تجربیات اجرایی احداث موج شکن سنگی در آب عمیق
فهرست
1- مقدمه
2- معرفی پروژه
3- برنامه ریزی های کلی اجرا
4- روش های ساخت و عملیات اجرایی
1-4-تولید
2-4-حمل و نقل مصالح
3-4-استقرار
4-4-عملیات اجرایی لایه ها
5-4-نظارت و کنترل عملیات اجرایی
5-نتیجه گیری و پیشنهادات
1-مقدمه
با هدف بهره برداری از مخازن عظیم گازی مشترک بین ایران و قطر در منطقه ای از خلیج فارس با نام پارس جنوبی که قطری ها آن را گنبد شمالی می نامند، طرح های بزرگی در منطقه ویژه اقتصادی انرژی پارس در جنوب شرقی استان بوشهر و نزدیک روستای عسلویه در محدوده ای با وسعت 14 هزار هکتار با 10 هزار هکتار اراضی قابل ساخت برای مرحله اول طرح ریزی گردید.
برای تهیه کالای مورد نیاز جهت احداث طرح توسعه میدان گازی پارس جنوبی و صادرات از طریق دریا ، عملیات احداث بنادر پارس آغاز گردید و مطابق آن بالغ برهزاران متر موج شکن در آبهای عمیق، دهها پست انواع اسکله، لایروبی، احیا اراضی و… در غالب دو بندر بزرگ به انجام رسید.
2-معرفی پروژه:
بندر خدماتی پارس به عنوان یکی از این بنادر دوقلو برای واردات ماشین آلات مورد نیاز و صادرات محصولات فازهای پالایشگاهی و تامین سرویس خدماتی شناورها طراحی گردید.
این بندر از نوع بنادر دارای حوضچه چرخش در دریا (offshore basin) است که با استفاده از 2 شاخه موج شکن سنگی به طول 3.3 کیلومتر حوضچه ای با سطح 65 هکتار را شکل داده که 28 هکتار آن حوضچه چرخش و 12.5 هکتار آن به یک حوضچه عملیاتی (sea dock) اختصاص یافته است.
10 پست اسکله با آبخور 11 تا 15 متر شامل 7 پست اسکله سپر مهار شده و 2 اسکله کیسونی به طول km 2.5 و یک پست اسکله دلفینی المان های پهلوگیری این بندر را تشکیل می دهند.
سطح ترمینال های این بندر در حدود 150 هکتار است.
<0005><0011><0005><0001>#<001C><0018>.<0005><0017><000B><000A><0013><0005><0016><000B><0005>P1<0005>P<000A><001E>3<0016><0012><0009><0016><0005>$<0019><0005><0017><000B><000A>*<0005>a<001E>62<0005>4<0016><0005><000D><0016><0005>$<>
موج شکن های این بندر شامل یک بازوی اصلی به طول 2290 متر و بازوی فرعی به طول 990 متر است.
تراز تاج آنتی موج شکن تا 10+ متر نسبت به CD قرار دارد که موید ارتفاع ساختمانی 32 متر برای موج شکن غربی و 28 متر برای موج شکن شرقی است.
افزایش قابل ملاحظه ابعاد موج شکن , عمق آب , احجام سنگی و واحدهای بتن مصرفی عامل تغییرات بارزی در اجرای این موج شکن ها نسبت به موج شکنهای کوچکتر می گردد که این تغییرات فرایند های طراحی را هم تحت تاثیر قرار می دهند.
3- برنامه ریزی های کلی اجرا
برای تامین شرایط مورد انتظار قرارداد EPC اجرای کارهای موج شکنهای بندر خدماتی پارس,برنامه ریزی های کلی اجرا مشتمل بر تجهیزکارکاه ,تامین تجهیزات ومنابع موردنیاز وبرنامه زمانبندی اجرای کارها بایدامکان تامین متوسط روزانه حدود 4 الی 5 هزار مترمکعب کارهای سنگی دریک دوره زمانی 2 سال وتهیه متوسط روزانه 500مترمکعب کارهای بتنی پیش ساخته دریک دوره زمانی یک سال را در اختیار می گذاشت .
