چالش ها و فرصت های طراحی و اجرای تونل های شهری مکانیزه با قطر بزرگ - نویسنده: دکتر صادق طریق ازلی

چالش ها و فرصت های طراحی و اجرای تونل های شهری مکانیزه با قطر بزرگ

صادق طریق ازلی - مهندسین مشاور رهسازطرح

مقدمه

با توجه به رشد سریع شهرنشینی و محدودیت های فضای شهری در ایران، استفاده از تونل های مکانیزه با قطر بزرگ برای توسعه شبکه های مترو و بزرگراه های زیرزمینی ضرورتی اجتناب ناپذیر است. لذا انجمن تونل ابران اقدام به برگزاری همایش فرصت ها و چالش های به کارگیری دستگاه های حفار مکانیزه بزرگ مقطع در ایران نمود که این موضوع نشان دهنده اهمیت این موضوع در کشور است.

دکتر «جمال رستمی» استاد ایرانی دانشگاه کلرادو امریکا و نایب رئیس انجمن بین المللی تونل، پروفسور «یون بای» استاد دانشگاه تونگ جی چین، دکتر «نوح بیلجین» رئیس انجمن تونل ترکیه و استاد دانشگاه فنی استانبول، دکتر «فلیکس امبرگ» رئیس گروه تونل سازی امبرگ سوئیس، دکتر «محمد خسروتاش»، دکتر «صادق طریق ازلی» و دکتر «جعفر حسن پور» همگی از اعضای انجمن تونل ایران به همراه دکتر «اولریش ریم» رئیس انجمن مشاوران تونل سازی آلمان و «چن کونپنگ» از شرکت CREG چین، نفراتی بودند که به صورت حضوری و یا آنلاین به سخنرانی و ارائه مطلب در همایش مذکور پرداختند.

پوستر همایش فرصت ها و چالش های به کارگیری دستگاه های حفار مکانیزه بزرگ مقطع در ایران که دکتر صادق طریق ازلی هم یکی از سخنرانان این همایش بوده و در ادامه خلاصه ای از سخنرانی مذکور ارائه شده است.این مقاله با نگاهی کاربردی و مبتنی بر تجربیات عملی، راهنمای مفیدی برای مهندسان و مدیران پروژه های تونل سازی در ایران ارائه می دهد.

تونل های مکانیزه با قطر بزرگ (معمولا بیش از ۱۲ متر) به عنوان راهکاری کلیدی در توسعه زیرساخت های شهری و بین شهری مورد استفاده قرار می گیرند. این تونل ها در پروژه هایی مانند مترو، بزرگراه ها و خطوط ریلی کاربرد دارند و با وجود مزایای فراوان، چالش های فنی و اجرایی قابل توجهی نیز به همراه دارند.

کاربردهای تونل های مکانیزه با قطر بزرگ

- متروهای شهری: افزایش ظرفیت حمل و نقل عمومی با امکان جای دادن چندین خط قطار.

- تونل های جاده ای و بزرگراهی: کاهش ترافیک سطحی و بهبود جریان ترافیک در مناطق پرتردد.

- پروژه های ریلی بین المللی: مانند تونل مانش که اتصال بین کشورها را فراهم می کند.

فرصت ها

- کاهش تاثیرات منفی بر محیط زیست و سازه های سطحی.

- افزایش سرعت و ایمنی حفاری به دلیل استفاده از ماشین آلات پیشرفته.

- کاهش زمان و هزینه های کلی پروژه در مقایسه با روش های سنتی.

- طراحی بهینه فضای داخلی تونل و جانمایی سازه های جانبی.

چالش ها

1. پیچیدگی های فنی و طراحی:

- کنترل فشار در اتاقک حفاری و مدیریت گپ بین زمین و شیلد.

- شرایط زمین شناسی متغیر و جبهه کار مختلط (خاک/سنگ).

- فشار بالای آب زیرزمینی و نیاز به سیستم های کنترل آب.

2. هزینه های بالا:

- نیاز به تجهیزات پیشرفته و نیروی انسانی متخصص.

- هزینه های اولیه خرید و نگهداری ماشین های حفار (TBM).

3. محدودیت های مکانی:

- نیاز به فضای بزرگ برای کارگاه ها و مونتاژ دستگاه ها.

- چالش های لجستیکی در حمل و نقل قطعات بزرگ.

4. نگهداری و تعمیرات:

- زمان بر بودن تعمیرات در صورت بروز خرابی (مانند پروژه تونل سیاتل با TBM "Bertha").

چالشهای طراحی و اجرای تونل های مکانیزه با قطر بزرگ (صادق طریق ازلی ، ۱۴۰۳)

راهکارها و استراتژی ها

- استفاده از تکنولوژی های هوشمند برای نظارت و کنترل عملیات.

- تحلیل دقیق شرایط زمین شناسی و ارزیابی ریسک قبل از اجرا.

- به کارگیری تجربیات موفق پروژه های مشابه (مانند تونل اوراسیا در استانبول).

- مدیریت کارآمد پروژه و برنامه ریزی دقیق برای کاهش تاخیرات و هزینه ها.

راهکارها و استراتژی ها برای مقابله با چالش های ماشین های قطر بزرگ (صادق طریق ازلی ، ۱۴۰۳)

مطالعات موردی

1. تونل سیاتل (Bertha):

- چالش: برخورد با مانع زیرزمینی و توقف ۲ساله برای تعمیرات.

- راهکار: استفاده از جرثقیل های سنگین و همکاری تیم های متخصص.

2. تونل اوراسیا (استانبول):

- موفقیت: اجرای تونل دوطبقه زیر تنگه بسفر با استفاده از TBM با قطر ۱۳.۷ متر.

3. تونل شهید متوسلیان (تهران):

- چالش: وجود معارضین سطحی و زیرسطحی مانند ساختمان های تاریخی و قنات ها.

- راهکار: انتخاب روش اجرای مناسب (مکانیزه یا سنتی) بر اساس شرایط پروژه.

نتیجه گیری

تونل های مکانیزه با قطر بزرگ با وجود چالش های فنی و مالی، به دلیل مزایای چشمگیر در کاهش ترافیک، بهبود محیط زیست و افزایش کارایی، گزینه ای مطلوب برای پروژه های زیرساختی هستند. موفقیت در این پروژه ها مستلزم استفاده از تکنولوژی های پیشرفته، مدیریت ریسک و بهره گیری از تجربیات بین المللی است.

پیشنهادات

- سرمایه گذاری در تحقیق و توسعه برای بهبود فناوری TBM.

- آموزش و توانمندسازی نیروی انسانی متخصص.

- تدوین استانداردهای ملی برای طراحی و اجرای تونل های بزرگ.

این مقاله می تواند به عنوان مرجعی برای مهندسان و مدیران پروژه های تونل سازی در ایران مورد استفاده قرار گیرد.

منابع:

منابع:
۱. تین نیوز (۱۴۰۳). "برگزاری همایش فرصت ها و چالش های به کارگیری دستگاه های حفار مکانیزه بزرگ مقطع در ایران".
۲. گزارش فنی شرکت متروی تهران (۱۴۰۱). "تجربیات پروژه های تونل سازی مکانیزه در تهران".

https://www.aparat.com/v/lhd6i17

ضمائم

• فهرست ماشین های قطر بزرگ که در نقاط مختلف دنیا استفاده شده اند

سخنرانی دکتر صادق طریق ازلی در همایش ماشین های حفار قطر بزرگ (MEGA TBM)