احداث تونل مترو و برخورد با مشكلات سفره آبهای زیرزمینی در آبرفتهای جنوب دشت تهران

دسته: عمران
بازدید: 53 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 5546 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 74

به علت دفع فاضلاب به طریقه جذبی ، در شهر تهران در برخورد سازه های مترو با چاههای فاضلاب مشكلاتی به وجود آمده است

قیمت فایل فقط 4,900 تومان

احداث تونل مترو و برخورد با مشكلات سفره آبهای زیرزمینی در آبرفتهای جنوب دشت تهران

فصل اول :     مقدمه

فصل دوم :     شناخت وضعیت زمین شناسی و آبهای زیرزمینی در دشتهای جنوب تهران

بخش اول – كلیاتی در مورد وضعیت زمین شناسی مهندسی دشتهای جنوب تهران

بخش دوم – وضعیت آبهای زیرزمینی در دشتهای جنوب تهران

فصل سوم :    روشهای حفاری متداول در حفر تونل های مترو تهران

فصل چهارم :  روشهای نگهداری و جلوگیری از نفوذ آب به داخل فضای تونلهای مترو

بخش اول – جلوگیری از مجاورت و برخورد آب با سطح خارجی تونل مترو

بخش دوم – روشهای عایق بندی ( ایزولاسیون ) تونل های مترو در برابر نفوذ آب

1-   روش سگمنت گذاری و تزریق پشت سگمنت ( Grouting )

مقـــدمـــه :

1-   هدف از انجام عمل تزریق

2-    كاربرهای تزریق در چه مواردی است

3-    انواع تزریق از نظر ساختار دیواره داخلی تونل

- مراحل آماده سازی تونل قبل از انجام مرحله تزریق :

4-   تعریف سگمنت وكلید و طرز قرارگیری آنها در یك حلقه یا رینگ

5-   ترتیب قرارگیری رینگها در داخل تونل مترو و دیگر سازه های زیرزمینی

6-    طرز بندكشی و پر كردن شكافهای بین رینگها و سگمنتها

- مرحله تزریق دوغاب به گمانه ها و فضاهای خالی پشت سگمنتها :

7-   گمانه زدن ، ترتیب گمانه ها در یك حلقه ، طرز گمانه زنی ، مراحل گمانه زنی

8-   خالی كردن داخل گانه و آماده سازی گمانه برای شروع كارتزریق

9-   توضیح میكسرها و همزنها و كارشان

10-پمپهای تولید فشار و كپسولهای فشار شكن و توضیح كار آنها

11- تعریف اصطلاح خورند در كارهای تزریق

12-توضیح تولید دوغاب و انواع آن

13- فشار تزریق و روش اندازه گیری و كنترل آن

14-دپی تزریق

15- مراحل انجام تزریق

16-روش تزریق دوغاب به داخل گمانه و استفاده از پكرها ( packer )

17-گرفتگی در مسیر انتقال دوغاب و چگونگی برطرف كردن آن

18- حداكثر زمانی كه میتوان كار را به طور موقت تعطیل كرد

19- توضیح مواد افزودنی به دوغاب و نقش هریك از آنها در كار تزریق

20-اندازه گیری غلظت دوغاب

21-تعریف همل همگراسنجی

22-بیرون زدگی و نشتی آب و دوغاب و روش برطرف كردن آن

23-استفاده از ماده شیمیایی به نامه Penetron برای اطمینان از كار عایق بندی تونل

24-انجام تست آب در انتهای كار برای اطمینان از عایق بندی تونل

2-   روش اطریشی ( عایق بندی به كمك  p.v.c )

مقـــدمــــه

   به دلایل تاریخی شناخته شده اكثر شهرهای بزرگ از جمله تهران بر روی زمینهای نرم بنا شده اند. پیشرفت زمان و رشد فزاینده جمعیت این شهرها نیز لزوم احداث فضاهای زیرزمینی جهت تاسیسات و ارتباطات شهری را امری اجتناب ناپذیر شمرده است. لذا مهندسین طراح باید با توجه به وضعیت زمین شناسی مهندسی منطقه ، سازه های سطحی ، حجم ترافیك ، سطح قیمتها ، كیفیت و كمیت نیروی انسانی ، زمان مجاز كار و … روش منطبق با شرایط مزبور انتخاب و یا احتمالا“ ابداع نمایند.

اجرای طرح مترو در شهر بزرگی مانند تهران آسان نبوده بخصوص كه موانع اجرائی زیادی وجود دارد.

