روزنامه جام جم
صفحه اصلی روزنامه درباره ما ارتباط با ما پیوندها راهنمای سایت بورسبورس آب و هواآب و هوا انتشاراتانتشارات اشتراکاشتراک آرشیو روزنامهآرشیو روزنامه
سه شنبه 02 خرداد 1396 / 26 شعبان 1438 / a 23 May 2017
صفحه اول روزنامه
سياسي
راديو و تلويزيون
اقتصاد
فرهنگي
جامعه
ورزش
دانش
جهان
حوادث
ايران زمين
گفتگو
سلامت
انديشه
صفحه آخر
جستجوی پیشرفته
ضمائم
ویژه نامه ها
ويژه‌نامه نوروز 90
نسخه چاپی فرستادن با پست الکترونیک
چهارشنبه 25 اسفند 1389 - ساعت 22:17
شماره خبر: 100838235302
جدال‌هاي سخت هم با آسمان، هم با زمين
مهندسی سخت که در اصطلاح به طرح‌ها و ساخت و سازهای عظیم اطلاق می‌شود به عصر حاضر تعلق ندارد. در دهه‌های گذشته، سازه‌های عظیمی ساخته شده‌اند که حتی اکنون تکرار ساخت آنها طرحی پیچیده و دشوار به شمار می‌آید. با این حال وقتی از فناوری‌های نوین و طرح‌‌هایی نظیر احداث تونل راه‌آهن در دل کوهستان همیشه سردسیر آلپ یا حفر عمیق‌ترین چاه نفت جهان و جالب‌تر از تمامی آنها احداث شهری جدید زیر شهر آمستردام صحبت به میان می‌آید، مهندسی سخت معنا و مفهوم تازه‌ای می‌یابد.

6 طبقه خیابان زیر زمین

حتی در بدترین اقتصادهای دنیا نیز پروژه‌های ساخت و ساز شهری همچنان به پیش می‌روند. البته این فرآیند در کشورهایی که شرایط اقتصادی بهتری دارند با سرعت خیره‌کننده‌ای به جلو حرکت می‌کند. در حقیقت امروزه و به لطف پیشرفت طیف گسترده‌ای از فناوری‌های نوین بویژه در زمینه ساخت و ساز، ایده‌هایی که تا چند دهه پیش تنها به عنوان تخیل بودند و کسی باور نمی‌کرد روزی به روی کاغذ بیایند و در ادامه پی‌ریزی آنها آغاز شود، اکنون در مسیری قرار گرفته‌اند که احتمالا تا چند سال دیگر به مقصد خود می‌رسند. بنای شهری در زیر شهری دیگر از جمله این ایده‌هاست که اکنون باید به آن به عنوان طرحی نگاه کرد که قرار است تا سال 2028 به پایان برسد. در این شهر مردم در حالی به زندگی عادی خود ادامه می‌دهند که تنها چند متر بالاتر از سرشان جمعیت عظیم دیگری همچون آنها به کارهای روزمره خود می‌رسند، بی‌آن که تاثیری بر زندگی همسایگان زیرین خود داشته باشند.

این پروژه با عنوان Alternative Multifunctional Underground Space یا به عبارتی فضای زیرزمینی چندمنظوره جایگزین برای آمستردام هلند در نظر گرفته شده است. هزینه‌ای که برای ساخت این شهر زیرزمینی برآورد می‌شود، بالغ بر 4/14 میلیارد دلار است و البته با توجه به این ‌که قرار است با چنین بودجه نجومی‌ای یک شهر ساخته شود، آن هم در یک شرایط خاص یعنی در عمق زمین، به نظر می‌رسد بودجه منطقی و قابل قبولی باشد. کارشناسان امور ساختمان به این طرح به عنوان یک ابرپروژه نگاه می‌کنند که تاکنون نمونه‌ای از آن در تاریخ ساختمان‌سازی زمین دیده نشده است.