تجهیزکارگاه برای تامین نیازهای پروزه در سطح استانداردهای بین المللی ورعایت ایمنی , در واقع خود یک پروژه بزرگ به حساب می آیدوبرنامه ریزی خاص خود را مطالبه می نماید که مشتمل بر آماده کردن زمین کارگاه ,احداث وتجهیزتسهیلات اقامتی ,احداث وتجهیز ساختمانهای اداری,پشتیبانی وخدماتی,چارت سازمانی وتامین نیروی انسانی,تدوین برنامه زمانبندی,تهیه وتامین ماشین الات وتجهیزات پروژه,تامین مصالح مصرفی,تامین موادمصرفی ولولزم یدکی می باشد.
برنامه ریزی وتدارکات خاص تجهیز کارگاه با چنین مشخصاتی,زمانی بیشترجلوه می نماید که اشاره گردد این عملیات باید در یک دوره زمانی کوتاه مدت ودر مکانی که دارای حداقل امکانات است انجام پذیرد وشرایط آغاز فعالیت های اجرایی واقامت متجاوز از پانصد نفر را در اختیار بگذارد.
4-روشهای ساخت وعملیات اجرایی
عملیات اجرایی موج شکن های سنگی را می توان در فعالیت های تولید,حمل,تفکیک ,دپوواستقرار گروه های سنگی دسته بندی کرد که درصورت وجود واحدهای حفاظت بتنی ,ساخت دپو حمل واستقرار واحدهای بتنی نیز به آنها اضافه خواهدشد.
نخستین گام که از اهمیت بسیار بالایی برای دست یابی به موفقیت درانجام به موقع پروژه ودستیابی به سطح کیفی مورد انتظاررا بر عهده دارد با استخراج گروه های سنگی مورد نیاز وساخت واحدهای بتنی به نحوی که جوابگوی نیازهای زمان بندی باشند آغاز می گردد.
در مرحله بعدی واحدهای استخراجی پس ازجابجایی, بارگیری ,حمل وبارندازی,تفکیک ودپو می گردند یا آنکه بطور مستقیم به محل استقرار خود انتقال می یابند.ویژگی شاخص این مرحله آن است که طی فرآیندهای انجام یافته ,مصالح تولیدشده بایدبر اساس نیازهای طرح به خوبی گروه بندی گردند.
بالاخره درمرحله پایانی مصالح انتقال یافته به پای کار,درمکان صحیح خود قرار می گیرند. فرآیندهای اجرایی قبلی ومصالح مصرفی آماده شده,توانایی تجهیزات وماشین آلات دراختیار,مهارت نیروی انسانی در دسترس وتوان مدیریتی به کار گرفته شده,مجموعه عواملی هستند که سطح کیفی مورد انتظار در این مرحله را معین می کنند.
1-4-تولید
برای تامین احجام سنگی مورد نیاز,عملیات استخراج سنگ از6 معدن سنگ آهک منطقه که در فواصل حمل 7 الی 55 کیلومتری محل اجرا قرار داشتند انجام پذیرفت.مهارت بالای گروه های حفاری,آتشکاری,واستخراج توام با به کارگیری ماشین الات وتجهیزات مناسب دربخشهای چال زنی,آتشباری,لق گیری,پاکسازی و جابجایی,عامل دستیابی به راندمان بالایی در استخراج درصد سنگ های درشت گردید.
به دلیل فضای کارمحدود معادن,مصالح سنگی استخراجی پس از تفکیک مقدماتی به گروه های سنگ های درشت وکوچک (مغزه ,فیلر1,فیلر2)تقسیم شده و پس از خرد کردن سنگ های خارج از اندازه ,حذف خاک و درصد ریز دانه اضافی,وجدا سازی سنگ های هوازده ,سست وپر درزو ترک آن ,آماده بارگیری وحمل می گردید.
2-4-حمل و نقل مصالح
سیستم حمل ونقل مصالح توسط کامیون ,به دلیل تعدد معادن ,فواصل حمل ,سرعت و سهولت ,وکارایی آن برای حمل مصالح سنگی مورد استفاده قرار گرفت و برای تامین نیازهای بخش عملیات اجرا از دریا , یک اسکله موقت برای بارگیری بارج احداث گردید.
سیستم حمل ونقل دریایی مصالح توسط بارج به دلیل تعدد معادنی که در فواصل نزدیک واقع شده اند توانایی رقابت با سیستم حمل ونقل توسط کامیون را ندارند ودلیل آن زیرساختهای متعدد مورد نیاز آن در هر معدن مشتمل بر راههای دسترسی , اسکله , باسکول و… می باشد.این موضوع حتی در مراحل طراحی نیز نشان داده است که هرچند هزینه حمل دریایی توسط بارج معمولا ارزان ترین است لیکن بنابر موارد فوق گزینه حمل دریایی سنگ از مسافت های دورتر , توانایی رقابت با سیستم حمل و نقل کامیونی از منطقه به همراه ساخت بلوکهای بتونی را نداشته است.
