وقتی در یک جاده کوهستانی چندین تونل پشت سر هم می‌بینیم، شاید این سؤال پیش بیاید که چرا مسیر را از روی کوه یا اطراف آن عبور نداده‌اند؟ پاسخ به شکل کوه، میزان شیب، طول مسیر، شرایط آب‌وهوایی و هزینه ساخت جاده برمی‌گردد.
تونلها به مهندسان اجازه می‌دهند بدون بالا رفتن بیش از حد مسیر، از دل کوه عبور کنند و مسیر کوتاه‌تر و قابل‌استفاده‌تری بسازند. البته تونل‌سازی همیشه ساده یا ارزان نیست و انتخاب آن به شرایط هر منطقه بستگی دارد. برای درک بهتر این موضوع، باید نگاهی به تاریخچه تونل سازی در جهان و ایران بیندازیم؛ مسیری که از حفاری‌های ساده در دوران باستان شروع شده و امروز به پروژه‌های بزرگ زیرزمینی رسیده است.
چرا بعضی جاده‌ها تونل‌های بیشتری دارند؟
وقتی صحبت از سفر جاده‌ای می‌شود، موارد مختلفی مثل انتخاب مسیر، زمان سفر و حتی استعلام عوارض آزادراهی مطرح می‌شود. اما یکی از پرسش‌های جالب درباره مسیرهای جاده‌ای این است که چرا بعضی جاده‌ها، به‌ویژه در مناطق کوهستانی، تونل‌های بیشتری دارند؟
مهم‌ترین دلیل، شرایط طبیعی مسیر است. در مناطق کوهستانی، ساخت جاده مستقیم روی سطح زمین ممکن است به ایجاد شیب‌های زیاد و پیچ‌های متعدد منجر شود. چنین مسیری هم طولانی‌تر است و هم می‌تواند رانندگی را دشوارتر کند. در مقابل، یک تونل می‌تواند مسیر را از میان کوه عبور دهد و اختلاف ارتفاع را بهتر کنترل کند.
آب‌وهوا هم اهمیت دارد. بعضی گردنه‌های مرتفع در زمستان با برف و یخبندان روبه‌رو می‌شوند و عبور از آن‌ها دشوار است. در چنین شرایطی، تونل می‌تواند بخشی از مسیر را از این مشکلات دور کند. به همین دلیل است که در برخی جاده‌های کوهستانی، تعداد تونلها بسیار بیشتر از مسیرهای هموار است.
تاریخچه تونل سازی در جهان
تاریخچه تونل سازی به زمانی برمی‌گردد که انسان برای رسیدن به آب، استخراج مواد معدنی یا ایجاد مسیرهای زیرزمینی، شروع به حفر زمین و سنگ کرد. نخستین تونلها لزوماً برای احداث جاده یا عبور خودرو ساخته نمی‌شدند و کاربردهایی مانند انتقال آب، کاوش معدن، تخلیه آب و استفاده‌های مذهبی داشتند. تونل حزقیا در اورشلیم و تونل اوپالینوس در جزیره ساموس یونان از نمونه‌های شناخته‌شده تونل‌های باستانی هستند.
در آن زمان خبری از تجهیزات امروزی نبود و حفاری با ابزارهای دستی انجام می‌شد. با گذشت زمان، نیاز به انتقال آب، ساخت کانال‌ها و ایجاد مسیرهای حمل‌ونقل باعث شد تونلها اهمیت بیشتری پیدا کنند و تاریخچه تونل سازی وارد مرحله تازه‌ای شود.
با گسترش راه‌آهن در قرن نوزدهم، ساخت تونل وارد مرحله تازه‌ای شد. عبور خطوط ریلی از کوه‌ها و موانع طبیعی، نیاز به روش‌های سریع‌تر و ایمن‌تر را افزایش داد. استفاده از مواد منفجره و ابزارهای حفاری نیز امکان اجرای پروژه‌های دشوارتر را فراهم کرد.
