طولانی‌ترین تونل غوطه‌ور جهان چگونه روی خشکی ساخته می‌شود؟

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.

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.

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 مجریخبر موفقیت عملیاترا اعلام کرد.

نخستین سفر به مقصد رسیده بود، اما ۸۸ قطعه دیگر هنوز در راه بودند.پروژهفمرنبلتقرار 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 کشتیکونگ فردریک نهمشدند. 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.

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 پروژهخودروها 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 پروژهتونل مانشدر دل خاک و سنگ پیش بروند، اما تونل حفاری‌شده باید در عمق بیشتری ساخته می‌شد و زمین‌شناسی منطقه کار را سخت‌تر می‌کرد.

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.

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.

سازه بتنی توخالی می‌تواند درست مثل کشتی روی آب بماند، چون حجم عظیمی از آب را کنار می‌زند. مهندسان پس از بستن دو انتهای قطعه، حوضچه‌های مقابل کارخانه را آب‌گیری می‌کنند. هوای محبوس در گذرگاه‌ها شناوری لازم را فراهم می‌کند و قطعه با بالاآمدن آب از بستر جدا می‌شود.

اما شناورکردن قطعه فقط نخستین مشکل را کنار می‌زند. دو گذرگاه خودرو از بخش ریلی سنگین‌ترند و توزیع نامتقارن وزن، سازه را به یک سمت کج می‌کند. مخازن موقت آب در سمت بیرونی گذرگاه ریلی، اختلاف را جبران می‌کنند و به مهندسان اجازه می‌دهند تعادل قطعه را هنگام حرکت و نصب تنظیم کنند.

قطعه برای نصب باید سنگین‌تر شود تا کنترل‌شده پایین برود. مهندسان به نخستین قطعه حدود چهار هزار و ۵۰۰ تن بتن اضافه کردند و وزنش را به حدود ۷۸ هزار تن رساندند. قطعه با این وزن دیگر به‌تنهایی شناور نمی‌ماند و به دو شناور ویژه به نام‌های IVY 1 و IVY 2 تکیه می‌کند. شناورهای IVY در دو انتهای قطعه می‌ایستند و با ۶۶ وینچ و روی‌هم ۲۳ کیلومتر کابل فولادی، سازه را مهار می‌کنند و تا عمق ۴۰ متری پایین می‌فرستند.

لاسه وستر، از مدیران ساخت تونل، در آغاز عملیات توضیح داد که قطعات فمرنبلت از نمونه‌های اورسوند بزرگ‌تر، سنگین‌تر و طولانی‌ترند و در آب عمیق‌تری نصب می‌شوند. یدک‌کش‌ها قطعه را به محل رساندند، اما حساس‌ترین مرحله حرکت‌دادن جرمی عظیم زیر آب و گذاشتنش در جای خود بود؛ بی‌آنکه خطایی ادامه مسیر را منحرف کند.

شیاری به طول ۱۸ کیلومتر، با عمق متوسط ۱۲ متر و عرض متوسط نزدیک به ۱۰۰ متر، مسیر تونل را در کف بالتیک مشخص می‌کند. ده‌ها کشتی و شناور از سال ۲۰۲۱ میان رسوبات نرم، خاک رس و سنگ‌آهک پیش رفتند و تا سال ۲۰۲۴ نزدیک به ۱۵ میلیون مترمکعب مصالح بیرون کشیدند؛ حجمی برابر حدود شش هزار استخر شنای المپیک.

لایروبی فقط فضا را آماده کرد و کف شیار هنوز باید وزن قطعات را تاب می‌آورد. شناوری ویژه به نام مایا لایه‌ای از شن و سنگریزه را با دقت روی بستر پخش می‌کند تا سطحی صاف و مقاوم برای نشستن سازه‌ها شکل بگیرد.

چالش اصلی از قطعه دوم آغاز می‌شود، زیرا هر قطعه‌ی جدید باید زیر آب به قطعه قبلی بچسبد، بدون اینکه آب راهی به داخل پیدا کند. مهندسان برای حل این مسئله، از خود فشار دریا کمک می‌گیرند. درزگیر لاستیکی بزرگی به نام جینا دور سطح اتصال قرار دارد و با نزدیک‌شدن دو قطعه فشرده می‌شود.

