بخشی از مقاله
چکیده
در فعالیتهاي مهندسی سنگ سیستمهاي مختلفی براي رده بندي تودهسنگ استفاده میشود. بسیاري از این سیستمها براي سنگهاي ضعیف نتایج رضایتبخشی نداشته و نوع نگهدارندههاي تعیین شده براساس آنها ضعیفتر از نگهدارندههاي واقعی است. در سالیان اخیر سیستمهاي ردهبندي تازهاي ارائه شده که از آن جمله میتوان به سیستم رده بندي SRC و WC اشاره نمود. در این تحقیق به معرفی این سیستمها پرداخته شده و براساس آنها تودهسنگهاي مسیر تونل انحراف آب سد گرمیچاي واقع در شمال شهرستان میانه مورد مطالعه قرار گرفته است.این تونل در جناح چپ سد و در درون سنگهاي میکاشیستی و تراکی آندزیتی حفر شده است. مسیر تونل به چهار زون ژئوتکنیکی تفکیک شده و مورد بررسی قرار گرفته است. مقایسه مقادیر شاخص سطح سنگ - - SRC با مقادیر RMR و تعیین رده ژئومکانیکی سنگ در هر یک از این زونها نشان میدهد که مسیر تونل از میان تودهسنگهاي خیلی ضعیف می گذرد و طراحی سیستم نگهداري بر اساس ردهبنديSRC مطمئنتر و به واقعیت نزدیکتر است.
واژگان کلیدي: سیستم ردهبندي SRC ، سیستم ردهبندي ,WC سد گرمیچاي
.1مقدمه
ردهبندیهاي مهندسی در تعیین و پیشبینی رفتار تودهسنگها و تأثیر فشار وارد بر وسایل نگهداري سازههاي احداث شده درآنها، کمک نموده و به طور گسترده در مراحل مختلف تحلیل پایداري و طراحی نگهداري تونلها، مورد استفاده قرار میگیرند.معروفترین این سیستمها، ردهبندي RMR، Q و RSR است که در تحلیل پایداري و طراحی سیستم نگهداري اولیه براي فضاهاي زیرزمینی بکار میروند. در کارهاي مهندسی توصیه میشود که حداقل از دو روش ردهبندي، حین مراحل اولیه هر طرح عمرانی استفاده شود.سد گرمیچاي با ظرفیت ذخیرهسازي حدود 40 میلیون مترمکعب در استان آذربایجان شرقی، 40 کیلومتري شمال شهرستان میانه، بر روي رودخانه گرمیچاي احداث شده است. هدف از احداث این سد تأمین آب شرب و بهداشتی این شهرستان و مراکز جمعیتی واقع در مسیر خط انتقال است.
عملیات احداث این سد از سال 1377 آغاز شده و قرار است در سال 1388 به اتمام برسد.تنوع واحدهاي زمینشناسی، لیتولوژي و ژئومکانیکی سنگها در محل احداث سازهها، باعث میشود براي درك بهتر از رفتارتودهسنگها و مکانیسم عملکرد آنها در برابر نیروهاي وارده از طرف سازه، محل ساختگاه، براساس ویژگیهاي مشخصی از تودهسنگها تفکیک شده و بصورت واحدها و زونهاي مجزایی مورد مطالعه قرار گیرند.گسترش و تنوع لیتولوژیکی واحدهاي سنگی در منطقه و مسیر تونل انحراف آب سد گرمیچاي، نیز سبب شد تا به منظورمطالعه بهتر ساختگاه، ابتدا مسیر تونل براساس لیتولوژي و مقدار RMR، به 4 واحد زمینشناسی مجزا تفکیک شده، سپس هریک از این واحد بطور جداگانه مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد. در این بررسی تودهسنگهاي واقع در هر زون، مطابق سیستمهاي SRC و WC طبقهبندي و مطالعه شده است.
