महाकाय 'TBM' मशीन व समुद्राच्या तळाशी बोगदा

 समुद्राच्या तळाशी बोगदा (सुरंग) तयार करणे हे स्थापत्य अभियांत्रिकीचे (Civil Engineering) एक अद्भूत आणि आव्हानात्मक उदाहरण आहे.

१. समुद्राच्या तळाशी बोगदा कसा तयार करतात?

अंडरवॉटर बोगदा तयार करण्यासाठी प्रामुख्याने दोन महत्त्वाच्या पद्धतींचा वापर केला जातो:  

🏉 टनेल बोरिंग मशीन (TBM - Boring Method):  

प्रक्रिया: 

• समुद्राच्या तळाशी असलेल्या जमिनीच्या/खडकांच्या खूप खोलवरून ही महाकाय 'TBM' मशीन खोदकाम करते.  
• ही मशीन समोरून माती आणि कडक खडक कापते आणि त्याच वेळी बोगद्याच्या भिंतींवर काँक्रीटचे रिंग सेगमेंट्स (Pre-cast Concrete Rings) बसवत पुढे जाते.  

उदा.:  

मुंबई-अहमदाबाद बुलेट ट्रेनचा ठाणे खाडीखालील बोगदा आणि 

ब्रिटन-फ्रान्सला जोडणारा 'चॅनेल टनेल' या पद्धतीने बनवला गेला आहे.

👉इमर्स्ड ट्यूब पद्धत (Immersed Tube Method):  

प्रक्रिया: 

• यात आधी जमिनीवर किंवा गोदीत (Dry Dock) काँक्रीट किंवा पोलादाचे महाकाय पोकळ ठोकळे/पाईप (Tunnel Segments) तयार केले जातात.  
• समुद्राच्या तळाशी एक चर (Trench) खणला जातो.  
• हे पोकळ ठोकळे पाण्यावर तरंगवत ठरवून दिलेल्या ठिकाणी आणले जातात आणि त्यात पाणी/वजन भरून ते समुद्राच्या तळाशी ठरवलेल्या चरात हळूहळू बुडवले जातात.  
• खाली पाण्याखाली पाणबुड्या आणि विशेष उपकरणांच्या मदतीने हे भाग एकमेकांना घट्ट जोडले जातात.

🏀 बोगद्यात पाणी का भरत नाही? (Waterproofing Mechanism)

पाणी आत येऊ नये म्हणून इंजिनिअर्स त्रिस्तरीय सुरक्षितता वापरतात:  

वॉटरप्रूफ सीलिंग (Gaskets & Seals): 

काँक्रीटच्या प्रत्येक दोन जोडणींमध्ये (Joints) अत्यंत उच्च दर्जाचे 'हाय-ग्रॅव्हिटी रबर सील्स' (Gina Gaskets) वापरले जातात. 

समुद्राच्या पाण्याचा प्रचंड दाब आल्यावर हे रबर अधिकच चपटे  होऊन जोडणी पूर्णपणे एअर-टाईट आणि वॉटरप्रूफ बनवते.

ग्राउटिंग (Grouting): 

TBM ने खोदकाम करताना काँक्रीट रिंग आणि माती यांच्यामधील पोकळीत 'केमिकल ग्राउट' (सिमेंट आणि विशिष्ट रसायनांचे मिश्रण) दाब देऊन भरले जाते. यामुळे आजूबाजूचे पाणी आत झिरपू शकत नाही.  

कंटिन्युअस ड्रेनेज आणि पंप्स (Drainage System): 

काही कारणास्तव थोडेफार पाणी किंवा बाष्प जमा झालेच, तर बोगद्याच्या तळाशी ड्रेनेज ट्रॅक बनवलेले असतात. 

ते पाणी आपोआप एका साठवणुकीच्या विहिरीत (Sump) जमा होते आणि तिथे लावलेले उच्च क्षमतेचे ऑटोमॅटिक वॉटर पंप्स ते पाणी पुन्हा समुद्रात बाहेर फेकून देतात.  

💪 काय बोगदा एवढा मजबूत असतो का की ट्रेन आणि वाहनांची ये-जा शक्य होते?

होय, हे बोगदे अत्यंत मजबूत असतात. 

प्रचंड दाब सहन करण्याची क्षमता: 

• हे बोगदे अति-उच्च क्षमतेच्या प्रिफॅब्रिकेटेड रीइन्फोर्स्ड काँक्रीट (Reinforced Concrete) आणि हाय-स्ट्रेन्थ स्टीलपासून बनवले जातात. 
• ते समुद्राच्या पाण्याच्या हजारो टन वजनाचा दाब (Hydrostatic Pressure) सहज पेलू शकतात.

🎾 भूकंप आणि नैसर्गिक आपत्तींपासून सुरक्षित: 

बोगद्याचे वेगवेगळे भाग जोडताना त्यांमध्ये 'फ्लेक्सिबल जॉइंट्स' दिलेले असतात. यामुळे भूकंपाचे धक्का बसल्यास बोगदा लगेच न तुटता किंचित लवचिकता दाखवतो, ज्यामुळे त्याचे नुकसान होत नाही.  

सुरक्षा यंत्रणा: 

वाहतुकीमुळे होणारे कंपन (Vibration) शोषून घेण्यासाठी रुळांच्या आणि रस्त्यांच्या तळाशी विशेष शॉक-अ‍ॅब्जॉर्बर तंत्रज्ञान वापरले जाते. 

तसेच बोगद्यात २४ तास व्हेन्टिलेशन (हवा खेळती राहण्याची सोय) आणि आपत्कालीन मार्ग (Emergency Evacuation Tunnels) असतात.  

