การเจาะอุโมงค์และบทบาทของนักธรณีวิทยา อธิบายโดย ดร.เดชา หลวงพิทักษ์ชุมพล

by

“ทำไมนักธรณีต้องไปอยู่ในอุโมงค์” คำถามนี้อาจจะฟังดูแปลกในหมู่นักธรณีวิทยา เพราะเรารู้กันดีว่าการเจาะอุโมงค์ผ่านชั้นหินต้องใช้ความรู้ทางธรณีวิทยา จึงมีนักธรณีวิทยาเดินเข้าออกอุโมงค์ทุกวัน แต่งานที่มีความเสี่ยงแบบนี้ เราไม่ส่งนักธรณีเข้าไปได้หรือไม่ เพื่อหาคำตอบ ผมจึงได้ติดต่อ ดร.เดชา หลวงพิทักษ์ชุมพล ผู้เชี่ยวชาญด้านธรณีวิศวกรรม และขอความรู้เกี่ยวกับขั้นตอนการก่อสร้างอุโมงค์รวมถึงหน้าที่ของนักธรณีวิทยาในอุโมงค์ 

ก่อนอื่นเลย งานเจาะอุโมงค์คืออะไรครับ

ดร.เดชา : งานเจาะอุโมงค์คืองานเจาะรูขนาดใหญ่เข้าไปในชั้นดินหรือชั้นหิน ไม่ว่าจะเป็นการเจาะในแนวราบหรือในแนวดิ่ง การที่เราจะเจาะอุโมงค์นั้นก็เพราะความจำเป็นที่ต้องก่อสร้างรูขนาดใหญ่หรืออุโมงค์นี้ด้วยวัตถุประสงค์หลายๆ อย่างเช่น อุโมงค์รถไฟ อุโมงค์ถนน อุโมงค์น้ำประปา อุโมงค์ระบายน้ำเสีย/ระบายน้ำท่วม อุโมงค์รถไฟฟ้าใต้ดิน และอุโมงค์ผันน้ำหรือส่งน้ำ เป็นต้น

ข้อดีของการทำเป็นอุโมงค์คืออะไรครับ

ดร.เดชา : การก่อสร้างอุโมงค์นั้นเป็นสิ่งก่อสร้างใต้ชั้นดินหรือชั้นหินที่ค่อนข้างยุ่งยากและอันตรายกว่าสิ่งก่อสร้างบนดินทั่วไป จึงมีราคาที่ค่อนข้างแพง แต่มีข้อได้เปรียบคือมีผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าในกรณีที่สร้างตามป่าเขาหรือผลกระทบด้านการจราจรน้อยกว่าในกรณีที่ต้องสร้างในแหล่งชุมชน

อุโมงค์รถไฟใต้ดิน โครงการรถไฟฟ้าสายเฉลิมรัชมงคล (สายสีน้ำเงิน) ช่วงบางซื่อ-หัวลำโพง กทม. รถไฟใต้ดินสายแรกของเมืองไทย

ปัจจุบันมีโครงการก่อสร้างอุโมงค์ในประเทศไทยที่ไหนบ้างครับ

ดร.เดชา : ปัจจุบันโครงการเกี่ยวกับอุโมงค์ในประเทศไทยที่รู้จักกันดีคือ โครงการก่อสร้างรถไฟฟ้าสายสีน้ำเงินที่ใกล้จะเสร็จเรียบร้อยสมบรูณ์ ซึ่งมีการเจาะอุโมงค์ลอดใต้แม่น้ำเจ้าพระยาด้วย และโครงการก่อสร้างรถไฟฟ้าสายสีส้มจะมีการเริ่มโครงการในเร็วๆนี้ ทั้งสองโครงการนี้เป็นการเจาะอุโมงค์ในชั้นดินอ่อนและชั้นดินแข็งของกทม.ด้วยหัวเจาะ EPB (Earth Pressure Balance)

หัวเจาะอุโมงค์ชนิด EPB (Earth Pressure Balance) โครงการรถไฟฟ้า สายเฉลิมรัชมงคล (สายสีน้ำเงิน) กทม.

