بخشی از مقاله
نقش فناوري ميکروتونلينگ دراجراي شريانها و سامانه هاي آب و فاضلاب : مطالعه موردي شبکه فاضلاب همدان
چکيده
خطوط انتقال آب و شبکه هاي جمع آوري فاضلاب از جمله مهمترين زيرساخت ها و تأسيسات زيربنـايي مربوط به صنعت آب و فاضلاب کشور هستند که با صرف سرمايه گذاريهاي عظيم به اجـرا درمـي آينـد.
سير تحولات اجتماعي ، اقتصادي و صنعتي ، نگرش جديدي را در توسـعه ، بهبـود بهـره وري و در نتيجـه استفاده از فناوري هاي نوين در حيطه اين زيرساخت حيـاطي در سـطح ملـي مـي طلبـد. در طراحـي و اجراي تاسيسات زيربنايي نظير شبکه هاي فاضلاب و سازه هاي وابسته به آنها ، بهبـود اطمينـان پـذيري سيستم ، کاهش زمان ساخت و راه اندازي ، بهينه سازي هزينه هاي مستقيم و غيرمستقيم اجـرا و هزينـه - هاي اجتماعي از معيارهاي مهم پژوهشـي و اجرايـي بشـمار مـي آينـد کـه لزومـا توجـه بـه روش هـا و فناوريهاي نوين از گزينه هاي قابل بررسي جهت حصول به اهداف مذکور مي باشد. همچنـين شناسـايي نقاط قوت و ضعف اينگونه فناوريها در انتخاب روش هاي اجراي اين زيرساخت مهم بسيار موثر مي باشد.
در اين مقاله ضمن بررسي فناوري نوين اجراي بدون ترانشه خطوط انتقال و شبکه ها و مطالعه مـوردي پروژه ميکروتونلينگ شبکه فاضلاب همدان با توجه بـه معيارهـاي مـذکور، مشـکلات و مسـائل محلـي کاربرد اين فناوري در ايران بر اساس مطالعه موردي شهر همدان مورد توجه قرار مي گيـرد و در نهايـت راهکارهاي ممکن در جهت کاهش معضلات و بسترسازي صحيح جهت بکارگيري مناسب ايـن فنـاوري پيشنهاد مي شود.
کلمات کليدي
ميکروتونلينگ ، شبکه فاضلاب ، پايپ جکينگ ، لوله راني ، فناوري نوين .
مقدمه
اجراي شبکه هاي جمع آوري فاضلاب از جمله اقدامات بسيار مهم و تاثيرگذار زيست محيطي در راستاي توسـعه پايدار مي باشد که داراي تاثيرات اجتماعي - اقتصـادي متعـددي اسـت . بهبـود روشـهاي اجرايـي ، ضـمن بهينـه سـازي پارامترهاي مهم اقتصادي و کيفي ، تاثير بسزايي بر توسعه اجتماعي دارد. با توجه به تجربيات موجود، اجراي پروژه هـاي ساخت و بازسازي شبکه هاي فاضلاب به ويژه در شهرهاي بزرگ و پرجمعيت منجر به بروز تبعات خارجي نامطلوبي نيـز مي گردد که لازم اسـت در کنـار هزينـه هـاي اجـراي پـروژه مـورد توجـه و بررسـي قـرار گيرنـد [٣]. گـزارش MIIP (Municipal Infrastructure Investment Planning) کانـادا در سـال ٢٠٠٥ ضـمن بررسـي مشخصـات و تاثيرات گوناگون پروژه هاي تاسيسات شهري ، نياز به توجه بيشتر به اين موارد و هزينه هاي غيرمستقيم اينگونه پروژه هـا را مطرح مـي کنـد. همچنـين اعمـال قـوانيني همچـون National Environmental Policy Act( NEPA) در ايالات متحده جهت توجه به ارزيابي اثـرات زيسـت محيطـي Environmental Impact Assessment( EIA) و اجتماعي Social Impact Assessment( SIA) پروژه ها بر اهميت اثرات اين فعاليت هـا دلالـت دارد [٩]. نتـايج فعاليتهاي افرادي همچون Bowles،Armour ،Burdge ،Peters در خصوص ارزيابي اثرات پروژه هـا مويـد همـين مطلب است [١٠]. اصولا انواع هزينه هاي يک پروژه در سه گروه اصلي تقسيم بندي مـي شـوند: ١- هزينـه هـاي قبـل از ساخت : مخارج برنامه ريزي ، طراحي ، مهندسي و ....٢- هزينه هاي ساخت و اجرا که خود به سه گروه تقسـيم مـي گـردد
