كيف تبني نفق مترو تحت الماء؟

في أوائل عام 2019 ، سيتم إغلاق قطار L في مدينة نيويورك لمدة 15 شهرًا لإصلاح الأضرار التي حدثت أثناء إعصار ساندي. قبل الإغلاق ، ستوفرMediaMenteالتحديثات ذات الصلة ومقترحات السياسة ، بالإضافة إلى ملفات تعريف أعضاء المجتمع والشركات على طول الطريق المتأثر في سلسلة نطلق عليها Tunnel Vision. قراءة المزيد عن هذا المشروع هنا .

في صباح يوم الاثنين ، تعرض نظام مترو الأنفاق في مدينة نيويورك لانهيار آخر. هذا الوقت ، كانت مشكلة إشارة في مركز روكفلر وتحقيق في وسط مانهاتن ، مما تسبب في تأثير الفراشة الذي ترك عددًا من الخطوط متوقفة تحت الأرض. صباح الاثنين سعيد @ NYCTSubway! متسابق واحد كتب على تويتر ، مع صورة لمنصة مترو أنفاق مزدحمة مرفقة. 'أصلح هذا الهراء.'

في كثير من الأحيان عندما نفكر في مترو الأنفاق ، فهذه هي أكثر نقاط الضغط وضوحًا - فشل الإشارات ، والاكتظاظ ، والقطارات البطيئة ، وما إلى ذلك. ولكن الكثير من هذه المشاكل مرتبطة بالبنية التحتية نفسها. باعتبارها أكبر شبكة مترو أنفاق في العالم ، فإن نيويورك لديها أكثر من 800 ميل من المسار يمر بها ، مما يعني أن احتمالات الفشل أكبر بكثير من متوسط ​​مدينتك.

ولا يوجد مكان أكثر عرضة للخطر من تلك المنطقة من تحت الماء.

يحتوي نظام مترو الأنفاق في مدينة نيويورك على 16 وصلة نفق لمترو الأنفاق تحت المسطحات المائية ، إذا قمنا بإحصاء الفجوات الأصغر ، مثل نيوتاون كريك ونهر هارلم. ينمو هذا الرقم إذا أضفنا الأنفاق إلى Long Island Rail Road و PATH Train و New Jersey Transit و Amtrak. عندما ضرب إعصار ساندي ، في عام 2012 ، غمرت المياه عدد كبير من هذه الأنفاق ، مما أدى إلى تعطيلها تمامًا حتى تمكن العمال من ضخ المياه. نفق شارع مونتاج ، الذي يستقل قطاري N و R بين مانهاتن وبروكلين تحت النهر الشرقي ، كان لا بد من إغلاقه من أجل 13 شهر ، لإعادة البناء كاملة. يواجه أنبوب Canarsie ، الذي ينقل L ، مصيرًا مشابهًا الآن.

لكن لفهم لماذا ، أو كيف أصبحت هذه الأنفاق معرضة للخطر ، يتطلب الأمر فهم سؤال لا يسأله ركاب مترو الأنفاق (وأنا منهم على الإطلاق) في كثير من الأحيان - كيف تم بناؤها في المقام الأول؟

عندما طرحت هذا السؤال على Michael Horodniceanu ، أوضح على الفور: أنفاق مترو الأنفاق في نيويورك ليست بالضرورة 'تحت الماء' ، بل تحت مجرى النهر. ويضيف ، باستثناء نفق الشارع 63 ، الذي يحمل قطار F إلى جزيرة روزفلت. كان هذا واحدًا جاهزًا في الجنوب ، وتم طرحه في نيويورك ، و انخفض حرفيا تماما في الخنادق المحفورة في النهر الشرقي ، مع الأوساخ والحجر والألواح الخرسانية الموضوعة في الأعلى بمرور الوقت. (لذا ، إذا غاصت بعمق كافٍ ، هل ستصطدم بالنفق؟ 'لا ، لأنهم مغطاة بالكامل' ، قال لي. أعرف ، سؤال غبي.)

سيعرف هورودنيسيو - لمدة تسع سنوات ، شغل منصب رئيس الإنشاءات الرأسمالية لهيئة النقل العام (MTA) ، وأشرف على اثنين من أكبر التوسعات للنظام منذ عقود: تمديد القطارات السبعة إلى Hudson Yards ، والمرحلة الأولى مترو أنفاق الجادة الثانية (استقال هذا العام.) ولكن هذه ، بالطبع ، تم بناؤها في القرن الحادي والعشرين ، باستخدام التكنولوجيا الحديثة التي لم تكن متوفرة في مطلع القرن العشرين ، عندما كان معظم نظام مترو الأنفاق كما نعرفه تم انشاءه.