อีกโครงการหนึ่งที่กำลังเป็นข่าวตอนนี้คือโครงการก่อสร้างอุโมงค์ส่งน้ำแม่แตง-แม่งัด-แม่กวง จังหวัดเชียงใหม่ เป็นการเจาะอุโมงค์ในชั้นหินแข็งหลายชนิดผ่านสภาพธรณีวิทยาที่หลากหลายด้วยวิธีเจาะระเบิด (Drill and Blast) และใช้หัวเจาะ TBM (Tunnel Boring Machine)

ก่อนที่จะเป็นอุโมงค์สมบูรณ์ มีขั้นตอนการก่อสร้างอย่างไรบ้างครับ

ดร.เดชา : การเจาะอุโมงค์ในชั้นหินแข็งโดยทั่วไปมี 2 วิธีคือ วิธีเจาะระเบิดและวิธีที่ใช้หัวเจาะTBM ในที่นี้จะขอกล่าวถึงเฉพาะวิธีเจาะระเบิดเพราะเป็นวิธีที่อันตรายและมีความเสี่ยงสูง ส่วนวิธีที่ใช้หัวเจาะTBM หรือหัวเจาะ EPB สำหรับชั้นดินอ่อนในกทม.ก็ดีจะมีความปลอดภัยสูง เนื่องจากเป็นการปฏิบัติงานภายในหัวเจาะที่ไม่ต้องเสี่ยงภัยกับการระเบิดหรืออุโมงค์ถล่ม

อย่างไรก็ตามทั้ง 2 วิธีจะต้องมีการส่งคนเข้าไปปฏิบัติงานในอุโมงค์อย่างแน่นอน ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้

สำหรับขั้นตอนการก่อสร้างอุโมงค์ด้วยวิธีเจาะระเบิดนั้นโดยทั่วไปจะดำเนินการแบบเป็นวงรอบ (Round หรือ Tunnel Cycle) คือเป็นการปฎิบัติงานอย่างต่อเนื่องตลอดวันตลอดคืน โดยจะแบ่งการทำงานออกเป็น 2 กะ คือกะกลางวันและกะกลางคืน ซึ่งจะมีขั้นตอนการปฏิบัติงานดังต่อไปนี้ (ตามภาพประกอบด้านล่าง) 1.เจาะรูระเบิด (Drilling) > 2.อัดระเบิด (Charging) > 3.ระเบิด (Blasting) > 4.ระบายอากาศ (Ventilation) > 5.ตักขน (Mucking) และงัดหินที่จะล่วงหล่นออก (Scaling) > 6.พ่นคอนกรีต (Shotcrete) > 7.ฝังเหล็กยึดหิน (Rock bolt) > 8.สำรวจตำแหน่งพิกัดแนวอุโมงค์/รูเจาะ (Survey)

ขั้นตอนการเจาะอุโมงค์ด้วยวิธีระเบิด (Drill and Blast)

จะเห็นว่าการเจาะอุโมงค์ด้วยวิธีเจาะระเบิดนี้จะดำเนินการตามขั้นตอนแบบข้างบนนี้วนไปเรื่อยๆ และโดยทั่วไปจะเจาะทั้งสองด้านพร้อมๆ กันเข้าหากันเพื่อประหยัดเวลา และเมื่อเจาะอุโมงค์ทั้งสองข้างมาพบกันและทะลุเรียบร้อยแล้ว ขั้นตอนต่อไปจะเป็นการหล่อเทคอนกรีตรอบอุโมงค์หรือมีการติดตั้งท่อเหล็กสำหรับส่งน้ำต่อไปตามที่ได้ออกแบบไว้ เป็นอันเสร็จสิ้นสมบรูณ์ของขบวนการก่อสร้างอุโมงค์

หลังจากที่มีข่าวการเสียชีวิตของนักธรณีวิทยาในอุโมงค์ที่เชียงใหม่ หลายคนสงสัยว่านักธรณีไปทำอะไรในอุโมงค์ ดร.เดชา ช่วยอธิบายหน่อยครับ

ดร.เดชา : สำหรับบทบาทของนักธรณีวิทยาในงานอุโมงค์นั้นตามหลักการแล้วมีหน้าที่ทำแผนที่ธรณีวิทยาและจำแนกกลุ่มหิน (Rock Mass Classification) ของผนังอุโมงค์ เพื่อเป็นข้อมูลให้กับวิศวกรใช้ในการออกแบบการค้ำยันอุโมงค์ให้มีความมั่นคงต่อไป อันได้แก่ โครงเหล็กค้ำยัน (Steel Rib) เหล็กยึดหิน (Rock Bolt) และพ่นคอนกรีต (Shotcrete) เป็นต้น ดังภาพประกอบด้านล่าง

การค้ำยันอุโมงค์โครงการเขื่อนไฟฟ้าพลังงานน้ำ นำงึม 2 สปป.ลาว – (บนซ้าย) การติดตั้งเหล็กค้ำยันผนัง – (บนขวา) การพ่นคอนกรีต – (ล่างซ้าย) การติดตั้งเหล็กยึดหิน – (ล่างขวา) การหล่อเทคอนกรีตรอบอุโมงค์เสร็จสมบรูณ์

แสดงว่านักธรณีวิทยาทำงานร่วมกับวิศวกรใช่มั้ยครับ

ดร.เดชา : ใช่ครับ วิศวกรมีหน้าที่ออกแบบการค้ำยันอุโมงค์ให้มีความมั่นคงแข็งแรงโดยใช้ข้อมูลข้างต้นจากนักธรณีวิทยามาใช้เป็นข้อมูลในการออกแบบ

