با توجه به رشد جمعیت شهرها و افزایش سفرهای درونشهری, در بسیاری از شهرهای بزرگ وجود یک ناوگان حمل و نقل عمومی کارآمد ضروری است.  حال به دلیل تراکم بالا و محدودیت فضای روی زمین استفاده از تونلهای زیرزمینی و مترو یکی از بهترین گزینه ها برای این موضوع میباشد. سرعت بالا – امنیت – کاهش زمان سفرهای درونشهری – استفاده بهینه از منابع انرژی – عدم آلودگی محیط زیست و … همگی از مزیتهای مترو میباشند. این مزیتها باعث شده اند شهرهای بزرگی مثل نیویورک در آمریکا – لندن در انگلیس و پاریس در فرانسه از مدتها پیش به فکر استفاده از این تکنولوژی و گسترش آن بیفتند. متروی پاریس در هر 500 متر یک ایستگاه دارد و متروی لندن دارای 275 ایستگاه در سرتاسر لندن است. همچنین متروی نیویورک دارای 450 ایستگاه در 621 کیلومتر مربع مساحت میباشد. در برخی شهرها همچون لندن تونلهای زیرزمینی سابقه ای بیش از 150 سال دارند. اولین تونل زیرزمینی شهری در سال 1863 در لندن ایجاد شد. همچنین اولین خط مترو پاریس در سال 1900 و متروی نیویورک در سال 1904 افتتاح گشت.

دلیل افتتاح تقریبا همزمان تونلهای زیرزمینی شهرهای بزرگ این بود که در چنین دورانی به دلیل انقلاب صنعتی بیشتر مردم بجای کشاورزی به کارهای صنعتی و کار در کارخانه ها روی آورده بودند, به همین دلیل مجبور بودند در شهرها زندگی کنند. همچنین جاده های روی زمینی به دلیل استفاده همزمان از اسبها – درشکه ها و همچنین اتومبیلهای اولیه بسیار شلوغ و پر رفت و آمد گشتند. طوری که این شلوغی در بسیاری از موارد باعث درگیریهای شدید بین شهروندان میگشت و برای جابجایی در بین شهر به دلیل ترافیک ایجاد شده شاید ساعتها زمان نیاز بود. این مشکلات باعث شد مسئولین شهر لندن به فکر یک سیستم حمل و نقل عمومی جدید برای زنده نگه داشتن شهر بیفتند. با ابتکار لندنی ها, مترو و تونلهای زیرزمینی در شهرهای بزرگ دیگر نیز مورد بهره برداری قرار گرفت طوری که امروزه بیش از 160 سیستم مترو زیرزمینی در سرتاسر جهان وجود دارد.

در دوران حفاری متروی لندن – پاریس و نیویورک به دلیل نبود امکانات مدرن امروزی حفاری با دست انجام میشد. از معایب حفاری دستی این بود که علاوه بر سرعت بسیار پایین, ریسک جانی نیز بسیار بالا بود. همچنین به تعداد بسیار زیاد کارگر نیاز بود. طوری که برای حفاری متروی نیویورک بیش از 8000 کارگر نیاز بود. که از این تعداد هزاران نفر در طی پروژه مجروح شدند و 60 نفر نیز جان خود را باختند.

امروزه بیشتر تونلها و راه های زیرزمینی بوسیله ماشین آلات مدرن حفاری همچون TBMها (ماشینهای حفاری تونل) ایجاد میشوند. این ماشین آلات به قدری بزرگ هستند که برای جابجایی آنها باید قسمتهای آن از هم جدا شود و در محل پروژه مجددا به یکدیگر متصل شوند. برای اطلاعات بیشتر راجع به TBMها اینجا کلیک کنید.

در طول سالها روشهای متعددی برای ایجاد تونل مورد استفاده قرار گرفته است. یکی از این روشها, روش NATM (روش جدید حفاری تونل اتریشی) که به روش اتریشی معروف است میباشد. این روش اولین بار در سال 1950 مورد استفاده قرار گرفت. در این روش، مانند همان روشی که در حفر قنوات استفاده می شود، با یک شفت یا رمپ به عمق مورد نظر رسیده، سپس اقدام به حفر تونل می نمایند. تونل خاک برداری شده در مقاطع فوقانی و تحتانی، ابتدا حفاظت موقت شده و در نهایت؛ قالب بندی، آرماتور بندی و بتن ریزی می شود.

یکی از روشهای دیگر, روش ترانشه باز میباشد. در این روش ساخت، ابتدا بررسی و آزمایش های ژئوتکنیکی برای تشخیص لایه های زمین و مقاومت خاک در مسیر حفر تونل صورت گرفته و پس از خاک برداری و گود کردن تونل، کف منطقه گودبرداری شده تسطیح، آرماتوربندی و سپس بتن ریزی می شود.

