کراس‌ریل لندن، که اکنون به نام خط الیزابت شناخته می‌شود، یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های زیرساختی اروپا است که برای بهبود حمل‌ونقل عمومی در پایتخت بریتانیا طراحی شده است. این پروژه یک خط ریلی جدید با فرکانس بالا ایجاد کرده که از غرب لندن (ردینگ و فرودگاه هیترو) تا شرق (شنفیلد و ابی‌وود) امتداد دارد و از طریق 42 کیلومتر تونل‌های جدید زیر مرکز لندن عبور می‌کند. خط الیزابت با اتصال 41 ایستگاه، از جمله 10 ایستگاه جدید، ظرفیت حمل‌ونقل ریلی لندن را 10 درصد افزایش داده و زمان سفر را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داده است. این پروژه که در سال 2009 آغاز شد، در 24 مه 2022 به‌طور رسمی افتتاح شد و به افتخار ملکه الیزابت دوم نام‌گذاری شد.
کراس‌ریل لندن چیست؟
کراس‌ریل یک سیستم ریلی ترکیبی با فرکانس بالا است که به‌عنوان یک خط متروی سریع‌السیر عمل می‌کند و مشابه سیستم‌های RER در پاریس یا S-Bahn در کشورهای آلمانی‌زبان است. این خط شرق و غرب لندن را از طریق تونل‌های دوقلوی زیرزمینی به هم متصل می‌کند و با خطوط اصلی راه‌آهن مانند Great Western Main Line و Great Eastern Main Line ادغام می‌شود. کراس‌ریل با هدف کاهش ازدحام در شبکه متروی لندن، به‌ویژه خط مرکزی (Central Line)، و بهبود دسترسی به مناطق تجاری کلیدی مانند وست‌اِند، سیتی لندن و کنری‌وورف طراحی شده است. این خط 118 کیلومتر طول دارد و شامل 21 کیلومتر تونل دوقلو با قطر داخلی 6.2 متر است که بزرگ‌تر از تونل‌های متروی سنتی لندن با قطر 3.81 متر است.
اهداف اصلی پروژه Crossrail
هدف اصلی کراس‌ریل افزایش ظرفیت حمل‌ونقل ریلی لندن برای پاسخگویی به رشد جمعیت این شهر، که پیش‌بینی می‌شود تا سال 2030 به 10 میلیون نفر برسد، بود. این پروژه قصد داشت زمان سفر را کاهش دهد (مثلاً سفر از لیورپول استریت به هیترو از بیش از یک ساعت به 35 دقیقه کاهش یافت)، ازدحام در متروی لندن را کم کند، و با اتصال مناطق کلیدی مانند فرودگاه هیترو، وست‌اِند و کنری‌وورف، رشد اقتصادی و بازآفرینی شهری را تقویت کند. کراس‌ریل لندن همچنین با افزودن 1.5 میلیون نفر به محدوده 45 دقیقه‌ای مرکز لندن، دسترسی به فرصت‌های شغلی و تجاری را بهبود بخشید. این پروژه با استفاده از فناوری‌های پایدار و کاهش انتشار کربن، به اهداف زیست‌محیطی لندن نیز کمک می‌کند.
چالش‌های زمین‌شناسی در مسیر
تونل‌های کراس‌ریل در عمق 15 تا 40 متری زیر لندن حفر شدند و با چالش‌های زمین‌شناسی متنوعی مواجه شدند. خاک‌های مسیر شامل رس لندن (London Clay)، که یک رس سفت قهوه‌ای-آبی است، گروه لمبث (شامل شن، ماسه، سیلت و رس)، رسوبات تراس رودخانه، سازند تانت (شن) و گچ بود. در بخش‌هایی مانند پلومستد تا نورث وولویچ، که تونل‌ها از زیر رودخانه تیمز عبور می‌کنند، خاک‌های ناپایدار و جریان آب زیاد چالش‌هایی ایجاد کرد. برای مقابله با این مسائل، از ماشین‌های حفاری تعادل فشار زمین (EPB) برای رس لندن و ماشین‌های سپر دوغابی (Slurry Shield) برای خاک‌های نرم‌تر استفاده شد. بیش از 1400 گمانه تا عمق 70 متر برای بررسی شرایط زمین‌شناسی حفر شد تا ریسک‌های مرتبط کاهش یابد.
