بخشی از مقاله
چکیده
همواره در مبحث فضاها و سازه هاي زیر زمینی اثر تنش هاي وارده به محیط سنگی و پیرامون این دست سازه ها، فشار آب از اهمیت بسزایی برخوردار است، تنش هاي ناشی از فشار آب می تواند باعث ناپایداري و ریزش تونل و همچنین فرسایش آرماتور هاي لاینیگ تونل می گردد.
بدین منظور مهندسین تونل و ژئوتکنیک در پی پیدا کردن راه حل هایی براي کنترل و خروج اصولی این سیال از پشت دیواره هاي فضاهاي زیر زمینی هستند، تا میزان خرابی و فرسایش و همچنین مقدار جابجایی سگمنت هاي بتنی بر اثر تنش ناشی از آن به حداقل برسد، در این مقاله با بررسی سیستم هاي متداول زهکش تونل ومقایسه با نمونه انتخابی که تونل کیلومتر 68+810 راه آهن کرمانشاه – خسروي می باشد و مطالعات صورت گرفته در زمینه طراحی سیتم زهکش ، جمع آوري و دفع آب هاي پشت حفره ایی با استفاده از لوله اي زهکش و جذب آب بوسیله پوکه معدنی و جلوگیري از نشت آب به پشت دیواره و طاق تونل - لاینینگ - با عایق هاي ژئوممبراین و زئوتکستایل به این مهم دست یافته اند که نتایج بررسی و درصد بهینه سازي آن بدست آمده است.
-1 مقدمه
براي احداث سازه هاي زیرزمینی یا طراحی معادن، تحلیل حرکت آبهاي زیرزمینی در محدوده ي مورد نظر مسئله اي ضروري است. در این تحلیل ها باید رفتار آبهاي زیرزمینی منطقه مورد بررسی قرار گرفته و امکان هر نوع تغییر در رفتار و رژیم جریان و تاثیر آن بر عملیات احداث، بهره برداري و نگهداري سازه مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد.
بررسی رفتار آبهاي زیرزمینی پس از احداث سازه هاي زیرزمینی از آن جهت حائز اهمیت است که حرکت آب همواره در جهتی است که داراي کوتاهترین مسیر و بیشترین شیب هیدرولیکی باشد نشت آب تأثیر زیادي بر پایداري سازه هاي مهندسی موجود در توده سن گهاي درزه دار دارد. به عنوان مثال، فشار برکنش حاصل از آب می تواند باعث تخریب - Uplift pressure - سازه هاي هیدرولیکی شود یا نشت آب به معادن روباز و تونل ها باعث ایجاد مشکلات مختلف ایمنی و اقتصادي گردد.
تأثیر ناپیوستگی ها بر نفوذپذیري توده سنگ همچنین نحوه جریان آب در توده سنگ ها از اهمیت ویژه اي برخوردار است. رفتار هیدرولیکی توده سنگ ها توسط هندسه ناپیوستگی ها شیب، جهت شیب، بازشدگی، فراوانی، زبري سطح درزه وطول اثر درزه کنترل می شود.در این میان بازشدگی به عنوان بحرانی ترین فاکتور کنترل کننده میزان جریان سیال شناخته شده است و زبري سطح درزه تأثیر ویژه اي روي آن دارد در سازندهاي سخت، حرکت آب در مسیر درزه ها، شکاف ها و ناپیوستگی ها و همواره در جهت شیب هیدرولیکی است. پیشبینی دقیق نفوذ آب در محیطهاي سنگی به لحاظ عدم توانایی در تعیین تمامی عوامل تاثیرگذار بر جریان آب خصوصیات ناپیوستگی ها امکان پذیر نیست؛ بر همین اساس در بحث پیشبینی نرخ نفوذ آب به درون تونلها و تاثیر شرایط محیط اطراف تونل تحقیقات نسبتا وسیعی انجام شده است