ทั้งนี้ความถูกต้องของข้อมูลจากนักธรณีนี้เป็นสิ่งสำคัญมาก ประมาณว่า GIGO หรือ “Garbage in, Garbage out” คือใส่อะไรเข้าไปก็ได้แบบนั้นออกมา

ถ้าจะเปรียบเทียบให้เห็นภาพชัด นักธรณีจะมีหน้าที่ไปจ่ายตลาดหาซื้อวัตถุดิบที่จะมาทำกับข้าว เช่นจะทำแกงฮังเลทานสักหม้อหนึ่ง นักธรณีจะต้องรู้ว่าแกงฮังเลมีส่วนผสมอะไรบ้าง ก็ซื้อมาให้ครบให้ถูกต้อง สำหรับวิศวกรที่เปรียบเสมือนเป็นคนทำกับข้าวที่จะต้องเอาวัตถุดิบจากนักธรณีมาปรุงเป็นแกงฮังเลให้ได้ตามประสงค์ แต่ถ้านักธรณีไม่รู้จักส่วนผสมของแกงฮังเลดีพอ แทนที่จะได้แกงฮังเลที่วิศวกรปรุงออกมาก็อาจจะกลับกลายเป็นแกงมัสมั่นไปก็ได้

อุโมงค์สำรวจ (Exploratory Adit) โครงการลำตะคองสูบกลับ นครราชสีมา

ที่จริงการจำแนกกลุ่มหินของผนังอุโมงค์ที่นักธรณีทำ เปรียบเสมือนบะหมี่สำเร็จรูปที่วิศวกรสามารถฉีกซองเติมน้ำร้อนรอสักพักทานได้เลย เพราะได้มีการออกแบบการค้ำยันเสริมความมั่นคงอุโมงค์ของแต่ละกลุ่มหินไว้ก่อนแล้ว คือถ้าทราบชนิดของกลุ่มหิน (Rock Class) ชนิดนี้แล้วก็จะทราบโดยทันทีว่าหินผนังอุโมงค์ตรงนี้มีความมั่นคงหรือไม่ สามารถยืนระยะในสภาพเปลือยโดยไม่ได้มีการค้ำยันอะไรเลยได้นานเท่าไหร่ (stand up time) และถ้าจำเป็นต้องค้ำยันเสริมความมั่นคงแล้วจะต้องทำอะไรบ้าง เช่น ติดตั้งโครงเหล็กค้ำยัน เหล็กยึดหิน และพ่นคอนกรีต เป็นต้น

นอกจากนี้ในขั้นตอนการสำรวจเพื่อออกแบบรายละเอียด (Detailed Design) ของบางโครงการ ได้มีการจัดแบ่งกลุ่มหิน ตลอดแนวอุโมงค์คร่าวๆเป็นเบื้องต้นไว้แล้ว ซึ่งสามารถที่จะใช้เป็นข้อมูลคาดการณ์การค้ำยันอุโมงค์ล่วงหน้าได้ แต่การพิจารณาตรงนี้จะอยู่ในส่วนความรับผิดชอบของวิศวกร

จะเห็นได้ว่าด้วยภาระหน้าที่และลักษณะงานของวิชาชีพทั้งสองนี้ ทั้งนักธรณีวิทยาและวิศวกรจะต้องทำงานประสานกันอย่างใกล้ชิดเพื่อให้การปฏิบัติงานเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากที่สุดและปลอดภัยมากที่สุดในขณะเดียวกัน

ดูเหมือนว่าการเจาะอุโมงค์เป็นงานที่มีความเสี่ยงมาก เราจะมั่นใจในเรื่องความปลอดภัยได้อย่างไรครับ

ดร.เดชา : งานทุกอย่างย่อมมีความเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุได้ทั้งนั้นถ้า

  1. ผู้ปฏิบัติงานละเลยหรือไม่ปฏิบัติตามกฎกติกาด้านความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด หรือ
  2. บทบัญญัติด้านความปลอดภัยไม่รัดกุมเพียงพอ

ปกติงานที่มีความเสี่ยงสูงมากอย่างงานเจาะอุโมงค์ (ด้วยวิธีระเบิด) นี้จะมีการกำหนดมาตรฐานความปลอดภัยไว้ค่อนข้างดีมีโอกาสเกิดอุบัติเหตุได้เท่ากับศูนย์หรือน้อยมาก แต่ที่ยังเกิดอยู่ก็เพราะข้อ 1. อาจจะด้วยความต้องการเร่งงานหรือต้องการประหยัดค่าใช้จ่ายโดยไม่ยอมจ้างนักธรณีวิทยาอุโมงค์ (Tunnel Geologist) หรือวิศวกรอุโมงค์ (Tunnel Engineer) ที่มีประสบการณ์มากำกับดูแลอย่างใกล้ชิด

