تونلها پدیدهای شگفتانگیز و چندوجهی هستند؛ احتمالاً همین ویژگیها باعث شده عبارت «تونل زمان» بهعنوان استعارهای مناسب برای سفر در زمان مناسب بهنظر برسد. تونل های جاده چالوس، مانش، توحید، کندوان و نیایش و نمونههای مشابه با ظاهری بیپایان، پیوندی بینقص میان مکانهای جداافتاده برقرار میکنند و نقش چشمگیری در کوتاهکردن مسیرها دارند. آب، بناها و کوهها برای آنها مانع محسوب نمیشوند؛ در واقع، این سازهها را میتوان شاهکارهای مهندسی دانست. آیا تاکنون به چگونگی احداثشان اندیشیدهاید؟
در این مقاله، به دنیای شگفتانگیز سیستم قالب بندی تونلی و نقش قالب بتن تونلی در فرآیند ساخت تونل میپردازیم. علاوه بر این، کاربرد قالب بتن تونل فرم را در بتن ریزی و ساخت ساختمانهای بتنی نوین بررسی میکنیم. با ما همراه شوید تا انواع سیستمهای موجود را کشف کنید و ببینیم هر کدام چه ویژگیهای منحصربهفردی دارند.
قالب تونلی چیست
قالب تونلی که به انگلیسی «Tunnel Formwork» یا «Tunnel Form System» ترجمه میشود، نامی است که به سیستم قالب بندی تونل فرم اطلاق میشود. این قالبها بتن تازه دربرمیگیرند، شکل میدهند و تا زمان سخت شدن کامل از آن پشتیبانی میکنند.
سیستمهای مدرن قالب تونلي به لطف تخصص و محصولات شرکتهای نوآوری مانند Kern و PERI، انقلابی در صنعت ساخت و ساز ایجاد کردهاند؛ در حالی که قالب تونلی بتنی سنتی سالها با فرایندهایی کمتکنولوژی و پرزحمت برای ساخت تونل مورد استفاده قرار میگرفت.
قالببندی پلیسنتریک
قالببندی پلیسنتریک در بتن ریزی قالب تونلی پروژههای بزرگ زیرزمینی برای افزایش سرعت اجرا با بتنریزی همزمان چندین بخش استفاده میشوند. از این قالب های تونلی در احداث تونلهای دایرهای (مثل راهآهن و متروی تهران) با قالبهای لغزنده چندمرکزی و در تونلهای با سطح مقطع بزرگ (جادهای یا انتقال آب) با قالبهای مدولار چندتکه حول چند مرکز ثابت استفاده میشوند تا دیوارهها و سقف بهصورت همزمان ایجاد شوند.
در پاسخ به این پرسش که چه چیزی این روش قالب بندی تونلی را متمایز میکند باید اظهار داشت که این سیستم بهصورت هیدرولیکی و با کنترل از راه دور کار میکند و قادر است بدون نیاز به کار دستی، با مقطع تونل همتراز گردد. علاوه بر این، مراحل نصب و بازکردن قالبها با یک سیستم قفل خودکار تنظیم میشوند.
از منظر کیفیت نهایی، قالبها به صورت پوششیافته با لایهای سرامیکی مبتنی بر نانوتکنولوژی عرضه میگردند که در برابر سایش و خوردگی مقاوم است؛ ؛ این خصوصیت زمان موردنیاز برای تمیزکاری را به حداقل میرساند و نیاز به استفاده از روغنهای قالببندی را کاهش میدهد.
قالببندی فولراوند
سیستم قالببندی فولراوند (Full-Round Formwork) یکی از روشهای پیشرفته و کارآمد برای اجرای بتنریزی یکپارچه دیواره و سقف تونل است. این روش امکان نصب سریع قالب تونلی، کاهش درزهای سرد و کاهش نیاز به واتراستاپ هیدروفیلی، دقت هندسی بالا و کاهش هدررفت بتن را فراهم میکند و ساخت تونلهای با مقطع دایروی یا بیضوی را با دقت زیاد را ممکن میسازد.
چه چیزی آن را متمایز میسازد؟ سازندگان این سیستم را برای اجرای پوشش بتنی ثانویهٔ ۳۶۰ درجه توسعه دادهاند تا دستیابی به سطحی صاف، بدون درز یا پله تضمین شود. علاوه بر این، بخش هدایتکنندهٔ سیستم کاملاً هیدرولیکی است و میتواند سرعت پیشرفتی خیرهکننده تا ۳۰۰ متر در هفته فراهم کند.
