שימוש בתת-הקרקע לצרכי פרויקטים הנדסיים אינו רעיון חדש וכבר לפני אלפי שנים השתמשו במנהרות ובמאגרים תת-קרקעיים למטרות שונות. בעידן המודרני, תת-הקרקע הופך להיות התווך המועדף להעברת פרויקטים של תחבורה ותשתיות מסוגים שונים. בייחוד במדינות קטנות וצפופות, כמו מדינת ישראל, ובמרכזי מטרופולינים וערים גדולות, בהן משאבי הקרקע מוגבלים מאוד ויקרים מאוד, קיים יתרון עצום להעברת כביש, מסילת רכבת, צנרת מים גדולה ותשתיות נוספות בתת-הקרקע.
בפרויקטי התשתית הגדולים ביותר במדינת ישראל כיום; קו הרכבת המהיר לירושלים והקו האדום של הרכבת הקלה בגוש דן, החלק הארי של הפרויקט הינו תת-קרקעי. בפרויקטים רבים אחרים כגון מנהרות הכרמל, כביש 6 (הקיים והמתוכנן), מסילת עכו-כרמיאל, קו המים החמישי לירושלים, פרויקט אגירה שאובה בגלבוע ואחרים, קיימות מנהרות באורך של קילומטרים.
חברת ארמי גרינשטיין הנדסה גיאודטית בע"מ הינה מהחברות המובילות בארץ בתחום זה. בפרויקט קו הרכבת המהיר לירושלים, היינו אחראים מטעם רכבת ישראל על תכנון וביצוע מדידות במנהרות באורך של כ- 40 ק"מ – מתוכם שתי מנהרות באורך של 11.5 ק"מ כל אחת . הפרויקט כלל ביצוע של ארבע מנהרות באמצעות מכונות TBM (Tunnel Boring Machine) – שתי מנהרות באורך של 3.5 ק"מ כל אחת ושתי מנהרות באורך של 11.5 ק"מ כל אחת, וחמש מנהרות נוספות בשיטת NATM (New Austrian Tunneling Method). בנוסף על כריית מנהרות, הפרויקט כולל את מתחם תחנת האומה בירושלים, הנמצא בעומק של כ- 80 מ' מתחת לפני הקרקע ו- 9 גשרים – מהם הגשר הארוך בארץ (גשר 6) והגשר הגבוה בארץ (גשר 10).
בפרויקט זה ופרויקטים אחרים שביצענו לאורך השנים, צברנו ניסיון עצום במדידות תת-קרקעיות – ניסיון הניתן לרכישה רק באמצעות תכנון וביצוע בפועל של תשתית גיאודטית ומדידות לאורך שנים רבות והתמודדות עם האתגרים הרבים שמציבה המדידה בתת-הקרקע.
מדידה תת-קרקעית שונה משמעותית ממדידה על פני הקרקע:
ראשית, מערכות מדידה מסוג GPS (Global Positioning System), שהינן בעלות תפקיד משמעותי ביותר בהקמת רשת הבקרה וביצוע מדידות רגילות, אינן שימושיות כלל בתת-הקרקע.
שנית, הסביבה התת-קרקעית, בייחוד במנהרות ארוכות, אינה מאפשרת למודד לבצע קשירה של רשת הבקרה בין שני קצוות ידועים והוא מסתמך על רשת בקרה בפורטל המנהרה בלבד. נושא זה הינו האתגר הגדול ביותר במדידה תת-קרקעית והוא מחייב שימוש בשיטות המדידה המדויקות ביותר ומכשירי המדידה המדויקים ביותר, להקטנת רמת אי הוודאות של דיוק כריית המנהרה. מדידה לא מקצועית ולא מדויקת במנהרות יכולה לגרום בקלות לסטיות של מטר ואף מטרים וזאת אפילו במנהרות קצרות יחסית של קילומטרים בודדים.
במנהרות וחללים תת-קרקעיים, הקבלן המבצע נסמך באופן מוחלט על המודד . בניגוד לפרויקטים על הקרקע, בהם הקבלן יכול לעבוד זמנים ארוכים יותר ללא ליווי המודד, על סמך נתונים וסימונים שבוצעו ע"י המודד בשטח, במנהרות נדרש ליווי צמוד וקבוע של המודד.
לבסוף, פרויקטים תת-קרקעיים מהווים את סביבת העבודה הקשה ביותר מבין כל סוגי הפרויקטים ההנדסיים: צפיפות רבה של כלים הנדסיים, חומרי בניה ופועלים בשטח מינימלי; בעיות גישה ותנועה במנהרה; אבק כבד; בעיות של איוורור; סכנת שריפה וסיכונים רבים אחרים הינם חלק מהאתגרים איתם מתמודד המודד וכל צוות הביצוע.
במסגרת הפרויקטים הרבים אותם ביצענו, סיפקנו, מעבר למדידות, ייעוץ מקצועי לאורך כל שלבי הפרויקט, כתיבת מפרטים טכניים בתחום המדידות עבור היזם והקבלנים (באנגלית ובעברית), ייצוג היזם מול גורמים מקצועיים וחברות ביצוע בינלאומיות ומתן פתרונות לכל בעיה ואתגר (והיו רבים) שהתעוררו לאורך הפרויקט.
דוגמאות למדידות בפרויקטים תת-קרקעיים
חתך ביקורת בטון סופי במנהרה 4 בקו הרכבת המהיר לירושלים
מפת חתכי מבנה פיר מאגר עליון בגלבוע
תרשים רשתות בקרה תת-קרקעיות בפרויקט אגירה שאובה בגלבוע
