بخشی از مقاله
خلاصه
از آنجایی در پروژه هاي زیرزمینی محصور در زیر سطح ایستابی همچون تونل ها، آب همواره به عنوان یک عوامل منفی و مزاحم در روند حفاري شناخته می شود، ضروري است تا در مراحل شناخت هیدروژئولوژي مسیر تونل ها، مقدار و حجم آب ورودي به داخل تونل که همواره تابع عمق قرارگیري تونل، میزان نفوذپزیري زمین و همچنین تراز آب زیرزمینی می باشد، مورد ارزیابی و محاسبه قرار گیرد.
در پروژه هاي مکانیزه با توجه به وجود مشکلات و موانع متعدد همچون طویل بودن طول تونل ها، وجود تأسسات و بخش هاي مکانیکی و الکتریکی حساس به آب دستگاه حفاري و لوکوموتیوها - سیستم هاي PLC، الکتروموتور و ... - ، لزوم نصب سریع پوشش ثانویه - سگمنت - همزمان با حفاري، ترزیق مواد پرکننده پشت سگمنت ها - پی گراول و دوغاب - ، حمل و نقل مصالح به داخل و خارج تونل و به ویژه تأمین ایمنی تردد عوامل حفار و ... مقوله تخمین میزان آب ورودي به داخل تونل بجهت پیش بینی تمهیدات خاص - همچون طراحی سامپ و سیستم هاي آبکشی - از اهمیت ویژه اي برخوردار است.
با این دید و با در نظر گرفتن - 1 عمق قرار گیري تونل زاگرس در تراز بیش از 200 متر پایینتر از سطح زمین، - 2 شرایط درزه داري واحدهاي آهکی در برگیرنده تونل و همچنین - 3 تقاطع تونل با رودخانه پر آب دره زیمکان، در این پروژهش سعی شده تا ابتدا برمبناي ویژگی هاي مهندسی ناپیوستگی هاي توده سنگ همچون مقاومت تراکمی سطح درزه - JCS - و شاخص رده بندي کیفی توده سنگ - Q - ، ارزش ضریب نفوذپذیري زمین - k - به ازاي عمق قرارگیري تونل برآورد سپس با بکارگیري روش هاي نوین، محیط پیرامون تونل با تمامی جزییات در نرم افزار عددي مدلسازي و در نهایت نرخ آب ورودي به داخل فضاي زیرزمینی در فضاي دو بعدي و تحت شرایط بدون نصب پوشش ثانویه - لاینینگ - تخمین زده شود.
1. مقدمه
طرح انتقال آب گرمسیري از مهمترین طرحهاي تامین آب در غرب کشور میباشد. بخش ابتدایی این طرح از رودخانه سیروان آغاز و تا دشت ازگله تداوم دارد. بر اساس سیماي طرح، مقرر است آب رودخانه سیروان در پاییندست ایستگاه دوآب پس از ذخیرهسازي توسط سد هیروي، توسط تونل انتقال آب زاگرس با طولی بیش از 49 کیلومتر و شیبی بالغ بر 0/000818، به طریق ثقلی منتقل و در موقعیت خروجی ازگله به تأسیسات پایین دست وارد شود.[1]
تونل مذکور به عنوان یکی از طولانی ترین تونل هاي داخل کشور محسوب می گردد که با هدت تأمین آب شرب و کشاورزي مناطق گرمسیر غرب ایران در حال حفاري است. حفاري تونل مذکور در داخل واحدهاي رسوبی زاگرس چین خورده موجب گشته تا حفاري تونل با مخاطرات زمین شناسی متنوعی همراه باشد. هجوم آب هاي زیرزمینی در حجم هاي بالا به داخل تونل به عنوان یکی از اصلی ترین مخاطرات زمین شناسی تونل قابل معرفی است. لذا با این دیدگاه در این تحقیق سعی شده است تا برمبناي مطالعات زمین شناسی و داده هاي حاصل از برداشت هاي صحرایی ابتدا به محاسبه و تصحیح ضریب نفوذپزیري طبقات فوقانی تونل به ازاي افزایش عمق پرداخته و سپس با استفاده از نرم افزارهاي عددي به ارزیابی میزان آب ورودي به داخل تونل در محدوده رودخانه زیمکان تونل پرداخته شود.