در قرن بیستم، تونلها برای مترو، جاده، راه‌آهن و انتقال آب در مقیاس بسیار بزرگ ساخته شدند. تونل مانش میان بریتانیا و فرانسه که در سال ۱۹۹۴ به بهره‌برداری رسید، نمونه‌ای شناخته‌شده از مهندسی مدرن است. این مجموعه شامل دو تونل ریلی و یک تونل خدماتی است و بخش بزرگی از مسیر آن زیر بستر کانال مانش قرار دارد.
تاریخچه تونل سازی در ایران
در ایران نیز سازه‌های زیرزمینی سابقه‌ای طولانی دارند، اما تاریخچه تونل سازی برای حمل‌ونقل مدرن بیشتر به دوره گسترش راه‌ها و افزایش استفاده از خودرو برمی‌گردد. با توسعه ارتباط میان شهرها، عبور از مناطق کوهستانی به یکی از چالش‌های مهم راه‌سازی تبدیل شد و ساخت تونل، یکی از راه‌های حل این مشکل بود.
رشته‌کوه البرز نمونه مهمی در این زمینه است. ارتباط تهران با مناطق شمالی کشور به عبور از ارتفاعات و مسیرهای دشوار نیاز داشت و همین موضوع باعث شد در مسیرهای جدید، پل‌ها و تونل‌های متعددی ساخته شوند. راه تهران به سمت دریای مازندران، به‌ویژه جاده‌هایی که از البرز عبور می‌کنند، نمونه روشنی از تأثیر جغرافیا بر تعداد تونل‌های یک مسیر هستند.
تونل کندوان؛ یکی از مهم‌ترین تونل‌های تاریخی ایران
یکی از شناخته‌شده‌ترین نمونه‌ها، تونل کندوان در مسیر تهران و چالوس است. ساخت جاده تهران–کرج–چالوس در فاصله سال‌های ۱۹۳۱ تا ۱۹۳۳ انجام شد و عبور از گردنه کندوان نیز بعدها با ایجاد تونلی امکان‌پذیر شد. این تونل از سال ۱۹۳۸ برای عبور خودرو مورد استفاده قرار گرفت و طول آن حدود ۱۸۸۴ متر بود.
اهمیت این پروژه فقط به طول آن مربوط نمی‌شد. تونل کندوان در ارتفاعات البرز ساخته شد و کمک کرد عبور از این منطقه در فصل زمستان نیز امکان‌پذیرتر باشد. پیش از آن، مسیرهای کوهستانی بین تهران و شمال دشوارتر بودند و عبور از آن‌ها به شرایط آب‌وهوایی وابستگی بیشتری داشت.
در واقع، کندوان را می‌توان نمونه‌ای روشن از این موضوع دانست که چرا گاهی ساخت تونل به جای عبور جاده از روی ارتفاعات، راهکار مناسب‌تری است.
چرا جاده چالوس تونل‌های زیادی دارد؟
دلیل اصلی را باید در جغرافیای مسیر جست‌وجو کرد. جاده چالوس از منطقه‌ای کوهستانی با شیب‌های زیاد و دره‌های عمیق عبور می‌کند. اگر مسیر بدون تونل ساخته می‌شد، در بسیاری از بخش‌ها به پیچ‌های بیشتر، شیب‌های تندتر و مسیر طولانی‌تری نیاز داشت.
به همین دلیل، تونلها در جاده چالوس به بخش مهمی از مسیر تبدیل شده‌اند و امکان عبور آسان‌تر از مناطق سخت‌گذر را فراهم کرده‌اند.
تونل‌سازی در ایران چگونه تغییر کرد؟
با پیشرفت فناوری، روش‌های ساخت تونل هم تغییر کرده است. در گذشته بیشتر کارها با نیروی انسانی و ابزارهای ساده انجام می‌شد، اما امروزه ماشین‌آلات مختلف سرعت و دقت کار را بیشتر کرده‌اند.