تم بناء أنبوب كانارسي ، الذي افتتح في عام 1924 ، بنفس الطريقة التي تم بها بناء معظم أنفاق مترو الأنفاق بالمدينة ، كما يقول هورودنيشينو. كان العمال يحفرون يدويًا عبر مجرى النهر ، ويضعون حلقات من الحديد الزهر حولهم أثناء سيرهم. كان من السهل حفر الطين الناعم ، ولكنه كان شديد السُبُق ؛ كان لابد من وضع درع في المقدمة لسد المياه ، مما يسمح للعمال بالاستمرار. بمجرد إنشاء النفق المادي ، تمت إضافة طبقة ثانية من الخرسانة لإغلاقه.

لكن مع ذلك ، هذه المادة لا تصمد دائمًا. صرح Horodniceanu قائلاً: 'لا يوجد شيء اسمه نفق لا توجد به تسريبات'. 'إنه غير موجود. في النهاية ، يجد الماء طريقه. خاصة في الأنفاق التي تم بناؤها منذ أكثر من مائة عام. وبمجرد دخول الماء ، فإنه يؤثر على كل شيء داخل النفق - الإشارات والأضواء وجميع المرافق الكهربائية الأخرى التي يمكن أن تحول رحلة صباح الاثنين إلى نار جهنم.

'إصلاح التسريبات ليس بهذه الصعوبة. يضيف Horodniceanu ، 'إنه أمر أكثر تعقيدًا تغيير كل ما هو موجود هناك'. في الأنفاق ، توجد هذه المقاعد على جانب واحد ، مقعد الإخلاء. يوجد داخل هذا المقعد غزلان من الأنابيب التي تحمل جميع أنواع الأنظمة ، وهي رقم واحد قديمة. لذلك في بعض الأحيان تتفتت الخرسانة ، لأنها قديمة ، وكانت مكشوفة ، حتى الآن بسبب الرطوبة ، ولكن بعد ذلك جاء الماء '.

يقول Horodniceanu إن العمل المخطط له أثناء إغلاق القطار L سيعالج هاتين المنطقتين المشكلتين ، مع المواد الحديثة التي تسد تغلغل المياه في الخارج ، وإعادة توصيل كاملة للمرافق التي تمر عبر النفق. ويقول إن هذا الأخير يستغرق وقتًا طويلاً ، ويتطلب العديد من الصفقات التي يتعين عليها العمل جنبًا إلى جنب ، لتنشيط كل شيء وتشغيله بسرعة. وأضاف أن الانتهاء في غضون 15 شهرًا - الجدول الزمني الذي قدمته MTA لعمل النفق - 'ممكن ، لكنه طموح'.

كانت إحدى القضايا الرئيسية في ذلك الوقت هي الضغط الجوي أيضًا. بشكل مشهور ، عند بناء النفق المؤدي إلى جسر بروكلين ، خمسة على الأقل مات العمال من 'الانحناءات' ، أو مرض تخفيف الضغط. في مناسبة أخرى ، انفجر درع بسبب الضغط المكبوت ، إرسال رجل اسمه ريتشارد كريدون محلقًا من نفق القطار 4 و 5 ، في النهر الشرقي ، وفي الهواء. نجا ، وأصبح أسطورة محلية.

تم بناء الأنفاق في عام 2017 ، بالطبع ، بشكل مختلف قليلاً. خير مثال على ذلك هو مشروع نفق هدسون ، وهي خطة لبناء نفقين جديدين تحت نهر هدسون من أجل استبدال الهيكل الحالي الذي يعود تاريخه إلى قرن من الزمان ، والذي يخدم أمتراك ونيوجيرسي ترانزيت. قد يعرف الكثير من الناس سلف برنامج Gateway الأكبر ، مشروع ARC (الوصول إلى المنطقة الأساسية) ، الذي أغرقه حاكم ولاية نيو جيرسي ، كريس كريستي ، تبول أغلبية دولته في العمليه. (التذمر من الحاكم المنتهية ولايته هو ضجيج في الخلفية في أي قطار متأخر في نيوجيرسي).