2. زمین شناسی دره زیمکان
از نظر زمین شناسی دره زیمکان شامل گستره متنوعی از سنگ هاي رسوبی زون زاگرس بوده که تحت تاثیر حرکات تکتونیکی و گسلی کنار یکدیگر نمایان شده اند. از مهمترین واحدهاي سنگی تشکیل دهنده دره مذکور می توان به ترتیب به آهک هاي خاکستري روشن تا تیره، دولومیت، ماسه سنگ و شیل هاي ژوراسیک اشاره نمود. رودخانه زیمکان به عنوان یک رودخانه دایمی در بستر دره مذکور در جریان بوده که بسته به فصول سالیانه داراي آبدهی در حدود 1 تا 5 متر مکعب در ثانیه می باشد - شکل . - 1
3. ساختمان زیمکان
ساختمان زیمکان یکی از ساخت هاي اصلی زمین شناسی در محدوده مسیر تونل است. روند این ساختمان شمال باختري – جنوب خاوري بوده و هم جهت با ساختار هاي اصلی زاگرس می باشد. قسمت هاي مرکزي این تاقدیس به واسطه دسته اي از گسل هاي تراستی به شدت تحت تاثیر قرار گرفته به گونه اي که قدیمیترین رخنمون هاي منطقه که رسوبات منتسب به زمان ژوراسیک است در هسته این تاقدیس رخنمون یافته اند. گسل هاي مذکور عموما" به سمت شمال تا شمال خاور شیب داشته و کم و بیش به موازات محور ساختمان می باشند. بخش مرکزي این ساختمان به دلیل عملکرد این گسل هاي تراستی داراي پیچیدگی هاي ساختمانی بوده و نیاز به بررسی جامع تري دارد و از دیدگاه مهندسی عبور محور تونل از این قسمت باید با نهایت احتیاط صورت پذیرد. تصویر ماهواره اي دره زیمکان و مسیر رودخانه در شکل - 2 - نشان داده شده است.[1]
4. زمین شناسی مهندسی
.1 .4 زون بندي سربار تونل
با توجه به تغییر مشخصات مهندسی توده سنگ هاي موجود در یک ناحیه با افزایش عمق از نظر کیفی و درزه داري، در این بررسی سعی گردید تا به منظور بهینه سازي پارامترهاي مهندسی توده سنگ ها - ژئومکانیکی و هیدرولیکی - اثر افزایش عمق در پارامترهاي مذکور دیده شود. لذا در این تحقیق سربار سنگی موجو در بالاي تونل ابتدا به واحدهایی با ضخامت 40 متر تقسیم بندي و سپس براي هر یک از واحدهاي مذکور پارامترهاي ژئومکانیکی و هیدرولیکی محاسبه و تعریف گردید.
.2 .4 رده بندي توده سنگ
امروزه سیستم هاي طبقه بندي توده هاي سنگی از اهمیت زیادي برخوردار هستند، زیرا این سیستم ها علاوه بر ارائه مشخصه هایی از کیفیت توده سنگ، اطلاعاتی نیز درباره کمیت سنگ ها نیز ارائه می دهند. روش هاي متعددي جهت طبقه بندي توده سنگ ها وجود دارند که از این میان برخی از آنها متداول تر بوده و اغلب آنها بر اساس داده هاي مرتبط با خصوصیات توصیفی همچون خواص مقاومتی سنگ بکر، وضعیت ساختاري توده سنگ در مسیر تونل، شرایط آبهاي زیرزمینی، شرایط ناپیوستگی ها - خصوصیات فیزیکی سطوح ناپیوستگی، زبري، باز شدگی، پرشدگی، موجداري و ... - و فاکتور تنش مورد ارزیابی قرار می گیرند.[2] در این بررسی سعی شد تا از سیستم هاي رده بندي امتیاز توده سنگ - RMR - ، کیفی - Q - و شاخص مقاومت زمین شناسی - GSI - استفاده گردد که نتایج حاصله براي هر یک از واحدهاي مزکور در جدول - 1 - نشان داده شده است.
