بخشی از مقاله

آب بند و انواع آن


آشنایی
مهندسان برای کاستن از احتمال گسیختگیها ناشی از عملکرد آب زیرزمین، همواره درصدد اند تا بخش در حال حفاری را آبکشی و خشک نمایند. البته باید توجه داشت که کنترل نیروهای ناشی از نشت آب هم می‌تواند به همان اندازه در جلوگیری از گسیختگی موثر واقع شود. روشهای متنوعی را که برای کنترل نشت و فرار آب زیرزمینی وجود دارد، می‌توان به سه دسته عمده تقسیم کرد که عبارتند از: آب بندها و موانع، سیستمهای آبکشی، زهکشها، صافی‌ها (فیلترها).
آب بندها و موانعی را که بر سر راه جریان آب ایجاد می‌شود، می‌توان به سه دسته آسترها و پوششها، دیوارها و تزریق تقسیم کرد.


آسترها و پوششها
آسترها و پوششها به صورت لایه‌ای نفوذ ناپذیر اجرا می‌شوند و دارای انواع زیراند:
تعبیه ورقه‌ای از رس که در بستر دریاچه (به سمت سراب) ایجاد می‌شود و وظیفه آن افزایش مسیر افقی جریان آب در زیر زمین و در نتیجه کاهش فشار آب و میران نشت آن در پاشنه پایاب سد است.
یک لایه (آستر) رسی یا پلاستیکی که برای جلوگیری از فرار آب از مخزن یا نشت سیالات از حمل تجمع زباله‌ها اجرا می‌شود.
دیوارها Walls


بسیار متنوع بوده و مهمترین انواع آن را به نحو زیر می‌توان خلاصه کرد.
دیوار خاکی متراکم شده
این دیوارها می‌توانند به عنوان یک خاکریز همگن برای سد، به صورت یک هسته در داخل سد یا ترانشه‌ای در پی سد، که هسته آن با رس پر شده باشد، اجرا شوند.
دیواره های بتنی
این نوع دیوار معمولا در حفاری پی ها یا به عنوان پوشش داخل تونلها، مخصوصا در جاهایی که جلوگیری دایم از نفوذ آب لازم باشد، بکار می‌روند. در سدها برای جلوگیری از فرار آب از زیر سد، دیوار بتنی قایمی را از پایینترین قسمت سد تا لایه‌های نفوذ ناپذیر احداث می‌کنند.
دیوار با شمعهای صفحه‌ای


این نوع دیوار، که با راندن شمعهای صفحه‌ای به داخل خاک ایجاد می‌شود، موقعی از کارایی خوبی برخوردار است که قفل و بست بین صفحات کامل باشد و این مسئله‌ای است که در زمینهای دارای قلوه سنگ و قطعات درشت تر یا حاوی مواتع دیگر به خوبی امکان پذیر نیست. با افزایش طول شمعها، امکان خم شدن آنها در خلال راندن وجود دارد. این نوع دیوار تا حدی می‌تواند از نفوذ آب جلوگیری کند. این دیوار را معمولا برای نگاهداری دیواره بخشهای حفاری شده بکار می‌برند.

در خاکهای با زهکشی آزاد، دیوار باید همراه با یک سیستم آبکشی باشد تا فشار جانبی وارده از زمین و آب به دیوار شمعی کاهش یابد.
دیوارهای گلی
دیوارهای گلی و ترانشه‌های پر شده از گل به عنوان عاملی کارآمد برای جلوگیری از نشت آب در پی سدها، حفاریهای باز، حفاری تونلها و سیستمهای کنترل آلودگی، روز به روز مصرف بیشتری پیدا می‌کنند. روش احداث این دیوارها به جز در تونلها، به این ترتیب است که ابتدا یک ترانشه حفر می‌شود و برای اینکه دیوارهایی ترانشه در طول حفاری ریزش نکند، داخل آن را با گل روانی از بنتونیت پر می‌کنند. در پایان حفر ترانشه، این گل روان با موادی که بتواند یک دیوار دایمی و نسبتا غیرقابل تراکم و نفوذ ناپذیر را بسازد، تعویض می‌شود.


