سطح سے سیکڑوں میٹر نیچے اور مشکل حالات میں اپنا راستہ تراشتے ہوئے، ٹنل بورنگ مشینوں (TBMs) نے زیر زمین انفراسٹرکچر میں انقلاب برپا کر دیا ہے۔
کچھ کی پیمائش 60 کلومیٹر تک لمبی اور 2.4 کلومیٹر تک گہری ہے، سرنگیں دنیا کے کچھ مشکل ترین انجینئرنگ چیلنجز کی نمائندگی کرتی ہیں۔ پہاڑوں اور دریاؤں اور سمندروں کے نیچے سے بنے ہوئے، یہ بڑے منصوبے صرف اسٹیل-سے بنے آلات کے ذریعے ہی ممکن ہوئے ہیں۔ یہ اسٹیل ہے جو طاقت اور وزن رکھتا ہے جس پر TBMs جو یہ زیر زمین سڑکیں اور ریلوے بناتے ہیں انحصار کرتے ہیں۔
پچھلی سرنگوں میں تکنیک شامل تھی، جیسے کہ ہاتھ سے کھدائی یا دھماکہ خیز مواد کا استعمال، جس نے زیر زمین منصوبوں کی گنجائش کو سختی سے محدود کر دیا۔ پھر، 1950 کی دہائی کے اوائل میں، پہلا جدید ٹی بی ایم جیمز رابنز نے امریکہ میں اوہے ڈیم پروجیکٹ کے لیے تیار کیا۔ یہ پہلی مشین ڈمبل کے سائز کے کٹر کا استعمال کرتے ہوئے کمزور شیل راک فارمیشنوں کی کھدائی کے لیے ڈیزائن کی گئی تھی۔ سخت چٹان کی کھدائی کی ضرورت نے بالآخر 1956 میں رابنز کو رولنگ ڈسک کٹر تیار کرنے پر مجبور کیا، جو تمام جدید TBMs کے لیے ڈیزائن کی بنیاد بن گیا۔
ایک ناقابل تلافی مواد
بہت سی صنعتوں میں کاربن مرکبات کی پیش قدمی کے ساتھ ساتھ ایلومینیم اور ٹائٹینیم کی صلاحیت کے باوجود، جب بات TBMs کے منفرد انجینئرنگ چیلنجوں کی ہو تو کوئی بھی چیز اسٹیل کی خصوصیات سے مماثل نہیں ہو سکتی۔
"واقعی کوئی دوسرا مواد نہیں ہے جس سے آپ [TBMs] بنا سکتے ہو۔ میرا مطلب ہے کہ آپ بظاہر ایلومینیم یا ٹائٹینیم یا کسی اور مواد سے بنا سکتے ہیں، لیکن یہ غیر حقیقت پسندانہ طور پر مہنگا ہوگا،" ٹائلر سینڈل کہتے ہیں، 1950 کی دہائی سے اصل مینوفیکچرر، رابنز کے بزنس ڈویلپمنٹ کے ڈائریکٹر جو آج بھی TBM تیار کرتے ہیں۔
جدید ٹی بی ایم زیادہ سے زیادہ 400 میٹر لمبے اور 1,000 ٹن وزن تک پہنچ سکتے ہیں، جس کے سر پر ایک سرکلر کراس سیکشن ہوتا ہے جو سرنگ بنانے کے لیے مٹی کی مختلف اقسام اور چٹان کی کھدائی کرتا ہے۔ یہ صنعتی کمپنیاں سخت سٹیل ڈسک کٹر استعمال کرتی ہیں اور یونٹ کے سر کے پیچھے، جسے فرنٹ شیلڈ کہا جاتا ہے، ہائی ٹیک مانیٹرنگ اور بیک اپ-سامان اور ایک کنویئر کی ٹرین ہے تاکہ کھدائی کے دوران مٹی اور چٹان کو مسلسل ہٹایا جا سکے۔
زیر زمین تعمیر
سرنگ بنانے کے منصوبوں کی دو مثالیں جو جدید TBM ٹیکنالوجی کے بغیر ناممکن ہوں گی وہ ہیں 14.5km-طویل یوریشیا ٹنل جو ترکی میں دریائے باسفورس کے یورپی اور ایشیائی ساحلوں کو جوڑتی ہے اور گوتھرڈ بیس ٹنل جو سوئس الپس کے نیچے سے گزرتی ہے۔ یوریشیا کو سڑک کی نقل و حمل کے لیے بنایا گیا تھا اور اس نے استنبول کی مصروف سڑکوں پر بھیڑ کو کم کر دیا ہے، جب کہ گوتھارڈ میں تقریباً 2.4 کلومیٹر گہرائی میں ایک ریلوے لائن ہے جس کی تعمیر میں تقریباً 20 سال لگے۔