گرچه در سطح شهر تهران موانع طبیعی مانند رودخانه وجود ندارد كه آن نیز بر مشكلات موجود بیفزاید ، ولی وجود تعداد زیادی قنوات دائر و بایر ، چاههای دفع فاضلاب و بالا آمدن سطح آبهای زیرزمینی از جنوب تا مركز شهر تهران ، كار اجرائی طرح را پیچیده تر كرده است.

در این بخش خلاصه ای از فعالیت های مطالعاتی ، طراحی ، اجرائی در مورد بررسی و دفع آب از سازه های متروی تهران میباشد كه در فاصله زمانی سالهای 1372 تا 1376 انجام شده است. گرچه این مطالعات میبایستی در ابتدای كاریعنی همزمان با بررسیها و مطالعات اولیه صورت میگرفت ولیكن بدلایلی این امر ممكن نگردیده و اكنون باید هزینه ها و مشكلات ناشی از تاخیر بیست و چند ساله را تحمل نمود.

بطور كلی راه حل های جلوگیری از نفوذ آب به داخل سازه ها در دو بخش كلی انجام شده :

1-   تخلیه آب بمنظور آماده سازی محل جهت احداث ساختمانهای پیش بینی شده.

2-    جلوگیری از نفوذ آب به داخل سازه های ساخته شده و آماده نمودن تاسیسات جهت بهره برداری مطابق با آئین نامه های  موجود.

فصل دوم : شناخت وضعیت زمین شناسی و آبهای زیرزمینی در دشتهای جنوب تهران

بخش اول :كلیاتی در مورد وضعیت زمین شناسی مهندسی دشت های جنوب تهران :

    منطقه تهران در پهنه ای بین دو وادی كوه و كویر ( دامنه جنوبی البرز و دشتهای شهریار و ورامین ) واقع شده و حد طبیعی فضای آن از دو طرف دیگر بوسیله دو رودخانه جاجرود و كرج مشخص می شود. این در رودخانه در نزدیكی ورامین به یكدیگر ملحق شده و به سوی دریاچه فصلی واقع در كویر نمك جاری شوند.

شكل 1 – فضای جغرافیایی تهران

در یك مقطع شمالی و جنوبی از پهنه تهران ، پنج بخش مشاهده می شود ( شكل 2 ) :

-         دامنه كوهستان شمیرانات با شیب 10 تا 15 درصد

-          از تجریش تا تپه های عباس آباد با شیب 3 تا 5 درصد

-          از عباس آباد تا خیابان انقلاب

-          از انقلاب تا نزدیكی ری با شیب 2 درصد

-          از ری تا ورامین با شیب بسیار ملایم 1 درصد كه تا كناره كویر ادامه می یابد.

در یك نگرش كلی ، وضعیت رسوبات آبرفتی تهران از جنوب به سمت شمال به صورت زیر است :

قسمت اعظم جنوب تهران را رسوبات ریز دانه رس و سیلت تشكیل داده ( ML – CL ) كه در اعماق مختلف دارای لایه هایی از شن و ماسه با ضخامتهای متفاوت می باشند. البته در قسمتهای جنوبی تر گهگاه به رس با پلاستیسیته بالا ( CH ) نیز برخورد شده است عمده این خاكها از نوع پیش تحكیم یافته می باشند . در این  خاكها مواد گچی و آهكی به صورت پراكنده دیده شده است . این امر موجب مشكل بودن حفاری دستی گردیده بطوریكه در حوالی بهشت زهرا گاها“ از قلم و چكش جهت كندن استفاده می شود.

از جنوب به سمت شمال بر میزان درشت دانه ها افزوده شده به نحوی كه درحوالی قورخانه ، عمده خاك از شن ریز و ماسه به همراه مقدار كمی سیلت و رس تشكیل شده و در مناطق شمالی تر ، قلوه سنگ و شن درشت نیز در بین روسوبات یافت می شود.

بطور كلی خاكهای نواحی مركزی و شمالی تهران عمدتا“ شن و ریگ همراه با مقداری مواد ریز دانه و آهكی بوده كه همین امر موجب مقاومت بالای آن شده است این مقدار ریز دانه باعث نامگذاری های مختلفی برای این خاكها در طبقه بندی خاك ( GW – GC – GP ) گردیده است. در شكل 3 برش عرضی ، شمالی – جنوبی از شهر تهران ملاحظه می شود.

