การก่อสร้างอุโมงค์ลอดใต้ Tokyo Bay
13 MAY 2018

ผู้เขียน: สรกฤตย์ พันธุมนตรี

เมื่อไม่นานมานี้ ผู้เขียนได้มีโอกาสไปเยือนญี่ปุ่น และมีโอกาสเดินชมจุดแวะพักกลางอ่าวโตเกียว ที่เรียกกันว่า Umi-Hotaru ซึ่งจุดแวะพักนี้อยู่ระหว่างเส้นทาง Tokyo Bay Aqua-Line Highway ที่เชื่อมต่อระหว่างเมือง Kawasaki ในจังหวัด Kanagawa  และ เมือง Kisarazu ในจังหวัด Chiba

ความพิเศษของเส้นทางนี้ คือ ส่วนหนึ่งของเส้นทาง ซึ่งมีระยะประมาณ 9.5 กิโลเมตร เป็นอุโมงค์ลอดใต้ Tokyo Bay โดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางของอุโมงค์ประมาณ 14 เมตร

Tokyo Bay Aqua-Line Highway

บนจุดแวะพักนี้ มีพิพิธภัณฑ์ UMIMEGANE แสดงเทคโนโลยีการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ดินตั้งอยู่ ซึ่งผู้เขียนได้มีโอกาสเข้าเยี่ยมชม จึงขอถือโอกาสนี้ กล่าวถึงหลักการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ดินทั่วไป ซึ่งนิยมใช้กันทั่วโลก ดังต่อไปนี้

วิธีการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ดิน มีหลายวิธี หากแต่ที่มักพบเห็นกันโดยทั่วไปนั้น มี 2 วิธี ได้แก่

  • วิธีเปิดหน้าดิน (Cut and Cover) คือ การขุดเปิดหน้าดิน แล้วสร้างอุโมงค์หรือสถานีก็ตามแต่ หลังจากนั้น จึงทำการกลบดิน ซึ่งวิธีนี้อาจถือได้ว่าเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด หากแต่บนผิวดิน ต้องไม่มีสิ่งกีดขวางการก่อสร้าง เช่น อาคารต่างๆ
  • ส่วนวิธีที่สอง คือ การใช้หัวเจาะ ที่เรียกกันสั้นๆ ว่า TBM ย่อมาจาก Tunnel Boring Machine เจาะนำใต้ดิน เหมือนตัวตุ่น แล้วติดตั้งชิ้นส่วนคอนกรีตหล่อสำเร็จ ค้ำยันเอาไว้รอบโพรงที่ทำการเจาะ เพื่อป้องกันการทรุดตัวของดินกลบอุโมงค์ ซึ่งวิธีการนี้ เป็นวิธีที่ใช้ในการเจาะอุโมงค์ Aqua-Line นี้

หัวเจาะ TBM นี้ มีหลายประเภทด้วยกัน ทั้งนี้ เพื่อให้เหมาะกับสภาพชั้นดินในแต่ละที่ เช่น บริเวณที่เป็นชั้นดินอ่อน อาจเลือกใช้ TBM แบบ Slurry Shield หรือ EPB (Earth Pressure Balance) แต่หากบางบริเวณ ดินมีความแปรปรวนสูง ก็อาจจะต้องเลือกใช้ TBM ประเภทเอนกประสงค์ (Hybrid)

วิธีการก่อสร้างอุโมงค์โดยใช้ TMB นั้น ส่วนใหญ่จะใช้หลักการคล้ายคลึงกัน ดังนั้น จึงขอนำภาพหัวเจาะของ Tokyo Bay Aqua-Line ซึ่งเป็นหัวเจาะแบบ Slurry Shield (ถือว่าเป็นหัวเจาะที่มี Diameter ใหญ่ที่สุดในโลกในขณะนั้น) พร้อมภาพประกอบอื่นๆ ที่ได้จากพิพิธภัณฑ์ข้างต้น มาเป็นต้นแบบในการอธิบายหลักการเจาะอุโมงค์เบื้องต้น ดังนี้