دیوار دیافراگمی
بتنی نوع سازه دایمی است که توسط تکنیک ترانشه‌های حاوی گل روان ایجاد می‌شود. به این منظور قطعه‌ای از ترانشه تا عرض 7 متر را تا عمق دلخواه حفر می‌کنیم. در مرحله بعد یک شبکه (جوشن) فولادی پیش ساخته به داخل آن رانده می‌شود. در کلیه مراحل حفاری و راندن شبکه فولادی، ترانشه توسط گل روانی که داخل آن ریخته می‌شود، از ریزش محفوظ می‌ماند. در مرحله بعد گل روان توسط بتن جایگزین می‌شود و پس از گرفتن بتن، قطعه بعدی اجرا می‌شود.


دیوارهای یخی
این دیوارها که با یخ زدن بخشی از زمین اشباع شده ایجاد می‌شوند به عنوان عامل موقتی در جلوگیری از نشت آب در حفاریهای باز، تونلها و شفتها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش بیش از همه در رسوبات ضخیم ماسه‌ای و لایه‌ای اشباع شده و یا در جاهایی که مواد سازنده گل روان ممکن است منابع آب را آلوده سازد، بکار می‌رود. از دیوارهایی یخی سالهاست که در معادن و برای احداث چاههایی قایم (شفتها) تا عمق 300 متر استفاده شده است.
این روش پرهزینه و وقتگیر است و معمولا یک تاخیر 6 ماهه در کار را باعث می‌شود. علاوه بر آن باید دقت زیادی در اجرای آن بشود. زیرا حتی یک جریان کوچک آب از میان دیوار به داخل بخش حفاری شده می‌تواند فاجعه آمیز باشد. بر اثر یخ زدن ممکن است تورم قابل ملاحظه‌ای نیز در خاکهای سطحی اطراف ساختگاه بوجود آید که پس از آب شدن یخها می‌تواند با فروریزش زمین همراه شود. مقدار تورم و فروریزش متعاقب آن وابسته به نوع مواد واقع در نزدیک سطح زمین است.
تزریق


تزریق دوغاب به داخل خاکهای نفوذ پذیر و سنگ، روش رایج و دایمی برای جلوگیری از جریان آب زیرزمینی است. البته در اغلب موارد دیواری که به این ترتیب بوجود می‌آید کاملا نفوذ پذیر نیست. از تزریق همچنین برای افزایش مقاومت سنگ و خاک سود جسته می‌شود. دوغابها متنوع اند و می‌توانند ترکیبی از سیمان، سیمان و خاک یا مواد شیمیایی باشند. انتخاب نوع دوغاب به تخلخل سازندهای زمین شناسی، سرعت جریان آب و مقاومت فشاری نهایی بخشهای تزریق شده بستگی دارد.


بطور کلی دوغابهای ماسه - سیمان برای بستن حفره‌های بزرگ و شکستگیها و دوغابهای رس و سیمان پرتلند برای بستن شکستگیهای نسبتا کوچک و خاکهای دانه درشت بکار می‌روند. به منظور کنترل جریان آب زیرزمینی، حفر رشته منفردی از گمانه‌ها و تزریق در آنها اغلب کافی است. پرده تزریق را می‌توان با افزودن رشته‌های دیگری از گمانه‌های تزریق شده ضخیم تر نمود. در سنگهای شکافدار یا جاهایی که جریان زیاد است، موفقیت عملیات تزریق کمتر است.
كليات


سد مخزني ماكو (بارون) در 12 كيلومتري جنوب شهرستان ماكو، بر روي رودخانه زنگمار در نزديكي روستاي بارون احداث شده است. رودخانه زنگماري كه سد مخزني ماكو بر روي آن احداث شده است از كوههاي مرزي ايران و تركيه سرچشمه مي گيرد و نهايتا در شهرستان پلدشت به رودخانه ارس مي پيوندد. وجود دشت حاصلخيز پلدشت در پائين دست سد، اين امكان را بوجود آورده تا بهره برداري از آب سد بالغ بر 15 هزار هكتار از اين اراضي از آب كشاورزي مطمئن بهره مند گردد.
مشخصات سد


