เทคนิคการดันท่อและการเจาะอุโมงค์ขนาดเล็ก

 

ความก้าวหน้าของเทคโนโลยีงานก่อสร้างใต้ดิน

          การพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานในเมืองใหญ่ที่มีการจราจรหนาแน่นเป็นความท้าทายสำคัญของวิศวกรโยธาในยุคปัจจุบัน การก่อสร้างระบบสาธารณูปโภคใต้ดินโดยวิธีดั้งเดิมที่ต้องเปิดหน้าดิน (Open-Cut Method) มักสร้างผลกระทบต่อการจราจรและชีวิตประจำวันของผู้คนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ด้วยเหตุนี้ เทคโนโลยีงานก่อสร้างแบบไม่เปิดหน้าดิน (Trenchless Technology) จึงได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในโครงการวางท่อและสาธารณูปโภคใต้ดินทั่วโลก

          เทคนิคการก่อสร้างแบบไม่เปิดหน้าดินที่ได้รับความนิยมสูงมีสองวิธีหลัก ได้แก่ การดันท่อ (Pipe Jacking) และการเจาะอุโมงค์ขนาดเล็ก (Microtunneling) ทั้งสองเทคนิคต่างมีจุดเด่นและข้อจำกัดแตกต่างกัน เหมาะกับสภาพพื้นที่และลักษณะโครงการที่แตกต่างกัน แต่มีเป้าหมายเดียวกันคือการลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและชุมชนให้น้อยที่สุด

          บทความนี้จะพาท่านไปสัมผัสประสบการณ์จริงในโครงการก่อสร้างท่อระบายน้ำใต้ดิน ที่มีการใช้ทั้งเทคนิคการดันท่อและการเจาะอุโมงค์ขนาดเล็กในพื้นที่เดียวกัน เพื่อให้เห็นภาพความแตกต่างของเทคโนโลยีทั้งสองระบบอย่างชัดเจน ผ่านมุมมองของผู้เยี่ยมชมโครงการและวิศวกรผู้เชี่ยวชาญ เรามาเริ่มการเดินทางไปพบกับความมหัศจรรย์ของวิศวกรรมใต้ดินกันเลย...

วันหนึ่งในโครงการก่อสร้างใต้ดิน

          ผมเดินลัดเลาะผ่านรั้วตาข่ายสีส้มที่ล้อมรอบพื้นที่ก่อสร้างใต้ดินแบบไม่เปิดหน้าดิน (Trenchless Construction) เสียงเครื่องจักรดังก้องไปทั่วบริเวณ ขณะที่วิศวกรโยธาหนุ่มชื่อสมชายเดินเข้ามาทักทาย

          "วันนี้ผมจะพาคุณไปดูเทคโนโลยีงานก่อสร้างใต้ดินสมัยใหม่ของเรา" สมชายยิ้มกว้าง "เรามีทั้งการดันท่อ (Pipe Jacking) และการเจาะอุโมงค์ขนาดเล็ก (Microtunneling) ในโครงการวางระบบสาธารณูปโภคใต้ดินนี้ คุณจะได้เห็นความแตกต่างของเทคนิคก่อสร้างไร้แรงสั่นสะเทือนทั้งสองแบบชัดเจนเลย"

          เราเดินไปที่จุดแรก ซึ่งเป็นบ่อต้นทาง (Launching Shaft) ขนาดใหญ่เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 6 เมตร ความลึกราว 10 เมตร

          "นี่คือบ่อต้นทางของระบบดันท่อแบบไม่เปิดหน้าดิน" สมชายชี้ลงไปในบ่อ "เห็นมั้ยครับ มีคนงานอยู่ด้านในท่อเลย พวกเขากำลังควบคุมการขุดเจาะและกำจัดดิน (Soil Removal) อยู่ในพื้นที่จำกัด"

          ผมมองลงไปเห็นท่อคอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete Pipe) ขนาดใหญ่ขนาด 1.5 เมตร ถูกวางเรียงพร้อมสำหรับการดันต่อไป ระบบแรงดันไฮดรอลิก (Hydraulic Jacking System) ขนาดมหึมาถูกติดตั้งไว้ที่ปากบ่อ

          "ในเทคนิคการดันท่อสำหรับงานสาธารณูปโภค เราต้องมีคนงานอยู่ภายในท่อตลอดเวลา" สมชายอธิบาย "พวกเขาจะช่วยตรวจสอบและแก้ไขปัญหาการกัดเซาะดิน (Soil Erosion) ที่อาจเกิดขึ้นระหว่างการดันท่อ ส่วนดินที่ขุดได้จะถูกขนออกมาด้วยระบบขนส่งวัสดุแบบแรงงาน (Manual Muck Removal System) ที่วิ่งไปมาในท่อ"

          ขณะนั้นเอง เสียงเครื่องไฮดรอลิกแรงดันสูงก็ดังขึ้น ผมเห็นท่อค่อยๆ เคลื่อนตัวลงไปในชั้นดินใต้ถนน ช้าๆ แต่ทรงพลัง

          "ระบบงานวิศวกรรมใต้ดินนี้เรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพในการก่อสร้างระบบระบายน้ำ" สมชายบอก "ค่าใช้จ่ายวิธีการก่อสร้างแบบไม่เปิดหน้าดินแบบนี้ก็ถูกกว่าอีกระบบ แต่ต้องใช้แรงงานคนมากกว่า และความแม่นยำในการวางท่อก็ต่ำกว่านิดหน่อย"