گزینه استفاده از سیستم حمل و نقل ریلی نیز مورد بررسی قرار گرفت که به دلیل مشکلات فراوان ان از جمله تعدد معادن , فواصل حمل نسبتا کوتاه ,موقعیت محل دپو, و تعدد تقاطع های زیاد آن با خطوط لوله آب و گاز و جاده های مسیر کوه تا دریا کنار گذاشته شد.
3-4-استقرار
تعیین اجرای روش موج شکن ها,انتخاب الگو و توالی اجرای لایه ها وروشهای استقرار سنگ هر لایه ای,بطورکامل و دقیق درمشخصات فنی قراردادهای اجرایی موج شکن ذکر می گردند در بخش استقرار مغزه روش اجرایی تخلیه مستقیم از خشکی مورد استفاده قرار گرفت که ازهماهنگی خوبی با سیستم حمل ونقل جاده ای برخوردار است.
ابعاد بزرگ مقاطع ناشی از عمق زیاد باعث صعوبت در اجرای کامل مغزه از خشکی می گردد و لذا بکارگیری بیل مکانیکی و جرثقیل اتاق از خشکی و تخلیه دریایی از بارج برای اجرای بخشهای مختلف لایه مکمل مغزه ,امکان افزایش سرعت عملیات استقرار وکیفیت آنرا فراهم می آورد.
در استقرار لایه فیلتر حفاظتی ,شرایط حاکم ناشی از عمق زیاد باعث از دست رفتن بخش عمده ای از سنگهای درشت می گردد که این موضوع در آب کم عمق تنها بخش کوچکی ازسنگها را شامل می گردد.
کنترل دائمی عملیات استقرار واطمینان از عدم تداخل لایه مغزه به لایه های بعدی نقش تعیین کننده ای در کیفیت اجرایی این لایه ولایه های بعدی دارا می باشد به نحوی که برخی از پیمانکاران را ناگزیر از استفاده از سنگها ی درشت تر در محدوده مرزهای مکمل مغزه وفیلتر می نماید.
4-4-عملیات اجرای لایه ها
برای اجرای لایه فیلتر اول 3 روش به کارگرفته شد.بخش بالای تراز جزر توسط بیل مکانیکی چیدمان منتخب گردید.دربخشهای زیر تراز آب دریا در محدوده عملیاتی بوم جرثقیل ,استقرار گروهی سنگها انجام یافت ودر محدوده خارج از عملکرد بوم جرثقیل ها از روش استقرار از دریا استفاده شد.
اجرای عملیات بر اساس مش بندی لایه وخرد کردن آن به المان های اجرایی مناسب,امکان استقرار اصولی رافراهم نموده بود.برای اجرای لایه فیلتر دوم 2روش به کارگرفته شد.بخش زیر تراز آب دریا با استفاده از جرثقیل وگراب انجام پذیرفت ودر بخش خشکی با استفاده از بیل مکانیکی کامل گردید.عملیات اجرایی انجام یافته وبررسی انطباق آن با نقشه های اجرایی با استفاده از هیدروگرافی بخشهای زیر آب به روشهای اسکاندیل و میر دریایی و عکاسی و فیلم برداری زیر آب انجام می گرفت .
برای استقرار پنجه نیزاز 2 روش استقرار توسط جرثقیل و گراب برای محدوده در دسترس و بکارگیری روش استقرار دریایی با استفاده از بارج در محدوده خارج از دسترس جرثقیل دنبال گردید.آزمایشهای آزمایشگاهی برای اطمینان از استحکام سنگ های لایه های حساس حتی در مرحله استقرار نیز انجام می پذیرفت .
لایه آرمور را باید پس از استقرار زیر لایه ها در اسرع وقت اجرا نمود تا از خسارت به مغزه که اصلاح و تعمیر آن مشکل است اجتناب گردد.واحدهای محافظ بتنی موج شکن از نوع آنتی فر بوده و برای استقرار آن 2 وضعییت تعریف شد.