سینڈل بتاتے ہیں، "ہم سطح پر کمرہ ختم کر رہے ہیں، لہذا آپ کو اپنا انفراسٹرکچر بنانے کے لیے زیر زمین جانا پڑے گا۔" زیر زمین ریل لائنوں اور سڑکوں کی تخلیق 19ویں صدی میں سنجیدگی سے شروع ہوئی۔ ابتدائی TBMs کے سامنے کھدائی کے کئی اوزار ہوتے تھے جو مٹی اور چٹان کو توڑ دیتے تھے لیکن اس خرابی کو مشین نہیں پکڑتی تھی۔ اس کے بجائے اسے ایک سکرو کنویئر کے ذریعے TBM کے داخلی مقام کی طرف واپس منتقل کیا جائے گا جو یونٹ کے اندر ہی ضم ہونے کی بجائے ایڈوانسنگ مشین کے نیچے چلتا تھا۔
"پوری تعمیر، خاص طور پر سامنے کی ڈھال جہاں سرنگ کی جاتی ہے، اسٹیل پلیٹ پر مشتمل ہے"
وولفرام ہولبلنگ، ڈِلنگر
اس کے بعد سے ٹی بی ایم میں ہونے والی پیشرفت میں سرکلر کٹنگ ہیڈ شامل ہے جو مختلف مٹیوں اور چٹانوں کی سختی اور پانی کے مواد کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ کھدائی کرتا ہے۔ ٹی بی ایم کی تین مختلف اقسام ہیں، ایک سخت چٹان کے لیے، ایک نرم مٹی کے لیے اور تیسری، جسے ڈوئل موڈ کہا جاتا ہے، دونوں کے آمیزے کے لیے ہے۔ TBM جس بھی حالات میں کام کر رہا ہو، وہ کمپن جو کٹنے والے سر اور مٹی یا چٹان کے درمیان رگڑ سے پیدا ہوتی ہے، ایک مضبوط، بھاری ساخت کا مطالبہ کرتی ہے جو ان کے خلاف مزاحمت کر سکے۔ اس وجہ سے، بھاری پلیٹ جو فرنٹ شیلڈ کے لیے استعمال کی جاتی ہے وہ باریک اناج کے اسٹیل سے بین الاقوامی ساختی معیار EN 10 O25 تک بنتی ہے۔ اس طاقت کے بغیر ٹنلنگ یونٹ کھدائی کے دوران ممکنہ طور پر خود کو ہلا کر ٹکڑے ٹکڑے کر سکتا ہے۔
ایک فولاد-بنایا ہوا بیہومتھ
ڈِلنگر کے مارکیٹنگ اور ٹیکنیکل سپورٹ ڈیپارٹمنٹ میں بھاری مشینری، تعمیراتی آلات اور سٹیل سروس سینٹر کے سربراہ وولفرام ہولبلنگ کہتے ہیں، "پوری تعمیر، خاص طور پر سامنے کی شیلڈ جہاں سرنگ کی جاتی ہے، سٹیل کی پلیٹ پر مشتمل ہوتی ہے۔" Dillinger جرمنی کے Dillingen میں واقع ایک بھاری سٹیل پلیٹ بنانے والا ادارہ ہے جو TBM بنانے والوں کو سپلائی کرتا ہے۔ "میں کہوں گا کہ ٹنلنگ مشین کا اگلا حصہ کم و بیش مکمل طور پر بھاری پلیٹ سے بنا ہے،" وہ بتاتے ہیں۔ "پورا ڈھانچہ سٹیل سے بنا ہے، لیکن وہ پرزے جو ٹنلنگ مشین چلاتے ہیں وہ بھی بھاری سٹیل پلیٹ کے اجزاء سے بنے ہیں۔"
ہولبلنگ کا کہنا ہے کہ انہوں نے گزشتہ برسوں میں بورنگ مشینوں کے لیے اسٹیلز کے لیے "ضروریات میں بڑھتی ہوئی تبدیلی" دیکھی ہے۔ یہ معمولی تبدیلیاں TBMs کے لیے استعمال ہونے والے اسٹیلز کو ویلڈنگ کے لیے بہتر بنانے اور "زیادہ سختی" کی نمائش کے بارے میں ہیں۔
کاربن کمپوزٹ نے دوسری صنعتوں میں قدم رکھا ہے، لیکن سرنگ بنانے والی مشینوں کے لیے ان کا کوئی فائدہ نہیں ہے۔ کاربن کمپوزٹ کو مسترد کر دیا جاتا ہے کیونکہ، "ہم اس صنعت میں لاگت سے متعلق بہت حساس ہیں"، سینڈل بتاتے ہیں، "اور یہ لاگت ممنوعہ ہوگی اور واضح طور پر، ٹنل بورنگ مشین پر اس طرح کے مواد کو استعمال کرنا ایک فضلہ ہوگا"۔