البته در 5 دهه پیش و در برخی نشریات علمی آن دوران، ایده‌هایی مشابه این ایده مطرح شده بود که از جمله آنها می‌توان به احداث فرودگاهی در زیر زمین اشاره کرد. با این حال طرح فضای زیرزمینی چندمنظوره جایگزین آمستردام، توجیهات فنی و اقتصادی خاص خود را دارد و از آن به عنوان نماد بارزی از مهندســـی سخت یا همــان Extreme Engineering یاد می‌‌شود.

دانشمندانی که از هم‌اکنون روی این پروژه کار می‌کنند چالش‌های متعددی را مطرح می‌کنند که مهم‌ترین آن تخلیه حجم عظیمی از خاک و انتقال آن به نقطه‌ای دیگر است. برآورد شده است حدود 5/25 میلیون مترمکعب خاک از عمق زمین استخراج خواهد شد. چنین حجم عظیمی صرفا به این دلیل است که شهر زیرزمینی در برابر نفوذ آب و سفره‌های آبی مقاوم باشد. این شهر از لایه آهکی مقاوم در برابر آبی که زیرش قرار دارد، تنها 30 متر فاصله دارد. با این حال مهندسان طرح هیچ‌گونه نگرانی از این نظر ندارند. براساس طرح‌های از پیش ارائه شده، پی‌ریزی بناهایی که در این شهر ساخته خواهند شد و همچنین کانال‌کشی‌های متعدد در آن به صورت پیش‌ساخته صورت خواهد گرفت. ساخت دیوارهای بتونی دورتادور این شهر، مانع نفوذ آب از دل خاک به درون این شهر خواهد شد.

بنای شهری در زیر شهری دیگر از جمله این ایده‌هاست که اکنون باید به آن به عنوان طرحی نگاه کرد که قرار است تا سال 2028 به پایان برسد. در این شهر مردم در حالی به زندگی عادی خود ادامه می‌دهند که تنها چند متر بالاتر از سرشان جمعیت عظیم دیگری همچون آنها به کارهای روزمره خود می‌رسند، بی‌آن که تاثیری بر زندگی همسایگان زیرین خود داشته باشند

طرح فضای زیرزمینی چندمنظوره جایگزین در 6 طبقه ساخته می‌شود و در تمامی آنها مشخصه‌های بارز یک شهر از جمله خیابان، بناهای مسکونی، تجاری و اداری در نظر گرفته شده است. هلند، سرزمینی پایین‌تر از سطح آب دریاست و به همین دلیل در بخش‌های مختلفی از این کشور از سیستم‌های پیشرفته جلوگیری از نفوذ آب استفاده می‌شود. بدیهی است بابت نفوذ آب در طرح فضای زیرزمینی چندمنظوره جایگزین نیز نگرانی وجود داشته باشد. آنچه مهندسان این طرح درخصوص جلوگیری از نفوذ آب به این شهر انجام می‌دهند، تکرار دوباره تلاش‌هایی است که چند قرن پیش با عنوان پدیدآوردن خشکی از دل دریا صورت گرفته است. نکته مهم درخصوص طرح به محلی مربوط می‌شود که ساخته خواهد شد. قرار است این مجموعه شهری زیر گذرگاه آبی آمستردام ساخته شود و گفته می‌شود بالغ بر 50 کیلومتر مایل کانال‌کشی در آن صورت می‌گیرد. آنها که جمعیت آینده این شهر را تشکیل می‌دهند از تمام امکانات ساکنان آمستردام یعنی خیابان، معابر مخصوص عابر پیاده، اماکن ورزشی و تفریحی و نظایر آنها برخوردار خواهند بود و تنها یک چیز نخواهد داشت: نور خورشید!