شكل 3 – برش عرضی ، شمالی جنوبی شهر تهران

بخش دوم : وضعیت آبهای زیرزمینی در دشتهای جنوب  تهران :

- جریان آب بداخل تونل

بطور كلی مساله آب زیرزمینی در احداث تونل در مناطق شمالی و مركزی تهران وجود نداشته مگر آنكه در شمال به چینه های با تراوایی كم و در مركز به قناتهای فعال برخورد شود كه آنهم بطور موضعی بوده و باعایق نمودن آن بخش از تونل و یا منحرف ساختن قنات رفع خواهد شد.

اما در جنوب تهران بعلت سیلتی و رسی بودن خاكها و وجود خاكهای دستی احتمالی در مسیر تونل و با توجه به بالا بودن سطح آب ، ضروری است كه سطح آب زیرزمینی پایین انداخته شود كه این امر در حال حاضر توسط سازمان آب تهران با بكارگیری چندین چاه پمپاژ بطور شبانه روزی در مسیر چهار راه گلوبندك تا خیابان شوش انجام می گیرد. البته سازمان آب تهران در نظر دارد تا با احداث حدود 40 كیلومتر كانال و سیفون ، آب این منطقه را بطرف جنوبغربی ( حوالی پشت فرودگاه مهر آباد ) هدایت و مشكل این منطقه را بطور اصولی حل نماید. بدین ترتیب زمینهای جنوبغربی تهران نیز از خطر خشك شدن رهایی خواهند یافت.

یكی از اساسی ترین كارهائی كه می بایست قبل از شروع عملیات اجرائی متروی تهران انجام میشد مطالعات هیدرولوژی و ژئوهیدرولوژی تهران بود كه متاسفانه مشاور اولیه متروی تهران در این مورد نه تنها اقدامی ننموده است بلكه بعلت عدم آشنائی به تكنیك های قدیمی تامین و انتقال آب در تهران دچار اشتباهی نیز شده است و وجود بیش از دویست و هفتاد رشته قنات در محدوده شهری تهران را نادیده گرفته و در مورد بالا آمدن سطح آب زیرزمینی در تهران تدبیری اتخاذ ننموده است و اكنون با بیست و چندسال تاخیر ، مطالعات ، بررسی و طراحی همزان با عملیات اجرائی با هزینه ای چندین برابر انجام می شود.

نفوذ آب به سازه های متروی تهران عمدتا“ از منابع به شرح زیر میباشد :

1- نزولات جوی و آبهای سطحی :

در قسمت شمال خط یك حد فاصل ایستگاههای R – N با توجه به اینكه بافت زمین از نوع دج و سنگ جوش بوده و كاملا“ نفوذ ناپذیر میباشد و همچنین به علت اینكه عملیات حفاری تونل و ایستگاهها در این قسمت به صورت ترانشه باز انجام شده است و روی تونل ها و ساختمان ایستگاهها بعد از اتمام عملیات ایزوله كامل نشده خاك ریزی گردیده است كه درزمان بارندگی و یا وجود آب های سطحی، آبیاری فضای سبز و … آب در زمیـن نفـوذ نمـوده و بر روی سازه ها ، پشت سازه ها انباشته شده و از محل درزها یا جای سوراخ بولت های قالب های بتن ریزی به داخل نفوذ می نماید.

این مشكل به صورت حاد در ایستگاههای  (1) N ، (1‌)O ، (1)‍P  ، (1) Q  و تونلهای حدفاصل به صورت وضوح وجود داشته و دارد.

2-آبهای زیرزمینی :

آبهای زیرزمینی به صورت عمده در دو محدوده ، سازه های متروی تهران را تهدید می نماید.

1-2- آبهای زیرزمینی از سفره اصلی تهران در مركز شهر حدفاصل خیابان شوش تا محور خیابان جمهوری اسلامی ، در چهل سال گذشته در محدوده فوق الذكر 20 الی 30 متر بالا آمده است. و بالاتر از سطح رادیه خط یك و قسمتهای از خط دو قرار گرفته است .این حالت در خط یك متر و در حال حاضر از ایستگاه F  تا I و تونلهای حدفاصل آنها وجود دارد و با توجه به روند بالا آمدن سطح آب زیر زمینی انتظار می رود در سالهای آینده تا ایستگاه J  پیشرفت نماید.

شكل 4- مقطع شماتیك از تونل حد فاصل(1)  Q – (1) P

2-2- لایه های آبدار در زمین های دج شمال شهر

در تپه های عباس آباد كه سطح آبهای زیرزمینی در عمق بیشتری قرار دارد بافت زمین از نوع دج و نفوذ ناپذیر می باشد. لیكن لایـه هـای نفـوذ پـذیری وجود داشته و حركت آب در این لایه ها و برخورد آن به سازه های مترو ایجاد خطر مینماید.ایـن حالـت در ایستگاه R ، تـونـل شمـالی آن و تا ایستگاه Q مشاهده می شود.

