রেকর্ড গড়তে চলা সমুদ্রতলের রেল সুড়ঙ্গে প্রথম ত্রিমিশ্র গ্যাস ব্যবস্থা চালু করলেন চীনা প্রকৌশলীরা

সমুদ্রের তলদেশে এক যুগান্তকারী অগ্রগতি

চীনের জিনতাং সমুদ্রতলের সুড়ঙ্গ নির্মাণে সহায়তার জন্য দেশটি প্রথমবারের মতো ত্রিমিশ্র গ্যাসনির্ভর শিল্ড টানেলিং ব্যবস্থা চালু করেছে। ১৬.১৮ কিলোমিটার দীর্ঘ এই রেলপথটি চালু হলে পৃথিবীর দীর্ঘতম সমুদ্রতলের উচ্চগতির রেল সুড়ঙ্গ হবে। দেশে উদ্ভাবিত এই প্রযুক্তির সাহায্যে প্রচলিত সীমার চেয়ে অনেক বেশি চাপে নিরাপদে কাজ করতে পারবেন শ্রমিকেরা। ভূগর্ভস্থ প্রকৌশলে এটি বড় অগ্রগতি। সুড়ঙ্গের ঝৌশান পাশের অংশে ব্যবস্থাটি কার্যকর করা হয়েছে, যেখানে নির্মাণকর্মীরা রেলপথ নির্মাণে এযাবৎকালের সবচেয়ে কঠিন পরিস্থিতিগুলোর মুখোমুখি হচ্ছেন। নির্দিষ্ট অনুপাতে হিলিয়াম, নাইট্রোজেন ও অক্সিজেন মিশিয়ে যন্ত্রটি এমন পরিবেশেও মানুষের জীবন ও সজাগতা বজায় রাখে, যেখানে পানি ও মাটির চাপ এমন পর্যায়ে পৌঁছায়, যা সাধারণত সুড়ঙ্গ খননের চেয়ে গভীর সমুদ্রে অনুসন্ধানের সঙ্গে বেশি সম্পর্কিত।

দীর্ঘতম সমুদ্রতলের উচ্চগতির রেল সুড়ঙ্গের ভেতরে

জিনতাং সুড়ঙ্গটি চীনের পূর্বাঞ্চলীয় ঝেজিয়াং প্রদেশের ব্যস্ত জলপথের নিচ দিয়ে নিংবো ও ঝৌশানকে যুক্ত করবে। নির্মাণ শেষ হলে ১৬.১৮ কিলোমিটার দীর্ঘ এই পথ সমুদ্রতলের দীর্ঘতম উচ্চগতির রেল সুড়ঙ্গের বিশ্ব রেকর্ড গড়বে। দৈর্ঘ্য ও জটিলতা, দুই দিক থেকেই এটি বিদ্যমান সমুদ্রতলের রেল সংযোগগুলোকে অনেক পেছনে ফেলবে। প্রকল্পটি বৃহত্তর পরিবহন নেটওয়ার্কের একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ। এই নেটওয়ার্কের লক্ষ্য মূল ভূখণ্ডের সঙ্গে ঝৌশানের যোগাযোগ আরও ঘনিষ্ঠ করা। দ্বীপপুঞ্জের এই শহরটির ভৌগোলিক বিচ্ছিন্নতা দীর্ঘদিন ধরে যাত্রী ও পণ্য পরিবহনে চ্যালেঞ্জ তৈরি করেছে।

ঝৌশান পাশের নির্মাণদল ৬,২৭০ মিটার দীর্ঘ শিল্ড টানেলিং অংশটির দায়িত্বে রয়েছে। সমুদ্রতলের নিচে বিভিন্ন ধরনের ভূস্তর ভেদ করে একটানা কয়েক মাস খনন করতে হবে। শিল্ড মেশিন, যা টানেল বোরিং মেশিন বা টিবিএম নামেও পরিচিত, গোলাকার সুড়ঙ্গ খননের পাশাপাশি ধস ঠেকাতে সহায়ক কাঠামো বসায়। এই বিশাল যন্ত্রগুলো ঘূর্ণায়মান কাটার হেড দিয়ে পাথর ও পলি গুঁড়িয়ে এগোয়। তবে কাটার যন্ত্র ক্ষয়ে যায় এবং নিয়মিত পরীক্ষা বা বদল করতে হয়। পানির স্তরের অনেক নিচে, চাপযুক্ত কক্ষে এ ধরনের রক্ষণাবেক্ষণ করা পুরকৌশলের সবচেয়ে বিপজ্জনক কাজগুলোর একটি।

