البناء تحت الأرض

أنواع البناء تحت الأرض

البناء تحت الأرض يشير إلى إنشاء الأنفاق والقبو وغيرها من المنشآت تحت سطح الأرض. ويشمل ذلك تقنيات وطرق متخصصة لإنشاء مساحات وظيفية لأغراض متنوعة، مثل النقل والتخزين والمرافق والتنمية الحضرية والبنية التحتية.

• الأنفاق

  واحدة من أكثر أنواع البناء تحت الأرض شيوعًا، وهي ممرات هندسية دقيقة تُبنى تحت الأرض لأغراض النقل أو المرافق. تربط هذه الأنفاق مناطق مختلفة من خلال توفير مسار تحت سطح الأرض. يتم بناؤها بشكل شائع لأنظمة الطرق أو السكك الحديدية أو الممرات المائية، مما يوفر روابط فعالة ومباشرة بين المناطق البعيدة. بينما تعمل أنفاق المرافق كقنوات للخدمات الأساسية مثل الكهرباء والمياه والغاز والاتصالات، مما يسهل تسليم هذه المرافق بأمان وكفاءة.

• القبو ومواقف السيارات

  تُعد القبو ومواقف السيارات مكونات أساسية للبنية التحتية الحضرية. توجد القبو تحت مستوى الأرض، وتعمل كمساحات متعددة الاستخدامات يمكن أن تستوعب وظائف متنوعة مثل مناطق التخزين أو غرف المرافق أو حتى مناطق معيشة إضافية في المباني السكنية. أما مواقف السيارات، والمعروفة أيضًا باسم مواقف السيارات أو ساحات انتظار السيارات، فهي توفر مساحات وقوف السيارات الأساسية للمركبات، مما يساعد على تخفيف الازدحام على مستوى السطح في البيئات الحضرية النابضة بالحياة. يزداد الطلب على القبو ومواقف السيارات مع توسع المدن لأسفل لتعظيم استخدام المساحة.

• أنظمة المترو

  تُمثل أنظمة المترو، المعروفة أيضًا بأنظمة المترو أو أنظمة الأنفاق، شبكات واسعة للنقل الحضري تُسهل حركة الركاب داخل حدود المدينة، وتربط بين مختلف الأحياء والمناطق التجارية. يتم بناؤها بالكامل تحت الأرض في المناطق المكتظة بالسكان حيث يكون التوسع فوق الأرض محدودًا، تلعب أنظمة المترو دورًا حاسمًا في توفير خيارات النقل العام الفعالة مع تقليل الازدحام المروري على الطرق السطحية.

• المنشآت تحت الأرض الأخرى

  تُعد أنواع أخرى من البناء تحت الأرض، مثل مراكز التسوق والحدائق والمرافق تحت الأرض، مساعي معمارية فريدة تهدف إلى إنشاء مساحات وظيفية وترفيهية تحت الأرض. تهدف مراكز التسوق تحت الأرض إلى تكرار تجربة التسوق في مراكز التسوق التقليدية فوق الأرض من خلال تقديم مجموعة متنوعة من منافذ البيع بالتجزئة والمطاعم وخيارات الترفيه في بيئة تحت الأرض. بينما توفر الحدائق تحت الأرض واحات خضراء وسط الخرسانة الحضرية، مما يسمح لسكان المدينة بالاستمتاع بالطبيعة والأنشطة الترفيهية بعيدًا عن مستويات الشوارع الصاخبة. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم بعض المرافق المتعددة الوظائف تحت الأرض لاستيعاب الأحداث الثقافية أو المعارض أو الأنشطة الرياضية، مما يُظهر إمكانات المساحات تحت الأرض كمحاور مجتمعية نابضة بالحياة.

مواصفات وصيانة البناء تحت الأرض

تختلف مواصفات معدات البناء تحت الأرض حسب نوعها وسوقها المستهدف. تتوفر أجزاء ومكونات آلات حفر الأنفاق بقدرات متنوعة. فيما يلي المواصفات النموذجية.

• القطر

  تبني آلات حفر الأنفاق أنفاقًا بأقطار محددة لمشاريع البناء تحت الأرض المتنوعة. يعتمد القطر على غرض مشروع البناء تحت الأرض. على سبيل المثال، تحتاج الأنفاق التي تُنشأ للسكك الحديدية أو الطرق إلى أقطار أكبر من تلك التي تُنشأ لأنفاق المرافق.

• الطول

  يُشير طول آلة حفر الأنفاق إلى المسافة القصوى التي يمكن أن تحفرها في جزء واحد متواصل دون الحاجة إلى التوقف وإعادة وضعها قطعيًا.

• الوزن

  يشير هذا إلى الوزن الكلي لآلة حفر الأنفاق. تتمتع الآلات الأكبر حجمًا بوزن كبير بشكل عام ببنية أكثر قوة لتحمل ضغط أنشطة حفر الأنفاق.