ورود آب به تونل ها یکی از مهم ترین مشکلات تونل سازي در محیط هاي سنگی است. زیرا در این محیط ها جریان آب به وسیله ناپیوستگی ها کنترل می شود. این مسئله باعث ایجاد مشکلاتی مانند کاهش پایداري توده سنگ، افزایش فشار روي سیستم هاي نگهداري، تأثیر مخرب روي پارامتر هاي ژئومکانیکی محیط و همچنین خطرات جانی و مالی می شود. تخمین آب ورودي به تونل جهت طراحی سیستم زهکشی کارآمد و همچنین پیش بینی تأثیر فرآیند زهکشی بر محیط زیست ضروري است
در پاره اي از موارد عملیات استخراج تونل زیر سطح آب ها ي زیرزمینی انجام می شود که نتیجه آن افزایش مشکلات حفر ،بالا رفتن هزینه هاي تونل ومشکلات زیست محیطی است. جهت کنترل آب هاي زیر زمینی هجومی به داخل کارهاي زیرزمینی، باید سیستم آبکشی وآبگیري به درستی طراحی گردد تا سطح آب زیر زمینی در این محدوده پایین نگهداشته شود و منجر به افزایش پایداري گردد. درصورت ادامه حفاري و ورود چاه به توده سنگ،در حالتی که چاه با سیستم-هاي ناپیوستگی و یا گسلهایی با گذردهی هیدرولیکی بالا برخورد کند می توان انتظار آبدهی مناسب چاه را داشت. بنابراین حفر چاه در محدوده پیرامونی خارج ازکاواك با ریسک آبدهی مناسب مواجه خواهد شد
-2 معرفی تونل
تونل مذکور - معروف به تونل خور خور - از کیلومتراژ 68+ 216 تا کیلومتراژ 69+636 بطول 1420 قرار گرفته است. لیتولوژي کلی تونل متشکل از انواع مارن ها شامل مارن هاي خاکستري و سبز و لایه هاي سیلتستون مارنی و سنگ آهک می باشد که سنگ هاي مذکور از سازند کشکان می باشددرزه. ها اکثراً با طول هاي یک تا سه متر و بازشدگی 2 تا 5 میلیمتر، فاصله داري لایه ها 0,5 تا 1,5 متر می باشد. توده سنگ تونل در برخی از کیلومترهانسبتاً خیس و در کیلومتراژها دیگر آبدار و بصورت قطره اي یا جریانی است. بطور کلی میزان آبدهی سینه کار در قسمت هاي مختلف متفاوت می باشد
شکل -1 شماتیک پروفیل طولی تونل
محدوده اي از تونل که بر اساس برداشت هاي زمین شناسی و بازدید میدانی به عمل آمده آبدار می باشد، بعد از اخذ دستورکارهاي لازم اقدام به نصب لایه عایق می گردد. بدین منظور جهت هدایت و زهکش آب به داخخل کانیو، ابتدا بعد از اجراي بتن ماهیچه عایق ژئوتکستایل و سپس عایق ژئوممبرین نصب می گردد. لازم به یادآوري است با توجه به اینکه آرماتوربندي قسمت یکپارچه سقف تونل آرماتور نمره 12 می باشد لذا جهت مهار این عایق و به جهت جلوگیري از کاهش ضخامت لاینینگ - تغییر شکل آرماتور نمره - 12 می بایست از آرماتور نمره 16 استفاده گردد
پس از اجرايبتن رامکا عملاً اجراي بتن کف به اتمام می رسد و تونل آماده به شرووع عملیات لاینینگ می باشد. لازم به ذکر است بمنظور هدایت آب ههاي کف یک لوله زهکش 6 اینچ در سرتاسر طول تونل قرار داده می شود. در هر 25 متر یک دریچه بر روي آن قرار داده می شود.
شکل -2 اجراي بتن مسلح دیچ و رامکا