প্রচলিত পদ্ধতি কেন অচল হয়ে পড়ে

অতিউচ্চচাপের কক্ষে কাজ করা শিল্ড টানেলিং শিল্পের সবচেয়ে কঠিন চ্যালেঞ্জগুলোর একটি। কয়েক দশক ধরে নির্মাণদল খননকক্ষে পানি ঢোকা ঠেকাতে সংকুচিত বায়ুর ব্যবস্থা ব্যবহার করে আসছে, যাতে শ্রমিকেরা কাটার হেডের রক্ষণাবেক্ষণে ভেতরে ঢুকতে পারেন। প্রচলিত সংকুচিত বায়ু পদ্ধতিতে নিরাপদ চাপের স্বীকৃত সীমা ০.৫ মেগাপাসকেল। এই সীমা পেরোলে ডিকম্প্রেশনজনিত অসুস্থতা ও অন্যান্য শারীরিক ঝুঁকি দ্রুত বেড়ে যায়, ফলে শ্রমিকদের প্রবেশ অত্যন্ত বিপজ্জনক হয়ে ওঠে।

তবে জিনতাং সুড়ঙ্গ পুরোনো এই সীমা অতিক্রম করেছে। এর গভীরতম অংশ সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে ৭৮ মিটার নিচে, যেখানে পানি ও মাটির সম্মিলিত চাপ বেড়ে ০.৮৫ মেগাপাসকেলে পৌঁছায়। এই চাপের মাত্রা বোঝাতে কল্পনা করুন, এক ইউয়ান মুদ্রার চেয়ে বড় নয় এমন একটি জায়গার ওপর প্রায় ৩০ কেজি ওজন চেপে আছে। প্রচলিত সংকুচিত বায়ু পদ্ধতিতে শ্রমিকদের পক্ষে এই চাপ সহ্য করা অসম্ভব। প্রকল্পটির জন্য জীবনধারণের সহায়তা ও চাপ নিয়ন্ত্রণে সম্পূর্ণ নতুন পদ্ধতি দরকার ছিল।

গভীর সমুদ্র থেকে নেওয়া প্রযুক্তি

এই চরম বাধার মুখে নির্মাণদল প্রচলিত খনন প্রযুক্তির বদলে গভীর সমুদ্রে ডুব দেওয়ার পদ্ধতির দিকে নজর দেয়। স্যাচুরেশন ডাইভিং ও মিশ্র গ্যাসে শ্বাস নেওয়ার ব্যবস্থা বহুদিন ধরে বাণিজ্যিক ডুবুরিদের এমন সমুদ্রগভীরে কাজ করতে সহায়তা করেছে, যেখানে সাধারণ সংকুচিত বায়ু প্রাণঘাতী হতে পারে। শ্রমিক সমুদ্রের তলায় তেল স্থাপনার মেরামত করুন বা ভূগর্ভে শত শত মিটার নিচে সুড়ঙ্গ খননযন্ত্রের ক্ষয়ে যাওয়া যন্ত্রাংশ বদলান, শারীরবৃত্তীয় নিয়ম একই থাকে। প্রকৌশলীরা সামুদ্রিক এই নীতিগুলো কাজে লাগিয়ে সুড়ঙ্গ নির্মাণের জন্য বিশেষভাবে তৈরি হিলিয়াম, নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের ত্রিমিশ্র গ্যাসব্যবস্থা উদ্ভাবন করেছেন।