• الطاقة

  تُجهز آلات حفر الأنفاق بأنواع مختلفة من مصادر الطاقة لعمليات الحفر وتنفيذ الأنفاق. قد تكون مصادر الطاقة هيدروليكية أو ديزل أو كهربائية.

تُعد صيانة آلات حفر الأنفاق أمرًا ضروريًا لضمان كفاءتها التشغيلية. يمكن أن تُجنب عمليات الإصلاح والصيانة الدورية الأعطال غير المتوقعة وتطيل عمر الآلة. فيما يلي بعض ممارسات الصيانة والنصائح المفيدة لمختلف معدات البناء تحت الأرض.

• التشحيم:

  يجب تشحيم الأجزاء المتحركة الرئيسية لآلة حفر الأنفاق بشكل روتيني. يضمن التشحيم التشغيل السلس ويُقلل من تآكل المكونات.

• صيانة النظام الهيدروليكي:

  يمكن أن تؤدي أضرار النظام الهيدروليكي إلى انخفاض كفاءة التشغيل لآلة حفر الأنفاق. لذلك، يُعد فحص وصيانة خراطيم وأنابيب النظام الهيدروليكي بشكل منتظم أمرًا ضروريًا للبناء تحت الأرض الصحيح.

• التفتيش المنتظم

  يجب أن يُصبح فحص آلات حفر الأنفاق بحثًا عن أي علامات للأضرار أو التسريبات روتينيًا. يجب معالجة وإصلاح أي ضرر أو علامة لتسريبات على الفور لتجنب المزيد من الأضرار.

• استبدال الفلاتر

  يجب على مشغلي آلات حفر الأنفاق فحص واستبدال الفلاتر في أنظمة النظام الهيدروليكي والمحرك بشكل روتيني. يُحسّن استبدال الفلاتر من أداء المكونات.

• التدريب

  تُعد الصيانة الصحيحة مهمة مثل التدريب المنتظم على البناء تحت الأرض. لذلك، يمكن أن يُساهم تدريب المستخدمين على التشغيل الآمن والصحيح للآلات بشكل كبير في منع حدوث أضرار غير مقصودة للمعدات.

سيناريوهات البناء تحت الأرض

• الأنفاق والمترو:

  يُطلب البناء تحت الأرض لبناء أنفاق لأغراض متنوعة، مثل النقل أو التصريف أو التعدين. تُعد أنظمة التهوية والإزالة بالضغط وضبط الضغط مكونات أساسية لبناء الأنفاق. تُؤدي أنفاق النقل إلى تقليل الازدحام فوق الأرض، بينما تُحل أنفاق التصريف مشاكل الفيضانات.

• البنية التحتية الحضرية:

  يُعد البناء تحت الأرض أمرًا ضروريًا لتطوير البنية التحتية الحضرية. غالبًا ما توجد المرافق مثل معالجة المياه وإدارة النفايات وأنظمة الاتصالات تحت الأرض لتوفير مساحة قيمة فوق الأرض. تُسمح تقنيات البناء مثل تقنية الحفر بدون حفر بتركيب الأنابيب والكابلات مع حد أدنى من الاضطرابات على السطح.

• المناجم والاستخراج:

  في صناعة التعدين، يهدف البناء تحت الأرض إلى الوصول إلى رواسب الخامات المعدنية في أعماق قشرة الأرض. تُعد الآبار والأنفاق والتوجهات ممرات أفقية أو رأسية يتم حفرها للوصول إلى أجسام الخام. تُعطي تقنيات البناء تحت الأرض الأولوية لسلامة عمال المناجم، مع وجود أنظمة دعم قوية ومراقبة منتظمة. تُحسّن التقنيات المتقدمة مثل رسم الخرائط ثلاثية الأبعاد من تحديد موقع الموارد وكفاءة الاستخراج.

• المخابئ والملجأ تحت الأرض:

  يتم بناء ملاجئ الطوارئ، مثل المخابئ ومخابئ الانفجارات، تحت الأرض لحماية الأفراد من الكوارث الطبيعية أو الهجمات العسكرية أو حالات الطوارئ الأخرى. تُبنى هذه الكهوف غير الطوعية باستخدام مواد وطرق متينة لمقاومة القوى الخارجية. غالبًا ما تكون مجهزة بأنظمة دعم الحياة، بما في ذلك الترشيح الهوائي والإضاءة وأنظمة الاتصال.