قالببندی اینورت
بخش پایینی تونل را اینورت مینامند؛ این بخش معمولاً بهعنوان بستر قالب تونل راهآهن، جاده یا کانال انتقال آب بهکار میرود و قالببندی اینورت (Invert Formwork)، یکی از روشهای تخصصی قالببندی در ساخت تونلها است که بهطور خاص برای قالببندی و بتنریزی کف تونل (یا اینورت) پیش از اجرای دیوارهها و طاق، طراحی شده است. این روش اغلب در ترکیب با دیگر سیستمهای قالب بندی تونل برای تکمیل سازه به کار میرود.
چه زمانی قالببندی اینورت بهکار میرود و ویژگیهای متمایز آن چیست؟ قالببندی اینورت برای اجرای بتن کف تونل (invert slab) قبل از اجرای قوس طاق (vault) استفاده میشود. قالب تونلی بتن اینورت قابلیت تطبیق با مشخصات فنی هر پروژه (مثلاً شیب، عرض یا هندسه مقطع) را بدون نیاز به تغییرات اساسی در ساختار قالب فراهم میکند و جابهجایی آن با مکانیزم تلسکوپی دو قسمتی انجام میشود که دقت و سرعت عملیات را افزایش میدهد. و با فرآیندی مشابه کف سازی سالن های صنعتی به بتن ریزی سامان میدهد.
علاوه بر این، در حین بتنریزی نیروی رو به بالا (up‑lift) ناشی از بتن تازه با استفاده از سازهای اختصاصی که به لایه پوششی اولیه (مثل شاتکریت یا بتن مگه) تکیه دارد، کنترل میشود.
قالببندی دال
قالببندی دال برای ساخت عرشه (یا همانطور که در تصویر دیده میشود، پوشش ثانویه تونل) بهکار گرفته میشود. این عملیات یکی از مراحل کلیدی در ساخت تونلها، بهویژه در روش Cut-and-Cover و در ایستگاههای مترو و سازههای زیرزمینی مستطیلشکل است.
چه چیزی قالببندی دال را متمایز میسازد؟ طراحان این سیستم را برای تحمل بار بتن تازه با ضخامت بیش از ۲ متر در نظر گرفتهاند. علاوه بر این، مجهز به یک جرثقیل خدماتی و سامانهی توزیع بتن میباشد که فرآیند اجرا را برای اپراتورها تسریع و ایمنی محیط کار را ارتقاء میدهد.
طراحی سامانه حملونقل بهگونهای است که امکان کار همزمان با بیش از پنج قالب دال را فراهم میکند، و این امکان را فراهم میآورد که پوشش ثانویه بهصورت پیوسته اجرا گردد، در حالی که بخشهایی از قالب جابهجا شده و بخشهای دیگر در حال بتنریزی میباشند.
قالببندی خارجی
قالببندی خارجی (External Formwork) در پروژههای تونلسازی به سیستمی اطلاق میشود که برای شکلدهی سطح بیرونی دیوارهای تونل بهکار میرود. این نوع قالببندی، برخلاف قالبهای داخلی (لاینینگ) که پوشش نهایی داخل تونل را تشکیل میدهند، وقتی استفاده میشود که تونل برای ساخت ورودیهای خارجی، ترانشهها یا گودالهای باز کاربرد داشته باشد.
قالببندی خارجی با قالببندی داخلی اصلی همکاری میکند تا یک «تونل کاذب» در ورودی تونل اصلی ایجاد نماید. طراحان این سیستم قالببندی را با عناصر مدولار ساختهاند تا امکان استفادهٔ مجدد در پروژههایی با هندسههای متنوع فراهم شود.
علاوه بر این، دستگاه خودکار است و مجهز به واحدهای محرکهای است که برای بتنریزی و کاربرد انواع فوق روان کننده بتن جهت پوشش ثانویه تونلهای در فواصل طولانی مورد استفاده قرار میگیرند.