এই ব্যবস্থায় বড় পরিবর্তন এনেছে হিলিয়াম। সাধারণ বাতাসের প্রধান উপাদান নাইট্রোজেনের তুলনায় হিলিয়ামের ঘনত্ব কম এবং এটি শরীরের টিস্যুর মধ্যে দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে। অতিরিক্ত চাপে স্বাভাবিক শ্বাসবায়ু থেকে বিপজ্জনক পরিমাণ নাইট্রোজেন রক্তে দ্রবীভূত হয়। এর ফলে নারকোসিস হতে পারে, যা কখনো কখনো ‘গভীর সমুদ্রের উন্মাদনা’ নামে পরিচিত; এতে বিচারবুদ্ধি ঝাপসা হয় এবং প্রতিক্রিয়ার গতি কমে যায়। ভূগর্ভের শত শত মিটার নিচে দিশেহারা কোনো শ্রমিক নিজের ও সহকর্মীদের জন্য বিপজ্জনক। দীর্ঘ সময় ধরে উচ্চ আংশিক চাপে অক্সিজেন শ্বাস নিলেও তা বিষক্রিয়া ঘটাতে পারে। হিলিয়াম এই দুই সমস্যাই এড়িয়ে যায়। ফলে সমুদ্রের গভীর তলদেশের মতো পরিস্থিতিতে কাজ করার সময় শ্রমিকদের মানসিকভাবে সজাগ ও শারীরিকভাবে স্থিতিশীল রাখতে এটি নিরাপদ মাধ্যম হিসেবে কাজ করে।

ডাইভিং প্রযুক্তিকে সুড়ঙ্গ নির্মাণে কাজে লাগানো অবকাঠামো প্রকৌশলের একটি ক্রমবর্ধমান প্রবণতার প্রতিফলন, যেখানে বিভিন্ন শাখার সমাধান ক্রমেই একে অন্যের ক্ষেত্রে প্রয়োগ হচ্ছে। সমুদ্রের তলায় তেল স্থাপনার ডুবুরিদের জন্য কার্যকর প্রযুক্তি সতর্কভাবে বদলে নিলে ভূগর্ভে শত শত মিটার নিচে রেল নির্মাণকর্মীদেরও সুরক্ষা দিতে পারে। সামুদ্রিক বিজ্ঞান ও পুরকৌশলের এই সমন্বয় বিশ্বজুড়ে উপকূলীয় অঞ্চলের পরবর্তী প্রজন্মের ভূগর্ভস্থ প্রকল্পগুলোর বৈশিষ্ট্য হয়ে উঠতে পারে।

ত্রিমিশ্র গ্যাসব্যবস্থা যেভাবে কাজ করে

নতুন সরঞ্জামটি কেবল একটি গাড়ির ওপর রাখা কয়েকটি গ্যাস সিলিন্ডার নয়। এতে রয়েছে দুটি প্রধান মডিউল—একটি গ্যাস মেশানোর জন্য, অন্যটি গ্যাস সরবরাহের জন্য। এগুলোকে সহায়তা করে গ্যাস বিতরণ কেন্দ্র, সরবরাহ কেন্দ্র ও ব্যক্তিগত শ্বাসযন্ত্রসহ ১১৩টি বিশেষায়িত উপমডিউল। এই মডিউলভিত্তিক কাঠামোর মাধ্যমে চাপযুক্ত কক্ষের প্রতিটি শ্রমিকের কাছে পৌঁছানো গ্যাসের মিশ্রণ নিখুঁতভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।

০.৫ থেকে ১ মেগাপাসকেল চাপের পরিসরে কাজ চালাতে পারে এই ব্যবস্থা। এর সর্বোচ্চ সীমা জিনতাং সুড়ঙ্গের ০.৮৫ মেগাপাসকেলের সর্বোচ্চ চাপকেও ছাড়িয়ে যায়, ফলে ভবিষ্যতের আরও কঠিন প্রকল্পের জন্যও নিরাপত্তার অতিরিক্ত ব্যবধান থাকে। কাটার ফেসের পরিবেশগত চাপের সঙ্গে মিলিয়ে হিলিয়াম, নাইট্রোজেন ও অক্সিজেনের অনুপাত গ্যাস মেশানোর অ্যালগরিদম তাৎক্ষণিকভাবে সমন্বয় করে। সুড়ঙ্গ যত গভীরেই হোক, এতে শ্রমিকেরা উপযোগী শ্বাসবায়ু পান।

