بخشی از مقاله
چکیده
وقوع ترك در تحکیمات اجرا شده بر روي رخنمون هاي سنگی شیب هاي مشرف به شوت دوم سر ریز سد بالاي طرح سیاه بیشه در ضمن انجام عملیات اجرایی موجب توقف عملیات حفاري سرریز به دلیل نگرانی وقوع گسیختگیهاي کلی و وارد آوردن زیان هاي مالی و جانی گردید. بررسی هاي صورت گرفته در این تحقیق به منظور تعیین مکانیزم ناپایداري و ارائه روش هاي پایدار سازي با استفاده از روش هاي تحلیلی المان محدود - استفاده از نرم افزار - Phase2 و تعادل حدي - استفاده از نرم افزارهاي Slide و - Swedgeو بازدیدهاي محلی و برداشت هاي حین ساخت، مشخص نمود که مکانیزم غالب ناپایداري، گسیختگی صفحه اي در امتداد سطوح لایه بندي که داراي شیبی در امتداد شیب دامنه هستند، می باشند.
تحلیل ها نشان داد که نصب تعداد 80 تا 120 تاندون هاي 30 متري، زهکش هاي عمیق - به فواصل 3 متر - و همزمان مانیتورینگ دامنه توسط ابزار مناسب - انحراف سنج، اکستنسومتر، لود سل و نقاط ژئودتیک - به منظور بهینه سازي تحکیمات لازم، ضمن اجراي تحکیمات سطحی، مناسبترین راهکار براي تأمین پایداري دامنه ناپایدار میباشد.
1 مقدمه
طرح سد و نیروگاه تلمبه-ذخیرهاي سیاه بیشه، به عنوان اولین نیروگاه تلمبه-ذخیرهاي ایران با هدف تنظیم 1000 مگاوات برق شبکه - قابل توسعه تا 2000 مگاوات - ، در 135 کیلومتري جادهي کرج- چالوس 10 - کیلومتري شمال تونل کندوان و 60 کیلومتري چالوس - در حال ساخت میباشد. مطابق شکل 1 این طرح مشتمل بر دو سد بالا و پایین، سازهي ورودي،تونلها آبرسان، مخازن تعادل، شفتهاي فشار، نیروگاه و ترانسفورمر و سازههاي وابسته، تونلهاي سرآب و سازهي خروجی و مجموعه تونلها و مجموعه تونلهاي و راههاي دسترسی است .
شکل -1جانمایی سازههاي طرح سد و نیروگاه تلمبه-ذخیره اي سیاه بیشه
وقوع ترك در انتهاي برم تراز 2350 حفاريهاي مشرف به شوت دوم سر ریز سد بالا و متعاقب آن به موازات گسلی - با شیب و امتدا شیب - 80/210 که در بخش میانی برم 2335 رخنمون داشته و از تراز 2320 تا تراز 2350 قابل ردیابی است، نگرانیهایی را در خصوص پایداري کلی این محدوده از حفاريها و متعاقب آن توسعه ناپایداري به نواحی مجاور - به ویژه حفاريهاي بالا دست محدودة ترك خورده - بوجود آورد که منجر به توقف فعالیتهاي اجرایی این محدوده - به طور خاص حفاري بخشهاي باقیمانده - گردید. بررسیهاي صورت گرفته ابهامات چندي را در خصوص مکانیزم ناپایداري، جهت هاي نسبی حرکت و علل و عوامل ناپایداري بوجود آورد. براي ارائه طرح پایدارسازي مناسب، اطلاعات کافی بخصوص در موارد زیر مورد نیاز میباشد.