ตรงนี้ทุกฝ่ายไม่ว่าจะเป็นเจ้าของงาน บริษัทวิศวกรที่ปรึกษาและบริษัทผู้รับเหมาเจาะอุโมงค์จะต้องช่วยกันอุดช่องโหว่ไม่เปิดโอกาสให้มีการเกิดอุบัติเหตุไม่ว่าจะกรณีใดๆ ไม่ใช่ว่าพอเกิดเหตุทีไรก็ร้องเรียกหาพระเอก “เหตุสุดวิสัย” มาเป็นตัวช่วยทุกที โดยเฉพาะเจ้าของงานจะต้องเขียนกำหนดบทบัญญัติด้านความปลอดภัยไว้ให้รัดกุมเพื่อป้องกันไม่ให้มีสาเหตุอันเนื่องมาจากข้อ 2. และร่วมกับบริษัทวิศวกรที่ปรึกษาบังคับใช้บทบัญญัตินี้กับผู้รับเหมาอย่างเข้มงวดไม่ว่าจะกรณีใดๆก็ตามจะต้องคำนึงถึงความปลอดภัยเป็นอันดับแรกสุด โดยอาจร่วมกันเป็นคณะกรรมการความปลอดภัย (safety committee) เพื่อที่จะกำหนดมาตรการขึ้นมา ที่เรื่องอะไรที่เกี่ยวกับความปลอดภัยจะต้องได้รับการอนุมัติเห็นชอบจากคณะกรรมการนี้ก่อน

ตัวอย่างเช่น ให้เขียนกำหนดชัดเจนไว้เลยว่าการจะเข้าไปปฏิบัติการในอุโมงค์ได้นั้น การค้ำยันของวงรอบ (round) ก่อนหน้านั้นที่ได้ออกแบบไว้จะต้องเสร็จเรียบร้อยแล้วเท่านั้น (ถ้าผนังอุโมค์ไม่มีความมั่นคงเพียงพอที่จะสามารถยืนอยู่ในสภาพเปลือยได้) ทั้งนี้ต้องอยู่ภายใต้การควบคุมดูแลจากนักธรณีวิทยาอุโมงค์หรือวิศวกรอุโมงค์ที่มีประสบการณ์อย่างใกล้ชิด

ดร.เดชา (เสื้อสีเหลือง) ในโครงการเจาะอุโมงค์ส่งน้ำไปหล่อเย็นให้โรงไฟฟ้าแก่งคอย จ.สระบุรี เป็นงานเจาะที่ห้ามใช้ระเบิดและสภาพธรณีวิทยาเป็นแบบลูกผสม คือครึ่งล่างเป็นหินแข็ง ครึ่งบนเป็นดิน ต้องเจาะทีละฟุต ทีละครึ่งเมตร ต้องค้ำยันตามถึงหน้าปลายอุโมงค์ตลอดมิฉะนั้นอุโมงค์ถล่มแน่

คำถามสุดท้ายครับ งานเจาะอุโมงค์ไม่มีนักธรณีวิทยาได้มั้ยครับ

ดร.เดชา : ไม่ได้ครับ โดยเฉพาะงานเจาะอุโมงค์ในชั้นหินด้วยวิธีเจาะระเบิด เพราะนักธรณีวิทยาจะต้องเข้าไปทำแผนที่ธรณีวิทยาและจำแนกกลุ่มหินหลังขั้นตอนที่ 5 (ระบายฝุ่นและควันจากการระเบิด) ต่อขั้นตอนที่ 6 (ตักขนและงัดหินที่จะล่วงหล่นออก) ก่อนให้แน่ใจว่ามีความปลอดภัยเพียงพอ

เพราะนักธรณีจะต้องปฏิบัติงานในขณะที่อุโมงค์ยังเปลือยอยู่ ถ้าเห็นว่ายังไม่ปลอดภัย การค้ำยันจึงเป็นสิ่งจำเป็นตามที่ได้กล่าวไว้แล้วในตอนต้น

– ขอบคุณครับ –

ดร.เดชา หลวงพิทักษ์ชุมพล ผู้จัดการฝ่ายก่อสร้างที่ 1 โครงการเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำไซยะบุรี สำเร็จระดับปริญาตรีธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ ปริญญาโทธรณีวิศวกรรม สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) และปริญญาเอกธรณีวิทยา มหาวิทยาลัยเชียงใหม่ เขียนบทความด้านธรณีวิศวกรรมให้กับวิชาการธรณีไทย ตั้งแต่ปี 2555

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Connect with Facebook