প্রতিটি উপাদানকে ক্ষয়কারী লবণাক্ত পানির পরিবেশ, খননযন্ত্রের অবিরাম কম্পন এবং অতিউচ্চচাপের যান্ত্রিক চাপ সহ্য করতে হয়। প্রকৌশলীরা একাধিক বিকল্প নিরাপত্তাব্যবস্থা তৈরি করেছেন, যাতে কোনো একটি উপমডিউলে ত্রুটি দেখা দিলেও পুরো দলের জীবনধারণের সহায়তা ব্যাহত না হয়। দূরনিয়ন্ত্রণে নজরদারির মাধ্যমে উপরিভাগের দলগুলো নিজেরা কক্ষে না ঢুকেই গ্যাস প্রবাহের হার, চাপের মাত্রা ও প্রতিটি শ্রমিকের গুরুত্বপূর্ণ শারীরিক লক্ষণ পর্যবেক্ষণ করতে পারে।

চরম পরিস্থিতিতে শ্রমিকদের সুরক্ষা

চাপযুক্ত খননকক্ষে মানুষ প্রবেশ করলেই নিরাপত্তা হয়ে ওঠে প্রধান বিবেচ্য। উচ্চচাপের পরিবেশে নাইট্রোজেন নারকোসিস অন্যতম সূক্ষ্ম ও বিপজ্জনক হুমকি। চাপে এই নিষ্ক্রিয় গ্যাস স্নায়ুকোষে দ্রবীভূত হয়ে মদ্যপ অবস্থার মতো উপসর্গ তৈরি করে। নারকোসিসে আক্রান্ত কোনো শ্রমিক উচ্ছ্বসিত বা দিশেহারা বোধ করতে পারেন, ফলে নিয়মিত রক্ষণাবেক্ষণের কাজও প্রাণঘাতী ঝুঁকিতে পরিণত হয়। হিলিয়াম এ ধরনের মাদকতাসৃষ্টিকারী প্রভাব ফেলে না। তাই গভীর সমুদ্রের ডুবুরি এবং এখন সুড়ঙ্গের শ্রমিকেরাও এর ওপর নির্ভর করছেন।

অক্সিজেনের বিষক্রিয়াও আরেকটি বিপদ। জীবনধারণের জন্য অক্সিজেন অপরিহার্য হলেও, দীর্ঘ সময় ধরে উচ্চ আংশিক চাপে এটি শ্বাস নিলে ফুসফুস ও কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রের ক্ষতি হতে পারে। ত্রিমিশ্র ব্যবস্থায় অক্সিজেনের সঙ্গে হিলিয়াম মেশানো হয় এবং মিশ্রণে অক্সিজেনের অনুপাত সতর্কভাবে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। এতে কঠিন শারীরিক পরিশ্রম চালানোর জন্য পর্যাপ্ত গ্যাস সরবরাহের পাশাপাশি বিষাক্ত মাত্রায় অক্সিজেন জমে ওঠাও ঠেকানো যায়।

ডিকম্প্রেশনের প্রক্রিয়াও সতর্কতার সঙ্গে পরিচালনা করতে হয়। কাজের পালা শেষ হলে শ্রমিকদের একাধিক ধাপে চাপ কমিয়ে ওপরে উঠতে হয়, যাতে শরীরে দ্রবীভূত গ্যাস ধীরে ধীরে বেরিয়ে যেতে পারে। দ্রুত চাপ কমালে রক্তে বুদ্‌বুদ তৈরি হয়, যা ডিকম্প্রেশনজনিত অসুস্থতার কারণ হতে পারে। এটি বেদনাদায়ক এবং প্রাণঘাতীও হতে পারে। প্রতিটি পালায় শরীরে জমা হওয়া গ্যাসের পরিমাণ অনুযায়ী নিয়ন্ত্রিত ডিকম্প্রেশন সূচি তৈরি করতে মিশ্র গ্যাসব্যবস্থাটি সহায়তা করে।

