بخشی از مقاله
روشهای تثبیت وپایداری دامنه های جاده های جنگلی(سری2 استخرپشت)
چکیده:
یکی از مخاطرات مهم طبیعی که راههای ارتباطی را در مناطق کوهستانی تهدید میکند، ناپایداریهای دامنهای و زمین لغزشهاست. این پدیده در زمان احداث جادهها به واسطه برهم زدن تعادل دامنهها فراوانی بیشتری را نشان میدهد. یکی از مهمترین مسائل در پایدارسازی شیروانیها، انتخاب روشی مناسب برای شیروانی مورد نظر با رعایت ملاحظات فنی، اجرایی و اقتصادی میباشد. این انتخاب مستلزم شناخت اصولی و جامع از روشهای پایدارسازی شیروانیها میباشد. در حال حاضر، روشهای مختلفی به این منظور وجود داشته که بسته به شرایط پروژه و ملاحظات فنی، اقتصادی، زیست محیطی، زیبا شناسانه میتوان یکی از آنها و یا ترکیبی از آنها را برای پایدارسازی یک شیروانی خاص مورد استفاده قرار داد. در این بین، برخی روشهای نوین پایدارسازی نیز وجود داشته که از تکنیکهای ساده اما نوین بدین منظور استفاده میکنند. در این تحقیق سعی شده است تا عمده روشهای متداول در پایدارسازی شیروانیهای طبیعی و مصنوعی به همراه برخی روشهای جدید پایدارسازی برای شیروانی های موجود، شیروانیهای در حال گسیختگی و یا گسیخته شده معرفی شوند. در انتها نیز از جنبهه ای اقتصادی، اجرایی و فنی، مقایسهای مابین برخی از روشهای معرفی شده در تحقیق صورت گرفته است.در این تحقیق به شیوه توصیفی روشهای تثبیت و پایدار سازی شیروانیهای خاکی مورد بررسی قرار گرفت.
کلمات کلیدی: مخاطرات طبیعی، زمین لغزش، شیروانی خاکی، زیست محیطی، پایدار سازی شیروانی
مقدمـه:
استان مازندران از بخشهای جلگهای و کوهستانی تشکیل یافته که در جنوب، ارتفاعات البرز در امتداد غربیـشرقی آن را محدود مینماید. بخش جلگهای با شیب عمومی غربی - شرقی، به طرف دشت گرگان امتداد مییابد. بیشتر تشکیلات زمینشناسی ارتفاعات البرز، مربوط به دوران مزوزوییک میباشد. به طور مثال: اغلب تشکیلات زمینشناسی ارتفاعات نور تا نکا، به دوران مزوزوییک مربوط میشود. بخش وسیعی از منطقه کوهستانی البرز دارای تشکیلات کرتاسه بوده که متشکل از سنگ مارن و سنگ آهک است. لایه روباره تشکیلات زمینشناسی در استان مازندران، از نهشتههای بر جای رس سیلتی و ماسه ریزدانه تشکیل شده که در هر لحظه در معرض لغزش قرار دارد(گلمایی، 1381 ).از نظر تشکیلات زمین-شناسیهای جلگهای اغلب از ذرات ریز سخت نشده رس، لای و ماسه کواترنری به وجود آمدهاند. خاک یکی از مهمترین منابع طبیعی هر کشور است. امروزه فرسایش خاک، به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار میآید. در مناطقی که فرسایش کنترل نمیشوند، خاکها به تدریج فرسایش یافته، حاصلخیزی خود را از دست میدهند. فرسایش علاوه بر تخریب خاکها با رسوب مواد در آبراههها، مخازن و سدها و کاهش ظرفیت آبگیری آنها، زیانهای جبرانناپذیری را سبب میگردد (رفاهی، .(1385 اگر استفاده از خاک براساس شناسایی استعداد خاک و قدرت تولیدی آن و مبتنی بر رعایت اصول صحیح و علمی باشد، خاک از بین نمیرود. به عکس ارتکاب هر گونه اشتباهی در بهره برداری از آن
موجب وارد آوردن خسارات جبرانناپذیری میگردد و خاکی که برای تشکیل آن سالهای زیادی وقت لازم است، در مدت بسیار کوتاهی از بین میرود، زیرا بر اثر ادامه شیوههای قدیمی، بسیاری اراضی فرسوده شده، حاصلخیزی خود را از دست میدهند و به دنبال آن تخریب بخش جدیدی از منابع جنگلی و به دنبال آن دیمزارهای جدید پدید خواهند آمد که اتفاق فوق برای آنها نیز خواهد افتاد و این روند سالیان درازی است که ادامه مییابد و تخریب خاک به طرق مختلف اتفاق میافتد. (حسینی، .(1385 در صورتی که سطح زمین تحت زاویه خاصی نسبت به سطح افق ایستاده باشد آن را شیب مینامند و در اصطلاح مهندسی به آن شیروانی خاکی گفته میشود. اصولاًشیروانیها را میتوان به دو نوع طبیعی و مصنوعی تقسیمبندی نمود. شیروانیهای طبیعی ممکن است به اشکال مختلفی درطبیعت وجود داشته باشند که از آن جمله میتوان به شیروانیهای خاکی و سنگی دست نخورده اشاره نمود.(بینام، .(1391 وقوع ناپایداری و لغزش در شیروانیهای طبیعی و مصنوعی، از جمله پدیدههایی است که در ایران و در بسیاری از نقاط جهان به وفور رخ میدهد . این لغزش و ناپایداریها موجب تخریب و انسداد شریانها و یا کاهش سطح عملکرد آنها شده و به طور کلی ایمنی عمومی جادهها را تقلیل داده که در نتیجه هزینههای هنگفت بازرسی، نگهداری، تعمیر و بازسازی را به مسئولین امر تحمیل خواهد نمود .در موارد بحرانی، وقوع این نوع ناپایداریها ممکن است موجب بروز تلفات جانی برای استفاده کنندگان از جادهها در پایین دست شیروانیها شود(بی نام،.(1385 ضررهای اقتصادی ناشی از گسیختگی شیروانیها به دو بخش هزینههای مستقیم و غیرمستقیم تقسیم میگردد که به اندازه و مقدار گسیختگی وابسته است. در اینجا منظور از هزینههای مستقیم، هزینههای مربوط به بازسازی، نگهداری و جایگزینی سازهها و تأسیسات حمل و نقل میباشد. .هزینههای غیرمستقیم نیز شامل از دست رفتن درآمدهای ناشی از مالیات، عدم امکان استفاده از شریانهای مسدود شده به علت فروریزش شیروانی و همچنین از بین رفتن محصولات صنعتی و کشاورزی به خاطر آسیب رسیدن به زمینها میباشد پیامدهای ناشی از گسیختگی شیروانیها، اغلب کمتر از میزان واقعی آن تخمین زده میشود Spiker & Gori) ،.(2003 در این ارتباط، سازمان زمین-شناسی ایالات متحده آمریکا اعلام نموده که این کشور، هر ساله به سبب وقوع ناپایداری و گسیختگی در شیروانیهای واقع در نواحی شهری و بین شهر ی، متحمل بیش از یک میلیارد دلار خسارت مالی وتقریباً 50 کشته میگردد.. در مورد سایر کشورهای جهان، آمار فوقالذکر به بیش از 100 میلیارد دلار خسارت مالی و هزاران کشته در سال می رسد(,Spiker & Gori، 2003 )گسیختگی شیروانیها ممکن است در شرایط طبیعی وصرفاً تحت اثر وزن توده ناپایدار رخ داده و یا ممکن است در اثر عواملی از قبیل زلزله، باران-های شدید و طولانی، و یا جریان سیلاب به وقوع بپیوندند. بررسی و مقایسه روشهای نوین پایدارسازی شیروانیهای خاکی در شرایط گوناگون البته در شرایط طبیعی، وجود عواملی دیگر مانند فرسایش بخشهایی از شیروانی بر اثر جریان آب و یا باد، بالا آمدن تدریجی سطح آب زیرزمینی و یا حتی فعالیتهای انسان شامل اعمال انواع بارگذاری و باربرداری بر روی شیروانی میتواند ناپایداری آنها را تشدید نماید. وقوع گسیختگی در شیروانیها و همچنین خاکریزها ممکن است همراه با وقوع تغییر مکان محدود و یا تغییر مکانهای بزرگ باشد، که در هر دو صورت موجب بروز مشکلات و یا خرابی برای سازههای واقع بر روی شیب و یا بخش پایینی آن خواهد شد .لذا، با توجه به اهمیت موضوع فوقالذکر، هدف این تحثیق معرفی راهکارهای عملی پایدارسازی شیروانیهای طبیعی و مصنوعی به همراه بررسی برخی روشهای نوین پایدارسازی شیروانیهای موجود، شیروانیهای در حال گسیختگی و یا گسیخته شده میباشد. امروزه استفاده از روشهای بهینه سازی به منظور یافتن بحرانیترین سطحلغزش در شیب ها توسعه ی زیادی یافته است. ناپایداریِ شیروانی ها اعم از »لغزش« و »سنگ ریزش« ممکن است به دلیل ناپایداری ذاتی توده ی خاک و سنگ ( لغزش استاتیکی) یا تحت تأثیر لرزه ها و تغییر شکل های ناشی از زلزله (لغزش دینامیکی) اتفاق بیفتد.
