بخشی از مقاله
چکیده
عملیات عمرانی عمدتاً با آلودگی و آسیبهای زیست محیطی توام است. یکی از مهمترین مواردی که باید در هر کارگاه حفاری مکانیزه مورد توجه قرار گیرد تعیین منابع، برآورد مقادیر و نحوه تصفیه و دفع پساب عملیات حفاری مکانیزه است. در مقاله حاضر منابع تولید پساب، میزان آنها و نحوه تصفیه و دفع پساب عملیات تونلکاری مکانیزه خط 2 قطار شهری تبریز مورد بررسی قرار میگیرد. آب موجود ممکن است در اثر عوامل ذیل تولید شده باشد:
الف: نفوذ آب به داخل دستگاه حفار از طریق س رریز آب از داخل اسکرو در مواقع خاص، خرابی براشهای آب بندی
ب: آب مصرفی برای شستشو در بخش پشتیبان - Back up - ، شستشوی نوار نقاله، شستن دوغاب ریخته شده روی جکها و محدوده شیلد در اثر خرابی براشها، و شستن سطح داخلی سگمنتها جهت وکیوم بهتر توسط ارکتور
ج: پسآب مصرفی برای شستن مخازن یا لاینهای دوغاب و بنتونیت
بسته به شیب مسیر ممکن است هدایت آبهای فوق به طریق ثقلی - توسط کانال، جوی - صورت گیرد و یا استفاده از پمپ های مختلف جهت آبکشی لازم باشد. در صورت امکان جریان طبیعی آب در اثر نیروی ثقل، بدلیل وجود شیب مناسب، صرفاً می بایست شکل و ابعاد جوی یا کانال و محل قرار گیری آن محاسبه و مد نظر قرار گیرد. در صورت عدم بهره مندی از جریان ثقلی آب میبایست سیستم پمپاژ آب محاسبه شود.
اهداف اصلی و سرفصل های مورد بررسی در این مقاله به شرح ذیل می باشد:
· برآورد مقدار پساب تونل بر حسب لیتر بر ثانیه - از دپوی غربی تا ایستگاه - S08
· بررسی روش جمع آوری و انتقال پساب از دپوی غربی تا ایستگاه
. طراحی سیستم پمپاژ پسآب تونل
-1 مقدمه
قبل از طراحی سیستم آبکشی می بایست حداکثر شدت جریان آب برآورد گردد. با در نظر گرفتن ضریب اطمینان 2 جهت حصول اطمینان، میزان آب شیلد که نیاز به آبکشی دارد برابر - lit/s - 4 برای 15 رینگ حفاری در روز و همچنین - lit/s - 12 در سامپ میانی و - lit/s - 16 در سامپ ورودی تونل خواهد بود. در شکل شماره - - 1 نمائی شماتیک از جریان آب خروجی از دستگاه و تونل تا تخلیه نهائی در خارج از کارگاه نشان داده شده است. همانگونه که از شکل شماره - 1 - می توان استنباط نمود، تخلیه پساب را می-توان به ترتیب زیر تقسیم بندی کرد:
- 1 انتقال پساب از شیلد تا مخزن پساب بصورت سیکل باز
- 2 انتقال پساب از مخزن پساب تا سامپ ورودی تونل بصورت سیکل باز
- 3 انتقال پساب از سامپ میانی تا سامپ ورودی تونل بصورت سیکل باز
- 4 انتقال پساب از سامپ ورودی دهانه تونل تا استخر پساب
بصورت سیکل باز - 5 انتقال پساب از استخر پساب تا خروجی کارگاه بصورت سیکل باز بصورت سیکل باز
شکل :1 نمای شماتیک آب خروجی از دستگاه حفار تا خروجی کارگاه
به طور کلی در حالت های فوق، در صورت مثبت بودن شیب تونل هدایت آبهای فوق به طریق ثقلی توسط کانال و یا شیار میانی اینورت باشد و در شیب های منفی تونل با استفاده از پمپ های مختلف آبکشی و انتقال آن با خط لوله صورت گیرد. جدول - 1 - میزان و علامت شیب تونل را تا ایستگاه S08 نشان میدهد.
جدول:1 مقدار شیب در متراژهای مختلف تونل تا ایستگاه .G2
-2 سیستم پمپاژ پسآب تونل در شیب منفی
همانطورکه در جدول شماره - 1 - دیده میشود، پس از شروع حفاری ابتدا مسافت کوتاهی - L=~30m - بصورت شیب صفر و سپس حفاری با شیب منفی تا متراژ0+717 ادامه پیدا می کند.
شکل : 2 سیستم آبکشی در شیب منفی تونل
بدین ترتیب پسآب جمع شده در کف تونل به دلیل وجود شیب منفی در پائین ترین تراز یعنی در محل شیلد، تجمیع و در این محل توسط پمپ هایی به مخزن پساب دستگاه - Dewatering - system واقع در گنتری شماره - 5 - هدایت شده و پس از آن نیز توسط پمپ های دیگر و از طریق لوله های پلی اتیلنی به سامپ ورودی تونل هدایت میشود. نحوه انتقال بدین صورت است که در انتهای دستگاه، لوله های 12 اینچی پلی اتیلنی به انتهای دستگاه وصل شده که این لوله ها توسط ساپورتهائی به دیواره تونل نصب گردیده و در نهایت به سامپ دهانه تونل متصل ریخته می شود که این لوله ها مادامیکه عملیات حفاری در شیب منفی میشود - قبل از رسیدن به کاسه تونل - Km:0+717 - به سیستم تخلیه پسآب دستگاه حفار متصل خواهد شد.
