This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
തുരങ്കം
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ഉള്ളടക്കം |
തുരങ്കം
Tunnel
ഒരു സ്ഥലത്തു നിന്നു മറ്റൊരിടത്തേക്ക് ഭൂമി തുരന്നു നിര്‍മിക്കുന്ന പാത. പ്രധാനമായും റോഡ്, തീവണ്ടി ഗതാഗതത്തിനായിട്ടാണ് തുരങ്കം ഉണ്ടാക്കുന്നത്.
ആമുഖം
പൊതുവേ, ഉപരിതല ഗതാഗതം അപ്രായോഗികമായ സാഹചര്യങ്ങളിലാണ് തുരങ്കങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്. കുന്നുകളും മലകളും പാറക്കെട്ടുകളും നിറഞ്ഞ പ്രദേശങ്ങളില്‍ സാധാരണ രീതിയിലുള്ള ഗതാഗത സമ്പ്രദായം ലാഭകരമല്ല. ഇത്തരം സാഹചര്യങ്ങളിലും അണക്കെട്ടുകളിലേക്കു വെള്ളം തിരിച്ചു വിടേണ്ട സന്ദര്‍ഭങ്ങളിലുമാണ് തുരങ്കങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കുന്നത്.
ഇന്ത്യയിലെ ഏറ്റവും ദൈര്‍ഘ്യമുള്ള തുരങ്കം കൊങ്കണ്‍ റെയില്‍ പാതയിലാണ് (ഏകദേശം 6 കി.മീ.) ഡല്‍ഹിയിലെ മെട്രോ റെയില്‍ പാതയുടെ പകുതിയോളം തുരങ്കങ്ങളിലൂടെയാണ് കടന്നു പോകുന്നത്.
ചരിത്രം
ചരിത്രാതീത കാലത്തെ മനുഷ്യര്‍ തങ്ങളുടെ വാസഗേഹമായ ഗുഹകളെ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനായിട്ടാകണം ആദ്യമായി തുരങ്ക നിര്‍മാണം നടത്തിയത്. പ്രധാനപ്പെട്ട പ്രാചീന സംസ്ക്കാരങ്ങളിലെല്ലാം തുരങ്ക നിര്‍മാണ രീതികള്‍ പ്രയോഗത്തിലിരുന്നതായി പരാമര്‍ശിച്ചു കാണുന്നു. ബാബിലോണിയന്‍ വംശജര്‍ ജലസേചനത്തിനായി തുരങ്കങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ബി.സി. 180-60-ല്‍ രാജകൊട്ടാരത്തെ ഒരു ക്ഷേത്രവുമായി ബന്ധിപ്പിക്കാന്‍ യൂഫ്രറ്റിസ് നദിക്കടിയിലൂടെ ചെങ്കല്ല് പാകിയ 900 മീ. നീളമുള്ള പാത നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടു. വേനല്‍ക്കാലത്ത് നദിയുടെ ഗതി തിരിച്ചുവിട്ടാണ് ഇതു പണിതത്. കടുപ്പം കുറഞ്ഞ പാറകള്‍ തുരന്ന് ക്ഷേത്രങ്ങളും മറ്റും പണിയുന്ന സമ്പ്രദായം ഈജിപ്ത്, എത്യോപ്യ, ഇന്ത്യ എന്നിവിടങ്ങളില്‍ നിലനിന്നിരുന്നു. വെള്ളം വറ്റിച്ച് ചതുപ്പു നിലങ്ങളെ വീണ്ടെടുക്കാനും ജലപ്രണാളി പണിയാനും ഗ്രീക്കുകാരും റോമാക്കാരും തുരങ്കങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഗ്രീക്കുകാര്‍ ബി.