قال لي كريج شولز ، المتحدث باسم برنامج جيتواي ، 'إن نفق نهر هدسون الموجود الآن لا يمكن الاعتماد عليه بشكل متزايد ، ونقطة فشل واحدة لـ 10 في المائة من الناتج المحلي الإجمالي للبلاد'. تعتمد أربعمائة وخمسون قطارًا يوميًا ، و 200 ألف رحلة ركاب وركاب يوميًا ، على هذه الأصول التي يبلغ عمرها 106 أعوام. تم بناء هذا الشيء قبل إبحار تيتانيك ، عندما كان الأخوان رايت يتحولون من الطراز أ إلى النموذج ب.

أشار إليها شولز ، مثل كثيرين آخرين ، على أنها 'برنامج البنية التحتية الأكثر إلحاحًا في أمريكا'. وأضاف 'يجب استبداله'. 'يجب إعادة بنائه من الداخل إلى الخارج ، وليس هناك بديل'.

من أجل القيام بذلك، تصميم نفق نهر هدسون تتضمن أربع آلات حفر الأنفاق (TBM) ، إذا لم تكن قد فعلت ذلك بالفعل شاهدت مقاطع الفيديو ، هي في الأساس هذه التدريبات الضخمة التي تبدو وكأنها شيء قد ترى شخصًا يقود سيارته ماكس المجنون. يتم إرفاق أحزمة النقل التي تعمل على إخراج الوحل والصخور النهرية. عندما تتعمق الآلة في الأرض ، يتبعها العمال ، ويضيفون الديكور ، مثل الإضاءة والمسارات والتشطيبات الخرسانية.

يبلغ طول النفقين ثلاثة أميال ، ويتطلب كل منهما وحدتي TBM ، والتي تم تصميمها خصيصًا لتضاريس كل منهما. الحواجز ، التي يمر بها أحد النفق ، لها سطح صخري صلب ، وتتطلب رأس قطع مختلفًا عن النفق الآخر الموجود أسفل قاع النهر. يشكل بناء وتشغيل آلات TBM جزءًا كبيرًا من المشروع المقدر 12.9 مليار دولار . (ينتهي المشروع حاليًا من بيان الأثر البيئي ، وينتظر التمويل).

بالنظر إلى هذه التكنولوجيا ، قد يتساءل المرء كيف أن أنفاق المترو التي تم بناؤها يدويًا منذ ما يقرب من مائة عام قد استطاعت تحمل مليارات الركاب لهذه الفترة الطويلة. لكن ليس التصميم الأصلي هو الذي يتسبب في أي من المشكلات. 'إنه مجرد قديم ، وكما تعلمون جيدًا ، نيويورك لا تغلق مترو الأنفاق ،' مايكل ويتزنر ، مهندس معماري في Michielli + Wyetzner ، الذي لديه مكتوب في الموضوع ، اخبرني. إنها عملية مستمرة ، مما يجعلها أكثر صعوبة ، وتزيد من التآكل والتلف.

في الواقع ، يجادل بأن الهندسة الإنشائية التي دخلت تلك الأنفاق كانت 'رائعة نوعًا ما' ، أعجوبة بناء العصر الصناعي. ثم ذكر طريقة القص والغطاء تستخدم تحت شوارع المدينة ، وليس تحت الأرض أكثر من الطابق السفلي ؛ قام المهندسون بقطع الخنادق على جانب الطريق ، ورفع الأسمنت ، ووضع المسارات ، ثم إعادة الطريق إلى القمة. 'إنه أمريكي للغاية. إنها نيويورك للغاية '. 'إنها عملية ، وعملية للغاية ، فقط قم بإنجازها! وبعد ذلك قاموا بتزيينه ببعض البلاط الجميل ، والذي كان نوعًا ما أتحرك فيه. '

ولكن كما هو الحال مع أي إنشاءات هندسية ، أضافت وايتزنر ، تتطلب مرافقها صيانة - وهو أمر يقول النقاد إن الوكالة لم تمول بشكل صحيح منذ عقود. وشاهد نتيجة ذلك ملايين الركاب صباح الاثنين. أخبرني ويتزنر 'إنها مثل السيارة - إذا قمت بصيانة سيارتك ، فسوف تستمر لفترة أطول بكثير مما لو لم تفعل أي شيء'. هذا هو السبب الحقيقي في التأخير والأعطال. بدون صيانة ، كل شيء يميل إلى الانهيار دفعة واحدة. اتبع John Surico في تويتر .

نسخة سابقة من هذا المقال أخطأت في العام الذي ضرب فيه إعصار ساندي نيويورك. كان عام 2012 ، وليس 2013.