याच आधुनिक तंत्रज्ञानामुळे आज जगामध्ये समुद्राखालून ताशी ३५० किमी वेगाने धावणाऱ्या बुलेट ट्रेन, मेट्रो आणि महामार्ग सुरक्षितपणे सुरू आहेत.

✌मुंबई-अहमदाबाद बुलेट ट्रेनचा ठाणे खाडीखालील बोगदा यासाठी लागलेला खर्च व आव्हाने

मुंबई-अहमदाबाद बुलेट ट्रेन प्रकल्पातील बांद्रे-कुर्ला कॉम्प्लेक्स (BKC) ते शिलफाटा या २१ किमी लांबीच्या भूमिगत मार्गात ठाणे खाडीखालील ७ किमीचा बोगदा समाविष्ट आहे. 

हा भारतातील पहिला समुद्राखालून जाणारा हाय-स्पीड रेल्वे बोगदा ठरणार आहे.  

या प्रकल्पासाठी लागणारा अंदाजित खर्च, प्रमुख तांत्रिक आव्हाने आणि त्यावरील उपाय:

🎸  प्रकल्पाचा अंदाजित खर्च (Cost)

एकूण प्रकल्प खर्च: 

संपूर्ण मुंबई-अहमदाबाद बुलेट ट्रेन प्रकल्पाचा एकूण खर्च सुमारे १.०८ लाख कोटी रुपये आहे.  

बोगद्याचा खर्च: 

पर्यावरणपूरक उपाययोजना आणि अत्याधुनिक तंत्रज्ञानामुळे केवळ BKC ते शिलफाटा दरम्यानच्या २१ किमी बोगद्याचा (ठाणे खाडीखालून जाणारा ७ किमीचा भाग धरून) बांधकाम खर्च सुमारे १०,००० कोटी रुपये आहे.  

🙏जपानचे सहाय्य: 

या एकूण खर्चाच्या सुमारे ८१% रक्कम🎷 जपान आंतरराष्ट्रीय सहकार्य संस्थेकडून (JICA) अवघ्या ०.१% 🎻 या अत्यंत अल्प व्याजदराने कर्जरूपाने मिळालेली आहे.

२. अभियांत्रिकी व तांत्रिक आव्हाने (Challenges)

*  ठाणे खाडी अभयारण्य व मॅन्ग्रोव्हजचे संरक्षण:

अव्हान: 

ठाणे खाडी परिसर हा संवेदनशील फ्लेमिंगो अभयारण्य (Flamingo Sanctuary) आणि कांदळवन (Mangroves) क्षेत्रात येतो. 

सुरुवातीला रेल्वे मार्ग जमिनीवरून (Viaduct) नेण्याचे नियोजित होते, परंतु त्यामुळे सुमारे १२ हेक्टर कांदळवनाचे नुकसान झाले असते.

उपाय: 

पर्यावरणाची हानी टाळण्यासाठी संपूर्ण मार्ग जमिनीखाली खाडीच्या तळाशी हलवण्यात आला, ज्यामुळे प्रकल्पाचे आव्हान आणि खर्च दोन्ही वाढले.

२. समुद्राच्या तळाशी असलेली कठीण आणि मिश्र भूगर्भ रचना:  

आव्हाने: 

खाडीच्या तळाशी मऊ माती, चिखल, बेसॉल्ट खडक आणि पाण्याचे प्रचंड लिकेज (Hydrostatic Pressure) अशी अत्यंत आव्हानात्मक परिस्थिती आहे.

उपाय: 

यासाठी जगातील सर्वात प्रगत 'मिक्सशील्ड स्लरी टीबीएम' (Mixshield Slurry Tunnel Boring Machine) वापरली जात आहे. 

Mixshield Slurry Tunnel Boring Machine ही मशीन सुमारे ३,२०० टन वजनाची आणि १३.६ मीटर व्यासाचे कटरहेड असलेली महाकाय रचना आहे, जी एकाच वेळी उत्खनन करते आणि काँक्रीटचे सीलिंग रिंग्स बसवते.  

३. अत्यंत खोल शाफ्ट (Shafts) आणि जागेची कमतरता:  

आव्हाने: 

टीबीएम मशीन खाडीच्या तळाशी उतरवण्यासाठी जमिनीवर पुरेशी जागा उपलब्ध नव्हती.

उपाय: 

घणसोलीतील सावली येथे तब्बल ३९ मीटर खोल (सुमारे १२ मजली इमारतीएवढा) महाकाय 'शाफ्ट' तयार करण्यात आला. 

जागेच्या मर्यादेमुळे इतक्या मोठ्या टीबीएमचे भाग वेगवेगळे खाली उतरवून सावली येथे जमिनीखाली त्यांची जोडणी (Assembly) करण्यात आली.  

४. जागतिक दर्जाची सुरक्षितता आणि हादरे रोखणे:

आव्हाने: 

ताशी ३५० किमी वेगाने धावणाऱ्या बुलेट ट्रेनचे हादरे आणि सागरी पाण्याचा प्रचंड दाब पेलणे.  

उपाय: 

• एकाच बोगद्यात अप आणि डाऊन असे दोन्ही ट्रॅक बसवले जाणार आहेत. 
• हाय-ग्रॅव्हिटी रबर सील्स, रसायनांचे ग्राउटिंग आणि रिअल-टाइम सेन्सर नेटवर्कद्वारे भूगर्भातील हालचालींवर २४ तास लक्ष ठेवले जात आहे.  

👏 या ७ किमी लांबीच्या समुद्राखालील बोगद्यामुळे भारतातील वाहतूक आणि सिव्हिल इंजिनिअरिंगच्या क्षेत्रात एक नवा इतिहास रचला जात आहे.👏 👏

 🔴┈┉❀🏵|🧿|🏵❀┉┈🔴

●~~•❅• 🫐 •❅•~~●