സി. ആറില്‍ സാമോസ് ദ്വീപില്‍ ചുണ്ണാമ്പു പാറയ്ക്കുള്ളിലൂടെ പണിത ജല തുരങ്കത്തിന് 1.036 കി.മീ. നീളവും 1.83 മീ. ഉയരവും ഉണ്ടായിരുന്നു. നേപ്പിള്‍സിനേയും പൊത്സ്വോലീയേയും (Pozzouli) ബന്ധിപ്പിച്ച് ബി.സി. 36-ല്‍ നിര്‍മിച്ച പൊസിലിപ്പൊ (Pausilippo) ആണ് പ്രാചീന കാലത്തുണ്ടായിരുന്ന ഏറ്റവും വലിയ തുരങ്കം (1.468 കി.മീ. നീളം, 7.62 മീ. വീതി, 9.14 മീ. പൊക്കം). ഉള്‍ ഭിത്തികളുടെ സുരക്ഷിതത്വം ഉറപ്പാക്കുവാന്‍ സാമാന്യം ബലമേറിയ പാറക്കെട്ടിനുള്ളിലൂടെയാണ് മിക്ക തുരങ്കങ്ങളും നിര്‍മിച്ചിരുന്നത്. തീ കൂട്ടി ചൂടാക്കിയ ശേഷം വെള്ളമൊഴിച്ച് പെട്ടെന്ന് പാറ തണുപ്പിക്കുന്ന ദ്രുത ശീതന രീതിയാണ് (fire quenching) ഇതിനായി സ്വീകരിച്ചുപോന്നത്. എന്നാല്‍ തുരങ്കങ്ങളിലെ വായു പ്രസഞ്ചാരണ രീതി തികച്ചും പ്രാകൃതമായിരുന്നു. ദ്വാര മുഖങ്ങളില്‍ കാന്‍വാസ് വീശി തുരങ്കത്തിലേക്ക് വായു പ്രവഹിപ്പിക്കുവാന്‍ അടിമകളെ നിയോഗിക്കുന്ന പതിവാണ് ആദ്യകാലത്ത് ഉണ്ടായിരുന്നത്. നിരവധി പേര്‍ക്ക് ജീവഹാനി സംഭവിച്ച ഇത്തരം സംവിധാനം, അടിമകള്‍ സ്വതന്ത്രരാക്കപ്പെട്ടതോടെ ഇല്ലാതായി; തുരങ്ക നിര്‍മാണത്തില്‍ പില്ക്കാലത്ത് സുരക്ഷാ ക്രമീകരണങ്ങള്‍ ഏര്‍പ്പെടുത്തി. ആസ്റ്റ്രിയയിലെ ഹാള്‍സ്റ്റാറ്റ് ഗ്രാമത്തിലെ ഉപ്പളങ്ങളില്‍ നടത്തിയ പുരാവസ്തു ഖനനത്തില്‍ നിന്ന് ഇതിനുള്ള തെളിവുകള്‍ ലഭ്യമാണ്.
ഖനനത്തിനും സൈനിക എന്‍ജിനീയറിങ് ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കു മായിട്ടാണ് മധ്യകാലത്ത് തുരങ്ക നിര്‍മാണം നടത്തിയിരുന്നത്. 17-ാം ശ.-ത്തോടെ ഗതാഗത ആവശ്യങ്ങള്‍ക്കായും തുരങ്കങ്ങള്‍ നിര്‍മിച്ചു തുടങ്ങി. ഇത്തരത്തിലൊരെണ്ണം ആദ്യമായി നിര്‍മിച്ചത് (1666-81) ഫ്രാന്‍സിലെ പിയെറെ റിക്വെയാണ് (Pierre Riquet) . അത്ലാന്തിക് കരയേയും മെഡിറ്ററേനിയന്‍ കടലിനേയും ബന്ധിപ്പിക്കാനുള്ള നീര്‍ച്ചാലിന്റെ ഭാഗമായി നിര്‍മിക്കപ്പെട്ട ഇതിന് 156.97 മീ. നീളവും 6.70 × 8.22 ചതുരശ്ര മീറ്റര്‍ ഛേദ വിസ്തീര്‍ണവും ഉണ്ടായിരുന്നു. തുരങ്കങ്ങളുണ്ടാക്കാന്‍ ആദ്യമായി വെടിമരുന്ന് ഉപയോഗിച്ചത് ഇതിന്റെ നിര്‍മാണത്തിലാണ്. വേധക (drill) പ്രയോഗത്തിലൂടെ ചെറിയ തുളകള്‍ ഉണ്ടാക്കി വെടിമരുന്നു നിറച്ച് പൊട്ടിച്ചാണ് പാറ തുരന്നിരുന്നത്. തീവണ്ടി ഗതാഗതം വികസിച്ചതോടെ ധാരാളം തുരങ്കങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടു. ഇതിന്റെ തുടക്കം ഇംഗ്ളണ്ടിലായിരുന്നു. തുടര്‍ന്ന് യു.എസ്സിലും റെയില്‍വേ തുരങ്കങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കപ്പെട്ടു. ഈ കാലയളവില്‍ത്തന്നെ ആല്‍പ്സിനു കുറുകെ തുരങ്കം നിര്‍മിക്കാനുള്ള ശ്രമങ്ങളും ആരംഭിച്ചിരുന്നു. ക്രമേണ തുരങ്ക നിര്‍മാണത്തിന് റെയില്‍ - മൌണ്ടഡ് ഡ്രില്‍ ക്യാരേജ്, ഹൈഡ്രോളിക റാം, എയര്‍ കംപ്രസ്സര്‍ തുടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങള്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിത്തുടങ്ങി.
നിര്‍മാണ രീതിയിലെ സാങ്കേതികതയ്ക്ക് പുതിയ മാനങ്ങള്‍ നല്‍കിയ സംരംഭമാണ് 1876-ല്‍ മസാച്യുസെറ്റ്സില്‍ പൂര്‍ത്തിയായ ഹൂസാക് (Housac) തുരങ്കം. പാറ പൊട്ടിക്കാന്‍ ഡൈനമൈറ്റ് ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചത് ഇവിടെയാണ്. വൈദ്യുതി സംവിധാനം, പവര്‍ ഡ്രില്ലുകള്‍ (നീരാവി കൊണ്ട് പ്രവര്‍ത്തിച്ചിരുന്ന ഇവ പിന്നീട് വായു കൊണ്ട് പ്രവര്‍ത്തിപ്പിച്ചു) എന്നിവയെല്ലാം ഇതിന്റെ നിര്‍മാണത്തില്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. വായു പരിസഞ്ചാരണം, ഡ്രെയിനേജ് എന്നിവ സുഗമമാക്കാന്‍ പുതിയ സംവിധാനങ്ങള്‍ കണ്ടുപിടിക്കപ്പെട്ടു.
അന്തര്‍ജലീയ തുരങ്കം
പൂര്‍ണമായും യന്ത്ര സഹായത്തോടെ തുരങ്കം നിര്‍മിക്കാനുള്ള റോട്ടറി സംവിധാനം 1954-ഓടെ ലഭ്യമായി. മീറ്റ്റിമോള്‍ എന്നായിരുന്നു അന്നത്തെ ഉപകരണം അറിയപ്പെട്ടിരുന്നത്. ജെറോം ഒ. എകര്‍മാന്‍, എഫ്.കെ. മിറ്റ്റി, ജെയിംസ് എസ്. റോബിന്‍സ് എന്നിവരായിരുന്നു ഈ രീതിയുടെ ഉപജ്ഞാതാക്കള്‍. ഈ സംവിധാനം വ്യാപകമായതോടെ ദിനംപ്രതി 15.24 മീ. എന്നതിനു പകരം 30 മീറ്റര്‍ നീളത്തോളം തുരങ്കം പണിയാമെന്നായി. 1962-ഓടെ കുത്തന്‍ ഷാഫ്റ്റുകള്‍ തയ്യാറാക്കാവുന്ന യാന്ത്രിക റെയിസ് ബോറര്‍ (raise borer) ഉപയോഗത്തിലായി.