در بخش زیر تراز آب دریا روش استقرار نامنظم و در بخش فوقانی آن استقرار منظم آنتی فرها با استفاده از جرثقیل مخصوص بلند کردن آنتی فرها استفاده شد. عملیات استقرار به علت حساسیت بالا نسبت به لغزش کلی با استفاده از گروه غواصی کنترل می گردد تا هیچ فضای خالی خارج از حدود مشخصات فنی به عنوان نقطه ضعف و پتانسیل لغزش ایجاد نشود.
بخش ساخت و دپو و حمل آنتی فرها مشمول مقررات ساخت قطعات پیش ساخته بتنی می باشد که توجه خاص خود را در قسمت های تهیه طرح اختلاط , تهیه مصالح مصرفی ,اختلاط بتن ,انتقال بتن, بتن ریزی در شرایط آب و هوایی خلیج فارس و جابجایی و دپوی آنتی فرها لازم دارد.وجود یک کارخانه ساخت بتن همراه با تجهیزات کامل آن به همراه حوضچه های متعدد بتن ریزی مجهز به جرثقیل های دهانه ای , تونلهای حمام بخار , آزمایشگاه بزرگ و مجهز , محوطه مناسب دپو قطعات , امکانات بارگیری و حمل از دریا و خشکی شرایط مطلوب تهیه چنین قطعاتی را در اختیار می گذارد.
5-4-نظارت و کنترل عملیات اجرایی
با افزایش حجم کارهای سنگی و بتنی تعدد جبهه های کاری به وجود می آید که مراحل کنترل را تخصصی تر و مستلزم نظم و انضباط افزون تری می سازد. این جبهه های کاری شامل :
نظارت بر عملیات معادن سنگ برای کنترل کمی و کیفی سنگهای استخراجی
کنترل کمی و کیفی سنگهای ورودی به موج شکن ها
نحوه استقرار لایه های مختلف سنگی و بتنی
کنترل کمی و کیفی فعالیت های تفکیک در محوطه دپوی سنگ
کنترل کیفی بارگیری و حمل مصالح سنگی
کنترل کمی و کیفی تولید قطعات پیش ساخته در کارخانه بتن
کنترل کیفی سنگ و بتن در آزمایشگاه و ثبت کلیه فعالیت ها و مستند سازی عملیات اجرایی می باشد.
این فعالیتها با تدارک تجهیزات مورد نیاز توسط چک لیست ها و گزارش های روزانه و موردی از هر یک از واحدهای نظارتی به واحد های دفتر فنی و نهایتا سرپرستی و مدیریت پروژه انتقال یافته و پس از بررسی و ارائه پیشنهادات , تصمیم گیری و به مقام مسوول ارسال می گردید.
5-نتیجه گیری و پیشنهادات
احداث این بندر تجربیات جدیدی در صنعت موج شکن سازی کشور به وجود آورد و نشان داد با افزایش عمق آب محل احداث تغییرات قابل ملاحظه ای در روش های ساخت متداول در موج شکن های سنتی کوچکتر به وجود خواهد آمد.وجه تمایز اجرایی موج شکن آب عمیق و کم عمق را می توان در دو گروه طبقه بندی نمود:
آنهایی که از نظر اصول کلی مشابه هستند و تنها به دلیل افزایش احجام کارهای اجرایی در آب های عمیق مقادیر آنها به طور قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.مانند فعالیت های تفکیک و حمل.
آنهایی که علاوه بر افزایش حجم عملیات, تغییراتی در فرآیند طراحی دارند مثل فعالیت استخراج و استقرار سنگ.
فرآیندهای اصلی که نقش تعیین کننده ای در این زمینه دارا هستند و پیشنهاد می گردد در عملیات مشابه آتی استفاده شوند عبارتند از:
1-اولین و مهم ترین اصل اجرا آن است که اجرا و طراحی کاملا مطابق هم باشند.این منوط به اجرای این اصل است که موج شکن باید بر اساس ملاحظات اجرایی به ویژه مصالح مصرفی , تجهیزات و ماشین آلات و نیروی انسانی قابل تامین طراحی و اجرا گردد.
2-برای جلوگیری از پرت مصالح درشت سنگی و ارتقا کیفیت استقرار , فعالیت تفکیک سنگ اهمیت ویژه ای دارد.
