สิ่งมหัศจรรย์ทางวิศวกรรมในจีน: ทางรถไฟชิงไห่ - ทิเบต และสะพานฮ่องกง - จูไห่ - มาเก๊า

ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบต: โครงการที่ยิ่งใหญ่บนที่ราบสูง

เป็นหนึ่งในสี่โครงการขนาดใหญ่ของศตวรรษที่ 21 ในประเทศจีน ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบตขยายระยะทาง 1,956 กิโลเมตรจากเมืองหลวงของมณฑลชิงไห่ไปยังลาซาในเขตปกครองตนเองทิเบต 960 กิโลเมตรของรางรถไฟตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 4,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล โดยมีจุดสูงสุดที่ 5,072 เมตร ทำให้ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบตเป็นทางรถไฟที่สูงที่สุดในโลกและเป็นทางรถไฟที่ยาวที่สุดบนที่ราบสูง

เทคนิคการก่อสร้าง

ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบตใช้เทคนิคใหม่หลายอย่างเพื่อทนต่อสภาพที่รุนแรงตาม "หลังคาโลก" ด้วยเส้นทางส่วนใหญ่ที่วางอยู่ที่ระดับความสูงกว่า 4,000 เมตร เส้นทางนี้ข้ามผ่านพื้นที่ดินเยือกแข็งต่อเนื่อง 550 กิโลเมตรและพื้นที่ดินเยือกแข็งไม่ต่อเนื่อง 82 กิโลเมตร เพื่อเอาชนะปัญหาที่เกิดจากดินเยือกแข็งระหว่างการก่อสร้าง วิศวกรได้ใช้แผ่นหินเพื่อสร้างคันดินที่เย็นโดยไม่แตกหักและได้ผลักท่อเหล็กลงไปในดินเพื่อถ่ายเทความร้อนจากใต้พื้นผิวที่เยือกแข็ง เนื่องจากการใช้เทคนิคเหล่านี้ เส้นทางรถไฟที่สร้างบนพื้นที่ดินเยือกแข็งมีคุณภาพยอดเยี่ยม และรถไฟสามารถเดินทางได้ด้วยความเร็วสูงสุดถึง 140 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วกว่ารถไฟบนทางรถไฟในพื้นที่ดินเยือกแข็งในประเทศอื่น ๆ ที่มีความเร็วสูงสุดเพียง 70 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เพื่อจัดการกับอันตรายจากภัยพิบัติทางธรรมชาติ เช่น แผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นบ่อยครั้งบนที่ราบสูง เส้นทางได้หลีกเลี่ยงภูมิภาคที่มีกิจกรรมแผ่นดินไหวที่รุนแรง ในภูมิภาคที่เปราะบางที่เส้นทางต้องข้าม วิศวกรได้ใช้ฐานรางแทนอุโมงค์และสะพาน และได้ปรับปรุงโครงสร้างเพื่อลดผลกระทบของการสั่นสะเทือนที่อาจเกิดขึ้น

การปกป้องสิ่งแวดล้อม

ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบตข้ามผ่านเขตสงวนธรรมชาติแห่งชาติของจีนหลายแห่ง ซึ่งสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยามีความอ่อนไหวและเปราะบาง ในเรื่องนี้ ตั้งแต่การออกแบบ การก่อสร้าง การดำเนินงานไปจนถึงการบำรุงรักษา ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบตได้ยึดมั่นในแนวคิด "สิ่งแวดล้อมมาก่อน" เสมอ เพื่อปกป้องสภาพแวดล้อมการดำรงชีวิตของละมั่งทิเบตและสัตว์ป่าอื่น ๆ ได้มีการจัดตั้งทางเดินพิเศษสำหรับสัตว์ป่า 33 แห่งตามแนวทางรถไฟ เพื่อปกป้องพื้นที่ชุ่มน้ำธรรมชาติ ได้มีการสร้างพื้นที่ชุ่มน้ำที่ราบสูงเทียมแห่งแรกของโลกขึ้น เพื่อปกป้องสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยาตามเส้นทาง ได้มีการใช้มาตรการที่มีประสิทธิภาพเพื่อป้องกันมลพิษทางสิ่งแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นจากนักเดินทางโดยรถไฟ เช่น การทิ้งขยะโดยไม่ตั้งใจ แนวคิดการออกแบบและการดำเนินงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมือนใครเหล่านี้ทำให้ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบตเป็น "ทางรถไฟสิ่งแวดล้อม" แห่งแรกในประเทศจีน

ผลกระทบทางเศรษฐกิจ

ทางรถไฟชิงไห่-ทิเบตยังมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการพัฒนาเศรษฐกิจของภูมิภาค ชิงไห่และทิเบตมีทรัพยากรธรรมชาติที่อุดมสมบูรณ์อย่างมาก เนื่องจากการดำเนินงานของทางรถไฟ ความสามารถทั้งหมดของภูมิภาคในการเคลื่อนย้ายผลิตภัณฑ์เข้าและออกเพิ่มขึ้น 45 เท่าจากระดับก่อนหน้า ทางรถไฟยังมีผลกระทบที่ชัดเจนที่สุดต่ออุตสาหกรรมการท่องเที่ยวของทิเบต ทางรถไฟนำพานักท่องเที่ยวมากกว่า 2.5 ล้านคนมาทิเบตในปีเดียว สร้างรายได้จากการท่องเที่ยวโดยตรงมากกว่า 6 พันล้านหยวนต่อปี

