بخشی از مقاله
چکیده
در آغاز عملیات اجرایی تونل انتقال آب قمرود مقرر شد حفاري قطعات 1 و 2 با روش سنتی و قطعات 3 و 4 با روش مکانیزه صورت پذیرد. شرایط نامساعد زمینشناسی و تأخیرات عملیات حفاري سنتی در قطعه 1، منجر به تغییر روش حفاري و انتخاب روش حفاري مکانیزه با ماشین حفار EPB TBM در قطعات 1 و 2 شد. در قطعه 3 و 4 نیز شرایط پیچیده زمینشناسی منجر به توقفات مکرر و طولانی مدت ماشین حفار DS TBM شده است.
مجموعه این شرایط منجر به تأخیرات زمانی قابل توجه و افزایش هزینههاي مالی در این طرح عظیم ملی شد. از طرفی احداث این تونل با خسارات سنگین زیست محیطی در مسیر طرح همراه بوده است. در این مقاله ضمن شرح مشکلات حفاري در شرایط نامساعد زمینشناسی به بررسی پیامدهاي زیست محیطی طرح و لزوم بازبینی طرح از بعد فنی و ارزیابی زیست محیطی پرداخته شده است.
1 مقدمه
هدف از احداث این تونل انتقال سالانه120 میلیون متر مکعب آب از سرشاخههاي رودخانه دز - جنوب شهرستان الیگودرز - به شهرهاي ایران مرکزي - قم، کاشان، گلپایگان، خوانسار، محلات، خمین، دلیجان، نیمور و سلفچگان - و تأمین آب شرب و توسعه صنعتی در این مناطق است - آب منطقهاي تهران، بولتن داخلی، . - 1388 - شکل 1، محدوده جغرافیایی و راههاي دسترسی تونل قمرود را به تصویر کشیده است. - این تونل با طول 35750 متر و با قطر تمام شده 8/3 متر میباشد که در مرحله اجرا به 4 قطعه تقریبأ مساوي تقسیم شده است.
اجراي قطعه اول به شرکت پیماب، قطعه دوم به شرکت بینالمللی استراتوس و قطعات سوم و چهارم به قرارگاه خاتمالأنبیاء - ص - واگذار شده است. عملیات اجرایی تونل انتقال آب قمرود که تاریخچه مطالعاتی آن به انعقاد قراردادي بین وزارت نیرو و شرکت مهندسی آب کشور در سال 1356 باز میگردد سرانجام در سال 1380 آغاز شد - آب منطقهاي تهران، بولتن داخلی، . - 1388
قسمت اعظم این تونل به روش مکانیزه و با استفاده از ماشینهاي حفار تمام مقطع TBM، حفاري شده است. در تونلهایی با طول بیشتر از 2 کیلومتر دستگاههاي حفار TBM، با قابلیت عبور از شرایط مختلف زمینشناسی و سرعت پیشروي 4 تا 10 برابر روشهاي سنتی - چالزنی و انفجار - ، به عنوان مناسبترین روش حفاري انتخاب میشوند - . - Barla, 2005
گستره این طرح در زون سنندج- سیرجان قرار گرفته است. مشخصه اصلی این پهنه وجود چینخوردگیهاي فراوان و گسلهاي متعدد میباشد. سنگهاي موجود در این پهنه به لحاظ تحمل جنبشهاي تکتونیکی متعدد داراي درجه دگرگونی متوسط به بالا میباشند. همین امر باعث ایجاد انبوهی از گسلها و زونهاي خرد شده و شکستگیهاي متعدد و تورق و تبلور مجدد کانیها در سنگها شده است - مهندسین مشاور ساحل، . - 1382
با وجود مطالعات مقدماتی زمینشناسی و صحرایی گسترده قبل از شروع حفاري، به دلیل کوهستانی بودن مسیر طرح و ارتفاع زیاد روباره تونل در برخی نقاط - تا حدود 600 متر - و نبود دستگاههاي مغزهگیر براي اعماق زیاد، تعداد اندکی از گمانهها به ترازي که تونل در آن قرار دارد رسیدهاند - گمانهها تا عمق حدود 350 متري حفر شدهاند - به همین دلیل شناسایی دقیق خصوصیات تودهسنگها در محدودههاي بحرانی و مشکلساز، امکانپذیر نشد - شریفزاده و همکاران، . - 1385
در آینده نزدیک تونل انتقال آب قمرود نقش مهمی در توسعه صنعتی شهرهاي ایران مرکزي و توسعه پایدار کشور ایفا خواهد نمود. اما با این وجود به دلیل مشکلات به وجود آمده در حین عملیات اجرایی و خسارات اقتصادي و زیست محیطی در مسیر طرح - شهرستان الیگودرز - ، هزینههاي بالایی را براي اقتصاد ملی به دنبال داشته است. راندمان حفاري در این تونل به لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نبوده است.