سد مخزني ماكو از نوع سد خاكي، با هسته رسي، طول و عرض تاج سد به ترتيب 350 متر و 10 متر است. ترازهاي تاج و حداقل پي سد به ترتيب 1699 متر و 1621 متر از سطح دريا مي باشد. حجم كل خاكريز 000/430/1 متر مكعب، حجم فيلتر مصرفي در حدود 80000 متر مكعب، حجم هسته نفوذ ناپذير (هسته رسي) 150000 متر مكعب، حجم پوسته و سنگ چين بالا دست 35000 متر مكعب و حجم پوسته محافظ پائين دست 36000 متر مكعب، است. ضخامت سد در تاج. كف آن به ترتيب 10 متر و 350 متر مي باشد.
زمين شناسي
محل سد بر روي يال شمالي طاقديس قرار دارد كه در هسته آن رسوبات دوئين، پرمين نمايان گشته اند. شيب لايه ها حدود 80 درجه و امتداد آن با رودخانه زاويه أي حدود 45 درجه مي سازد. مهمترين شكستگي محل سد، گسلي در پائين دست آن است كه رسوبات اوليگوميوسن را از تپه هاي دوئين، پرمين فوق الذكر جدا مي سازد. بعير از گسل مزبور شكستگي مهمي در محل سد به چشم نمي خورد.


مشخصات سازه هاي جنبي
سد ماكو داراي سازه هاي جنبي با مشخصات زير مي باشد: سرريز اضطراري: سرريز در تكيه گاه سمت چپ و از نوع تونلي با شفت مايل قرار دارد كه در انتها به يك پرتاب كننده جامي شكل منتهي مي شود. اين سرريز قادرست كه جريان (پس از پخش سيل ده هزار ساله با حداكثر دبي حظه أي 2540 متر مكعب بر ثانيه در مخزن) با دبي 600 متر مكعب بر ثانيه را تخليه نمايد.
تخليه كننده ها: تخليه كننده تحتاني با دبي 5/94 متر مكعب بر ثانيه و آبگيري آبياري با دبي 20 متر مكعب بر ثانيه در تكيه گاه راست پيش بيني شده است. قطر لوله آبياري و تخليه كننده عمقي به ترتيب 2 متر و 5/4 متر مي باشد.
بارون (ماكو) نام سد آذربايجان غربي نام سازمان


1366 سال شروع ساخت خاكي با هسته رسي نوع سد
آذربايجان غربي محل سد - استان 1374 سال شروع بهره برداري
خزر نام حوضه آبريز اصلي ما كو, 32 نزديكترين شهر و فاصله از آن به كيلومتر
زنگمار-بارون چاي نام رودخانه زنگمار نام حوضه آبريز فرعي
78 ارتفاع از پي - متر 74 ارتفاع از كف - متر
10 عرض در تاج - متر 210 طول تاج - متر


32 عرض در پي - متر
12500 سطح زير كشت - هكتار 122 MCM - حجم آب قابل تنظيم ساليانه
0 ظرفيت نيروگاه - مگاوات 150 MCM - حجم كل
آ زا د نوع سرريز 136 MCM - حجم مفيد

سد كرخه
بدنه سد
● مشخصات بدنه سد
نوع: خاكي با هسته رسي
حجم كل بدنه سد: 5/32 ميليون مترمكعب
تراز تاج سد: 234 متر از سطح دريا
ارتفاع سد از پي: 127 متر
طول تاج سد: 3030 متر
عرض تاج سد: 12 متر
حداكثر عرض سد در پي: 1100 متر
حجم مصالح پوسته: 6/19 ميليون مترمكعب
حجم مصالح هسته: 65/3 ميليون متر مكعب
حجم خاكبرداري بدنه و سرريز: 15/9 ميليون مترمكعب
شيب پوسته بالادست از رقوم 234 تاج سد با شيب 25/2: 1 تا رقوم 192 و در اين رقوم برمي به عرض 10 متر ايجاد و سپس با شيب 25/2: 1 تا رقوم 163 و در اين رقوم برمي بطول 30 متر و سپس با شيب 5/2: 1 كه شيب پوسته بالادست فرازبند مي باشد به پي مي رسد. (قابل ذكر است كه پوسته بالادست از رقوم 234 تا رقوم 192 داراي پوشش ريپ راپ و از رقوم 192 تا 163 و همچنين تا رقوم 140 داراي پوشش خاك سيمان ميباشد)