قالببندی بایپس
وظیفهٔ اصلی تونل بایپس عبارت است از ایجاد کانال یا مجرای عبوری (bypass channel) در دیواره یا کف تونل بهمنظور عبور آب، گلولای، لولههای تأسیساتی، کابلها و سایر سیالات حین اجرای عملیات ساخت تونل، بدون اینکه با فرآیند اصلی بتنریزی پوشش نهایی تداخل نماید؛ زیرا این قالببندی، سازهٔ اصلی تونل را شکل نمیدهد و صرفاً بخشی فرعی و کاربردی در بدنهٔ بتنی آن ایجاد مینماید.
در حین حفاری و ساخت تونل، مدیریت آبهای زیرزمینی، پساب حاصل از عملیات حفاری و نیاز به عبور تأسیسات موقت، چالش بزرگی است. اگر این موارد بهدرستی مدیریت نشوند، میتوانند کیفیت بتنریزی را کاهش دهند، عملیات اجرایی را مختل کنند یا به قالب اصلی آسیب برسانند.
قالب تونلی بایپس طوری طراحی شده است که در هندسههای مختلف — نیمدایره، مستطیل یا هر مقطع دیگر متناسب با طراحی پروژه — قابل استفاده مجدد باشد. در نهایت، کانال ایجاد شده میتواند بهعنوان زهکش دائمی برای جمعآوری آبهای نشتی در طول دوره بهرهبرداری تونل عمل کند یا مسیر عبور کابلهای برق و ارتباطات باشد.
مقایسه سیستمهای نوین قالببندی تونل
از آنجا که انتخاب سیستم مناسب قالببندی تونل میتواند تأثیر مستقیم و قابلتوجهی بر هزینههای کل پروژه، مدت زمان اجرا، کیفیت نهایی سازه و ایمنی عملیات داشته باشد، در این بخش شش سیستم رایج قالببندی تونل — شامل پلیسنتریک، فولرَاند، اینورت، دال، خارِجی و بایپس — از جنبههای فنی، اقتصادی و کاربردی مقایسه میشوند.
| پارامتر | پلیسنتریک | فولراوند | اینورت | دال | خرارجی | بایپس |
|---|---|---|---|---|---|---|
| هزینه اجرای پروژه | متوسط تا بالا | بالا | پایین تا متوسط | متوسط | پایین | بالا |
| سرعت اجرای پروژه | بالا | متوسط | بالا | پایین | متوسط | پایین |
| انعطافپذیری طراحی | بالا | پایین | متوسط | بالا | پایین | متوسط |
| نیاز به تجهیزات خاص | بله | بله | خیر | خیر | خیر | بله |
| کاربرد در زمینهای سست | مناسب | مناسب | مناسب | نامناسب | نامناسب | مناسب |
| کاربرد در زمینهای سخت | مناسب | مناسب | نامناسب | مناسب | مناسب | نامناسب |
| مقاومت در برابر فشار | بالا | بسیار بالا | متوسط | بالا | پایین | بسیار بالا |
جمعبندی نهایی
با توجه به آنچه که شرح آن رفت، میتوان نتیجه گرفت که سیستمهای پلیسنتریک و اینورت بهواسطه سرعت اجرای بالا و انعطافپذیری، برای پروژههای شهری مانند مترو و تونلهای با طول متوسط مناسب هستند. در مقابل، فولراوند و بایپس بهدلیل پایداری بیشتر در برابر فشار، گزینهای ایدهآل برای تونلهای عمیق یا پروژههای زیرزمینی با شرایط زمینشناسی پیچیده محسوب میشوند. سیستمهای دال و خرارجی هزینه کمتری دارند، اما سرعت اجرای پایینتری دارند و بیشتر برای پروژههای کوچک یا دارای محدودیت بودجه کاربرد دارند.
انتخاب سیستم قالب تونلی مناسب بستگی به شرایط زمینشناسی، بودجه، و زمانبندی پروژه دارد. برای مثال، اگر پروژه در زمینهای سست و با فشار کم اجرا میشود، سیستم اینورت یا پلیسنتریک گزینههای بهتری هستند.
اگر برای انتخاب سیستمهای قالببندی، بتنریزی، مواد افزودنی بتن و گروتریزی مناسب به مشاوره تخصصی نیاز دارید، با کارشناسان محصولات شیمی ساختمان و تکنولوژی بتن ما تماس بگیرید و سایر مقالات مرتبط را در وبسایت ما مطالعه کنید.