നിര്‍മാണ രീതി
പ്രധാനമായും മൂന്ന് ആധാര തലങ്ങളിലൂടെ തുരങ്കങ്ങള്‍ നിര്‍മിക്കാം: കടുപ്പമേറിയ പാറയടരുകളിലൂടെയും അന്തര്‍ജലീയമായും അവസാദ ശേഖരങ്ങളിലൂടെയും.
കടുപ്പമേറിയ പാറയടരുകളിലൂടെയുള്ള തുരങ്ക നിര്‍മാണം
ഇതിന് ഡ്രിഫ്റ്റിങ് എന്നു പറയുന്നു. തുരങ്കം പണിയേണ്ട പാറക്കെട്ടിന്റെ മുന്‍ഭാഗത്തായി ഒരു മീറ്റര്‍ ചതുരത്തില്‍ ഒരു ദ്വാരം ഉണ്ടാക്കുന്നു. തുടര്‍ന്ന് പ്രസ്തുത ദ്വാരത്തെ അല്പാല്പമായി നാലു ഭാഗത്തു നിന്നും വികസിപ്പിക്കുന്നു. ഇതിനായി പാറയിലുണ്ടാക്കുന്ന ചെറിയ ദ്വാരങ്ങളില്‍ വെടിമരുന്നു നിറച്ച് പൊട്ടിച്ചു പാറ തകര്‍ക്കുന്നു. തുടര്‍ന്ന് പാറക്കഷണങ്ങള്‍ നീക്കം ചെയ്യുന്നു. പാറക്കെട്ടുകളിലൂടെ തുരങ്കങ്ങള്‍ പണിയുന്നതിന് താങ്ങിന്റെ ആവശ്യം ഇല്ലാത്തതിനാല്‍ താരതമ്യേന എളുപ്പവും ചെലവു കുറഞ്ഞതുമാണ് ഈ രീതി.
ജലഗര്‍ഭ/അന്തര്‍ജലീയ തുരങ്കം
തുരങ്കം നിര്‍മിക്കേണ്ട പാത ജലത്തിനടിയില്‍ കിടങ്ങു രൂപത്തില്‍ തയ്യാറാക്കി, വാര്‍ത്തെടുത്ത ഭീമന്‍ കുഴലുകള്‍, അവിടെ നിരത്തുന്നു. ഇവയെ പരസ്പരം യോജിപ്പിച്ച് ബ്ളാക്ഫില്‍ കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ് തുരങ്കം നിര്‍മിക്കുന്നു. കുഴലുകളെ യഥാസ്ഥാനത്തേക്ക് വഹിച്ചെത്തിക്കുന്നതിനും മറ്റും പല നൂതന സംവിധാനങ്ങളും ഇപ്പോള്‍ ലഭ്യമാണ്.
അവസാദ ശേഖരങ്ങളിലൂടെയുള്ള തുരങ്കം
താങ്ങ് ആവശ്യമായതിനാല്‍ ഈ തുരങ്ക നിര്‍മാണ രീതി 'നീഡില്‍ ബീം രീതി' എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
ആദ്യമായി ഒരു ചെറു തുരങ്കം ഉണ്ടാക്കി അതിന്റെ അസ്തിവാരത്തിലെ മണ്ണ് ബലപ്പെടുത്തുന്നു. തുടര്‍ന്ന് അവിടെ 1-4 കമ്പുകള്‍ നാട്ടി അതിനു മുകളിലായി ഒരു ബീം ഉറപ്പിക്കുന്നു. ഇതാണ് നീഡില്‍ ബീം. ഇതിന്റെ മുകളില്‍ വീണ്ടും ഒരു നിര താങ്ങുകള്‍ ഉറപ്പിക്കുന്നു; തുരങ്കം പണിയുമ്പോള്‍ മണ്ണ് ഇടിഞ്ഞു വീഴാതെ തടഞ്ഞു നിറുത്തുവാനാണിത്
അവസാദ ശേഖരത്തിലെ തുരങ്ക നിര്‍മാണത്തില്‍ അഭിമുഖീകരിക്കേണ്ടിവരുന്ന രണ്ട് പ്രശ്നങ്ങളാണ് മുകളില്‍ നിന്നു മണ്ണിടിഞ്ഞ് താഴെ വീഴുന്നതും വെള്ളം താഴേയ്ക്ക് ഒലിച്ചിറങ്ങുന്നതും. ഇവ ഒഴിവാക്കാനായി തുരങ്കത്തിന്റെ മുകള്‍ തട്ടില്‍ കോണ്‍ക്രീറ്റ് പൂശാറുണ്ട്; സിമന്റും ഇതിനായി ഉപയോഗിക്കാം. ഈ പൂശലിനെ കോണ്‍ക്രീറ്റ് ലൈനിങ് എന്നു പറയുന്നു.
