مقاله در مورد آب بند و انواع آن

word قابل ویرایش
25 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

آب بند و انواع آن

آشنایی
مهندسان برای کاستن از احتمال گسیختگیها ناشی از عملکرد آب زیرزمین، همواره درصدد اند تا بخش در حال حفاری را آبکشی و خشک نمایند. البته باید توجه داشت که کنترل نیروهای ناشی از نشت آب هم می‌تواند به همان اندازه در جلوگیری از گسیختگی موثر واقع شود. روشهای متنوعی را که برای کنترل نشت و فرار آب زیرزمینی وجود دارد، می‌توان به سه دسته عمده تقسیم کرد که عبارتند از: آب بندها و موانع، سیستمهای آبکشی، زهکشها، صافی‌ها (فیلترها).
آب بندها و موانعی را که بر سر راه جریان آب ایجاد می‌شود، می‌توان به سه دسته آسترها و پوششها، دیوارها و تزریق تقسیم کرد.

آسترها و پوششها
آسترها و پوششها به صورت لایه‌ای نفوذ ناپذیر اجرا می‌شوند و دارای انواع زیراند:
تعبیه ورقه‌ای از رس که در بستر دریاچه (به سمت سراب) ایجاد می‌شود و وظیفه آن افزایش مسیر افقی جریان آب در زیر زمین و در نتیجه کاهش فشار آب و میران نشت آن در پاشنه پایاب سد است.
یک لایه (آستر) رسی یا پلاستیکی که برای جلوگیری از فرار آب از مخزن یا نشت سیالات از حمل تجمع زباله‌ها اجرا می‌شود.
دیوارها Walls

بسیار متنوع بوده و مهمترین انواع آن را به نحو زیر می‌توان خلاصه کرد.
دیوار خاکی متراکم شده
این دیوارها می‌توانند به عنوان یک خاکریز همگن برای سد، به صورت یک هسته در داخل سد یا ترانشه‌ای در پی سد، که هسته آن با رس پر شده باشد، اجرا شوند.
دیواره های بتنی
این نوع دیوار معمولا در حفاری پی ها یا به عنوان پوشش داخل تونلها، مخصوصا در جاهایی که جلوگیری دایم از نفوذ آب لازم باشد، بکار می‌روند. در سدها برای جلوگیری از فرار آب از زیر سد، دیوار بتنی قایمی را از پایینترین قسمت سد تا لایه‌های نفوذ ناپذیر احداث می‌کنند.
دیوار با شمعهای صفحه‌ای

این نوع دیوار، که با راندن شمعهای صفحه‌ای به داخل خاک ایجاد می‌شود، موقعی از کارایی خوبی برخوردار است که قفل و بست بین صفحات کامل باشد و این مسئله‌ای است که در زمینهای دارای قلوه سنگ و قطعات درشت تر یا حاوی مواتع دیگر به خوبی امکان پذیر نیست. با افزایش طول شمعها، امکان خم شدن آنها در خلال راندن وجود دارد. این نوع دیوار تا حدی می‌تواند از نفوذ آب جلوگیری کند. این دیوار را معمولا برای نگاهداری دیواره بخشهای حفاری شده بکار می‌برند.

در خاکهای با زهکشی آزاد، دیوار باید همراه با یک سیستم آبکشی باشد تا فشار جانبی وارده از زمین و آب به دیوار شمعی کاهش یابد.
دیوارهای گلی
دیوارهای گلی و ترانشه‌های پر شده از گل به عنوان عاملی کارآمد برای جلوگیری از نشت آب در پی سدها، حفاریهای باز، حفاری تونلها و سیستمهای کنترل آلودگی، روز به روز مصرف بیشتری پیدا می‌کنند. روش احداث این دیوارها به جز در تونلها، به این ترتیب است که ابتدا یک ترانشه حفر می‌شود و برای اینکه دیوارهایی ترانشه در طول حفاری ریزش نکند، داخل آن را با گل روانی از بنتونیت پر می‌کنند. در پایان حفر ترانشه، این گل روان با موادی که بتواند یک دیوار دایمی و نسبتا غیرقابل تراکم و نفوذ ناپذیر را بسازد، تعویض می‌شود.