13 سال کار شبانه‌روزی

در تاریخ نوشته شده است که هانیبال برای فتح رم ناچار شد از کوهستان آلپ عبور کند. او در این لشکرکشی تاریخی خود که از آفریقا شروع شد، حتی چندین فیل غول‌پیکر به همراه داشت، حیواناتی که در عمر خود برف ندیده بودند و البته لشکریان هانیبال نیز چنین بودند. اما حتی او ـ که گفته می‌شود رؤیای جهانگشایی در سر داشت و هیچ کاری برایش غیرممکن به نظر نمی‌رسید ـ نیز تصور نمی‌کرد روزی فرا برسد که در دل آلپ تونل عظیمی احداث شود. این تونل عظیم به نام گودارد، حدود 57 کیلومتر طول دارد و نکته مهم این است که تا ارتفاع قابل توجهی روی آن، توده‌های عظیمی از سنگ و صخره دیده می‌شود که زیر برف پنهان شده‌اند. چندی پیش کار ساخت باند اول این تونل به پایان رسید. براساس برآوردهای صورت گرفته، حدود 5/26 میلیون تن سنگ و صخره از دل آلپ استخراج شده تا راه برای ساخت این تونل تاریخی باز شود. اهمیت این تونل تا آن حد است که از حیث کاربردی بودن در سیستم حمل و نقل اروپا، مهم‌تر از تونل زیردریایی مانش عنوان شده است. در مجموع حدود 152 کیلومتر انواع تونل‌های حاشیه‌ای و محورهای مواصلاتی در این تونل عظیم احداث شده یا خواهد شد. اما در این تونل همچون هر طرح عظیمی در دنیای مهندسی سخت، این اعداد و ارقام هستند که می‌توانند بیش از هر عبارت توصیفی عظمت کار انجام شده را نشان دهند. در این تونل بالغ بر 2 هزار نفر به‌طور شبانه‌روزی و در 365 روز سال مشغول به کار هستند. به منظور پیشبرد طرح و تامین نیاز کارگران و نیروهای اجرایی روزانه تا 5/2 میلیون لیتر آب مصرف می‌شود. در تونل گودارد، 4 ماشین عظیم که در نقش مته به کار گرفته شده‌اند به کار مشغول هستند و برای این‌ که هر یک از آنها بتواند به کار روزمره خود ادامه دهد 5 مگاوات برق مصرف می‌شود. هزینه‌ای که برای پیشبرد این پروژه صرف شده و خواهد شد بالغ بر 8 میلیارد دلار است و پیش‌بینی می‌شود در سال 2017 کل پروژه به پایان برسد. مهم‌ترین چالشی که طراحان و مهندسان این پروژه با آن مواجه بوده اند طول قابل توجه تونل و خارج کردن حجم عظیمی از سنگ و صخره بوده است. ساخت تونل به این ترتیب آغاز شده است که دستگاه‌های عظیم مخصوص حفر تونل از دو جهت مخالف کار خود را آغاز کرده و متر به متر به حفر تونل پرداخته‌اند. درحقیقت آنها سنگ و صخره‌های سخت را همچون انسانی که آدامس می‌جود، له می‌کردند. کارگران، مهندسان و طراحانی که درگیر این پروژه هستند بالغ بر 13 سال از عمر خود را صرف پیشبرد آن کرده‌اند. در برخی روزها پیشروی کار ساخت تونل به 25 متر و در برخی روزها نیز تنها یک متر بوده است. با ساخت نهایی این تونل فاصله میان میلان و زوریخ حدود 40 کیلومتر کم می‌شود و این یعنی کاهش یک ساعت مسیر در این نقطه از جهان که به نوبه خود صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف سوخت خواهد داشت. یکی از سخت‌ترین و پیچیده‌ترین بخش‌های ساخت این تونل به مسافت حدود 8 کیلومتری به میانه تونل مربوط می‌شد، جایی که انبوهی از صخره‌های سخت و نرم به طور فشرده روی هم قرار داشتند. نکته‌ای که بیش از سایر موارد موجب نگرانی مهندسان شده بود ناپایداری قابل توجه در این صخره‌ها بوده است. در هر مرحله از حفر تونل و با استفاده از ماشین آلات مخصوص، بتون روی دیواره‌های صخره‌ای اسپری می‌شده است تا از ریزش احتمالی آن جلوگیری شود، اما این تنها ابتکار عمل به کار گرفته شده برای جلوگیری از ریزش احتمالی تونل در حال ساخت نبوده است.