مجموعهاي از شرایط نامساعد زمینشناسی و عوامل اجرایی در پروژه باعث حذف برخی از مزایاي حفاري مکانیزه شده است به نحوي که در بعضی مقاطع، حفاري با TBM، نامناسبتر از روشهاي سنتی - چالزنی و انفجار - جلوه کرده است - جودکی و اجللوئیان،. - 1390 در این مقاله به نقش شرایط نامساعد زمینشناسی در تأخیر زمانی این پروژه پرداخته شده است. از طرف دیگر ضمن بررسی پیامدهاي زیست محیطی این طرح، به چگونگی مقابله با تأثیرات منفی این پیامدها و لزوم بازنگري و ارزیابی زیست محیطی طرح پرداخته شده است.
2 مشکلات حفاري در قطعه 1 و 2
قطعات 1 و 2 تونل قمرود به طول 15+750 کیلومتر است که در مسیر خود از واحدهاي آبرفتی، سنگهاي نرم مانند شیل، شیست و اسلیتهاي زغالی و سنگهاي سختتر که عمدتاً شامل آهکها و دولومیتهاي دگرگونی و بعضاً سنگهاي کوارتزیتی هستند عبور میکند - شرکت مهندسی سابیر، . - 1384 آغاز عملیات اجرایی قطعات 1 و 2 تونل به روش سنتی، مشکلات و معضلات اجراي این کار را مشخص نمود. اجراي قطعه اول تونل از ورودي شاپورآباد به روش سنتی با ریزش مصالح آبرفتی در محدوده کیلومتراژ 0+800 تا 0+920 مواجه شد. تونلهاي دسترسی قطعه دوم نیز، دچار مشکلاتی شد - احمدي و دودانگه، : - 1388
دسترسی مغانک از کیلومتراژ 0+950 الی 1+050 دچار هجوم آب زیرزمینی شده و از کیلومتراژ 1+640 تا انتهاي آن نیز ریزشهاي قابل توجهی رخ داد، تونل دسترسی عسگران نیز در کیلومتراژ 0+800 با هجوم آب زیرزمینی چشمگیري از سینهکار، در آستانه تعطیلی قرار گرفت. ناپایداريها و ریزشهاي تونل اصلی نیز زمانی که مسیر تونل وارد آبرفتهاي ریزدانه شد، در محدوده کیلومتراژ 0+916 الی 0+919 آغاز شد.
پس از هجوم مصالح به داخل تونل، موقعیت متناظر ریزش در سطح زمین شناسایی و همزمان با آماده سازي داخل تونل جهت اجراي تزریق تحکیمی، تعدادي چال در سطح زمین و به صورت عمودي و تا عمقی که به مرکز فضاي ریزشی دسترسی داشته باشد، حفر گردید. تزریق دوغاب سیمان با نسبت 3:1 در مقیاس وسیع و با فشار بسیار پایین آغاز شد.
علیرغم حجم بالاي تزریق که از سطح زمین و از پشت دیوار مسدودکننده مجاور آخرین سینهکار پایدار تونل صورت گرفت، حجم زیادي از مصالح ریزدانه رسی و سیلتی به همراه آب طی ریزشی جدید به داخل تونل هجوم آورده و تا پارکینگ سوم - کیلومتراژ - 0+802 پیشروي نمود. بر مبناي برآوردهاي انجام گرفته، حجم مصالح ریزشی طی دو مرحله مجموعأ بالغ بر 2500 مترمکعب بوده است.
ریزشهاي اتفاق افتاده و هجوم آب به داخل تونل، وقفههاي طولانی در عملیات پیشروي تونل را ایجاد نمود و مشاور طرح روش حفاري مکانیزه را انتخاب نمود. در نهایت بر اساس نتایج مطالعات بازنگريهاي انجام گرفته بر روي مسیر تونل و وجود زمینهاي آبرفتی سست و ناپایدار و شدیداً آبدار، دستگاه از نوع حفار تمام مقطع تکسپره تعادلی با فشار زمین - EPB TBM - براي ادامه عملیات حفاري انتخاب شد.
این دستگاه، ساخت شرکت Herrenknecht آلمان و داراي قابلیت کنترل جریانهاي شدید آب زیرزمینی است - احمدي و دودانگه، . - 1388 با این وجود حفاري با دستگاه EPB TBM نیز در پارهاي از موارد به دلیل شرایط نامساعد زمینشناسی با توقف همراه بوده است که عملیاتهاي آزادسازي دستگاه بسیار پرهزینه، زمانبر و خطرناك بودهاند. بخشی از توقفات عملیات حفاري به دلیل استهلاك دیسککاترها و تأخیرات زمانی ناشی از تعویض این قطعات رخ داده است. سنگهاي سخت مسیر تونل که عمدتأ شامل آهک، دولومیتهاي دگرگونی و گاهأ کوارتزیتی میباشند باعث استهلاك دیسککاترهاي دستگاه میشوند.
سطح برشی این ابزارها در اثر کارکرد به وسیله کانیهاي سخت و ساینده دچار فرسایش شده و کارایی خود را از دست میدهند. بدیهی است که تأخیر زمانی براي تعمیرات دستگاه، تأثیر منفی بر موقعیت مکانی و تشدید شرایط نامساعد زمینشناسی و در نتیجه گیر کردن دستگاه خواهد داشت. دیسککاترها مهمترین ابزار برشی در کاترهد میباشند که بازدید و تعویض آنها بر راندمان حفاري و نرخ پیشروي تأثیر میگذارد و هزینههاي بسیاري را بر پروژه تحمیل میکند.