در بعضی پروژه‌ها از حفاری مکانیزه استفاده می‌شود. یکی از تجهیزات شناخته‌شده در این روش، دستگاه TBM است که در واقع نوعی دستگاه حفاری بزرگ محسوب می‌شود و با یک سرِ برش بزرگ، زمین را به‌تدریج حفر می‌کند.
با این حال، TBM برای همه تونلها مناسب نیست. روش حفاری تونل با توجه به جنس زمین، اندازه پروژه، شرایط آب زیرزمینی و هزینه انتخاب می‌شود. در برخی پروژه‌ها نیز از روش‌های مرحله‌ای یا انفجار برای پیشروی در مسیر استفاده می‌کنند.
انواع تونل و روش‌های ساخت آن‌ها
تونلها فقط برای جاده ساخته نمی‌شوند. به‌طور کلی می‌توان انواع تونل را بر اساس کاربرد به تونل‌های جاده‌ای، ریلی، مترو و انتقال آب تقسیم کرد. شکل و روش ساخت هرکدام نیز به محل و کاربرد آن بستگی دارد.
در تونل‌های سنگی، گاهی ابتدا بخش‌هایی از سنگ با مته‌های مخصوص سوراخ و سپس با مواد منفجره جدا می‌شود.
در روش‌های دیگر، ماشین‌های مخصوص به‌صورت پیوسته زمین را می‌تراشند. بعد از ایجاد فضای تونل نیز باید دیواره‌ها پایدار شوند تا مسیر برای استفاده ایمن آماده شود.
بنابراین ساخت تونل فقط به ایجاد یک سوراخ در دل کوه محدود نیست؛ بررسی زمین، حفاری، خارج کردن مصالح، ایمن‌سازی و آماده‌سازی مسیر همگی بخشی از این فرایند هستند.
آینده تونل‌سازی چگونه خواهد بود؟
امروزه تونل‌سازی بیش از گذشته به بررسی دقیق شرایط زمین و استفاده از فناوری وابسته است. اجرای چنین پروژه‌هایی معمولاً به همکاری مهندسان، پیمانکاران و شرکت تونل‌سازی نیاز دارد. ماشین‌آلات جدید می‌توانند عملیات را سریع‌تر و دقیق‌تر کنند و روش‌های پایش زمین نیز به مهندسان کمک می‌کنند خطرهای احتمالی را زودتر شناسایی کنند.
در ایران نیز با توسعه راه‌های کوهستانی، خطوط ریلی، مترو و پروژه‌های انتقال آب، تونل همچنان یکی از راهکارهای مهم برای عبور از موانع طبیعی و ایجاد مسیرهای کوتاه‌تر خواهد بود.
جمع‌بندی
تونلها راهی برای کنار آمدن با محدودیت‌های طبیعت هستند. وقتی یک جاده از منطقه‌ای کوهستانی با شیب زیاد، ارتفاع بالا یا شرایط آب‌وهوایی سخت عبور می‌کند، ساخت تونل می‌تواند نسبت به ایجاد یک مسیر طولانی و پرپیچ‌وخم گزینه مناسب‌تری باشد.
تاریخچه تونل سازی نیز نشان می‌دهد که این سازه‌ها از فضاهای زیرزمینی ساده در دوران باستان به پروژه‌های پیچیده حمل‌ونقلی امروزی رسیده‌اند. در ایران، مسیرهای البرز و نمونه‌هایی مانند تونل کندوان به‌خوبی نشان می‌دهند که جغرافیا چگونه بر شکل جاده‌ها اثر می‌گذارد. بنابراین اگر در یک مسیر تعداد زیادی تونل می‌بینیم، معمولاً دلیل آن را باید در کوهستانی بودن منطقه و تلاش برای ساخت مسیری ایمن‌تر، کوتاه‌تر و قابل‌استفاده‌تر جست‌وجو کرد.
رپورتاژ آگهی/این مطلب تبلیغاتی است