شيب پوسته پايين دست بدنه در مقطع عرضي كيلومتر 400+1 از رقوم 234 تاج سد با شيب 8/1: 1 تا رقوم 200 و در همين رقوم برمي به عرض 5 متر سپس با همين شيب تا رقوم 170 به برمي به عرض 84 متر و سپس با شيب 8/1:1 تا رقوم 160 و 135 كه بترتيب به دو برم به عرضهاي 14 و 75 متر خواهد رسيد و سپس تا انتهاي پنجه بدنه سد با شيب 1:2 به رقوم 116 مي رسد.
سيستم انحراف آب
سيستم انحراف آب سد كرخه شامل يك آبراهه بتني چهار دهانه (كالورت)، سازه هاي آبگير ورودي، حوضچه آرامش انتهائي، پيش فرازبند، فراز بند و نشيب بند مي باشد
پيش فرازبند و فرازبند


به منظور ممانعت از تأثير مستقيم آب در فصول سيلابي رودخانه در دوران اجراي بدنه اصلي سد، مي بايست قسمتهاي بالا دست و پائين دست محل اجراي سد توسط فرازبند و نشيب بند مسدود گرديده تا محوطه بين اين دو خشك و سازه اصلي اجرا گردد. از آنجا كه فرازبند سد كرخه نهايتا جزئي از بدنه اصلي سد خواهد شد، از يك پيش فراز بند استفاده شده است تا فرازبند نيز در محيط خشك و با مشخصات فني مناسب اجرا گردد.


رقوم تاج پيش فرازبند، براي سيلاب با دوره بازگشت 20 ساله در دوره خشك، معادل دبي حداكثر 860 مترمكعب در ثانيه، در تراز 5/122 متر از سطح دريا طراحي شده است.
طراحي فرازبند سيستم انحراف كرخه براي سيلاب با دوره بازگشت 100 ساله (m3/s 7240) در رقوم 163 بوده كه در اين رقوم بخشي از سيل 100 ساله (حدود m3/s 3680) قادر به عبور از داخل گالريهاي انحراف مي باشد و باقيمانده آن در درياچه فرازبند مستهلك ميگردد
● مشخصات فرازبند
- طول: 950 متر
- حجم بدنه: 5/4 ميليون متر مكعب
- عرض تاج: 20 متر
- بيشترين عرض در پي: 495 متر
- ارتفاع از كف رودخانه: 52 متر
- حداكثر حجم ذخيره: 433 ميليون مترمكعب
● نشيب بند


براساس منحني دبي - اشل رودخانه براي دبي 150 مترمكعب در ثانيه، سطح آب در پايين دست نشيب بند در رقوم 115 متر و براي دبي سيل 4570 مترمكعب در ثانيه سطح آب در رقوم 5/120 متر و بنا براين رقوم تاج نشيب بند 5/121 متر از سطح دريا در نظر قرار گرفته شده است.
● كالورت انحراف آب
عمليات انحراف آب از مسير اوليه خود معمولا اولين اقدامي است كه در پروژه هاي سد سازي به عمل مي آيد. در سد مخزني كرخه براي انحراف آب، استفاده از يك آبراهه بتني (كالورت)و چهار دهانه بهترين روش شناخته شده است. مشخصات اين آبراهه بتني به شرح ذيل ميباشد:
- شكل: چهار دهانه با مقطع هشت ضلعي
- ابعاد هر دهانه: 5/10×5 (ارتفاع × عرض) متر