:الف ) هزينه هاي مستقيم : مخارج مصالح ، نيروي کار، تجهيزات و ...ب ) هزينه هاي غيرمستقيم : مخارج سربار، هزينه هـاي اداري ، مديريتي و ...ج ) هزينه هاي اجتماعي : آلودگي هاي صوتي ، ترافيک ، اثرات زيست محيطي ، اکولوژيکي و ... . هزينه - هاي اجتماعي عبارتند از هزينه هايي خارج از محدوده متعارف مخارج پروژه که به طرفين قرارداد اغلب زيان و هزينه اي از اين بابت متوجه نمي گردد بلکه بار اين هزينه ها به دوش اجتماع اسـت . بايـد توجـه داشـت کـه هرچنـد از اصـطلاح هزينه هاي اجتماعي استفاده مي شود اما در بسياري موارد افرادي که اين هزينه ها را متحمل مي شـوند ممکـن اسـت در عمل مبلغي را پرداخت نکنند و در حقيقت منظور از هزينه هاي اجتماعي تبعات نامطلوبي اسـت کـه مـي تواننـد داراي ارزش مالي نيز باشند. اغلب هزينه هاي اجتماعي ناملموس هستند و در بازار خريد و فروش داراي قيمت مشخصي نمي - باشند ، بنابراين اندازه گيري و کمي سازي آنها با استفاده از روشهاي معمول به سادگي امکان پذير نيست . ٣- هزينه هـاي بهره برداري و نگهداري : هزينه هاي شروع به کار، تعميرات و .... . روشـهاي مختلـف در اجـراي پـروژه هـاي شـبکه هـاي فاضلاب شهري ، تاثيرات متفاوتي در محيط اطراف ايجاد مي نمايند که بايد با در نظر گرفتن تمـامي جهـات نسـبت بـه ارزيابي آنها اقدام نمود [١١]. تقسيم بندي اصلي روشهاي اجراي پروژه هاي شبکه جمع آوري فاضلاب شهري عبارتنـد از:
١- روشهاي ترانشه باز: عبارت است از روش هاي سنتي کارگذاري لوله ؛ شامل حفر يک ترانشه اعم از روشهاي ماشيني و يا دستي ، خوابانيدن لوله ، پرکردن گودال حفر شده و بازگردانيـدن سـطح بـه حالـت اوليـه . ٢-روشـهاي بـدون ترانشـه :
اصطلاح بدون ترانشه اصولا به روشهايي از کارگذاري يا بازسازي شبکه اطلاق مي شـود کـه در آنهـا ميـزان آسـيب بـه پوشش سطحي زمين و سطح خيابانها و معابر حداقل باشد. از ويژگيهاي روشهاي بدون ترانشه در مقايسه بـا روش هـاي ترانشه باز کاهش و در بعضي موارد حذف اختلال در ترافيک شهري ، محلي و تصادفات و کـاهش ايجـاد مزاحمـت بـراي دسترسي هاي محلي ساکنان ، افزايش امنيت عابران پياده ، کاهش مصرف سوخت وسايل نقليـه از جملـه کـاهش تـردد ماشين آلات ساختماني و راهسازي و کاهش اتلاف زمان در ترافيک هاي سنگين ، کاهش اختلال در درآمد کسبه محل و وضعيت رفاه ساکنان ، کاهش ايجاد آلودگي صوتي و زيست محيطي ، کاهش صعوبت اخذ مجوز حفاري است [١٢].