തുരങ്ക നിര്‍മാണത്തിലെ പ്രാരംഭ നടപടികള്‍
തുരങ്കം നിര്‍മിക്കേണ്ട സ്ഥലത്തെ ഭൂഘടന പരിശോധിച്ച് അതിന്റെ ഉറപ്പു നിര്‍ണയിക്കുന്നു. തുടര്‍ന്ന് തുരങ്ക മാര്‍ഗത്തിന്റെ മധ്യരേഖ കണക്കാക്കുന്നു. ഇതാണ് അലൈന്‍മെന്റ്. മധ്യരേഖയില്‍ നിന്ന് ഓരോ പത്ത്/ഇരുപത് മീ. അകലത്തിലായി കുറ്റികള്‍ നാട്ടി മാര്‍ഗരേഖ ഒന്നുകൂടി ഉറപ്പിക്കുന്നു. മാര്‍ഗരേഖ താഴേക്കു കൊണ്ടുവരാന്‍ വിവിധ ഇനം സര്‍വേ ഉപകരണങ്ങളുടെ സഹായവും തേടുന്നു.
തുരങ്കത്തിനുള്ളിലെ പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ ഷാഫ്റ്റിലൂടെയാണ് നീക്കം ചെയ്യുന്നതെങ്കിലും തുരങ്കത്തിലൂടേയും ചിലപ്പോള്‍ അവയെ നീക്കം ചെയ്യാനാകും. ചെലവുകുറഞ്ഞ രീതി സ്വീകരിക്കാറാണു പതിവ്.
തുരങ്കത്തിലെ വായു സഞ്ചാരം
തുരങ്കത്തിനുള്ളില്‍ ശുദ്ധവായു ലഭ്യമാക്കാനും കാര്‍ബണ്‍ ഡൈഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യാനും പ്രത്യേക സംവിധാനം വേണം. 10-15 മീ. നീളത്തിലുള്ള തുരങ്കങ്ങള്‍ക്ക് പ്രത്യേക വായു സഞ്ചാരണ ക്രമീകരണങ്ങള്‍ ആവശ്യമില്ല; കൂടുതല്‍ നീളമുള്ളവയ്ക്ക് ഇത് അത്യാവശ്യമാണ്. മൂന്നിനം സംവിധാനങ്ങളാണ് പൊതുവേ നിലവിലുള്ളത്.
കുഴല്‍
വളരെ നീളത്തിലുള്ളതും ലോഹ നിര്‍മിതവുമായൊരു കുഴലാണിത്. ഇതിലൂടെ തുരങ്കത്തിനുള്ളിലേക്ക് ശുദ്ധവായു ബ്ളോയിങ് ഫാന്‍ ഉപയോഗിച്ച് കടത്തിവിടുന്നതോടെ തുരങ്കത്തിനുള്ളിലെ അശുദ്ധവായു പുറന്തള്ളപ്പെടുന്നു.
ബ്ളോയിങ്
ബ്ളോയിങ് ഫാന്‍ ഉപയോഗിച്ച് പുറത്തുനിന്നും തുരങ്കത്തിനുള്ളിലേക്ക് ശുദ്ധവായു കടത്തിവിടുന്ന രീതി.
