اگر زیر مشهورترین برج ساعت جهان را ۳۰ متر خالی کنید چه می‌شود؟ (پاسخ: یک شاهکار مهندسی)

تصور کنید قرار است درست در چند قدمی یکی از مشهورترین و حساس‌ترین نمادهای تاریخی جهان، یعنی برج ساعت بیگ بن، یک گودال ۳۰ متری حفر کنید! آن هم درحالی‌که این برج از قبل کمی کج شده و روی خاک رس لغزنده و دمدمی‌مزاج لندن ایستاده است. این سناریوی دیوانه‌وار، چالش واقعی مهندسان در دهه‌ی ۱۹۹۰ برای ساخت ایستگاه متروی وست‌مینستر بود؛ پروژه‌ای که یک اشتباه کوچک می‌توانست به فروریختن بیگ بن و یک فاجعه‌ی ملی ختم شود.

برای جلوگیری از این کابوس، تیمی از نوابغ مهندسی به رهبری پروفسور جان برلند، مردی که پیش‌تر برج پیزا را از سقوط نجات داده بود، وارد میدان شدند. آن‌ها دست به کارهای خارق‌العاده‌ای زدند: خطوط فعال و شلوغ مترو را به معنای واقعی کلمه در هوا معلق نگه داشتند تا زیر آن را حفاری کنند و با روشی هوشمندانه، سیمان را به زیر فونداسیون برج تزریق کردند. با هر حرکت میلی‌متری خاک، آن‌ها زمین را در جای خود میخکوب می‌کردند تا این غول پیر حتی تکان نخورد. نتیجه، تولد یکی از زیباترین ایستگاه‌های متروی جهان بود که بدون وارد کردن کوچک‌ترین آسیبی به تاریخ، آینده را در دل لندن بنا کرد.

اما آیا می‌دانید مهندسان برای اینکه زمین زیر برج را ثابت نگه دارند و همزمان جلوی نفوذ آب رودخانه را بگیرند، با چه چالش‌های بزرگی روبرو بودند؟

برج ساعت الیزابت، ساخته‌شده در ۱۸۵۹، فقط یک سازه‌ی باشکوه با عقربه‌های دقیق نیست؛ او شاهدی زنده بر تاریخ پر فراز و نشیب بریتانیاست: برجی که دو جنگ جهانی را تاب آورد، هفت تاج‌گذاری سلطنتی را تماشا کرد و از جایگاهش در کنار کاخ وست‌مینستر، دید که لندن چگونه از قلب یک امپراتوری به یک کلان‌شهر مدرن تبدیل شد.

در همین صحن‌ها بود که وینستون چرچیل با نطق‌های آتشین خود ملتی را به مقاومت فراخواند و همین‌جا بود که سرنوشت برگزیت اعلام شد. هر آجر این مجموعه، بار تاریخ را بر دوش دارد.

بیگ‌بن هم از این قاعده مستثنی نبود؛ این برج عظیم‌الجثه، حتی پیش از شروع هرگونه عملیات ساختمانی در اطرافش، به دلیل همین حرکات نامحسوس خاک و گذشت زمان، پتانسیل کج‌شدن را داشت.

سال ۱۹۹۳، پیش از آنکه اولین کلنگ پروژه به زمین بخورد، بیگ بن حدود ۲۲ سانتی‌متر به سمت شمال غربی خم شده بود. این زاویه را نمی‌توانستید با چشم غیرمسلح تشخیص دهید، اما برای مهندسانی که قرار بود در چندقدمی آن یک حفره‌ی ۳۰ متری ایجاد کنند، کابوسی تمام‌عیار به‌نظر می‌رسید.

بیگ‌بن در آن سال‌ها بیشتر به بیمار سالخورده شباهت داشت: شکننده، حساس، و نیازمند مراقبتی دائمی که کوچک‌ترین لرزشی می‌توانست وضعیتش را بحرانی کند. حالا قرار بود کنار تخت این بیمار، نه لرزه‌ای خفیف، بلکه چیزی شبیه یک زلزله‌ی مهندسی‌شده رخ بدهد: پروژه‌ی گسترش مترو لندن.