-مکانیزم ناپایداري، جهت و مقدار نسبی و مطلق جابجاییها
-عمق تقریبی ناپایداري و به عبارتی موقعیت مکانی و عمق سطح گسیختگی
-پارامترهاي ژئومکانیکی تودة سنگ و سطح گسیختگی
در این تحقیق، پس از بررسی صحرایی محدودة ناپایدار و جمعآوري اطلاعات زمین شناسی - شامل سطوح ناپیوستگی، لیتولوژي و ... - ، بررسی هندسه ناپایداري و تخمین پارامترهاي مقاومت برشی سطح گسیختگی با استفاده از روابط تجربی موجود و تحلیل برگشتی، تحلیلهاي پایداري لازم به منظور ارائه سیستم نگهداري مناسب انجام شده و در پایان نیز طرح نگهداري مناسب ارائه شده است.
2 شرح هندسی ناحیه ناپایدار
مطابق شکل 1، ناحیه مورد بحث، در منتهی الیه حفاريهاي مشرف به شوت دوم سرریز سد بالا و در محدودة برمهاي تراز 2320 تا 2350 واقع شده است. بررسیهاي صورت گرفته نشان دهندة این است که حرکت تودة واقع در پایین دست گسل - با شیب و امتداد شیب - 80/210 محتملترین حالت براي تعریف هندسه گسیختگی میباشد. قویترین شاهد براي این فرض، تركهاي عرضی کف برم 2350 میباشد. ابهام دیگر، جهت حرکت تودة ناپایدار است که تأثیر قابل توجه در تعریف مکانیزم گسیختگی دارد. مطابق شکل 2 از نقطه نظر هندسی، شرایط حرکت تودة ناپایدار در دو جهت نشان داده شده - بردارهاي 1 و - 2 و یا مسیر بینابین این دو مسیر فراهم میباشد. تحلیلهاي کینماتیک نیز مؤید این مطلب میباشد.
شکل -2 نمایی از شیروانیهاي سنگی مشرف به شوت دوم سرریز ، محدودة ناپایداري و جهات محتمل حرکت
3 شرایط زمین شناسی و وضعیت سیستم ناپیوستگی اصلی محدودة مورد بحث
سازندهاي شمشک و الیکا میزبان ساحل چپ ساختگاه سد بالا میباشند. مرز بین این دو سازند توسط یک راندگی به نام راندگی اصلی - M.T.F - شناخته میشود. بدنه سد و بخش عمده اي از سازه هاي مرتبط با سد، همگی روي سازند شمشک واقع شدهاند. این در حالیست که از محدودة کانال انتقال1 سرریز سد - موسوم به S سرریز - به سمت پایین دست، آهکهاي سازند الیکا رخنمون دارند.
به گونهاي که تمام حفاريهاي مشرف به شوت دوم2 در این سازند واقع شدهاند. هر چند که لیتولوژي غالب این سازند سنگهاي آهکی و بعضاً دولومیتی میباشند، که داراي خواص مکانیکی بسیار مناسبی میباشند، ولی وجود میان لایههاي مارن و شیل مارنی - با ضخامتهاي کم - سبب شده است در محلهایی که امتداد شیب لایه بندي نامناسب باشد - در امتداد شیب دامنه باشد - ، استقامت سنگ بکر - آهک و دولومیت - الیکا نقشی را در پایداري دامنه ایفا نکند.
این موضوع در محدودة شوت دوم سرریز به خوبی به چشم می خورد. حضور میان لایه هاي مارنی و هم جهت بودن شیب دامنه و شیب لایهبندي، شرایط بسیار نامناسبی را از نقطه نظر پایداري براي شیروانیهاي سنگی مشرف به شوت دوم فراهم آورده است. حضور دو گسل در بخشی از دامنه سنگی مورد بحث سبب شده است که شرایط مناسب براي وقوع گسیختگی صفحهاي و گوه اي به خوبی فراهم گردد.
از آنجائیکه ناپیوستگیهاي تودة سنگ - درزه و شکاف، لایه بندي، گسل و ... - نقش اصلی را در پایداري و ناپایداري دامنههاي سنگی ایفا میکنند، قبل از انجام هرگونه تحلیل پایداري، تعیین هندسه ناپیوستگیهاي اصلی محل ضروریست. اینکار با انجام برداشت هاي صحرایی و تحلیلهاي آماري امکانپذیر است.