مسیر کلی و نقشه ایستگاه‌ها
مسیر کراس‌ریل لندن 118 کیلومتر طول دارد و از ردینگ و هیترو در غرب تا شنفیلد و ابی‌وود در شرق امتداد دارد. این خط شامل 41 ایستگاه است که 10 ایستگاه جدید (پدینگتون، باند استریت، تاتنهام کورت رود، فارینگدون، لیورپول استریت، وایت‌چپل، کنری‌وورف، کاستم هاوس، وولویچ و ابی‌وود) و 31 ایستگاه ارتقایافته است. بخش مرکزی شامل 21 کیلومتر تونل دوقلو است که از رویال اوک در غرب تا کاستم هاوس و پودینگ میل لین در شرق امتداد دارد. ایستگاه‌های زیرزمینی جدید، مانند لیورپول استریت، امکان اتصال به خطوط متروی شمالی، مرکزی، متروپولیتن، سیرکل و همراسمیت‌اند‌سیتی را فراهم می‌کنند.
زمان‌بندی اجرای پروژه
ایده کراس‌ریل در سال 1974 مطرح شد، اما برنامه‌ریزی جدی از سال 1989 آغاز شد. قانون کراس‌ریل در سال 2008 تصویب شد و ساخت‌وساز در سال 2009 شروع شد. حفاری تونل‌ها از سال 2012 تا 2015 طول کشید و بخش مرکزی در 24 مه 2022 افتتاح شد. با این حال، تأخیرهایی به دلیل چالش‌های فنی، مانند یکپارچه‌سازی سیستم‌های سیگنالینگ و نصب اسلب‌های شناور برای کاهش ارتعاش، باعث شد افتتاح کامل خط تا سال 2023 به تعویق بیفتد. آزمایش‌های عملیاتی از سال 2021 آغاز شد و خط به‌تدریج در فازهای مختلف افتتاح شد.
شرکت‌های پیمانکار و مشاور
کراس‌ریل توسط شرکت کراس‌ریل لیمیتد، زیرمجموعه‌ای از Transport for London (TfL)، مدیریت شد. کنسرسیوم Transcend (شامل AECOM، CH2M Hill و Nichols Group) به‌عنوان مدیر پروژه فعالیت کرد. پیمانکاران اصلی شامل Bam, Ferrovial, Kier (BFK) برای تونل‌های غربی، و Costain-Skanska و Laing O’Rourke برای ایستگاه‌ها بودند. Arup نقش کلیدی در طراحی تونل‌ها و ایستگاه‌ها داشت، در حالی که Network Rail بخش‌های سطحی را ارتقا داد. بیش از 140 قرارداد اصلی با بیش از 96 درصد قراردادها به شرکت‌های بریتانیایی واگذار شد و در اوج پروژه، بیش از 14,000 نفر مشغول به کار بودند.
بودجه اولیه و هزینه نهایی
بودجه اولیه کراس‌ریل لندن 14.8 میلیارد پوند (حدود 23 میلیارد دلار) بود، اما هزینه نهایی به 18.25 میلیارد پوند افزایش یافت. این افزایش به دلیل تأخیرها، پیچیدگی‌های فنی مانند یکپارچه‌سازی سه سیستم سیگنالینگ، و هزینه‌های اضافی برای حفاظت از زیرساخت‌های موجود و آثار باستانی بود. با این حال، این پروژه با ایجاد 42 میلیارد پوند ارزش اقتصادی برای بریتانیا، از جمله ایجاد شغل و بازآفرینی شهری، سودآوری قابل‌توجهی داشته است.
تکنولوژی‌های مورد استفاده در حفاری
حفاری تونل‌های کراس‌ریل با استفاده از هشت ماشین حفاری تونل TBM از شرکت Herrenknecht آلمان انجام شد. شش ماشین از نوع تعادل فشار زمین (EPB) برای خاک‌های رسی و دو ماشین سپر دوغابی (Mixshield) برای خاک‌های نرم و پرآب زیر تیمز بودند. این ماشین‌ها با قطر 7.1 متر، وزن 980 تن و طول 148 متر، با دقت میلی‌متری عمل کردند. سیستم‌های ناوبری VMT شرکت Herrenknecht برای هدایت دقیق TBMها استفاده شد. برای کاهش نویز و ارتعاش، از روش‌های مدرن مانند اسلب‌های شناور و پوشش بتنی پیش‌ساخته استفاده شد.
ماشین‌های TBM مورد استفاده
هشت TBM کراس‌ریل به نام‌های Ada، Phyllis، Elizabeth، Victoria، Jessica، Ellie، Mary و Sophia نام‌گذاری شدند که از طریق یک رقابت عمومی انتخاب شدند. این ماشین‌ها در چهار مسیر اصلی (رویال اوک تا فارینگدون، لیمو پنینسولا تا فارینگدون، پلومستد تا نورث وولویچ، و پودینگ میل لین تا استپنی گرین) کار کردند. هر TBM حدود 6.2 میلیون تن خاک را جابه‌جا کرد و تونل‌هایی با قطر داخلی 6.2 متر ایجاد کرد. TBMها به‌صورت 24 ساعته و با قابلیت عملیاتی 90 درصد کار کردند و در سال 2015 آخرین نفوذ را در فارینگدون انجام دادند.
ساخت و تجهیز ایستگاه‌های جدید
ده ایستگاه جدید کراس‌ریل با استفاده از روش پوشش بتنی پاششی (SCL) و حفاری زیرزمینی ساخته شدند. ایستگاه‌هایی مانند لیورپول استریت و تاتنهام کورت رود شامل تونل‌های پلتفرم 250 متری و سالن‌های بزرگ زیرزمینی هستند. برای مثال، ایستگاه لیورپول استریت دارای سه تونل اصلی (دو تونل پلتفرم و یک تونل کنکورس) و 12 گذرگاه متقاطع است. ایستگاه‌ها با مصالح بادوام مانند روکش فایبرگلاس تقویت‌شده (GFRC) و شیشه و استیل ضدزنگ مجهز شدند تا فضایی جادار و قابل‌نگهداری ایجاد کنند.
مدیریت ایمنی کارگاه‌های تونل
ایمنی در کراس‌ریل اولویت بالایی داشت، اما چالش‌هایی نیز وجود داشت. بیش از 35 میلیون ساعت کاری انجام شد، اما حوادثی مانند مرگ یک کارگر در سال 2014 به دلیل سقوط بتن و سه مورد مرگ مشکوک به حمله قلبی در سال 2019 گزارش شد. کراس‌ریل آکادمی حفاری و ساخت زیرزمینی (TUCA) را تأسیس کرد که بیش از 10,000 نفر را آموزش داد. حسگرهای بی‌سیم و کابل‌های فیبر نوری برای نظارت بر تنش تونل‌ها و کیفیت هوا استفاده شدند. با این حال، گزارش‌هایی از نگرانی‌های ایمنی و روابط صنعتی ضعیف به دلیل ترس کارگران از گزارش جراحات وجود داشت.
سیستم تهویه تونل‌ها
سیستم تهویه کراس‌ریل برای تأمین هوای تازه و مدیریت گرمای تولیدشده توسط قطارها (حدود 1 مگاوات گرما در هر قطار) طراحی شد. تونل‌ها با فن‌های بزرگ و شفت‌های تهویه مجهز شدند که در پورتال‌هایی مانند رویال اوک و کاستم هاوس قرار دارند. این سیستم‌ها برای حفظ کیفیت هوا و دمای مناسب در تونل‌های عمیق تا 40 متر زیر زمین ضروری بودند. طراحی تهویه همچنین امکان تخلیه اضطراری در شرایط بحرانی را فراهم می‌کرد و با استانداردهای ایمنی هماهنگ بود.