.2 زمینشناسی مسیر تونل
برش زمینشناسی مسیر تونل در شکل - - 1 نشان داده شده است. همانطوري که ملاحظه میشود مسیر 420 متري این تونل ازمیان سنگهاي میکاشیست و تراکیآندزیتی میگذرد. در طول این مسیر تعداد 6 گمانه اکتشافی حفاري شده است. هدف اینحفاریها شناخت وضعیت لایههاي تحتالارضی و تعیین خصوصیات مصالح در عمق بوده و براساس نتایج حاصل از آنهابرش زمینشناسی مسیر تدقیق گردیده است. پس از انجام حفاریهاي اکتشافی، نمونهگیري، آزمایشهاي صحرایی وآزمایشگاهی، پارامترهاي ژئوتکنیکی محاسبه شده و بر آن اساس مسیر تونل به 4 زون ژئوتکنیکی تقسیم شده است.مشخصات این زونها در جدول - - 1 نشان داده شده است.
.3 ردهبندي مهندسی تودهسنگها
در فعالیتهاي مهندسی سنگ سیستمهاي مختلفی براي ردهبندي تودهسنگ استفاده میشود اما بسیاري از آنها براي سنگهايرسی، درزهدار و ضعیف مناسب نیستند. سیستمهاي ردهبندي سطح سنگ - - SRC و wc سیستمهایی هستند که براي سنگهاي ضعیف ارائه شده و بکار میروند. در ادامه ابتدا به معرفی این سیستمها پرداخته شده، سپس براساس آنها تودهسنگهاي مسیرتونل انحراف آب سد گرمیچاي بررسی شده است.
. 1 - 3 سیستم ردهبندي سطح سنگ - SRC -
سیستم ردهبندي سطح سنگ - - Surface Rock Classification برپایه شاخص RMR و اطلاعات بدست آمده از رخنمونهايسنگی، شرایط ساخت تونل و همچنین وضعیت تنشهاي برجا در منطقه استوار بوده که اولین بار توسطگنزالس - - Gonzalez,1983,1985 ارائه گردید. این شاخص توسط پارامترهاي نشان داده شده در جدول - - 2 محاسبه میگردد.مطالعات نشان داده است که نوع نگهدارندههاي تعیین شده با استفاده از سیستم ردهبندي SRC واقعبینانهتر بوده و بهنگهدارندههاي واقعی نزدیکتر است. بنابراین شاخص RMR تودههاي سنگی و نوع نگهدارندههاي تخمین زده شده توسطاین سیستم, مهمترین پارمترهاي مؤثر در استفاده از سیستم ردهبندي SRC می باشند.کاربرد سیستمهاي ردهبندي RMR و SRC براي 25 پروژه تونلی در کشورهاي ایتالیا و اسپانیا نشان داده که سیستم نگهداري برآورد شده براساسRMR با مقادیر واقعی براي کنترل دگرشکلیها حادث شده در مرحله ساخت، خیلی ضعیفتر بوده است.
در این موارد مهمترین فاکتورهاي مؤثر در دگر شکلپذیري سنگها عبارتنداز: تنشهاي تکتونیکی بالا، مقاومت پایین سنگها،ضخامت روباره و آنیزوتروپی ساختاري مرتبط با راستاي تونل. بر این اساس تونلهاي مورد بررسی به سه دسته تقسیمشدهاند:تونلهایی که در مناطق با تنشهاي تکتونیکی بالا، ضخامت روباره کم و سنگهاي ضعیف حفر شدهاند. نگهدارندههاي نصب شده براي این تونلها خیلی قویتر از نگهدارندههاي طراحی شده توسط ردهبندي RMR و نزدیک به نگهدارندههاي طراحیشده توسط ردهبنديSRC می باشند.تونلهایی که در مناطق با تنشهاي تکتونیکی مشابه ولی ضخامت روباره زیاد حفر گردیدهاند. نگهدارندههاي نصب شده براي این نوع تونلها عملا" همان نگهدارندههاي تعیین شده توسط ردهبندي SRC میباشد.تونلهایی که در مناطق با تنشهاي تکتونیکی پایین تا متوسط و بدون توجه به ضخامت روباره موجود حفر شدهاند.مهمترین عوامل مؤثر در سیستم SRC عبارتند از:
- مقاومت فشاري تک محوري - - MPa
-فاصله ناپیوستگیها یا شاخص کیفی تودهسنگ - - RQD
-شرایط ناپیوستگیها
-شرایط آب زیرزمینی
- تنش
- عامل مؤثر