- طول: 790 متر (با احتساب سازه هاي ورودي و خروجي)
- نوع پوشش: بتن مسلح
- حجم خاكبرداري: حدود 5/1 ميليون مترمكعب
- حجم بتن مصرفي: 223 هزار مترمكعب
- تراز كف دهانه ورودي: 113 متر از سطح دريا
- تراز كف حوضچه آرامش: 100 متر از سطح دريا
- ظرفيت تخليه: 3680 مترمكعب در ثانيه در تراز 70/161 متر از سطح دريا (قبل از تبديل به تخليه كننده عمقي)

● سازه ورودي
سازه ورودي آبراهه سيستم انحراف، بطول 32 و عرض 6/30 متر شامل چهار دهانه آبگير، برج آبگير، شيار دريچه ها و دريچه هاي انسداد ميباشد.


براي انسداد مسير آب در دهانه هاي اول و دوم كالورت، از دو دريچه انسداد رأس (Bulk head Gate) هر يك به وزن 32 تن، و براي انسداد مسير آب در دهانه سوم از يك دريچه چرخ ثابت (Fixed-wheel Gate) به وزن 62 تن و براي انسداد مسير آب در دهانه چهارم از يك دريچه غلطكي (Roller Gate) به وزن 82 تن استفاده شده است.
براي بالابردن قطعات و جايگذاري دريچه هاي كالورت از يك جرثقيل دروازه اي طره دار (Gantry Crane) به ظرفيت 120 تن كه در تراز تاج برج آبگير (160 متر)، نصب شده بود استفاده شده است. جرثقيل مزبور پس از آبگيري و انسداد دائم دريچه ها، از محل خود دمونتاژ گرديد.


در قسمت فوقاني برج آبگير، مجاري و پنجره هائي در نظر گرفته شده است كه پس از تبديل كالورت به تخليه كننده عمقي، از آنها به عنوان مسيرهاي ورود آب به تخليه كننده، استفاده ميشود.
● سازه خروجي
جهت استهلاك انرژي آب خروجي از كالورت، در انتهاي آن حوضچه آرامشي به عرض 35، طول 5/128 و تراز كف 100 متر نسبت به سطح دريا احداث شده است.
در خروجي هر يك از آبراهه ها نيز شيارهائي براي نصب دريچه هاي استاپ لاگ تعبيه شده است تا در مواقع لازم بتوان با نصب دريچه ها از بازگشت آب به داخل آبراهه ها جلوگيري كرد. براي اين منظور از سه سري دريچه استاپ لاگ استفاده ميشود.
● تخليه كننده عمقي
از مجاري كالورت انحراف در زمان بهره برداري به عنوان تخليه كننده عمقي استفاده ميشود. بدينمنظور در 50 متر مياني هر يك از آبراهه هاي اول، دوم و سوم كالورت انحراف و لوله و شير آلاتي نصب شده است كه ضمن محدود كردن سطح مقطع عبور آب در آنها از 48 متر مربع به 14/3 متر مربع، مجموع دبي خروجي آنها را به 360 متر مكعب در ثانيه (در تراز نرمال مخزن) محدود كرده‌اند.
دهانه چهارم كالورت انحراف نيز بطور كامل مسدود شده و به عنوان راه دسترسي به موقعيت تخليه كننده و شير آلات دهانه هاي ديگر استفاده ميشود.


در سيستم تخليه كننده براي كنترل دبي آب خروجي از دو دريچه اضطراري و سرويس استفاده ميشود كه هر يك بوسيله سرووموتوري به قدرت 175 تن باز و بسته ميشوند.
● سيستم آب بندي پي
به منظور نفوذ ناپذير نمودن پي و جلوگيري از زه آب، در پي سد ديواره يا غشائي نفوذ ناپذير اجرا ميگردد. به علت هزينه زياد حفاري و تزريق نا پذيري پي سد كرخه و براي آب بندي مطمئن تر پي، بجاي اجراي پرده آب بند، از ديوار آب بند با بتن پلاستيك استفاده شده است.

در متن اصلی مقاله به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر مقاله آن را خریداری کنید