دهه‌ی ۱۹۹۰، لندن در تب‌وتاب بزرگ‌ترین پروژه‌ی زیرساختی نیم‌قرن اخیر می‌سوخت: توسعه‌ی خط جوبیلی (Jubilee Line Extension). طرحی ۳٫۵ میلیارد پوندی که قرار بود شریان‌های تازه‌ای به قلب شبکه‌ی متروی شهر تزریق کند. اما در میان تمام ایستگاه‌های این خط، یک نام بیشتر از بقیه لرزه بر اندام مهندسان می‌انداخت: وست‌مینستر.

ایستگاه وست‌مینستر قرار بود آخرین قطعه‌ی این پازل غول‌آسا باشد، و دلیل این تأخیر هم روشن بود: ساخت‌وساز در این نقطه بیشتر شبیه به‌عنوان یک مأموریت غیرممکن شناخته می‌شد تا یک پروژه‌ی عمرانی.

نسخه‌ی اولیه‌ی ایستگاه، در شب کریسمس ۱۸۶۸ افتتاح شده بود؛ سازه‌ای کوچک که با روش ساده‌ی «حفر و پوشش» (Cut and Cover) ساخته شده بود. اما آنچه در دهه‌ی نود قرار بود اتفاق بیفتد، چیزی به‌مراتب جاه‌طلبانه‌تر بود. این بار ایستگاه باید به اعماق زمین می‌رفت تا به خط تازه‌ی جوبیلی متصل شود.

این بن‌بست ادامه داشت تا اینکه مارگارت تاچر، نخست‌وزیر وقت، با همان قاطعیت همیشگی‌اش وارد میدان شد. تحت رهبری او، حامیان پروژه بر موانع و مخالفت‌ها غلبه کردند و راه برای تخریب چند ساختمان باز شد. تصمیمی جنجالی: قربانی‌کردن بخشی از تاریخ برای ساختن آینده.

قرار شد در جای ساختمان‌های تخریب‌شده، خانه پورتکالیس (Portcullis House)، مجموعه‌ی اداری مدرنی برای اعضای پارلمان ساخته شود. معماران شرکت هاپکینز آن را به‌گونه‌ای طراحی کردند که بنا و ایستگاه متروی زیرینش، یک موجودیت واحد و یکپارچه باشند. درواقع ساختار خانه پورتکالیس مانند ریشه‌های یک درخت غول‌آسا به اعماق ایستگاه نفوذ می‌کرد و وزن خود را به سکوهای زیرزمینی منتقل می‌ساخت.

این طراحیِ درهم‌تنیده، مهندسان را با چالشی سرگیجه‌آور روبه‌رو کرد. اندی بارنت، یکی از معماران پروژه، بعدها گفت: «درهم‌آمیختن ساختار این ساختمان سنگین‌وزن در بالای سر ما، که از نظر امنیتی یک ضرورت به‌حساب می‌آمد، با ساختار ایستگاه زیرین، چالش فنی شگفت‌انگیزی بود.»

تیم مهندسی در وست‌مینستر با مجموعه‌ای از معماهای مهیب روبه‌رو بود: چطور می‌شود یک گودال ۳۰ متری درست کنار رودخانه تیمز و زیر پای برجی نیمه‌کج حفر کرد، درحالی‌که یک خط متروی شلوغ باید بی‌وقفه کار کند؟

آن‌ها برای این سؤال جواب غیرمتعارف یافتند: روش «ساخت از بالا به پایین» (Top-down construction). در روش سنتی، ابتدا زمین را گودبرداری می‌کنند و سپس سازه طبقه به طبقه از پایین‌به‌بالا بالا می‌آید. اما اینجا چنین چیزی ممکن نبود. پس مهندسان ابتدا دیوارهای حائل عمیق را در زمین فرو کردند تا کارگاه را ایزوله کنند.