درمطالعات راهسازی، در مرحله ی اول، سعی بر آن است که با انتخاب مسیر است که عبور از مناطق مشکوک به ناپایداری اجتناب شود؛ اما گاهی چنین امری ممکن نیست. در این صورت، به منظور تشخیص وسعت ناپایداری و نحوه ی برخورد با آن، یک سری مطالعات کلی فنی و اقتصادی انجام می شود و در این موارد، انتخاب مناسب ترین روش پایدار ساختن شیروانی ها اهمیت دارد.
منطقه مورد مطالعه
اطلاعات مربوط به حوزه مورد مطالعه، از کتابچه طرح جنگلداری سازمان جنگل ها سال 1386تهیه شده است
بخش 6 استخرپشت - بازارخیل، قسمتی از جنگل نکا -ظالمرود بوده که حدوداً نیمی از نیمه جنوبی جنگل را در بر گرفته و به سمت شرق ادامه می یابد. منطقه استخرپشت در عرض شمالی 36 درجه و 25 دقیقه تا 36 درجه و 29 دقیقه و در طول جغرافیایی شرقی 53 درجه و 17 دقیقه تا 53 درجه و 31 دقیقه واقع شده و شامل 6442 هکتار می شود، خاک منطقه آهک مارنی، آهک ماسه ای و مارن می باشد که نشان دهنده زمین هایی با پایداری متوسط و در برخی نقاط ضعیف می باشد. روش جنگلداری منطقه دانه زاد ناهمسال و شیوه برش تک گزینی می باشد. میزان راه های جنگلی ساخته شده 325/35کیلومتر می باشد. میزان جاده پیش بینی شده در سری2 استخرپشت1 /7کیلومتر می باشد(بی نام، .(1386
روش
با مراجعه به عرصه و با استفاده از جنگل گردشی کمک گرفتن از اطلاعات مربوط به آزمایشات انجام گرفته بروی خاک منطقه که در کتابچه طرح جنگلداری منطقه موجود می باشد بروی نوع مواد به کار رفته در تثبیت دیواره های دامنه های جاده ی موجود منطقه مطالعاتی صورت گرفت.
عوامل مؤثر در گسیختگی شیروانیها
پایداری یک شیروانی زمانی محقق میگردد که میزان نیروی مقاوم حاصل از مقاومت برشی توده تشکیل دهنده شیروانی، برای مقابله با اثر مؤلفهای از نیروهای ثقلی(یعنی، نیروهای محرک) که هم راستا با امتداد شیب بوده و تمایل به جابجایی توده به سمت پایین شیروانی دارد، کفایت نماید .بنابراین، پایداری شیروانی تابع تعادل بین نیروهای محرک و مقاوم می-باشد .تغییرات در بزرگای این نیروها ممکن است منجر به از دست رفتن پایداری شیروانی و متعاقب آن گسیختگی شیروانی گردد .افزایش در نیروهای محرک ممکن است با تغییر در هندسه شیروانی، فشار ناشی از نیروهای تراوش، اعمال بارهای دینامیکی نظیر زلزله و یا اعمال سربار اضافی ناشی از بارهای ترافیکی بر روی شیروانی تشدید گردد. همچنین، کاهش در نیروهای مقاوم ممکن است در نتیجه افزایش فشار آب حفرهای ناشی از اشباع شدگی توده باشد. به طور کلی، عوامل ناپایداری شیروانیها به ماهیت و چگونگی تشکیل شیبها و وضعیت و شرایط مرزی آنها نیز بستگی دارد.
جدول 1- مشخصات کلی گسیختگی شیروانیها
جدول .2 عوامل و مکانیزمهای ناپایداری شیروانیها
راهکارهای پایداری شیروانی در منطقه مورد مطالعه
اولین قدم در ایجاد شیروانی های پایدار در راه های جنگلی کوهستان، انتخاب شیب مناسب است. از آنجا که خاک های مختلف، دارای شیب های طبیعی متفاوتی هستند باید در ایجاد شیروانیها، به ویژه شیروانی های خاکریز، حتی الامکان شیب شیروانی همان شیب طبیعی خاک منطقه باشدبه طور کلی شیروانی های خاکریزی باید کم شیب تر از شیروانی های خاکبرداری ساخته شوند. چون شیروانی های خاکبرداری که عموماً خاک های با تراکم طبیعی هستند، می توانند حتی با شیب بیشتر ثبات و پایداری خود را حفظ کنند. استفاده از تکنیک های زیست مهندسی زمین یکی از روش های تثبیت شیروانی ها می باشد.این تکنیک ها بر اساس امکانات بیولوژیک استقرار می یابند و برای حفاظت و نگهداری شیروانی ها از گیاهان یا اجزائ گیاهی استفاده می کنند. به طور کلی این تکنیک ها دارای اثرات متفاوتی می باشد
انواع تکنیک های تثبیت بیولوژیک