پايپ جکينگ و ميکروتونلينگ يکي از روشهاي اجرايي خطوط انتقال آّب ، گاز و شبکه هاي فاضلاب شهري است و جزء روشهاي بدون ترانشه طبقه بندي مي شود. در سراسر دنيا نصب و اجراي خطوط لوله شبکه هـاي آب و فاضـلاب و تاسيسات خدماتي به طور فزاينده اي توسط روش پايپ جکينگ و ميکروتونلينگ انجام مي گيرد. در روش پايپ جکينـگ و ميکروتونلينگ تمامي سايت اجرائي در يک خط خيابان قرار مي گيرد. مراحل اجرايي پروژه عبارتند از :
١- احداث شفت خاکبرداري (شکل شماره )، مش بندي (شکل شماره ٢) ، قالب بندي و بـتن ريـزي (شـکل شماره ٣). پس از طراحي و نهائي شدن نقشه ها، با نقشه برداري نقاط اجـراي شـفت را معـين مـي شـود. پـس از بـرش و برداشت آسفالت و خاکبرداري ، آرماتوربندي و قالب بندي و بتن ريزي ديواره شفت انجام ميگيرد و در نهايت بـا اجـراي بتن کف و رگلاژ نمودن آن فضا جهت شروع فعاليت پايپ جکينگ و ميکروتونلينگ مهيا مي شود.
٢ – لوله راني (استقرار دستگاه پايپ جکينگ ، لوله راني ): پس از اسقرار جک که بـه صـورت کـم حجـم درون شفت ارسال طراحي شده است (شکل ٤)، انتقال دستگاه حفار (شکل ٥) و اسقرار آن بر روي جک (شکل ٦) صورت مـي - پذيرد؛ با چرخش سرمته دستگاه حفار و اعمال فشار به دستگاه حفار از طرف جک ، حفاري آغاز ميگردد و خـط لولـه از طريق چال ارسال (drive shaft) به چال دريافت ( receive shaft ) جک مي شود.
سر مته دستگاه حفار مواد موجود در سينه تونل را حفر کرده و اين مواد پس از ورود به محفظه سنگ شکن به اندازه هاي کوچک خرد مي شوند تا اينکه از طريق لوله هائي به سطح زمين منتقل شوند (شکل ٧). سنگ هاي بـزرگ بـه وسيله صفحه برنده سر حفار خرد مي شوند. گاهي قطعات به جا مانده و خرد شده نيز به خاک اطراف رانـده مـي شـوند.
پمپ خارج کننده دوغاب در نزديکي قاب جک قرار مي گيرد (شکل ٨ و ٩).
کانتينر شامل اتاق کنترل و سيستم هيدروليک مي باشد و روي سطح زمين و در نزديکي چال ارسال قـرار دارد.
در کنار چال رانش لوله هاي لازم انبار مي شوند. پمپ ارسال و دريافت دوغاب بين چال ارسال و اتاق کنترل قرار گرفتـه و هر دو به محل جداسازي دوغاب و احصال مجدد آب مناسب جهت استفاده مجدد در حفاري ، متصـل هسـتند و يـک چرخه را شکل مي دهند (شکل ١٠ و ١١). با کنترل هاي انجام گرفته حين عمليات رانش و رفتارنگاري بوسيله سيسـتم اندازه گيري ليزر واقع در چال ارسال به طور پيوسته ، ماشين حفار در محل چال دريافت و در تراز مطلوب بازيابي مـي - شود (شکل ١٢). به منظور کاهش اصطکاک از بنتونيت در اطراف دستگاه حفار استفاده مي شـود. (شـکل ١٣) . جهـت ايجاد نيروي فشار مناسب در لوله راني در مسافت زياد از جکهاي مياني استفاده مي شود (شکل ١٤ )[٥].
٣- احداث منهول : نهايتا پس از خروج دستگاه حفار از چال دريافـت (اشـکال ١٥ الـي ١٨) و خـروج تجهيـزات حفاري اجراي منهول در شفت انجام مي گيرد. ( شامل مراحل بتن ريزي فونداسيون ، آرماتور بنـدي ديـوار، قالـب بنـدي ديوار، بتن ريزي ديوار، بتن ريزي هيدروليک ، بتن ريزي دال ، بتن ريزي شفت استوانه اي دريچه بازديد، گراول ريزي )
يکي از دلايل موفقيت روش هاي ميکروتونلينگ و پايپ جکينگ در صنعت ، استفاده از لوله هاي با کيفيت بسيار متمايز از جمله لوله هاي بتن پليمري مي باشد که مقصود بتني است که از ترکيب شيميائي بين رزين ، ماسه ، سنگدانه و پودر سنگ حاصل مي