• أنظمة الطاقة الجوفية الحرارية:

  تتطلب أنظمة البناء الجوفية الحرارية البناء تحت الأرض لتسخير حرارة الأرض الداخلية لإنتاج الطاقة وتطبيقات الاستخدام المباشر. يتم حفر الآبار أو آبار الطاقة الجوفية الحرارية للوصول إلى تشكيلات الصخور الساخنة أو طبقات المياه الجوفية. تخلق أنظمة الطاقة الجوفية الحرارية المعززة (EGS) خزانات اصطناعية من خلال ضخ الماء إلى تشكيلات الصخور الجافة الساخنة، مما يوسع إمكانات الطاقة الجوفية الحرارية في أحواض الرواسب.

• الكهوف والتخزين:

  يُنشئ البناء تحت الأرض كهوفًا لتخزين الغازات، مثل الغاز الطبيعي، أو لبناء محطات الطاقة الكهرومائية. تُستخدم طريقة الحفر والتفجير عندما يكون الصخر صلبًا أو غير مرن، بينما تُستخدم طرق التربة الرخوة عندما تكون التربة رخوة وباردة ورطبة.

• المواقع الأثرية:

  في علم الآثار، يحدث البناء تحت الأرض بشكل طبيعي عندما تكون الأنشطة البشرية السابقة قد شكلت تجاويف أو طبقات تحت السطح. يدرس علماء الآثار هذه المواقع تحت الأرض للكشف عن الهياكل المدفونة والتحف والبقايا التي تُقدم رؤى قيّمة حول الحضارات القديمة والتنمية الحضرية. تُساعد الأساليب مثل طبقية الأرض أفقياً، حيث يتم رسم الخرائط للطبقات أفقياً، وتقنيات الاستشعار عن بعد في تحديد مواقع هذه المواقع التراث الثقافي تحت الأرض والحفاظ عليها.

كيفية اختيار البناء تحت الأرض

خذ بعين الاعتبار العوامل التالية عند اختيار المعدات للبناء تحت الأرض.

• تحليل متطلبات المهام

  حلل متطلبات المهام تحت الأرض الفريدة، مثل طبيعة المواد وأبعاد المشروع وأي قيود أو تحديات محددة. ضع في الاعتبار أيضًا السعة والأداء المطلوبين للمعدات لتلبية مواعيد المشروع. على سبيل المثال، اختر آلة حفر الأنفاق ذات سعة كبيرة إذا كنت تعمل على نفق طويل مع ظروف التربة الصخرية الصلبة.

• أنواع المعدات والميزات لمختلف المهام

  تعرف على أنواع مختلفة من معدات البناء تحت الأرض المتاحة. على سبيل المثال، تعرف على نماذج وميزات آلات حفر الأنفاق (TBM) وكيفية ملاءمة كل منها لأوضاع التربة المحددة. على سبيل المثال، تُعد الرافعات الهيدروليكية خيارًا شائعًا للبناء بدون حفر لأنها مضغوطة ويمكنها بذل الكثير من القوة.

• معايير السلامة والامتثال

  اختر معدات تلبي لوائح السلامة ومعايير الامتثال. تحقق من أنظمة التهوية وآليات اكتشاف المخاطر وبروتوكولات الإخلاء في حالات الطوارئ لأي معدات تحت الأرض لمنع وقوع حوادث في أنفاق البناء. هذا أمر مهم بشكل خاص للمشاريع مثل بناء المناجم تحت الأرض، حيث يُعد الامتثال ضروريًا.

أسئلة وأجوبة حول البناء تحت الأرض

س1: ما هو الغرض من البناء تحت الأرض؟

ج1: يخدم البناء تحت الأرض أغراضًا متنوعة، مثل تخفيف الازدحام على السطح وإنشاء مباني ذات كفاءة حرارية وحماية البنية التحتية وتعزيز الأمن.

س2: ما هي بعض مزايا البناء تحت الأرض؟

ج2: هناك العديد من فوائد البناء تحت الأرض. تجعل هذه طريقة البناء الأرض صالحة للاستخدام بدلاً من الانتشار أفقيًا. يمكن أن تُنتج مساحة أرضية قابلة للاستخدام أكثر من البناء فوق الأرض. يمكن أن يُنتج البناء الرأسي مساحة أرضية تصل إلى ضعف أو ثلاثة أضعاف مساحة المبنى الأفقي. ستتمتع المباني تحت الأرض أيضًا بتنظيم درجة الحرارة الطبيعية الأفضل، مما يُقلل من نفقات الطاقة للتدفئة والتبريد بنسبة 50% أو أكثر.

س3: ما هي تحديات البناء تحت الأرض؟

ج3: تشمل التحديات الرئيسية للبناء تحت الأرض التأكد من وجود ما يكفي من الضوء الطبيعي والتهوية الجيدة لمنع أي شعور بالاختناق. تشمل المخاوف الأخرى التكاليف الإنشائية العالية المحتملة والصعوبات التقنية، ناهيك عن تهديد تسرب المياه الجوفية.