بعد، دست به حرکتی زدند که بیشتر به صحنه‌ای از یک فیلم پرهیجان شباهت داشت: خطوط فعال و قدیمی مترو (خطوط سیرکل و دیستریکت) را که باید در جای خود باقی می‌ماندند، به معنای واقعی کلمه در هوا معلق کردند. به بیان ساده، مهندسان برای حفظ خطوط فعال مترو، یک سازه‌ی موقت فولادی در اطراف تونل‌ها ساختند و بخشی از ریل‌ها را روی آن نشاندند. این کار، به‌ظاهر ساده، در عمل به معنای نگه‌داشتن چند صد تُن وزن در وضعیتی معلق بود.

در تمام این مدت، قطارها همچنان در رفت‌وآمد بودند؛ مسافرانی که هر روز از ایستگاه عبور می‌کردند، کوچک‌ترین تصوری نداشتند که درست زیر همان مسیر، کارگران در حال خالی‌کردن زمین و آماده‌سازی سالن جدید بلیط‌فروشی‌اند.

در نهایت حتی همان خطوط متروی معلق هم باید حدود ۳۰ سانتی‌متر پایین‌تر می‌آمدند تا جایی برای ورودی اصلی ساختمان پورتکالیس باز شود. این جابه‌جایی شبانه، در ساعاتی که مترو تعطیل بود، با دقتی نفس‌گیر پیش رفت.

ساختار داخلی ایستگاه نیز اثری هنری مهندسی است: یک جعبه‌ی بتنی عظیم که دیوارهای آن با پشت‌بندهای غول‌پیکر تقویت می‌شود و توسط تیرهای فولادی قطور استحکام می‌یابد تا در برابر فشار زمین و آب مقاومت کند. شش ستون عظیم، وزن دیوارهای حیاط داخلی خانه پورتکالیس را به پایین منتقل می‌کنند و یک هسته‌ی بتنی بزرگ، پله‌برقی‌ها و آسانسورها را در خود جای می‌دهد.

در این فضای به‌شدت فشرده، طراحان به‌منظور القای حس وسعت، دست به ترفندهای هوشمندانه‌ای زدند. سقف‌ها با فرورفتگی‌های شش‌ضلعی شبیه کندوی عسل طراحی شدند و با نورپردازی استراتژیک، عمق بصری فضا را افزایش دادند.

همه چیز، از دیوارها و پله‌برقی‌ها گرفته تا باجه‌های بلیت، از یکی از دو شبکه هندسی پیروی می‌کند: شبکه‌ی قطری راه‌آهن که با زاویه‌ی ۴۵ درجه از سایت عبور می‌کند، یا شبکه‌ی قائم ساختمان بالای سرش. تلاقی این دو نظم هندسی، پویایی بصری خیره‌کننده‌ای به ایستگاه می‌بخشد؛ ترکیبی از نظم، جسارت و زیبایی در قلب لندن.

باوجود تمام نبوغ مهندسی، سایه‌ای بزرگ روی پروژه سنگینی می‌کرد: بیگ‌بن. هر بار که بیل مکانیکی زمین را می‌شکافت، هر ضربه‌ی چکش، می‌توانست آخرین اخطار برای فونداسیون لرزان برج باشد. برای مدیریت این ریسک بزرگ، پروژه به یک ناجی نیاز داشت و آن ناجی، پروفسور جان برلند از امپریال کالج لندن بود.

رزومه‌ی برلند مهارت و توانایی‌اش را آشکار می‌کرد. او در تیمی حضور داشت که چند سال قبل، برج کج پیزا را از فروپاشی نجات داده بود. اگر کسی می‌توانست بیگ‌بن را در برابر لرزش‌ها ایمن نگه دارد، بی‌تردید او بود.

برلند و تیمش یک سیستم پایش فوق‌دقیق طراحی کردند تا کوچک‌ترین حرکت برج زیر نظر گرفته شود. ابزار اصلی‌شان یک «خط شاقول خودکار» بود؛ وزنه‌ای سنگین آویخته از بالای برج، که هرگونه انحراف در زاویه‌ی نخ آن، حرکت برج را عیان می‌کرد.

برای اطمینان بیشتر یک شاقول نوری هم نصب شد که با پرتوی لیزری یک خط عمودی بی‌نقص می‌ساخت. این سیستم‌ها به تیم اجازه می‌داد هر روز موقعیت برج را با دقتی خیره‌کننده، در حد یک‌دهم میلی‌متر رصد کنند.