1001 متر در قلب آسمان

قرار نیست تمامی رکوردهای مربوط به ساخت و ساز‌های مرتفع جهان به دبی اختصاص داشته باشد. مرتفع‌ترین آسمانخراش جهان هم‌اکنون در کویت در حال ساخته شدن است و پیش‌بینی می‌شود در سال 2016 کار ساخت آن به پایان برسد. این آسمانخراش عظیم که برج مبارک نام دارد در منطقه‌ای از این امیرنشین کوچک به نام شهر ابریشم ساخته می‌شود. هزینه کلی که برای ساخت آن پیش‌بینی شده بالغ بر 37/7 میلیارد دلار است. کار ساخت این سازه همچون سایر ساخت و سازهای عظیم جهان که در رده مهندسی‌های سخت قرار می‌گیرند با چالش‌های فنی و تکنیکی فراوانی همراه بوده است. در میان تمامی این چالش‌ها می‌توان به نگرانی طراحان پروژه به مقاومت و ایستایی آسماتخراش در برابر وزش باد و شدت آن در ارتفاعات بالاتر اشاره کرد. آسمانخراش برج مبارک باید آن‌قدر مستحکم باشد که در برابر وزش بادهایی که تا 240 کیلومتر بر ساعت نیز سرعت دارند ایستایی خود را حفظ کند. این آسمانخراش حدود یک کیلومتر یا به عبارت دقیق‌تر 1001 متر ارتفاع دارد که از این نظر در دنیا رقیبی نخواهد داشت، دست‌کم تا سال‌های آینده. تا پیش از این ساختمان عظیم Empire State آمریکا صاحب رکورد مرتفع‌ترین آسمانخراش‌ها بوده‌ است. این سازه عظیم برای 4 دهه این عنوان را در اختیار داشته، اما با ساخته شدن آسمانخراش Burj Dubai با ارتفاع 701 متر این عنوان به امارات رفته است. البته این عنوان نیز تنها تا 4 سال در این کشور باقی خواهد ماند و از سال 2016 باید آن را به برج مبارک کویت داد. شهر ابریشم کویت منطقه‌ای خوش آب و هواست که در دلتای دو رود دجله و فرات قرار دارد و پیش‌بینی می‌شود در سال‌های نه‌چندان دور به یکی از قطب‌های اصلی توریستی و اقتصادی جهان تبدیل شود. طراحان آسمانخراش برج مبارک بخوبی می‌دانند این سازه عظیم در ارتفاع یک کیلومتری زمین می‌تواند در برابر وزش بادهای شدید، تکان‌های شدیدی بخورد. تصوری که برخی کارشناسان از این وضعیت دارند همانند تکان خوردن شاخ و برگ درختان در برابر وزش بادهای شدید است.

اما راه چاره برای جلوگیری از شکل‌گیری این وضعیت چیست؟ سازنده اصلی آسمانخراش یعنی Eric Kuhne در لندن به جای ساخت یک آسمانخراش واحد و مستعد در برابر لرزش و تکان‌های شدید، آن را به صورت 3 برج در هم قفل شده ساخته که هر یک به اندازه 45 درجه پیچ خورده است تا در نهایت آسمانخراش واحدی که از تلفیق آنها ساخته می‌شود استحکام و پایداری لازم را در برابر وزش بادهای شدید داشته باشد. اما باز هم نگرانی‌هایی وجود دارد. در چنین سازه‌های عظیمی، نگرانی‌هایی نیز درباره ریزتکان‌های همیشگی سازه وجود دارد. این نگرانی درخصوص طبقات مرتفع‌تر بیشتر از سایر طبقات آسمانخراش دیده می‌شود. طراح سازه در این خصوص نیز دست به ابتکار عمل بزرگی زده و کاری کرده که تاکنون در هیچ آسمانخراشی در جهان دیده نشده است: استفاده از باله‌های عمودی متحرک برای هدایت جریان باد. این باله‌ها دقیقا مشابه باله‌های متحرکی هستند که در بدنه هواپیماها به طور افقی کار گذاشته می‌شوند تا تعادل هواپیما را افزایش دهند و در عین حال، مانع تاثیرگذاری وزش باد بر حرکت آن شوند. این باله‌ها تنها بین 90 تا 180 سانتی‌متر پهنا دارند. با این حال همین پهنای نه چندان چشمگیر تاثیر بسزایی بر ایستایی کل سازه خواهد داشت. در این سازه عظیم چندین هتل، بناهای اداری، آپارتمان‌های مسکونی و مراکز تفریحی و سرگرم‌کننده ساخته می‌شود تا برای سالیان طولانی به عنوان نماد اصلی این کشور کوچک به شمار آید. ارتفاع این آسمانخراش 1001 متر است. در دنیای عرب 1001 معنا و مفهوم زیادی دارد که از آن جمله می‌توان به افسانه‌های هزار و یک شب اشاره کرد. طراح این سازه دقیقا با آگاهی از این نکته بوده که چنین ارتفاعی را برای مرتفع ترین آسمانخراش دنیا برگزیده است.