در آغاز، فضای میان دیواره‌های موقت دو قطعه پر از آب است. پمپ‌ها آب محبوس را بیرون می‌کشند و اختلاف فشار، قطعه جدید را به قطعه قبلی می‌فشارد؛ هرچه فشار بیشتر، درزگیر جینا محکم‌تر و اتصال آب‌بندتر می‌شود. درزگیر دومی به نام امگا هم از داخل نصب می‌شود تا آب‌بندی را تقویت کند و جابه‌جایی‌های جزئی ناشی از دما، نشست زمین یا تغییر شکل بتن را تاب بیاورد.

کارگران پس از آزمایش اتصال، دیواره‌های موقت را برمی‌دارند تا گذرگاه‌های دو قطعه به هم راه پیدا کنند. شناورهای دیگر اطراف سازه را با شن و سنگریزه پر می‌کنند و لایه‌ای از سنگ رویش می‌ریزند. تونل کم‌کم زیر بستر دریا پنهان می‌شود و قطعات جداگانه به مسیری واحد بدل می‌شوند.

اتصال ۸۹ قطعه، پوسته بتنی تونل را کامل خواهد کرد؛ اما پوسته خالی هنوز برای عبور خودرو و قطار آماده نیست. تجهیزات زیادی باید درونش نصب شوند تا مسیر زیر دریا مثل بخشی عادی از جاده و راه‌آهن کار کند.

مسافران آینده با خودرو در حدود ۱۰ دقیقه از دانمارک به آلمان می‌رسند، درحالی‌که دریای بالتیک بالای سرشان موج می‌زند.

پنج گذرگاه مجزا کنار هم امتداد دارند. هر یک از دو گذرگاه جاده‌ای، دو خط حرکت و یک شانه اضطراری پیوسته دارد؛ دو گذرگاه دیگر به قطارهای برقی اختصاص یافته و مسیر میانی به خدمات فنی و دسترسی اضطراری می‌رسد. خودروها با سرعت مبنای ۱۱۰ و قطارها با سرعت ۲۰۰ کیلومتر بر ساعت حرکت خواهند کرد.

براساسمشخصات ایمنی پروژهسازه باید سه ساعت در برابر آتش‌سوزی با دمای دست‌کم ۱۳۵۰ درجه سانتی‌گراد دوام بیاورد. مرکز کنترلی در سمت دانمارک هم با دوربین‌ها، حسگرها و تابلوهای متغیر، ترافیک را شبانه‌روز زیر نظر خواهد داشت.

ده قطعه ویژه، تقریباً هر دو کیلومتر یک‌بار، تجهیزات الکتریکی و فنی را در طبقه زیرین خود جای می‌دهند. پس از نصب همه قطعات، تازه نوبت ریل، برق‌رسانی، روشنایی، دوربین‌ها، علائم و سامانه‌های تهویه می‌رسد که باید در سراسر مسیر نصب و آزمایش شوند.

مسافران پنهان در عرض چند دقیقه از کشوری به کشور دیگر می‌رسند و شاید متوجه جزئیات نشوند، اما ساختن همین مسیر کوتاه به میلیاردها یورو سرمایه، میلیون‌ها مترمکعب مصالح و سال‌ها کار نیاز دارد.

بودجه مصوب گذرگاه اصلی ۵۵٫۱ میلیارد کرون دانمارک، معادل تقریبی ۷٫۴ میلیارد یورو به قیمت‌های سال ۲۰۱۵، تعیین شده بود. هزینه توسعه جاده‌ها و خطوط ریلی آلمان خارج از این مبلغ حساب می‌شود و تأخیرها هم می‌توانند هزینه نهایی را بالاتر ببرند.

دانمارک پروژه را با وام و تضمین دولتی تأمین مالی می‌کند و قرار است بدهی‌ها را از درآمد آینده بازپرداخت کند، زیرا خودروها پس از افتتاح عوارض می‌پردازند و شرکت‌های راه‌آهن هم بابت استفاده از مسیر هزینه خواهند داد. اتحادیه اروپا نیز حدود ۱٫۳ میلیارد یورو برای مرحله ساخت کمک کرد، هرچند صورت‌حساب پروژه به پول محدود نمی‌شود.

بخش زیادی از مصالح حفاری‌شده برای ایجاد حدود ۳۰۰ هکتار زمین جدید در ساحل لولاند به کار رفت که قرار است به مناطق طبیعی و تفریحی تبدیل شود؛ هرچند زمین ساحلی نمی‌تواند جای زیستگاه ازدست‌رفته کف دریا را به‌تمامی پر کند.

طبق برنامه اولیه پیش‌بینی می‌شد جاده و راه‌آهن هم‌زمان و در سال ۲۰۲۹ افتتاح شوند. اما آماده‌سازی شناورهای IVY و آزمایش‌های ایمنی‌شان بیش از انتظار طول کشید و شروع نصب را عقب انداخت. شرکت مادر پروژه در سال ۲۰۲۶ اعلام کرد که ساخت بخش دانمارکی حدود دو سال از برنامه عقب افتاده است.

نخستین قطعه در مه ۲۰۲۶، دومی در پایان ژوئن و سومی در اوایل اوت نصب شد. تا ۲۸ سپتامبرچهار قطعه از ۸۹ قطعهدر کف دریا جا گرفته بودند و طول بخش تکمیل‌شده به نزدیک ۹۰۰ متر می‌رسید.

پنجمین سازه، نخستین قطعه ویژه تونل خواهد بود، قطعه‌ای به طول ۳۹ متر، عرض ۴۷ متر و ارتفاع ۱۳ متر که تجهیزات فنی در طبقه زیرینش جای می‌گیرند و باید در عمق بیش از ۲۰ متری نصب شود. قطعه ویژه هنگام حمل بالاتر از قطعات استاندارد روی آب می‌ایستد و نیروی شناوری کمتری می‌گیرد؛ در نتیجه بار بیشتری روی دوش IVY می‌افتد.

مهندسان در ماه سپتامبر هزار و ۶۰۰ تن وزن اضافی روی چهارمین قطعه استاندارد گذاشتند تا شرایط حمل قطعه ویژه را شبیه‌سازی کنند.IVY از آزمون سربلند بیرون آمداما نصب واقعی قطعه پنجم همچنان یکی از محک‌های اصلی پروژه به شمار می‌رود.

حمله سایبری اکتبر ۲۰۲۶ به سامانه‌های پیمانکار اصلی هم مدتی بخشی از فعالیت‌های کارگاه را مختل کرد. کارها کم‌کم از سر گرفته شد و آزمایش تجهیزات دریایی ادامه یافت. در سمت آلمان، سازه اصلی ورودی ۶۰۰ متری تونل۳۰ اکتبر تکمیل شداما مسیر ریلی متصل به پروژه همچنان با تأخیر دست‌وپنجه نرم می‌کند.

رسانه‌های آلمانی، آغاز دهه ۲۰۳۰ را زمان آماده‌شدن اتصال ریلی لوبک-پوتگاردن می‌دانند و دیوان محاسبات فدرال آلمان هزینه این مسیر را حدود ۱۰٫۷ میلیارد یورو برآورد می‌کند که از بودجه اولیه خود تونل فراتر می‌رود. پروژه فهمارن‌سوند میان جزیره فهمارن و خاک اصلی آلمان هم بر زمان تکمیل شبکه اثر خواهد گذاشت.

تأخیرها افتتاح را دومرحله‌ای کرده‌اند وطبق برنامه اصلاح‌شدهجاده زودتر به بهره‌برداری می‌رسد و قطارها پس از آماده‌شدن زیرساخت‌های آلمان وارد تونل می‌شوند. برخی گزارش‌ها ۲۰۳۱ را زودترین زمان ممکن برای تکمیل تونل می‌دانند، اما شرکت مجری هنوز تاریخ قطعی جدیدی اعلام نکرده و برای تنظیم برنامه، منتظر تجربه نصب قطعات استاندارد و ویژه مانده است.

در رودبیهاون، تولید با وجود تأخیرها ادامه دارد. تا پایان سپتامبر ۲۰۲۶، شانزده قطعه استاندارد و سه قطعه ویژه بتن‌ریزی شده بودند و بسیاری‌شان هنوز در انتظار سفر به دریا مانده‌اند.

نخستین قطعه‌ای که شب چهارم مه بندر را ترک کرد، حالا در کف بالتیک آرام گرفته و سه قطعه دیگر به آن پیوسته‌اند. تا امروز تونلی نزدیک به ۹۰۰ متر زیر دریا امتداد دارد، اما هنوز به جایی نمی‌رسد. روزی مسافران تمام این مسیر را در چند دقیقه طی خواهند کرد و تا آن روز، مهندسان باید ۸۵ بار دیگر غولی بتنی را به آب بیندازند، به عمق بفرستند و در کف دریا به قطعه قبلی برسانند.