3- قنوات و كانالهای جمع آوری آبهای سطحی :

در محدوده 20 گانه تهران بیش از 270 رشته قنات وجود دارد كه اكثر آنها بصورت متروكه در آمده است و معضلاتی برای متروی تهران بوجود آمده است . متاسفانه مشاور اولیه متروی تهران شناختی از قنوات نداشته و وجود قنوات را كه بیش از 700 كیلومتر در زیرزمین تهران ، گالری و مجاری دارند نادیده گرفته است و حتی تعدادی ایستگاهها را در محل تلاقی قنات پیش بینی نموده است مانند ایستگاه J كه در محل برخورد قنات ناصری ( شاه سابق ) با خط دو احداث شده است.

كانالهای زیرزمینی جمع آوری آبهای سطحی در تهران نیز مشكلاتی برای متروی تهران به وجود آورده است. در بعضی از محلها این كانالها برخورد مستقیم با سازه های مترو داشته ( مانند كانال اصلی جمع آوری آبهای سطحی خیابان جمهوری در میدان بهارستان با خط دو مترو تداخل نموده است ) و یا در بعضی از محل ها به موازات تونل مترو احداث شده است مانند كانال جمع آوری آبهای سطحی در خیابان مفتح كه به موازات تونل خط یك ساخته شده است. این كانال در حد فاصل میدان هفت تیر تا میدان استقلال به موازات تونل خط یك و در سطحی بالاتر قرار گرفته است.

كانالهای جمع آوری آبهای سطحی شهرداری تهران حامل فاضلابهای سطحی و زباله و … میباشد كه اكثرا“ در مواقع سیلانی قادر به تخلیه كامل نبوده و مسدود میگردد و به شكل تحت فشار در می آید و با توجه به اینكه در قسمتی از این مسیر ، تونلها با ماشین حفاری احداث شده و سگمنت های پیش ساخته در آن قرار گرفته و عایق كاری نشده است نشت آب در طول خط در چندین محل وجود دارد. اگرچه در چندین محل ، این كانال ( به علت برخورد با ایستگاهها ) تغییر مسیر داده شده است ( شمال ایستگاه L – ایستگاه J K – ایستگاه J )این مشكل همچنان وجود داشته و تونل ها و ایستگاههای مترو را تهدید می نماید.

4- نشت آب از شبكه لوله كشی آب تهران

به علت فرسودگی شبكه آب تهران و تلف آب بیش از 40% در آن ، كه در قسمتهای مركزی شهر به علت قدمت آن به بیش از 50% پیش بینی میگردد. شكستگی جزئی لوله های آب در محدوده مركزی شهر به علت نفوذ پذیری بودن خاك این مناطق از سطح خیابانها مرئی نبوده و مستقیما“ به سطوح پائین تر نفوذ می نماید و با توجه به اینكه لوله های شبكه آب نسبت به سازه های مترو در سطح بالاتری قرار گرفته است نشت آب در محل های متعدد مشاهده می شود و در بعضی مواردشكستگی لوله های اصلی ، تونل ها و ایستگاهها را پر از آب می نماید.( مانند شكستگی لوله 500 میلی متری شبكه آب تهران در ایستگاه J  و یا لوله 700 میلی متری در ایستگاه نواب و لوله 600 میلیمتری در ایستگاه L ).