عمیق ترین چاه نفت جهان

حفر چاه نفت تا چند دهه پیش از جمله پیچیده‌ترین و سخت‌ترین پروژه‌های فنی و مهندسی جهان به شمار می‌آمد، اما در عصر حاضر و به واسطه پیشرفت‌های صورت گرفته در این صنعت، از سختی کار کاسته و بر سرعت آن افزوده شده است. با این حال وقتی صحبت از عمیق‌ترین چاه نفت جهان به میان می‌آید باید کمی مکث کرد و به مجموعه‌ای از فناوری‌های نوینی فکر کرد که حتی ممکن است صرفا به خاطر حفر این چاه ابداع شده باشند. در این میان دستگاه‌های عظیمی نیز ساخته می‌شوند تا در نهایت بتوان عنوان مهندسی سخت را نیز به چنین پروژه‌ای داد.

عمیق‌ترین چاه نفت جهان دکل عظیمی دارد که در عمق 170 متری دریا احداث شده است. این طرح به عنوان یکی از بزرگ‌ترین پروژه‌های نفتی جهان شناخته شده است، جایی که نزدیک به 300 کیلومتر لوله‌کشی در بستر دریا وجود دارد. این چاه نفت Perdido Spar نام دارد و در خلیج مکزیک ساخته می‌شود. نکته جالب توجه این است که هنوز هزینه کلی که برای ساخت آن در نظر گرفته شده، اعلام نشده است. برآورد مهندسان طرح بر این است که از سال 2016 این چاه نفت با حداکثر ظرفیت ممکن به کار خود ادامه خواهد داد. مهندسانی که این پروژه را هدایت کرده‌اند مشکلات زیادی را طی سال‌های اخیر از پیش‌روی برداشته‌اند.

حفر این چاه از حیث ساختارسازی دست‌کمی از احداث یک آسمانخراش ندارد. البته با این تفاوت که ابتدا باید به دل دریا نفوذ کرد و سپس برای استخراج نفت خام در زیر بستر دریا، حفاری‌های لازم صورت گیرد. شرکت نفتی Shell که هدایت این پروژه را به‌عهده دارد از آن به عنوان جاه‌طلبانه‌ترین پروژه نفتی تاریخ خود یاد می‌کند. دقیقا در فاصله 320 کیلومتری از سواحل گالوستون تگزاس و زیر 3 هزار متر آب و پس از آن 2700 متر گل و لای و لجن، نمک و توده‌های صخره‌ای، هدف اصلی این پروژه نهفته است. در این نقطه از جهان آ‌ن‌قدر نفت خام وجود دارد که روزانه می‌توان تا 130 هزار بشکه استخراج کرد. حلقه اصلی این چاه سال گذشته و به طور پیش ساخته به این نقطه منتقل شد. از آن زمان تاکنون پروژه حفر 22 چاه نفت در بستر دریا آغاز شده و همچنان نیز ادامه دارد.

مهدی پیرگزی


نظر خوانندگان:
لطفاً نظرات را فارسی وارد کنید
نام:    پست الکترونیک: