طراحی مقدماتی تونل ارتباطی جزیره خارگ به ساحل اصلی

ارتباط و استفاده از جزایر نزدیک به مناطق ساحلی و منابع آن و ایجاد راه های مناسب بین جزایر با سواحل معمولاً توسط حمل و نقل دریایی، هوایی، احداث پل و یا تونل انجام می شود که در حال حاضر در اکثر جزایر جنوبی کشور به صورت حمل و نقل دریایی مد نظر است. با توجه به عمق دریا، فاصله زیاد بین سواحل، ایجاد مانع برای کشتیرانی، مسائل زیست محیطی و ملاحظات استراتژیکی مربوط به پل ها، حفر تونل ارتباطی جزیره خارگ به ساحل اصلی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. کاربری های این تونل شامل حمل و نقل افراد و تجهیزات مورد نیاز و یا انتقال خطوط اصلی صادرات نفت و خطوط مخابرات، برق و آب خواهد بود. بررسی ها نشان می دهد در جزیره خارگ سازند آغاجاری رخنمون وسیعی داشته و عموماً شامل مارن های قرمز، ماسه سنگ های قهوه ای رنگ ریزدانه و بعضاً لایه هایی از مارن خاکستری می باشد. با استناد به اطلاعات پروژه های اجرا شده در محدوده ساختگاه تونل مورد نظر، خصوصیات زمین شناسی و ژئوتکنیکی مسیرهای پیش بینی شده حفر تونل تعیین شده است و جنس و ضخامت واحدهای زمین شناسی ساختگاه تونل به ترتیب عبارتند از: ماسه لای دار و رسوبات دریایی با ضخامت ثابت 8/5 متر، ماسه سنگ آهکی با ضخامت ثابت 7/5 متر و مارن با تناوب لایه های نازک سیلت و ماسه ریزدانه که تا اعماق ادامه دارد. با در نظر گرفتن سیستم حمل و نقل ریلی حهت انتقال کالا و نفرات و با توجه به حداکثر ابعاد واگن های حمل و نقل و سایر استانداردهای مرتبط، قطر تونل 8 متر در نظر گرفته شده است. همچنین با در نظر گرفتن تأثیر عمق سنگ بستر و سطح مقطع تونل بر پوش سنگ در پروژه های اجرا شده در دنیا، پوش سنگ تونل در تمامی نقاط مسیرهای پیش بینی شده حفر تونل 30 متر در نظر گرفته و با اعمال این پوش سنگ با رعایت شیب استاندارد، عمق و طول تونل برای گزینه های مختلف تعیین شده است. با تحلیل پایداری تونل ارتباطی جزیره خارگ به ساحل اصلی با استفاده از نرم افزار المان محدود plaxis و با در نظر گرفتن مفهوم کرنش برشی بحرانی، تونل از شرایط پایداری برخوردار می باشد. بر اساس ویژگی های مهندسی لایه مارن سپر epb برای حفاری تونل ارتباطی جزیره خارگ به ساحل اصلی انتخاب شده است. از سوی دیگر با استفاده از روش تجربی ترزاقی، فشار نگهداری جبهه کار تونل بصورت تقریبی در مقاطع مختلف بین 460 تا 480 کیلو پاسکال تعیین شده است. با توجه به تجربه پروژه هایی اجرا شده، حداقل هزینه های حفر و زمان ساخت تونل (کوتاه ترین مسیر)، 153 میلیون یورو و 4/5 سال برآورد شده است. تحلیل های حساسیت و مطالعات پارامتری به دلیل عدم قطعیت در پارامترها جهت مشخص شدن اهمیت هر یک از آن ها بکار می رود. بر اساس مطالعات پارامتری داده های زمین، با افزایش چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی لایه مارن، جابجایی های بیشینه در تونل همراه با سیستم نگهداری تقریباً ثابت و در تونل بدون سیستم نگهداری، کاهش می یابد و با افزایش مدول الاستیسیته لایه مارن، جابجایی های بیشینه در تونل کاهش و همچنین با افزایش نسبت بین تنش ها جابجایی های بیشینه در تونل افزایش یافته است. بر اساس تحلیل های حساسیت پارامترهای هندسی تونل، با افزایش عمق و قطر تونل، جابجایی های بیشینه در تونل افزایش یافته است.