دیوار دیافراگمی
بتنی نوع سازه دایمی است که توسط تکنیک ترانشه‌های حاوی گل روان ایجاد می‌شود. به این منظور قطعه‌ای از ترانشه تا عرض ۷ متر را تا عمق دلخواه حفر می‌کنیم. در مرحله بعد یک شبکه (جوشن) فولادی پیش ساخته به داخل آن رانده می‌شود. در کلیه مراحل حفاری و راندن شبکه فولادی، ترانشه توسط گل روانی که داخل آن ریخته می‌شود، از ریزش محفوظ می‌ماند. در مرحله بعد گل روان توسط بتن جایگزین می‌شود و پس از گرفتن بتن، قطعه بعدی اجرا می‌شود.

دیوارهای یخی
این دیوارها که با یخ زدن بخشی از زمین اشباع شده ایجاد می‌شوند به عنوان عامل موقتی در جلوگیری از نشت آب در حفاریهای باز، تونلها و شفتها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش بیش از همه در رسوبات ضخیم ماسه‌ای و لایه‌ای اشباع شده و یا در جاهایی که مواد سازنده گل روان ممکن است منابع آب را آلوده سازد، بکار می‌رود. از دیوارهایی یخی سالهاست که در معادن و برای احداث چاههایی قایم (شفتها) تا عمق ۳۰۰ متر استفاده شده است.
این روش پرهزینه و وقتگیر است و معمولا یک تاخیر ۶ ماهه در کار را باعث می‌شود. علاوه بر آن باید دقت زیادی در اجرای آن بشود. زیرا حتی یک جریان کوچک آب از میان دیوار به داخل بخش حفاری شده می‌تواند فاجعه آمیز باشد. بر اثر یخ زدن ممکن است تورم قابل ملاحظه‌ای نیز در خاکهای سطحی اطراف ساختگاه بوجود آید که پس از آب شدن یخها می‌تواند با فروریزش زمین همراه شود. مقدار تورم و فروریزش متعاقب آن وابسته به نوع مواد واقع در نزدیک سطح زمین است.
تزریق

تزریق دوغاب به داخل خاکهای نفوذ پذیر و سنگ، روش رایج و دایمی برای جلوگیری از جریان آب زیرزمینی است. البته در اغلب موارد دیواری که به این ترتیب بوجود می‌آید کاملا نفوذ پذیر نیست. از تزریق همچنین برای افزایش مقاومت سنگ و خاک سود جسته می‌شود. دوغابها متنوع اند و می‌توانند ترکیبی از سیمان، سیمان و خاک یا مواد شیمیایی باشند. انتخاب نوع دوغاب به تخلخل سازندهای زمین شناسی، سرعت جریان آب و مقاومت فشاری نهایی بخشهای تزریق شده بستگی دارد.

بطور کلی دوغابهای ماسه – سیمان برای بستن حفره‌های بزرگ و شکستگیها و دوغابهای رس و سیمان پرتلند برای بستن شکستگیهای نسبتا کوچک و خاکهای دانه درشت بکار می‌روند. به منظور کنترل جریان آب زیرزمینی، حفر رشته منفردی از گمانه‌ها و تزریق در آنها اغلب کافی است. پرده تزریق را می‌توان با افزودن رشته‌های دیگری از گمانه‌های تزریق شده ضخیم تر نمود. در سنگهای شکافدار یا جاهایی که جریان زیاد است، موفقیت عملیات تزریق کمتر است.
کلیات

سد مخزنی ماکو (بارون) در ۱۲ کیلومتری جنوب شهرستان ماکو، بر روی رودخانه زنگمار در نزدیکی روستای بارون احداث شده است. رودخانه زنگماری که سد مخزنی ماکو بر روی آن احداث شده است از کوههای مرزی ایران و ترکیه سرچشمه می گیرد و نهایتا در شهرستان پلدشت به رودخانه ارس می پیوندد. وجود دشت حاصلخیز پلدشت در پائین دست سد، این امکان را بوجود آورده تا بهره برداری از آب سد بالغ بر ۱۵ هزار هکتار از این اراضی از آب کشاورزی مطمئن بهره مند گردد.
مشخصات سد