বিশ্বের অবকাঠামো খাতে এর তাৎপর্য

চীনের এই ত্রিমিশ্র গ্যাসনির্ভর শিল্ড টানেলিং ব্যবস্থার সফল ব্যবহার বিশ্বের অবকাঠামো প্রকল্পগুলোর জন্য গুরুত্বপূর্ণ শিক্ষা বহন করে। টোকিও থেকে নিউইয়র্ক পর্যন্ত উপকূলীয় শহরগুলো জলপথের নিচে গণপরিবহন নেটওয়ার্ক সম্প্রসারণের ক্রমবর্ধমান চাপে রয়েছে। কিন্তু সম্ভাব্য অনেক পথেই নিংবো-ঝৌশান করিডরের নিচের মতো ভূতাত্ত্বিক পরিস্থিতির মুখোমুখি হতে হয়। ১ মেগাপাসকেল পর্যন্ত চাপে নিরাপদে কাজ করার সক্ষমতা আগে অসম্ভব বলে মনে হওয়া পথগুলোও বাস্তবায়নের সুযোগ তৈরি করে। এতে প্রকৌশলীরা আরও গভীর ও সরাসরি পথ বিবেচনা করতে পারবেন, যা যাত্রার সময় ও পরিবেশের ওপর বিরূপ প্রভাব কমাবে।

দেশের ভেতরেও এই উদ্ভাবন বড় আকারের সুড়ঙ্গ নির্মাণে চীনা প্রকৌশলীদের অগ্রণী ভূমিকা আরও জোরালো করেছে। দেশটিতে পৃথিবীর সবচেয়ে উচ্চাভিলাষী ভূগর্ভস্থ গণপরিবহন ব্যবস্থাগুলোর কয়েকটি রয়েছে। এই প্রযুক্তি সমুদ্রতলের রেলপথ উন্নয়নে বাধা হয়ে থাকা একটি গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতা দূর করেছে। অন্য খাতও এর সুফল পেতে পারে। ভূগর্ভস্থ খনি, সমুদ্রতলের কেবল স্থাপন এবং বৈজ্ঞানিক খনন প্রকল্পে অতিউচ্চচাপের পরিবেশ তৈরি হয়, যেখানে মিশ্র গ্যাসের জীবনধারণ সহায়ক ব্যবস্থা মূল্যবান হতে পারে।

বিশেষ করে জিনতাং সুড়ঙ্গ প্রকল্পে, শ্রমিকদের নিরাপত্তার সঙ্গে আপস না করেই ঝৌশান পাশের ৬,২৭০ মিটার অংশের কাজ নির্ধারিত সময়ে এগিয়ে নিতে এই ব্যবস্থা সহায়তা করছে। সুড়ঙ্গটি চালু হলে মূল ভূখণ্ড ও দ্বীপপুঞ্জের মধ্যে যাতায়াতের সময় অনেক কমবে এবং ঝেজিয়াং প্রদেশজুড়ে অর্থনৈতিক সংযোগ ও পর্যটন বাড়বে।

মূল কথা

• ঝেজিয়াং প্রদেশের জিনতাং সমুদ্রতলের সুড়ঙ্গ প্রকল্পে চীন দেশে উদ্ভাবিত প্রথম ত্রিমিশ্র গ্যাসনির্ভর শিল্ড টানেলিং ব্যবস্থা চালু করেছে।
• ১৬.১৮ কিলোমিটার দীর্ঘ সুড়ঙ্গটি নিংবো ও ঝৌশানকে যুক্ত করবে এবং পৃথিবীর দীর্ঘতম সমুদ্রতলের উচ্চগতির রেল সুড়ঙ্গ হবে।
• প্রচলিত সংকুচিত বায়ু পদ্ধতিতে চাপের সীমা ০.৫ মেগাপাসকেল। কিন্তু জিনতাং সুড়ঙ্গের গভীরতম অংশ সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে ৭৮ মিটার নিচে, যেখানে চাপ ০.৮৫ মেগাপাসকেলে পৌঁছায়।
• নতুন ব্যবস্থাটি হিলিয়াম, নাইট্রোজেন ও অক্সিজেন মিশিয়ে নিরাপদ শ্বাস-প্রশ্বাসের পরিবেশ তৈরি করে এবং অতিউচ্চচাপে কাজের সময় নাইট্রোজেন নারকোসিস ও অক্সিজেনের বিষক্রিয়া ঠেকায়।
• গভীর সমুদ্রে ডাইভিংয়ের প্রযুক্তি বদলে প্রকৌশলীরা এই ব্যবস্থা তৈরি করেছেন। ১১৩টি সমন্বিত উপমডিউলের সাহায্যে এটি ০.৫ থেকে ১ মেগাপাসকেল চাপের মধ্যে কাজ করতে পারে।