استنبول میں آبنائے باسفورس کے نیچے چلنے والی یوریشیا سرنگ کو ٹی بی ایم ٹیکنالوجی کے ذریعے ممکن بنایا گیا تھا۔
کٹ بنانا
مٹی اور چٹان کی کھدائی کرنے والے کٹر کے لیے، ٹول سٹیل استعمال کیا جاتا ہے۔ "مشین کے کاروباری اختتام پر، ڈسک کٹر تمام سٹیل سے بنے ہیں،" سینڈل بتاتے ہیں۔ "ہمیں ڈسک کٹر کی طرح سخت چٹان میں ایک جیسی سختی کی خصوصیات اور نقصان کو برداشت کرنے والا کوئی بہتر مواد نہیں ملا ہے اور ہم انہیں ٹول اسٹیل سے بناتے ہیں۔"
ایک رابنس کٹر ڈسک الیکٹرک آرک فرنس میں پگھلے ہوئے اسٹیل کے طور پر زندگی کا آغاز کرتی ہے جو پھر ویکیوم ڈیگاسنگ سے گزرتی ہے اور اسے نیچے سے انگوٹ کے سانچوں میں ڈالا جاتا ہے جبکہ آرگن گیس میں کفن دیا جاتا ہے۔ انگوٹوں کو کٹر ڈسکس بنانے کے لیے جعل سازی کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد فورجنگز کو مشین کیا جاتا ہے، اور گرمی کا علاج کیا جاتا ہے۔ سینڈل کے مطابق، فرم کے ابتدائی دنوں میں اور، "چھوٹے قطر کی مشینوں پر"، رابنز نے جو سب سے چھوٹے کٹر بنائے تھے وہ 6.5 انچ (16.5 سینٹی میٹر) قطر کے تھے۔ وہ مزید کہتے ہیں کہ صنعت میں، جبکہ ٹی بی ایم کو میٹرک یونٹس کا استعمال کرتے ہوئے بیان کیا جا سکتا ہے، کٹر اب بھی انچ میں ناپا جاتا ہے۔
"مشین کے کاروبار کے اختتام پر، ڈسک کٹر تمام سٹیل سے بنے ہیں۔ ہمیں سخت-چٹان میں یکساں سختی کی خصوصیات اور نقصان کو برداشت کرنے والا کوئی بہتر مواد نہیں ملا۔"
ٹائلر سینڈل، رابنز
بڑی بورنگ مشینوں پر کٹر 20 انچ قطر کے ہو سکتے ہیں۔ سینڈل کہتے ہیں، "پورے-سائز کی ٹنل بورنگ مشین کے لیے، جسے ہم تین میٹر سے زیادہ قطر میں کچھ بھی سمجھتے ہیں، سب سے چھوٹے کٹر جو ہم ان پر لگاتے ہیں وہ 14 انچ ہوتے ہیں،" سینڈل کہتے ہیں، جو مزید کہتے ہیں کہ سب سے زیادہ عام ڈسک کٹر 17- اور 19-انچ ہوتے ہیں۔
ٹنلنگ مشین کا ڈھانچہ، کھدائی کے اوزار اور اندرونی کام سب اسٹیل ہیں کیونکہ یہ کمپن جذب کرنے والا ماس فراہم کرتا ہے جس کی ضرورت ہے۔ سینڈل کی وضاحت کے مطابق، بعض حالات میں مشین کو تیرنے سے بچنے کے لیے بھی اس کی ضرورت ہے۔ "چند سال پہلے جاپان میں ایک بڑا پروجیکٹ تھا۔ یہ ٹوکیو میں ایک زیر سمندر ہائی وے تھی۔ انہیں ٹنل بورنگ مشین میں بہت زیادہ گٹی شامل کرنا پڑی کیونکہ یہ پانی کی زیادہ مقدار والی مٹی میں تیرنے والی تھی، اور اس کے لیے انہوں نے اسٹیل کا بھی استعمال کیا۔"
فائن گرین اسٹیل، ٹول اسٹیل، فورجنگ اور ہیٹ ٹریٹمنٹ – سرے سے آخر تک، ٹی بی ایم صرف ایک مواد کی وجہ سے اپنا کام کرنے کے قابل ہے۔ اسٹیل کی طاقت اور بڑے پیمانے پر کمپن اور ممکنہ فلوٹیشن پر قابو پاتا ہے، جبکہ اس کی برداشت کٹنگ ڈسکس کی ریڑھ کی ہڈی بناتی ہے جو سخت کرسٹل لائن چٹان کی شکلوں کو چباتے ہوئے بہت زیادہ جسمانی دباؤ سے گزرتی ہے۔ ان خوبیوں نے دنیا بھر میں زیر زمین انجینئرنگ کے منفرد چیلنجوں پر مشتمل بڑے منصوبوں کو پورا کرنے میں مدد کی ہے۔