สะพานฮ่องกง-จูไห่-มาเก๊า: การข้ามทะเลระดับโลก

สะพานฮ่องกง-จูไห่-มาเก๊า (HZMB) เชื่อมต่อเขตบริหารพิเศษฮ่องกง เมืองจูไห่ของมณฑลกวางตุ้ง และเขตบริหารพิเศษมาเก๊า ซึ่งอยู่ใกล้กันทางภูมิศาสตร์แต่ถูกแยกด้วยน้ำ โครงการนี้เป็นสะพานยาว 55 กิโลเมตร ทำให้เป็นการข้ามทะเลที่ยาวที่สุดในโลก ด้วยสะพานนี้ เวลาการเดินทางระหว่างจูไห่และฮ่องกงจะลดลงจากประมาณสี่ชั่วโมงเหลือ 30 นาที หน้าที่ของสะพานคือการสร้างลิงค์การขนส่งทางบกใหม่ระหว่างภูมิภาคตะวันออกและตะวันตกของแม่น้ำเพิร์ลและเพื่อเสริมสร้างการพัฒนาเศรษฐกิจของพื้นที่สามเหลี่ยมปากแม่น้ำเพิร์ล สะพานเริ่มก่อสร้างเมื่อวันที่ 15 ธันวาคม 2009 และเปิดให้ประชาชนทั่วไปเมื่อวันที่ 24 ตุลาคม 2018

ความท้าทายและความเป็นเอกลักษณ์ในการก่อสร้าง

การก่อสร้างที่ประสบความสำเร็จของ HZMB ได้เอาชนะความท้าทายทางเทคโนโลยีหลายประการ เช่น ไต้ฝุ่นที่เกิดขึ้นบ่อยครั้ง การเดินเรือที่ซับซ้อน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่สูง เมื่อเปรียบเทียบกับสะพานข้ามทะเลอื่น ๆ ในโลก HZMB มีความเป็นเอกลักษณ์ทางวิศวกรรมหลายประการ

การนำเครื่องเจาะอุโมงค์มาใช้ในการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ทะเล

สำหรับการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ทะเล เครื่องเจาะอุโมงค์ขนาดใหญ่ (TBM) ถูกใช้ในการขุดใต้พื้นทะเล เป็นสถิติโลกที่มีการใช้ TBM ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 17.6 เมตร ซึ่งเป็น TBM ที่ใหญ่ที่สุดในโลก เพื่อสร้างอุโมงค์ 3 เลน เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการใช้ท่อจมแบบดั้งเดิม การใช้ TBM สำหรับการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ทะเลสร้างปริมาณการขุดและการกำจัดตะกอนทะเล 11 ล้านลูกบาศก์เมตรน้อยลง นอกจากนี้ยังช่วยประหยัดความจำเป็นในการเบี่ยงเบนสายไฟฟ้าที่ฝังอยู่ในทะเลและช่วยอนุรักษ์ระบบนิเวศทางทะเล โดยเฉพาะที่อยู่อาศัยของโลมาขาวจีน

วิธีการถมทะเลแบบไม่ขุดลอก

โดยทั่วไปแล้ว กำแพงทะเลของเกาะเทียมจะถูกสร้างบนฐานรากที่มั่นคงโดยการแทนที่โคลนทะเลอ่อนในพื้นทะเลด้วยทราย และกระบวนการนี้ต้องการการขุดลอกและการทิ้งโคลนทะเลอ่อนจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ในโครงการ HZMB ได้มีการพัฒนาวิธีการถมทะเลแบบไม่ขุดลอกที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับการก่อสร้างเกาะเทียม กำแพงทะเลถูกสร้างขึ้นโดยการจมเซลล์เหล็กวงกลมขนาดใหญ่ลงในโคลนทะเลอ่อน โดยเซลล์เหล็กเหล่านี้จะถูกเติมด้วยทราย วิธีการนี้ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากการขุดลอกและการทิ้งได้อย่างมาก

การนำวิธีการถมทะเลแบบไม่ขุดลอกมาใช้มีข้อดีหลายประการเหนือวิธีการก่อสร้างกำแพงทะเลแบบขุดลอกแบบดั้งเดิม ประการแรก มันลดปริมาณการขุดลอกและการทิ้งโคลนทะเลลงได้ประมาณ 22 ล้านลูกบาศก์เมตร และใช้วัสดุถมกลับน้อยลง นอกจากนี้ยังมีผลกระทบต่อคุณภาพน้ำลดลงและลดอนุภาคแขวนลอยลงได้ประมาณ 70% โดยรวมแล้ว การนำวิธีการถมทะเลแบบไม่ขุดลอกมาใช้ลดผลกระทบของการก่อสร้างต่อสิ่งแวดล้อมได้อย่างมากเมื่อเทียบกับวิธีการก่อสร้างกำแพงทะเลแบบขุดลอกแบบดั้งเดิม