5- نشت آب از فاضلاب ها و آب نماها

به علت دفع فاضلاب به طریقه جذبی ، در شهر تهران در برخورد سازه های مترو با چاههای فاضلاب مشكلاتی به وجود آمده است . با وجود اینكه قبل از حفاری اقدام به شناسایی وجابجایی چاههای فاضلاب شده لیكن بعد از اتمام عملیات ساختمانی وجود چاههای فاضلاب در مجاور و یا روی سازه ها باعث مشكلاتی گردیده است از جمله فاضلاب مسجد قائم در خیابن سعدی – فاضلاب آبریزگاه شهرداری در كوچه نوشین میدان استقلال – آبریزگاه شهرداری در میدان امام ( ره ) – آب نمای میدان فردوسی – آب نمای میدان بهارستان – دریاچه پارك شهر و …با التفات به مطالب فوق وجود آب در سازه های متروی تهران یك مشكل جدی میباشد و بعلت عدم مطالعات كافی قبل از شروع عملیات اجرائی این مشكل دو چندان گردیده و هزینه های مربوط به آن نیز چندین برابر شده است. اكنون كه قسمتی از خط 1 و 2 آماده برای تجهیز و بهره برداری میگردد لازمست عملیات زهكشی یا جلوگیری از نشت آب كه بصورت موضعی و موقت اجرا شده به طرحهای اصلی و دائمی كه اطمینان لازم را در بهره برداری از تاسیسات مترو را تضمین مینماید تبدیل نمائیم و همچنین برای خطوط دیگر متروی تهران ضرورت دارد قبل از شروع طراحی تونلها و ایستگاهها ، مطالعات دقیق و جامعی در مورد آبهای سطحی – ابهای زیرزمینی و وجودقنوات دائر و كانالهای جمع آوری فاضلابهای سطحی و نشت آب از شبكه های آب و فاضلاب شهری در مسیر عملیات بعمل آید طرح های زهكشی و جلوگیری از نشت آب و انحراف قنوات و كانالهای آب قبل از شروع عملیات اصلی مترو به اجرا درآید تا اجرای خطوط دیگر مترو با مشكلات كمتری در مسئله آب انجام شود و با دفع كامل سازه های مترو و با عمر اقتصادی پیش بینی شده برای تاسیسات احداث شده بهره بـرداری گردد و ازسرمـایـه های كـلان هـزینـه شـده در متروی تهران بهره برداری بهینه بعمل آید.

فصل سوم : روشهای حفاری متداول در حفر تونلهای متروی تهران

بطور كلی تونل های متروی تهران به سه روش حفاری با سپر ، روش ایرانی ( روش جدید اتریشی اصلاح شده ) و روش ترانشه باز اجرا می شود.

-         روش ترانشه باز معمولا“ در نقاطی كه مسیر مترو كاملا“ در زیر امتداد یك خیابان و یا یك منطقه غیر مسكونی است اجرا می شود در این روش ابتدا خاكبرداری از سطح تا عمق رادیه تونل انجام سپس تونل با مقطع نعل اسبی و یا چهارگوش ساخته شده و پس از اجرای لایه آب بندی ، خاكریزی تا سطح اولیه صورت می گیرد.

-         روش حفاری با سپر معمولا“ در بخشهای مركزی و پرترافیك شهر اجرا می شود در این روش حفاری به صورت دایره ای به قطر 9 متر انجام شده وبرای نصب قطعات بتنی از 18 جك در پایین و 12 جك در بالا استفاده می شود. سپس در پشت قطعات بتنی ، عمل تزریق با فشار حدود پنج اتمسفر انجام میگیرد. طول دستگاه 65 متر ، وزن آن 650 تن و زاویه چرخش بیل 360 درجه میباشد.

-        

در روش ایرانی یا روش جدید اتریشی اصلاح شده ابتدا بخش فوقانی تونل در هر وهله 8/0 تا 2/1 متر پیشروی كرده سپس یك شبكه توری فلزی پیرامون بخش حفاری شده پهن می شود. در مرحله بعد یك قاب فلزی سه تكه در پیشانی كار نصب و با چند مهار طولی به قاب قبلی متصل می شود. سپس مجددا“ یك شبكه توری دیگر بر روی قاب گسترده شده و در نهایت با اجرای شاتكریت در بین دو شبكه حفاظت موقت تكمیل میگردد. در بخش تحتانی كه با فاصله ای نسبتا“ زیاد حدود 200 متر از بخش فوقانی انجام می شود ( این تفاوت اصلی این روش با روش جدید اتریشی است چرا كه معمولا“ در روش

شكل 5- ابعاد مقطع و مراحل حفاری تونل به روش جدید اتریشی اجرا شده در تونلهای مترو

اتریشی این فاصله بسیاركم است) طول هر وهله حفاری حدود 3 تا4 متر بوده اما قابها درست در زیر قابهای فوقانی نصب شده و به آنها جوش داده می شودند تا در پایان یك حلقه بسته را دور تا دور تونل تشكیل دهند

قیمت فایل فقط 4,900 تومان

برچسب ها : احداث تونل مترو و برخورد با مشكلات سفره آبهای زیرزمینی در آبرفتهای جنوب دشت تهران , سفره آبهای زیرزمینی , فضای جغرافیایی تهران , شناخت وضعیت زمین شناسی و آبهای زیرزمینی در دشتهای جنوب تهران , وضعیت آبهای زیرزمینی در دشتهای جنوب تهران , مراحل آماده سازی تونل قبل از انجام مرحله تزریق , وضعیت آبهای زیرزمینی در دشتهای جنوب تهران , نزولات جوی و آبهای سطحی , ب