          จากนั้นเราเดินต่อไปอีกประมาณ 300 เมตร ถึงพื้นที่อีกส่วนของโครงการวิศวกรรมโยธาใต้ดิน ที่นี่มีตู้คอนเทนเนอร์ขนาดใหญ่ติดแอร์ตั้งอยู่ใกล้กับบ่อขนาดเล็กกว่า

          "นี่คือศูนย์ควบคุมการเจาะอุโมงค์ขนาดเล็กด้วยเทคโนโลยี MTBM" สมชายเปิดประตูตู้คอนเทนเนอร์ให้ผมเห็น คอมพิวเตอร์หลายเครื่องพร้อมจอภาพขนาดใหญ่ที่แสดงตำแหน่งของหัวเจาะอัตโนมัติ (Automated Tunnel Boring Machine) และพารามิเตอร์ต่างๆ มากมาย วิศวกรสองคนนั่งอยู่หน้าจอ พวกเขากำลังควบคุมการทำงานของเครื่องจักรอัจฉริยะจากระยะไกล

          "ความแตกต่างของเทคนิคงานก่อสร้างใต้ดินชัดเจนมาก ใช่ไหมครับ?" สมชายถาม "ที่นี่ไม่มีคนงานอยู่ในท่อเลย ทุกอย่างควบคุมผ่านระบบคอมพิวเตอร์ขั้นสูง หัวเจาะ MTBM มีความแม่นยำสูงมาก ด้วยระบบนำทางเลเซอร์ (Laser Guidance System) และระบบควบคุมอัตโนมัติ (Automated Control System) ทำให้การวางท่อแม่นยำในทุกสภาพดิน"

          ผมเห็นกราฟแสดงแรงดันดินที่หน้าหัวเจาะ (Face Pressure) ซึ่งเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

          "ระบบเทคโนโลยีไร้แรงสั่นสะเทือนนี้ปรับแรงดันอัตโนมัติตามสภาพชั้นดิน" สมชายอธิบาย "ทำให้ใช้งานได้แม้ในพื้นที่ที่มีน้ำใต้ดินหรือชั้นดินที่แตกต่างกัน ลดความเสี่ยงการทรุดตัวของพื้นผิว (Surface Settlement) ได้ดีมาก"

          เราเดินออกไปดูบ่อก่อสร้างอีกครั้ง ผมสังเกตเห็นท่อยางขนาดใหญ่วางอยู่ข้างบ่อ

          "นั่นคือระบบลำเลียงดินแบบไฮดรอลิก (Hydraulic Slurry System)" สมชายชี้ "ดินที่ขุดได้จะถูกผสมกับน้ำเป็นสลอรี่ แล้วสูบออกมาที่ถังตกตะกอน (Separation Plant) โน่น เรามีระบบบำบัดน้ำเสียในการก่อสร้าง (Construction Wastewater Treatment) และแยกน้ำกลับมาใช้ใหม่ได้ด้วย ต่างจากการดันท่อที่ต้องขนดินออกมาแบบแห้งๆ"

          ผมมองไปที่ท่อขนาดประมาณ 80 เซนติเมตรที่จะถูกติดตั้งในระบบระบายน้ำสาธารณะ ดูเล็กกว่าท่อในระบบดันท่อมาก

          "ใช่ครับ ระบบไมโครทันเนลลิ่งนี้เหมาะกับท่อขนาดเล็กกว่า" สมชายพยักหน้า "แต่ค่าใช้จ่ายการก่อสร้างก็สูงกว่าด้วย ต้องมีเทคโนโลยีงานก่อสร้างที่ทันสมัย ทีมงานวิศวกรที่มีความชำนาญในงานอุโมงค์ (Tunnel Engineering) และระบบสนับสนุนการทำงานอีกมากมาย"

          เสียงเครื่องปั๊มสลอรี่ดังขึ้นเมื่อระบบเริ่มทำงาน ผมรู้สึกถึงความซับซ้อนของเทคโนโลยีการก่อสร้างใต้ดินที่แทบไม่มีใครเห็น

          "ตอนนี้เข้าใจความแตกต่างของวิธีการก่อสร้างใต้ดินทั้งสองแบบแล้วใช่ไหมครับ" สมชายถาม "การดันท่อในงานวิศวกรรมโยธานั้นเรียบง่าย แข็งแรง ใช้แรงงานมากกว่า เหมาะกับท่อระบายน้ำขนาดใหญ่ และสภาพดินที่ค่อนข้างคงตัว ส่วนการเจาะอุโมงค์ขนาดเล็กนั้นใช้เทคโนโลยีสูงกว่า ควบคุมด้วยระบบอัตโนมัติ แม่นยำกว่า ปลอดภัยกว่าในทุกสภาพพื้นที่ก่อสร้าง แต่ก็มีต้นทุนการก่อสร้างสูงกว่า"

          ผมพยักหน้าเข้าใจ ขณะที่สมชายวิศวกรโยธาหนุ่มยิ้มอย่างภาคภูมิใจในโครงการพัฒนาสาธารณูปโภคใต้ดิน ใต้ฝ่าเท้าของเรา มีท่อกำลังค่อยๆ เคลื่อนตัวลอดใต้ถนนพลุกพล่าน โดยที่ผู้คนที่เดินผ่านไปมาแทบไม่รู้ตัวว่ามีการก่อสร้างวิศวกรรมใต้ดินขนาดใหญ่กำลังดำเนินอยู่ใต้ฝ่าเท้าของพวกเขา การใช้เทคโนโลยีงานก่อสร้างไม่เปิดหน้าดินทั้งสองแบบนี้ช่วยให้เมืองยังคงเคลื่อนไหวได้อย่างปกติ ไร้การจราจรติดขัดจากงานก่อสร้างแบบเปิดหน้าดิน