درکارگاه آهنگری همانند ساپورتهایی تهیه و متناسب با پیشروی دستگاه بر روی سگمنتهای دیواره تونل - در پشت دستگاه حفار - نصب میگردد. سپس قطعات 12 متری خط لوله بر روی آنها قرار داده شده و فلنچ های آنها متصل میگردد. خط لوله میبایست از محل تخلیه پسآب در خارج از شفت - سطح طبیعی زمین - نصب شده و از کناره ترانشه ها به درون تونل منتقل شده باشد. متناسب با پیشروی دستگاه حفار، خط لوله در پشت آن اضافه میگردد و سپس در حین توقف چند دقیقه ای سیستم آبکشی - خاموش نمودن پمپ ها - خروجی شیلنگ پسآب دستگاه از لوله های قبلی باز شده و به لوله های تازه اضافه شده، متصل میگردد و سیستم آبکشی راه اندازی میشود.
شکل :3 نحوه اتصال ساپورت ها و لوله های انتقال آب به سگمنت ها
-3 سیستم پمپاژ پسآب تونل در شیب مثبت
حفاری تونل وقتی که در شیب مثبت قرار دارد یعنی بعد از کاسه مسیر - Km:0+717 - ، پساب به کمک نیروی ثقل در تونل حرکت خواهد نمود. آبهای مصرفی جهت شستشو در بخشهایی نظیر سگمنت، شیلد و نوار نقاله، در کف تونل، درون جوی به راه افتاده و در جهت شیب به سمت ترازهای پایینتر ارتفاعی حرکت خواهد نمود. با فرض اینکه مانعی در سر راه آن قرار نداشته باشد، از ایستگاه های مختلف نیز عبور کرده و در نهایت در محل کاسه مسیر - Km:0+717 - درون حوضچه اصلی جمع آوری خواهد شد. این جوی میبایست مرتباً توسط کارگران لایروبی و تمیز گردد تا تجمع رسوبات و ... در آن مانع جریان آب نگردد. همانند حالت شیب منفی، در حالت شیب مثبت نیز از مخزن و پمپ خود دستگاه - Dewatering system - واقع در گنتری شماره نیز استفاده میشود.
شکل : 4 سیستم آبکشی در شیب مثبت
شکل : 5 پروفیل طولی مسیر از کیلومتراژ - - 0+717 تا ایستگاه S08
از نمای شماتیک پروفیل طولی مسیر در شکل شماره 5 - - کاملاً مشخص میباشد که پس از کاسه مسیر - Km:0+717 - دائماً شیب به جز در دو طرف ایستگاهها مثبت می باشد. به این ترتیب از ایستگاه S08 در انتهای مسیر پسآب بصورت ثقلی در تونل حرکت کرده و نهایتاً به درون حوضچه اصلی در کیلومتراژ - Km:0+717 - و یا حوضچه های دیگری که در محل ایستگاهها ایجاد خواهند شد، خواهد ریخت. در متراژ یاد شده حوضچه اصلی تونل در کیلومتراژ - Main Sump - 0+717 جانمایی شده که به شکلی خاص طراحی شده و در فضای بلااستفاده داخل سگمنت کف - Invert Segment - پسآب جمع آوری خواهد گشت. بدین ترتیب از فضایی که با Invert Segment اشغال میشود - از طریق جایگزین نمودن آن با قطعه مشابه فولادی - به عنوان حوضچه استفاده خواهد شد. پسآب جمع شده در این حوضچه توسط پمپ و خط لوله به بیرون تونل و سطح زمین منتقل خواهد گشت.
-4 روش های استفاده از فضای داخلی سگمنت کف جهت تعبیه پمپ
روش اول : تعبیه سگمنت های فولادی به جای اینورت های بتنی به جهت استفاده از فضای داخلی سگمنت کف، سگمنت های فلزی توخالی که قیقاًد ابعاد خارجی آنها مشابه سگمنت کف - Invert Segment - میباشد، در محل حوضچه نصب خواهد شد.
علاوه بر بوجود آمدن فضای خالی مناسب در داخل آن، تحمل بارهای استاتیک و دینامیک وارده از طرف لوکوموتیو و واگن های حمل بار را داشته باشد و ابعاد خارجی و شکل کلی آن دقیقاً از ابعاد و شکل سگمنت کف پیروی میکند. بنابراین روش انتقال، جابجایی و نصب آن دقیقاً مشابه سگمنت کف بوده با این امتیاز که سبکتر از سگمنت بتنی خواهد بود، توسط سگمنت کار به داخل تونل حمل شده، توسط جرثقیل سگمنت جابجا گشته، سپس توسط اپراتور سگمنت در محل خود - مانند سگمنت بتنی - نصب خواهد شد.
شکل : 6 نماهای مختلف سگمنت فولادی به جای سگمنت بتنی
شکل : 7 سگمنت فولادی مورد استفاده در محل حوضچه
جهت استهلاک کمتر سیستم آبکشی قبل از حوضچه اصلی، یک بخش رسوب گیر پیش بینی میگردد که وظیفه آن ته نشینی و جدا نمودن ذرات معلق آب می باشد و ساخت آن به گونه ای خواهد بود که امکان تمیز کردن و لایروبی آن فراهم باشد. حوضچه رسوبگیر با قرار دادن حداقل یک عدد سگمنت فولادی در بین سگمنتهای بتنی احداث میگردد. البته همانطور که در شکل زیر مشاهده میشود، استفاده از دو عدد سگمنت فولادی توصیه میگردد.
شکل : 8 حوضچه رسوبگیر
به جهت امکان جداسازی مواد شناور روی پسآب، سطح جوی موجود در وسط سگمنت بتنی قرار گرفته پس از رسوبگیر - بین رسوبگیر و حوضچه اصلی - را می توان توسط شبکه مش با چشمه های ریز پوشاند.