راه‌حل برلند، همان‌قدر که ساده به‌نظر می‌رسید هوشمندانه بود: تزریق گروت (Grout). روشی که پیش‌تر در پروژه‌های فوق‌حساس دیگر هم جواب داده بود، حالا باید نقش عمل جراحی پیشگیرانه را برای بیگ‌بن بازی می‌کرد.

لوله‌های فولادی بلند، افقی در زمین و درست زیر فونداسیون برج فرورفتند. هر بار که سیستم پایش حتی کسری از میلی‌متر حرکت را ثبت می‌کرد، مهندسان دست‌به‌کار می‌شدند و مخلوطی از سیمان و مواد شیمیایی را با فشار از طریق این لوله‌ها به خاک تزریق می‌کردند. این مواد حفره‌های خالی را پر می‌کرد، فشار معکوسی ایجاد می‌نمود و خاک را دوباره سر جای خود می‌نشاند.

حتی طراحی مسیر تونل‌های جدید خط جوبیلی نیز با تمرکز بر محافظت از بیگ بن انجام شد. برخلاف رویه‌ی معمول در متروی لندن که تونل‌های رفت‌وبرگشت در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند، در ایستگاه وست‌مینستر، این دو تونل روی‌هم ساخته شدند.

این طراحی عمودی، «ردپای» راه‌آهن را به حداقل می‌رساند و حجم کمتری از زمین را در نزدیکی برج درگیر می‌کرد. همچنین باعث می‌شد ارتعاش دائمی عبور قطارها کمتر به سطح زمین منتقل شود و آرامش بناهای تاریخی اطراف بر هم نخورد.

انگار مهارکردن یک برج کج کافی نبود؛ تیم ساختمانی باید با دشمنی دیگر هم دست‌وپنجه نرم می‌کرد: رودخانه‌ی تیمز. حفاری یک جعبه‌ی ۳۰ متری درست چند قدم دورتر از یکی از بزرگ‌ترین رودخانه‌های بریتانیا چیزی کمتر از یک قمار عظیم نبود.

دیوارهای دیافراگمی که برای جلوگیری از نفوذ آب ساخته شده بودند، در حین ساخت شروع به نشت کردند. یک اشتباه، یک ترک پیش‌بینی‌نشده در این دیواره‌ها، می‌توانست کل سیستم متروی لندن را در عرض چند دقیقه به استخری غول‌پیکر تبدیل کند.

هیچ‌کس از جزئیات خبر نداشت، تا اینکه کارگران در حین ساخت‌وساز، به یک تونل واقعی برخوردند: مسیری که ایستگاه را به کاخ وست‌مینستر در آن‌سوی خیابان متصل می‌کرد. همین کشف پیش‌بینی‌نشده هم باید به‌گونه‌ای مدیریت می‌شد تا پروژه از مسیر خارج نشود.

آسیب‌زدن به بیگ بن یا غرق‌کردن مترو، هر کدام می‌توانست یک افتضاح ملی و یک لکه‌ی ننگ ابدی بر تاریخ مهندسی بریتانیا باشد. اما در نهایت، هیچ‌کدام از این کابوس‌ها به حقیقت نپیوست.

ایستگاه متروی وست‌مینستر، ۲۵ سال بعد از ساخت، هنوز هم یک شاهکار معماری است و با ظاهر بتنی و پله‌برقی‌های بزرگش، یکی از زیباترین ایستگاه‌های متروی دنیا به شمار می‌رود.

اما مهم‌تر از ظاهرش، مهندسی فوق‌العاده پیچیده‌ی آن است. ساختن این ایستگاه در کنار برج ساعت بیگ بن، کاری بسیار حساس و دقیق بود. مهندسان مجبور شدند برای مدتی قطارها را در هوا معلق نگه دارند تا بتوانند این سازه‌ی عظیم را زیر زمین بسازند، آن هم بدون اینکه به ساختمان‌های قدیمی اطراف آسیبی برسد.

در واقع، این ایستگاه نمادی از توانایی انسان است که توانست در عین ساختن آینده، از تاریخ و گذشته هم محافظت کند.