ویژگی‌های فنی قطارهای Crossrail
قطارهای کراس‌ریل، ساخته‌شده توسط Bombardier، شامل 70 قطار کلاس 345 با طول 205 متر و ظرفیت 1500 مسافر هستند. این قطارها با سیستم دو ولتاژ (خطوط هوایی و ریل سوم) کار می‌کنند و مجهز به ترمزهای بازتولیدی هستند که مصرف انرژی را تا 30 درصد کاهش می‌دهند. قطارها دارای تهویه مطبوع، واگن‌های بدون درب داخلی، و دوربین‌های مداربسته برای ایمنی هستند. سرعت عملیاتی آن‌ها تا 140 کیلومتر در ساعت است و در بخش مرکزی هر 2.5 دقیقه یک قطار حرکت می‌کند.
نقش سیستم‌های SCADA در پروژه
سیستم‌های SCADA (نظارت، کنترل و جمع‌آوری داده‌ها) در کراس‌ریل برای مدیریت یکپارچه زیرساخت‌ها، از جمله تهویه، سیگنالینگ، و تأمین برق استفاده شدند. این سیستم‌ها داده‌های بلادرنگ از حسگرهای تونل‌ها، ایستگاه‌ها و قطارها جمع‌آوری می‌کردند و امکان نظارت مرکزی از سه مرکز کنترل (-great Western، مرکزی و Great Eastern) را فراهم می‌کردند. SCADA به هماهنگی سیگنالینگ و مدیریت اضطراری کمک کرد و با مدل دیجیتال دوقلوی پروژه یکپارچه شد تا کارایی عملیاتی را بهبود بخشد.
زیرساخت‌های الکتریکی و سیگنالینگ
کراس‌ریل لندن از یک سیستم برق‌رسانی 25 کیلوولت خطوط هوایی استفاده می‌کند که با بیش از 50 کیلومتر کابل ارتباطی پشتیبانی می‌شود. سیستم سیگنالینگ شامل European Rail Traffic Management System (ERTMS) و سه سیستم سیگنالینگ مختلف برای هماهنگی با خطوط موجود است. یکپارچه‌سازی این سیستم‌ها یکی از دلایل اصلی تأخیرها بود، زیرا نیاز به آزمایش گسترده در تونل‌های هیترو و بخش مرکزی داشت. نصب درب‌های پلتفرم (Platform Screen Doors) در ایستگاه‌های زیرزمینی نیز به ایمنی و هماهنگی سیگنالینگ کمک کرد.
تعامل با خطوط متروی موجود لندن
کراس‌ریل با خطوط متروی لندن، از جمله خطوط شمالی، مرکزی، متروپولیتن، سیرکل و همراسمیت‌اند‌سیتی در ایستگاه‌هایی مانند لیورپول استریت و فارینگدون، ارتباط متقابل دارد. این خط همچنین با راه‌آهن سبک داکلندز (DLR) و خدمات ملی راه‌آهن ادغام شده است. برای مثال، ایستگاه لیورپول استریت امکان انتقال به فرودگاه استنستد را فراهم می‌کند. طراحی دقیق مسیر تونل‌ها، مانند فاصله 700 میلی‌متری در تاتنهام کورت رود با خط شمالی، از تداخل با زیرساخت‌های موجود جلوگیری کرد.
میزان ظرفیت روزانه مسافر
خط الیزابت برای حمل بیش از 200 میلیون مسافر در سال طراحی شده است که معادل حدود 550,000 مسافر روزانه است. در بخش مرکزی، 24 قطار در ساعت در هر جهت (هر 2.5 دقیقه یک قطار) حرکت می‌کنند که ظرفیت را به حدود 36,000 مسافر در ساعت در هر جهت می‌رساند. این خط با افزایش 10 درصدی ظرفیت ریلی لندن، ازدحام در خطوط متروی موجود را کاهش داده و امکان سفر سریع‌تر و راحت‌تر را برای مسافران فراهم کرده است. در دو سال اول بهره‌برداری، بیش از 350 میلیون سفر ثبت شد که نشان‌دهنده استقبال بالای مسافران است.
منبع: ابرار صنعتی