എക്സോസ്റ്റിങ്
അകത്തെ അശുദ്ധവായു എക്സോസ്റ്റ് ഫാനിലൂടെ പുറത്തേക്കു കൊണ്ടുവരുന്നു. എക്സോസ്റ്റ്, ബ്ളോയിങ് ഫാനുകളുടെ പ്രവര്‍ത്തന രീതി ഒന്നു തന്നെയാണ്; വായു തള്ളപ്പെടുന്ന ദിശ വിപരീതമായിരിക്കുമെന്നു മാത്രം. നീളം കൂടിയ തുരങ്കങ്ങളില്‍ ഒരറ്റത്ത് ബ്ളോയിങ് ഫാനും മറ്റേ അറ്റത്ത് എക്സോസ്റ്റ് ഫാനും സ്ഥാപിക്കുന്നു. ഇവ രണ്ടും പ്രവര്‍ത്തിപ്പിച്ച് ശുദ്ധവായു സംക്രമണം ഉറപ്പാക്കുന്നു.
അപവാഹ സംവിധാനം
എല്ലാ തുരങ്കങ്ങളിലും മഴക്കാലത്ത് വെള്ളം ഉള്ളില്‍ പ്രവേശിക്കും. ഇതു കൂടാതെ ചതുപ്പു നിലത്തിനടുത്തുള്ള തുരങ്കങ്ങള്‍ക്കുള്ളിലേക്ക് മഴക്കാലമല്ലാത്തപ്പോഴും വെള്ളം പ്രവഹിച്ചു കൊണ്ടിരിക്കും. തുരങ്കത്തിനുള്ളിലെ ജലത്തെ പമ്പ് ചെയ്ത് പുറത്തുകളയുന്നതാണ് അപവാഹം. ഇതിനായി തുരങ്കത്തിനുള്ളില്‍ ഏകദേശം 0.5 കി.മീ. ഇടവിട്ട് അപകേന്ദ്ര പമ്പുകള്‍ സ്ഥാപിക്കുന്നു; ഇതിനായി പ്രത്യാവര്‍ത്തി പമ്പുകള്‍ ഉപയോഗിക്കാറില്ല.
വളരെ സമനിരപ്പായ പ്രദേശത്താണ് തുരങ്കം നിര്‍മിക്കുന്നതെങ്കിലും തുരങ്കത്തിന്റെ അടിത്തറ ചെറിയ ചരിവോടുകൂടിയായിരിക്കും നിര്‍മിക്കുക. മഴക്കാലത്ത് വെള്ളം തനിയെ ഒലിച്ചു പോകാനാണിത്. ഇതാണ് സ്വാഭാവിക അപവാഹം. ഇത്തരത്തില്‍ എളുപ്പത്തില്‍ ജലം ഒലിച്ചുപോകാന്‍ തുരങ്കത്തിനകത്ത് ഇരുവശങ്ങളിലുമായി ഓരോ തുറന്ന ചാലുകള്‍ പണിയുന്നു. ഈ ചാലുകളിലൂടെ വെള്ളം ഒലിച്ച് ഒരിടത്തെത്തി തളംകെട്ടുമ്പോള്‍ ജലത്തെ പമ്പ് ചെയ്ത് തുരങ്കത്തിനു പുറത്തേക്കൊഴുക്കുന്നു. മൂടിയതോ തറ നിരപ്പിനടിയിലൂടെയോ ആയ ചാലുകള്‍ പൊതുവേ തുരങ്കത്തിനുള്ളില്‍ ഉപയോഗിക്കാറില്ല.
പ്രകാശനം (illumination)
റെയില്‍വേ തുരങ്കങ്ങള്‍ക്കുള്ളില്‍ പ്രകാശനം ഒഴിവാക്കുകയാണു പതിവ്. എന്നാല്‍ റോഡുകളിലും മറ്റും വരുന്ന വലിയ തുരങ്കങ്ങളില്‍ വൈദ്യുത വിളക്കുകള്‍ സ്ഥാപിക്കാറുണ്ട്.
