بخشی از مقاله
خلاصه
تونل معلق دریایی نوعی تونل زیر آبی است که جهت انتقال خطوط لوله نفت و گاز از منطقه دریایی، در عمق معینی نسبت به سطح آب، توسط پایه های کششی به بستر دریا مهار می شود و توسط نیروی شناوری، نیروی وزن خود و نیروی ایجاد شده توسط سیستم پایه های کششی در حال تعادل باقی می ماند. در این مقاله به معرفی تونل های معلق دریایی و روش های طراحی و ساخت آن ها پرداخته شده است، چرا که این نوع تونل ها از نقطه نظر اقتصادی و سازه ای در مقایسه با روش های متداول انتقال خطوط نفت و گاز از طریق بستر مناطق دریایی مزایای قابل توجهی دارند.
شرکت بین المللی پتروبراسان به عنوان یک پیمانکار در صنایع فراساحل تلاش نموده از تحقیقات علمی و یافته های نوین بیشترین استفاده را نموده و در پروژه های اجرایی از آنها بهره گیرد.
-1 مقدمه
اهمیت انرژی در دنیای امروز بر کسی پوشیده نیست. هر چند در سالهای اخیر بشر به استفاده از انرژیهای نو از جمله ژئوترمال - زمین حرارتی ، - انرژی خورشیدی، انرژی اتمی و ... روی آورده است؛ اما هنوز هم با توجه به محدود بودن منابع انرژی سوختهای فسیلی و منابع هیدروکربوری و رقابت شدید در استفاده از این منابع، این بخش از مبحث انرژی از اهمیت حیاتی برخوردار است.
با توجه به نیاز روزافزون جهان به فرآوردههای نفتی و گازی و طرح پروژههای متعدد در صنایع نفت و گاز، سرمایهگذاری زیادی در این حوزه انجام شده است . بدیهی است برخورداری از این منابع انرژی مستلزم اطلاع از آخرین پیشرفتهای فنی و علمی دنیا و بکارگیری آنها در زمینه تولید، استخراج نفت و گاز، انتقال و نحوه پالایش و فرآورش این ذخایر عظیم میباشد. مبحث انتقال نفت و گاز به وسیله تونل های معلق از پیچیدگیهای خاصی برخوردار است و یک حوزه مهندسی جدید است که در طی دهه اخیر توسعه یافته است
تونل معلق نوعی تونل زیر آبی است که از قطعات پیش ساخته تشکیل شده است، این قطعات را که از جنس فولاد یا بتن مسلح یا ترکیبی از این دو می باشند، پس از ساخت اولیه شناور کرده و به طرف محل اجرا یدک می کشند، سپس قطعات را غرقاب کرده و در عمق مطمئنی نسبت به سطح آب، توسط سیستم پایه های کششی به بستر دریا مهار می کنند. در شکل1 شمای کلی از یک تونل معلق نشان داده شده است.
شکل-1 شمای کلی از تونل معلق دریایی
تونل های معلق توسط نیروی شناوری، نیروی وزن خود و نیروی ایجاد شده توسط سیستم پایه های کششی در حال تعادل باقی می مانند. این نوع تونل ها در مقایسه با روش های معمولی مزایای قابل توجهی دارند، به طوری که از نقطه نظر سازه ای، سطح تماس کمتری با محیط اطراف خود دارند، از این رو تأثیرپذیری آن ها از توفان های دریایی و زلزله کمتر می باشد، و از نقطه نظر اقتصادی، هزینه ساخت این نوع تونل ها با طول آن ها رابطه خطی دارد. تابحال، هیچ تونل معلقی در دنیا ساخته نشده است، چرا که بمنظور اجرای چنین سازه ای باید مطالعات عددی و آزمایشگاهی کاملی جهت ارزیابی رفتار سازه ای این نوع تونل ها انجام گیرد، با وجود این، در موارد زیادی بعنوان یکی از گزینه های سازه ای، جهت عبور از مناطق دریایی، مورد توجه مهندسین و نهادهای مربوطه قرار گرفته است، که در جدول1 به تعدادی از این موارد اشاره شده است.
جدول -1 موارد پیشنهادی جهت اجرای تونل معلق دریایی
-2 ملاحظات مربوط به طراحی تونل های معلق دریایی
جهت طراحی یک تونل معلق، ملاحظات اساسی زیر باید مورد توجه قرار گیرند :
1-2 ملاحظات ژئوتکنیکی و هیدروگرافی محل اجرای پروژه
یکی از مهمترین مسائلی که در طراحی تونل های معلق باید مورد توجه قرار گیرد، خصوصیات ژئوتکنیکی و هیدروگرافی محل اجرای پروژه است،که شامل موارد زیر می باشد:
خصوصیات ژئوگرافی منطقه دریایی، خصوصاً در موقعیت عملیات اجرایی تونل ؛ خصوصیات زمین شناسی و ژئوتکنیکی بستر دریا و محل تقاطع تونل با ساحل ؛ خصوصیات محیطی دریا - جریان های دریایی، موج، جزرومد و .... - ؛ خصوصیات زلزله و گسل های مربوطه در منطقه.
2,2. ملاحظات مربوط به طراحی قطعات پیش ساخته تونل های معلق دریایی
اصول اساسی در طراحی قطعات تونل های معلق شامل طراحی مقطع تونل، تحلیل سازه ای، نفوذناپذیری و مقاوم بودن قطعات در برابر خوردگی، طراحی اتصالات قطعات به یکدیگر و طراحی سیستم های تهویه داخل تونل می باشند.
جنس مقطع تونل می تواند از فولاد یا بتن مسلح یا ترکیبی از این دو باشد. شکل مقطع تونل نیز می تواند دایروی یا بیضوی و یا چند ضلعی باشد. در طراحی مقطع تونل باید فضاهای لازم و کافی برای عبور خطوط لوله مورد نظر، سیستم های تهویه و فعالیت های تعمیری و نگهداری از سازه را تأمین نمود. مقطع تونل معمولاً بصورت تکی می باشد، ولی در مواردی که به فضای زیادی نیاز باشد و از طرفی عمق آب در افزایش قطر تونل محدودیت ایجاد کند، مقطع تونل بصورت دوبل طراحی می شود