จะเห็นได้ว่า การเจาะอุโมงค์ด้วย TBM นั้น เครื่องจักรที่ใช้ มีขั้นตอนการทำงานที่ต้องอาศัยผู้ที่มีความรู้และความเข้าใจในการควบคุม  นอกจากนี้ เนื่องจากการทำงานใต้ดิน ยังอาจต้องเผชิญกับปัญหาเฉพาะหน้าต่างๆ เช่น ปัญหาความแปรปรวนของดิน ปัญหาน้ำใต้ดิน ปัญหาสิ่งก่อสร้างเดิมที่กีดขวางเส้นทางการเจาะ ฯลฯ ดังนั้น บุคลากรที่ทำงาน ยังต้องมีปฏิภาณไหวพริบในการแก้ไขปัญหาต่างๆ อีกด้วย

 

Cutter Disk และ Cutter Bits ที่ใช้ใน Tokyo Bay Aqua-Line Highway

 Stud Bolt ที่ใช้ใน Tokyo Bay Aqua-Line และ Curve Bolt ที่มีการใช้ในอุโมงค์รถไฟฟ้าใต้ดินของไทย

Tunnel Segment ที่นำมาติดตั้งนั้น มีสิ่งที่ควรทราบดังนี้ 

  • ในหนึ่งวง ปกติจะประกอบไปด้วยจำนวนชิ้นส่วนประมาณ 6-7 ชิ้น โดยมีชิ้นส่วนที่เป็นตัวลิ่ม ซึ่งใช้ติดตั้งเป็นตัวสุดท้ายในแต่ละวง เรียกว่า Key Segment หรือ Segment Type “K”
  • แต่ละชิ้นจะถูกผลิตมาจากโรงงาน ซึ่งมักจะมีความละเอียดค่อนข้างสูงกว่าชิ้นส่วนสำเร็จรูปทั่วไป เช่น ระยะต่างๆ ถูกกำหนดให้มีความละเอียดอยู่ในระดับมิลลิเมตร ทำให้ต้องใช้เวอร์เนียขนาดใหญ่มาวัดกัน หรือห้ามมีการซ่อมแซมชิ้นงาน หมายความว่า หากชิ้นงานที่ผลิตเสร็จ มีข้อบกพร่องเกิดขึ้น ก็จะต้องถูก Reject ทั้งหมด ห้ามทำการซ่อม หรือห้ามมีรอยร้าวที่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า (Visible Crack) ก็จะต้องถูก Reject เช่นกัน
  • Tunnel Segment แต่ละชิ้นจะมีแผ่นยางกันซึม (Hydrophilic Swelling Waterstop) ติดตั้งตรงรอยต่อระหว่างชิ้นส่วนแต่ละชิ้น เป็นแผ่นยางที่มีคุณสมบัติ คือ บวมตัวได้เมื่อดูดซึมน้ำ ซึ่งมีผลทำให้เกิดแรงดันระหว่างรอยต่อ น้ำจึงไม่อาจซึมผ่านเข้าไปในอุโมงค์ได้

Tunnel Segment ที่ติดตั้งใน Tokyo Bay Aqua-Line

โดยสรุป จะเห็นได้ว่า การก่อสร้างอุโมงค์ใต้ดินนั้น นอกจากจะต้องใช้ทรัพยากรเฉพาะทางเป็นส่วนใหญ่แล้ว คุณภาพของทรัพยากรนั้น ยังต้องมีคุณภาพสูงอีกด้วย เพราะเหตุว่า อุโมงค์ที่ทำการก่อสร้างแล้วเสร็จ หากเกิดปัญหาในอนาคต การแก้ไขจะทำได้ยากมาก และอาจต้องเสียค่าใช้จ่ายสูง ดังนั้น ทรัพยากรที่ใช้ ไม่ว่าจะเป็นบุคลากร เครื่องจักร วัสดุ ฯลฯ จึงต้องมีคุณภาพสูงนั่นเอง


ติดตามหนังสือ "บันทึกแมคเคลเลอร์: เผยกลยุทธ์การลงทุนและบริหารการก่อสร้าง โครงการพัฒนาอสังหาริมทรัพย์" ได้แล้ววันนี้ ที่ร้านซีเอ็ดบุ๊คเซ็นเตอร์ นายอินทร์ บีทูเอส ศูนย์หนังสือจุฬาฯ และร้านหนังสือชั้นนำทั่วประเทศ

ดูรายละเอียดได้ที่ >>> http://mckeller.co.th/th/knowledge-and-experience-/mckeller-book-1-1