سد مخزنی ماکو از نوع سد خاکی، با هسته رسی، طول و عرض تاج سد به ترتیب ۳۵۰ متر و ۱۰ متر است. ترازهای تاج و حداقل پی سد به ترتیب ۱۶۹۹ متر و ۱۶۲۱ متر از سطح دریا می باشد. حجم کل خاکریز ۰۰۰/۴۳۰/۱ متر مکعب، حجم فیلتر مصرفی در حدود ۸۰۰۰۰ متر مکعب، حجم هسته نفوذ ناپذیر (هسته رسی) ۱۵۰۰۰۰ متر مکعب، حجم پوسته و سنگ چین بالا دست ۳۵۰۰۰ متر مکعب و حجم پوسته محافظ پائین دست ۳۶۰۰۰ متر مکعب، است. ضخامت سد در تاج. کف آن به ترتیب ۱۰ متر و ۳۵۰ متر می باشد.
زمین شناسی
محل سد بر روی یال شمالی طاقدیس قرار دارد که در هسته آن رسوبات دوئین، پرمین نمایان گشته اند. شیب لایه ها حدود ۸۰ درجه و امتداد آن با رودخانه زاویه أی حدود ۴۵ درجه می سازد. مهمترین شکستگی محل سد، گسلی در پائین دست آن است که رسوبات اولیگومیوسن را از تپه های دوئین، پرمین فوق الذکر جدا می سازد. بعیر از گسل مزبور شکستگی مهمی در محل سد به چشم نمی خورد.

مشخصات سازه های جنبی
سد ماکو دارای سازه های جنبی با مشخصات زیر می باشد: سرریز اضطراری: سرریز در تکیه گاه سمت چپ و از نوع تونلی با شفت مایل قرار دارد که در انتها به یک پرتاب کننده جامی شکل منتهی می شود. این سرریز قادرست که جریان (پس از پخش سیل ده هزار ساله با حداکثر دبی حظه أی ۲۵۴۰ متر مکعب بر ثانیه در مخزن) با دبی ۶۰۰ متر مکعب بر ثانیه را تخلیه نماید.
تخلیه کننده ها: تخلیه کننده تحتانی با دبی ۵/۹۴ متر مکعب بر ثانیه و آبگیری آبیاری با دبی ۲۰ متر مکعب بر ثانیه در تکیه گاه راست پیش بینی شده است. قطر لوله آبیاری و تخلیه کننده عمقی به ترتیب ۲ متر و ۵/۴ متر می باشد.
بارون (ماکو) نام سد آذربایجان غربی نام سازمان

۱۳۶۶ سال شروع ساخت خاکی با هسته رسی نوع سد
آذربایجان غربی محل سد – استان ۱۳۷۴ سال شروع بهره برداری
خزر نام حوضه آبریز اصلی ما کو, ۳۲ نزدیکترین شهر و فاصله از آن به کیلومتر
زنگمار-بارون چای نام رودخانه زنگمار نام حوضه آبریز فرعی
۷۸ ارتفاع از پی – متر ۷۴ ارتفاع از کف – متر
۱۰ عرض در تاج – متر ۲۱۰ طول تاج – متر

۳۲ عرض در پی – متر
۱۲۵۰۰ سطح زیر کشت – هکتار ۱۲۲ MCM – حجم آب قابل تنظیم سالیانه
۰ ظرفیت نیروگاه – مگاوات ۱۵۰ MCM – حجم کل
آ زا د نوع سرریز ۱۳۶ MCM – حجم مفید

سد کرخه
بدنه سد
● مشخصات بدنه سد
نوع: خاکی با هسته رسی
حجم کل بدنه سد: ۵/۳۲ میلیون مترمکعب
تراز تاج سد: ۲۳۴ متر از سطح دریا
ارتفاع سد از پی: ۱۲۷ متر
طول تاج سد: ۳۰۳۰ متر
عرض تاج سد: ۱۲ متر
حداکثر عرض سد در پی: ۱۱۰۰ متر
حجم مصالح پوسته: ۶/۱۹ میلیون مترمکعب
حجم مصالح هسته: ۶۵/۳ میلیون متر مکعب
حجم خاکبرداری بدنه و سرریز: ۱۵/۹ میلیون مترمکعب
شیب پوسته بالادست از رقوم ۲۳۴ تاج سد با شیب ۲۵/۲: ۱ تا رقوم ۱۹۲ و در این رقوم برمی به عرض ۱۰ متر ایجاد و سپس با شیب ۲۵/۲: ۱ تا رقوم ۱۶۳ و در این رقوم برمی بطول ۳۰ متر و سپس با شیب ۵/۲: ۱ که شیب پوسته بالادست فرازبند می باشد به پی می رسد. (قابل ذکر است که پوسته بالادست از رقوم ۲۳۴ تا رقوم ۱۹۲ دارای پوشش ریپ راپ و از رقوم ۱۹۲ تا ۱۶۳ و همچنین تا رقوم ۱۴۰ دارای پوشش خاک سیمان میباشد)