3-هرچند نحوه استقرار بر اساس نقشه های اجرایی تنظیم می گردد لیکن انتخاب شرایط بسیار سخت اجرایی که با تکنولوژی موجود در کشور قابل اجرا نباشد ویا انتخاب شرایط سهل که امکان تلاش پیمانکار را بوجود نیاورد هردو میتواند عامل عدم موفقیت در دستیابی به اندیشه های طراحی گردد.با توجه به جزییات قرارداد در مشخصات فنی و نقشه های اجرایی می تواند هماهنگی را افزایش دهد.
4-تعیین ارتباط اندازه سنگها و شیب موج شکن فاکتور اقتصادی مهمی است که باید بر اساس ملاحظات اجرایی و نگهداری نهایی گردد.در احداث موج شکن های جدید سعی در استفاده از بلوک های بزرگتر می شود تا امکان کاهش مقطع را با شیب های تندتر فراهم سازد.هرچند در نگاه اول به نظر می رسد این امر باعث بهبود اقتصادی طرح می شود ولی هزینه های اجرایی و نگهداری افزایش خواهد یافت. عدم امکان تولید اقتصادی بلوکهای سنگی بزرگ در منطقه و لزوم انتخاب گزینه های تهیه و حمل کسری سنگها از مسافت های دورتر و یا ساخت واحدهای بتنی , هزینه ماشین الات سنگین تر , شرایط سخت تر ترمیم خسارات جزیی سنگهای بزرگ تر و ریسک تخریب کلی شیب های تندتر که معمولا طراح را به سوی طرحی ایمن سوق می دهد همه بر هزینه های اقتصادی طرح تاثیر می گذارند.
5-روش های هیدروگرافی موج شکن های کوتاه باید برای ویژگی های خاص برخی از لایه های موج شکن آب عمیق توسعه یابند.
6-برای طراحی لایه ها به ویژه لایه های افقی تناسب لازم بین ابعاد هندسی عمق اجرا وروشهای اجرایی مورد توجه قرار گیرد.
7-در روش اجرای متداول تخلیه مستقیم از خشکی درشت دانه ها به کف و محلی که کمترین نیاز را دارد می شود که در موج شکن آب عمیق تاثیر نا مطلوب آن افزایش می یابد و بر خلا ف موج شکن های آب کم عمق که امکان بهبود آن از روشها ی خشکی به دلیل احجام کوچکتر امکان پذیر است .
8-روش استقرار سنگ های درشت در موج شکنهای کم عمق روش معمول استقرار مستقیم در موقعیت نهایی خود می باشد که توسط جرثقیل و از خشکی انجام می گیرد.روش سریعتر دیگری که با توجه به شرایط آب وهوایی حاکم ممکن است به عنوان روش سریعتر در موج شکن های آب عمیق انتخاب گردد,روش تخلیه مستقیم و درهم است که پس از آن تنظیم ورگلاژ با استفاده از بیل مکانیکی انجام می گیرد.البته این روش نیازمند تمهیدات خاصی است که مهمترین آن سازماندهی کارها به گونه ای است که امکان بارگیری و حمل به جرثقیل و بیل مکانیکی برای استقرار سریع لایه بعدی در دوره برنامه ریزی شده فعالیتها فراهم باشد.هرچند برخی از مراجع معتبر از اثبات توجیه اقتصادی و فنی این روش و عملکرد قابل قبول آن یاد کرده اند ولی گنجانیدن آن در قرارداد باید با احتیاط همراه باشد.
9-در موج شکن های طویل در آب عمیق برای استقرار واحدهای سنگی و بتنی در قسمت پنجه و بخشهای تحتانی شیبها که استقرار دقیق برای ایجاد هندسه دقیق و مستحکم جهت ایفای نقش فونداسیون بخشهای فوقانی شیبها لازم است برنامه ریزی و بکارگیری تجهیزات شناور مناسب و کامل الزامی میباشد.
10-عملیات اجرایی انتی فر باید به گونه ای برنامه ریزی شود که اطمینان از صحت عملیات استقرار انجام یافته در زمان استقرار حاصل شود و در غیر این صورت اصلاح آن ساده نخواهد بود.
11-با افزایش عمق آب تناسب سنگ های ریز و درشت مورد نیاز در یک مقطع استاتیکی افزایش می یابد که در جهت هماهنگ با درصدهای استخراجی از معادن است لیکن ردیف هایی که عامل از دست رفتن سنگهای درشت می گردند نیز افزایش می یابد که با اعمال تغییرات در مقطع می توان وضعیت بهینه را طراحی نمود.