همانطور که میدانید در زیر سطح هر شهر, تاسیساتی همچون لوله های فاضلاب – سیمهای برق – لوله های گاز و … وجود دارند. تونلهای زیرزمینی امروزی طوری حفاری میشوند که در زیر این تاسیسات قرار بگیرند اما برای ایجاد ایستگاه ها و خروجی های اضطراری مجبوریم به سطح زمین بیاییم که به همین دلیل در این شرایط نمیتوان از تداخل با این تاسیسات پیشگیری کرد.

در نگاه اولیه, متروها بسیار ساده به نظر میرسند. قطارهایی که بر روی ریل داخل تونل حرکت میکنند. مثلا در متروی نیویورک فاصله ریلهای مترو 1.4 متر است که دقیقا اندازه فاصله ریلهای قطارهای شهری میباشد. به همین دلیل متروی نیویورک به ترمهای شهری متصل میباشد. اما در مترو سیستمهای پیشرفته ای وجود دارند که شاید توسط مسافران اصلا دیده نشود. مثلا در متروی کوپنهاگن دانمارک که در حال ساخت است از متروهای بدون راننده استفاده خواهد شد. حتی تکنولوژی های نامتعارفی همچون استفاده از حرارت ایجاد شده در زمان ترمز برای حرکت مجدد مترو نیز استفاده میشوند! از دیگر تکنولوژی های متروهای مدرن جهان استفاده از سیستمهای مکانیابی هوشمند برای هر یک از قطارهای مترو است. طوری که در هر لحظه بتوانند تشخیص دهند دو قطار نسبت به هم در چه موقعیتی قرار دارند. سنسورها و دیگر تکنولوژیهای امنیتی نیز از اجزاء جدایی ناپذیر متروها میباشند.

ویکیپدیا درباره متروی تهران مینویسد:

متروی تهران به مجموعهٔ قطارهای شهری تهران و همچنین «شرکت راه آهن شهری تهران و حومه» گفته می‌شود. تا پایان سال ۱۳۸۸ (مارس ۲۰۱۰ م.) این قطارها در چهار خط اصلی در حال تردد هستند که سه خط آن (۱و۲و۴) در حال توسعه و خط دیگر (۵) نیز در حال بهره برداری است که خطی است فعال بین‌شهری (میان کرج و تهران) و بقیه درون‌شهری هستند. تا پایان سال ۱۳۸۸ مسافت خطوط متروی بهره‌برداری‌شده برابر ۱۰۷ کیلومتر بوده‌است.

اگرچه طرح‌های اولیه متروی تهران در زمان سلطنت محمدرضا شاه پهلوی ریخته شد، اما بطور رسمی از سال ۱۳۷۷ (۱۹۹۹ م.) شروع به کار کرد. نخستین مسیر فعال، مسیر شماره ۵ مترو بود که بین تهران و کرج مسافر جابه‌جا می‌کرد و در ۱۶ اسفند ۱۳۷۷ فعالیت خود را آغاز کرد.

از اواخر سال ۱۳۸۵، با افزایش مسافران و تعداد قطارها، بخشی جهت بهره‌برداری از بدنهٔ اصلی سازمان قطار شهری تهران و حومه جدا شده و با عنوان «شرکت بهره‌برداری راه‌آهن شهری تهران و حومه» به کار خود ادامه می‌دهد.

متروی تهران با طول شبکهٔ ۱۲۰ کیلومتر رتبهٔ نوزدهم را در بین قطارهای شهری کشورهای جهان دارد و با وجود اینکه از نظر تعداد جابه‌جایی مسافر در روز در بین متروهای بالای یک میلیون جابه‌جایی در روز قرار دارد، وضعیت آن از نظر تعداد ایستگاه زیاد مطلوب نیست. از نظر فاصلهٔ زمانی بین قطارها هم در صورتی که طبق برنامه‌ریزی‌ها به زمان ۲ دقیقه دست یافته شود، متروی تهران جزو ده متروی اول جهان خواهد بود.

بر اساس اعلام نظر مدیرعامل شرکت قطار شهری تهران در سال ۱۳۸۸، به دلیل استفاده از متروی تهران، سالانه ۳۵۰ میلیون لیتر در مصرف سوخت‌های فسیلی صرفه جویی می‌شود. بر اساس این آمار، سالانه ۵۰۰ میلیون سفر درون شهری از طریق مترو انجام می‌شود که هر سفر مترو ۰٫۷ لیتر صرفه‌جویی در مصرف سوخت به همراه دارد. لازم به ذکر است در دی ماه سال ۱۳۸۹ سفر با متروی تهران از مرز ۳ میلیارد سفر گذشت.

رویدادهای مهم بهره برداری متروی تهران

 محقق: علیرضا راحت

 منابع: سایت متروی تهران – ویکیپدیا – وبسایت چگونه هر چیزی کار میکند