شیب پوسته پایین دست بدنه در مقطع عرضی کیلومتر ۴۰۰+۱ از رقوم ۲۳۴ تاج سد با شیب ۸/۱: ۱ تا رقوم ۲۰۰ و در همین رقوم برمی به عرض ۵ متر سپس با همین شیب تا رقوم ۱۷۰ به برمی به عرض ۸۴ متر و سپس با شیب ۸/۱:۱ تا رقوم ۱۶۰ و ۱۳۵ که بترتیب به دو برم به عرضهای ۱۴ و ۷۵ متر خواهد رسید و سپس تا انتهای پنجه بدنه سد با شیب ۱:۲ به رقوم ۱۱۶ می رسد.
سیستم انحراف آب
سیستم انحراف آب سد کرخه شامل یک آبراهه بتنی چهار دهانه (کالورت)، سازه های آبگیر ورودی، حوضچه آرامش انتهائی، پیش فرازبند، فراز بند و نشیب بند می باشد
پیش فرازبند و فرازبند

به منظور ممانعت از تأثیر مستقیم آب در فصول سیلابی رودخانه در دوران اجرای بدنه اصلی سد، می بایست قسمتهای بالا دست و پائین دست محل اجرای سد توسط فرازبند و نشیب بند مسدود گردیده تا محوطه بین این دو خشک و سازه اصلی اجرا گردد. از آنجا که فرازبند سد کرخه نهایتا جزئی از بدنه اصلی سد خواهد شد، از یک پیش فراز بند استفاده شده است تا فرازبند نیز در محیط خشک و با مشخصات فنی مناسب اجرا گردد.

رقوم تاج پیش فرازبند، برای سیلاب با دوره بازگشت ۲۰ ساله در دوره خشک، معادل دبی حداکثر ۸۶۰ مترمکعب در ثانیه، در تراز ۵/۱۲۲ متر از سطح دریا طراحی شده است.
طراحی فرازبند سیستم انحراف کرخه برای سیلاب با دوره بازگشت ۱۰۰ ساله (m3/s 7240) در رقوم ۱۶۳ بوده که در این رقوم بخشی از سیل ۱۰۰ ساله (حدود m3/s 3680) قادر به عبور از داخل گالریهای انحراف می باشد و باقیمانده آن در دریاچه فرازبند مستهلک میگردد
● مشخصات فرازبند
– طول: ۹۵۰ متر
– حجم بدنه: ۵/۴ میلیون متر مکعب
– عرض تاج: ۲۰ متر
– بیشترین عرض در پی: ۴۹۵ متر
– ارتفاع از کف رودخانه: ۵۲ متر
– حداکثر حجم ذخیره: ۴۳۳ میلیون مترمکعب
● نشیب بند

براساس منحنی دبی – اشل رودخانه برای دبی ۱۵۰ مترمکعب در ثانیه، سطح آب در پایین دست نشیب بند در رقوم ۱۱۵ متر و برای دبی سیل ۴۵۷۰ مترمکعب در ثانیه سطح آب در رقوم ۵/۱۲۰ متر و بنا براین رقوم تاج نشیب بند ۵/۱۲۱ متر از سطح دریا در نظر قرار گرفته شده است.
● کالورت انحراف آب
عملیات انحراف آب از مسیر اولیه خود معمولا اولین اقدامی است که در پروژه های سد سازی به عمل می آید. در سد مخزنی کرخه برای انحراف آب، استفاده از یک آبراهه بتنی (کالورت)و چهار دهانه بهترین روش شناخته شده است. مشخصات این آبراهه بتنی به شرح ذیل میباشد:
– شکل: چهار دهانه با مقطع هشت ضلعی
– ابعاد هر دهانه: ۵/۱۰×۵ (ارتفاع × عرض) متر

