه دیگر هنوز در راه بودند. پروژه فمرنبلت قرار است گذرگاهی ۱۸ کیلومتری میان دانمارک و آلمان بسازد و مهندسان برای رسیدن به آن باید همین سفر را بارها و بارها تکرار کنند.
جزیره فهمارن در شمال آلمان و جزیره لولاند در جنوب دانمارک را پهنه‌ای آبی به عرض حدود ۲۰ کیلومتر از هم جدا می‌کند؛ تنگه‌ای که دهه‌ها مسیر زمینی مستقیم هامبورگ به کپنهاگ را قطع می‌کرد.
چهاردهم مه ۱۹۶۳، فردریک نهم، پادشاه دانمارک و هاینریش لوبکه رئیس‌جمهور آلمان غربی، مسیر تازه‌ای را افتتاح کردند. «خط پرواز پرندگان» شبکه‌های جاده‌ای و ریلی دو کشور را با یک گذرگاه کشتیرانی به هم وصل می‌کرد و نامش را از پرندگان مهاجری گرفته بود که میان اسکاندیناوی و اروپای مرکزی از همین ناحیه می‌گذرند.
مقام‌های دو کشور در روز افتتاح سوار کشتی کونگ فردریک نهم شدند. کشتی هنگام خروج از بندر، روبان‌های بسته‌شده میان موج‌شکن‌ها را پاره کرد و مسیری را گشود که ایده‌اش به بیش از یک قرن پیش بازمی‌گشت. از آن پس خودروها، و تا سال‌ها حتی قطارها، سوار بر کشتی از تنگه عبور می‌کردند.
تونل فمرنبلت انتظار برای کشتی را به سفری ۱۰ دقیقه‌ای با خودرو تبدیل خواهد کرد
گذرگاه جدید سفر را کوتاه کرد، اما رفت‌وآمد را به برنامه کشتی‌ها گره زد. مسافران پس از رسیدن به بندر و انتظار برای سوارشدن، حدود ۴۵ دقیقه روی آب می‌ماندند. بارهای میان اسکاندیناوی و اروپای مرکزی هم یا باید همین مسیر را طی می‌کردند یا راه زمینی طولانی‌تری را در پیش می‌گرفتند.
دولت‌های آلمان و دانمارک سرانجام سوم سپتامبر ۲۰۰۸ توافق‌نامه ساخت گذرگاهی دائمی را امضا کردند. توافق در سال ۲۰۰۹ تصویب شد؛ دانمارک تأمین مالی، ساخت و بهره‌برداری از سازه اصلی را بر عهده گرفت و دو کشور متعهد شدند جاده‌ها و خطوط ریلی دو سوی مسیر را آماده کنند.
قرار بود گذرگاه دائمی انتظار در بندر را به خاطره‌ها بسپارد. طبق مشخصات پروژه ، خودروها مسیر را در حدود ۱۰ دقیقه و قطارها در هفت دقیقه طی خواهند کرد. اتصال ریلی جدید هم می‌تواند سفر هامبورگ تا کپنهاگ را از حدود پنج ساعت به دو ساعت و نیم برساند. اما مهندسان پیش از هر چیز باید میان دو راه‌حل بزرگ، یعنی پلی بر فراز تنگه یا تونلی زیر آن، یکی را انتخاب می‌کردند.
تجربه‌ی دانمارک، پل را به گزینه‌ای جدی تبدیل می‌کرد. پل اورسوند از سال ۲۰۰۰ دانمارک و سوئد را به هم وصل کرده بود و نشان می‌داد ساخت گذرگاهی عظیم روی دریا شدنی است. اما فهمارن‌بلت بخشی از مسیر کشتیرانی دریای بالتیک را در بر می‌گیرد و هر پل تازه باید فضای کافی برای عبور کشتی‌های بزرگ باز می‌گذاشت.
مهندسان سه گزینه پل کابلی، تونل حفاری‌شده و تونل غوطه‌ور را سنجیدند. ساخت پل از نظر فنی امکان‌پذیر بود، ولی پایه‌هایش احتمال برخورد کشتی‌ها را بالا می‌برد و سازه مرتفع می‌توانست سر راه برخی پرندگان مهاجر قرار بگیرد. در مقابل تونل پس از پایان ساخت، دریا را برای کشتی‌ها آزاد می‌گذاشت.
حفاری زیر بستر دریا هم هزینه و خطرات فنی قابل‌توجهی داشت. دستگاه‌های حفاری غول‌آسا یا TBM می‌توانستند مثل پروژه تونل مانش در دل خاک و سنگ پیش بروند، اما تونل حفاری‌شده باید در عمق بیشتری ساخته می‌شد و زمین‌شناسی منطقه کار را سخت‌تر می‌کرد.
تونل غوطه‌ور بدون ایجاد پایه در مسیر کشتی‌ها، دانمارک و آلمان را زیر تنگه به هم می‌رساند
راه‌حل نهایی را تجربه اورسوند پیش پای مهندسان گذاشت. در روش غوطه‌ور، مهندسان ابتدا شیاری در بستر دریا آماده می‌کنند، سپس قطعات بتنی را روی خشکی می‌سازند، دو انتهایشان را می‌بندند و آن‌ها را شناور به محل نصب می‌برند. قطعات پس از فرورفتن در شیار و اتصال زیر آب، مسیر پیوسته تونل را می‌سازند.
بررسی هزینه‌ها، ایمنی کشتیرانی، پیامدهای محیطی و خطرات اجرایی، سرانجام در سال ۲۰۱۱ کفه ترازو را به سود تونل غوطه‌ور سنگین کرد. براساس ارزیابی مشاوران پروژه، روش غوطه‌ور خطر کمتری برای کشتیرانی دارد و اثر دائمی کمتری بر مسیر مهاجرت پرندگان می‌گذارد. البته تونل هم بی‌هزینه نبود: حفر شیار در کف بالتیک، میلیون‌ها مترمکعب رسوب را جابه‌جا می‌کرد.
مهندسان با انتخاب روش غوطه‌ور، با مسئله دشوارتری روبه‌رو شدند. تونل ۱۸ کیلومتری قطعاتی بسیار بزرگ‌تر از نمونه‌های متعارف می‌خواست؛ سازه‌هایی که باید بیش از یک قرن فشار آب و بار ترافیک را تاب بیاورند. هیچ کارخانه معمولی از پس ساخت چنین قطعاتی برنمی‌آمد؛ پس پیش از ساختن تونل، باید کارخانه‌اش را می‌ساختند.
مجموعه صنعتی رودبیهاون در ساحل جنوبی لولاند بیشتر به شهری کوچک شباهت دارد تا کارگاهی ساختمانی. کارخانه و بندر کاری مجموعه حدود ۲۲۰ هکتار، معادل بیش از ۳۰۰ زمین فوتبال، وسعت دارند و بیش از دو هزار نفر از بیش از ۴۰ کشور در آن کار می‌کنند. کشتی‌های باری هر هفته هزاران تن سیمان، شن، ماسه، سنگ و فولاد را به بندر اختصاصی مجموعه می‌آورند.
سه سالن بزرگ، پنج خط تولید قطعات استاندارد را در خود جا داده‌اند و خط ششم به قطعات ویژه اختصاص دارد. دو کارخانه بتن‌سازی کنار سالن‌ها هم روی‌هم بیش از ۶۰۰ مترمکعب بتن در ساعت تولید می‌کنند.
تونل فمرنبلت از ۷۹ قطعه استاندارد و ۱۰ قطعه ویژه تشکیل خواهد شد. هر قطعه استاندارد ۲۱۷ متر طول، ۴۲ متر عرض و حدود ۹ متر ارتفاع دارد. قطعات ویژه کوتاه‌ترند، اما طبقه‌ای زیرین برای تجهیزات الکتریکی و تأسیسات عملیاتی دارند.
کارخانه ۲۲۰ هکتاری رودبیهاون فقط برای ساخت ۸۹ قطعه عظیم تونل برپا شد
ساخت هر قطعه‌ی استاندارد با شبکه‌ای عظیم از میلگرد شروع می‌شود. در کارخانه‌ای جداگانه به مساحت حدود ۲۵ هزار مترمربع، ماشین‌آلات صنعتی، ربات‌های جوشکاری و کارگران فولادها را آماده می‌کنند. شبکه فولادی سپس به سالن اصلی می‌رود تا آرماتورهای دیواره و سقف به آن اضافه شوند و قالب‌های بزرگ دورش را بگیرند.
هر قطعه از ۹ بخش پشت‌سرهم، هرکدام به طول حدود ۲۴ متر، شکل می‌گیرد. بتن‌ریزی هر بخش نزدیک به ۳۶ ساعت بی‌وقفه ادامه پیدا می‌کند تا در سازه درز سرد ایجاد نشود. وقتی بتن به مقاومت لازم رسید، تجهیزات هیدرولیکی بخش ساخته‌شده را جلو می‌برند و قالب‌ها برای مرحله بعد آماده می‌شوند. با تکرار همین چرخه، سرانجام قطعه‌ای ۲۱۷ متری به وزن ۷۳٬۵۰۰ تن ساخته می‌شود.
ساخت نخستین قطعه از تابستان ۲۰۲۳ تا مه ۲۰۲۴، نزدیک به ۱۰ ماه طول کشید، چون مهندسان هم‌زمان قالب‌ها، ترکیب بتن و فرایند تولید را در مقیاس واقعی می‌آزمودند. حالا که مرحله آزمایشی پشت سر گذاشته شده، هر خط می‌تواند یک قطعه استاندارد را در حدود ۹ هفته بسازد. کنترل دما و عمل‌آوری بتن در تمام این مدت اهمیت زیادی دارد، چون سازه برای دست‌کم ۱۲۰ سال کار ساخته می‌شود.
پایان بتن‌ریزی هنوز به معنای آمادگی برای سفر نیست. کارگران پس از عمل‌آوری، دو انتهای قطعه را با دیواره‌های فولادی موقت می‌بندند و مخازن تنظیم تعادل را نصب می‌کنند. حالا قطعه آماده سفری است که بتن معمولاً برایش ساخته نمی‌شود.