– طول: ۷۹۰ متر (با احتساب سازه های ورودی و خروجی)
– نوع پوشش: بتن مسلح
– حجم خاکبرداری: حدود ۵/۱ میلیون مترمکعب
– حجم بتن مصرفی: ۲۲۳ هزار مترمکعب
– تراز کف دهانه ورودی: ۱۱۳ متر از سطح دریا
– تراز کف حوضچه آرامش: ۱۰۰ متر از سطح دریا
– ظرفیت تخلیه: ۳۶۸۰ مترمکعب در ثانیه در تراز ۷۰/۱۶۱ متر از سطح دریا (قبل از تبدیل به تخلیه کننده عمقی)

● سازه ورودی
سازه ورودی آبراهه سیستم انحراف، بطول ۳۲ و عرض ۶/۳۰ متر شامل چهار دهانه آبگیر، برج آبگیر، شیار دریچه ها و دریچه های انسداد میباشد.

برای انسداد مسیر آب در دهانه های اول و دوم کالورت، از دو دریچه انسداد رأس (Bulk head Gate) هر یک به وزن ۳۲ تن، و برای انسداد مسیر آب در دهانه سوم از یک دریچه چرخ ثابت (Fixed-wheel Gate) به وزن ۶۲ تن و برای انسداد مسیر آب در دهانه چهارم از یک دریچه غلطکی (Roller Gate) به وزن ۸۲ تن استفاده شده است.
برای بالابردن قطعات و جایگذاری دریچه های کالورت از یک جرثقیل دروازه ای طره دار (Gantry Crane) به ظرفیت ۱۲۰ تن که در تراز تاج برج آبگیر (۱۶۰ متر)، نصب شده بود استفاده شده است. جرثقیل مزبور پس از آبگیری و انسداد دائم دریچه ها، از محل خود دمونتاژ گردید.

در قسمت فوقانی برج آبگیر، مجاری و پنجره هائی در نظر گرفته شده است که پس از تبدیل کالورت به تخلیه کننده عمقی، از آنها به عنوان مسیرهای ورود آب به تخلیه کننده، استفاده میشود.
● سازه خروجی
جهت استهلاک انرژی آب خروجی از کالورت، در انتهای آن حوضچه آرامشی به عرض ۳۵، طول ۵/۱۲۸ و تراز کف ۱۰۰ متر نسبت به سطح دریا احداث شده است.
در خروجی هر یک از آبراهه ها نیز شیارهائی برای نصب دریچه های استاپ لاگ تعبیه شده است تا در مواقع لازم بتوان با نصب دریچه ها از بازگشت آب به داخل آبراهه ها جلوگیری کرد. برای این منظور از سه سری دریچه استاپ لاگ استفاده میشود.
● تخلیه کننده عمقی
از مجاری کالورت انحراف در زمان بهره برداری به عنوان تخلیه کننده عمقی استفاده میشود. بدینمنظور در ۵۰ متر میانی هر یک از آبراهه های اول، دوم و سوم کالورت انحراف و لوله و شیر آلاتی نصب شده است که ضمن محدود کردن سطح مقطع عبور آب در آنها از ۴۸ متر مربع به ۱۴/۳ متر مربع، مجموع دبی خروجی آنها را به ۳۶۰ متر مکعب در ثانیه (در تراز نرمال مخزن) محدود کرده‌اند.
دهانه چهارم کالورت انحراف نیز بطور کامل مسدود شده و به عنوان راه دسترسی به موقعیت تخلیه کننده و شیر آلات دهانه های دیگر استفاده میشود.

در سیستم تخلیه کننده برای کنترل دبی آب خروجی از دو دریچه اضطراری و سرویس استفاده میشود که هر یک بوسیله سرووموتوری به قدرت ۱۷۵ تن باز و بسته میشوند.
● سیستم آب بندی پی
به منظور نفوذ ناپذیر نمودن پی و جلوگیری از زه آب، در پی سد دیواره یا غشائی نفوذ ناپذیر اجرا میگردد. به علت هزینه زیاد حفاری و تزریق نا پذیری پی سد کرخه و برای آب بندی مطمئن تر پی، بجای اجرای پرده آب بند، از دیوار آب بند با بتن پلاستیک استفاده شده است.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 25 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد