7- 1-4- دیواره آب بند

7- 1- 4-1- کلیات

دیواره آب بند معمولاً در سنگهای ضعیف یا رسوبات آبرفتی اجرا می‌شود. این دیواره سدی ایجاد می‌کند که نفوذپذیری آن در حدود 6−K

پیمانکار موظف است عملیات اجرایی را طبق برنامه و منطبق بر نقشه‌ها و جزییات فنی تائید شده توسط مهندس ناظر انجام دهد.

در فرایند اجرا، پیمانکار باید محل و ابعاد طراحی‌شده دیواره آب بند و کیفیت مصالح را تضمین کند.

7- 1- 4-2- مصالح

بسته به نوع دیواره آب بند و خصوصیات منطقه طرح از مواد و مصالح مختلفی برای احداث دیواره آب بند استفاده می‌شود.

مصالح مورداستفاده مانند بتن ، گل روان1، میلگردها و... باید آزمایش شده و در صورت بروز اختلاف بین آزمایش و مشخصات طرح، اصلاحات لازم باید انجام شود. به‌هرحال کیفیت مصالح مصرفی باید از سوی پیمانکار تضمین گردد.

الف- گل روان

از گل روان برای پایدار کردن دیوار ترانشه ، انتقال رسوبات حفاری به‌صورت معلق در گل و خنک کردن سرمته حفاری (در صورت استفاده از هیدروفرز یا دستگاه‌های مشابهی که ضمن حفاری نیاز به خنک کردن داشته باشند) استفاده می‌شود. بنابراین باید دارای مشخصات زیر باشد:

1- جزیی بودن مقدار دورریز.

2- داشتن نیروی مماسی استاتیکی مناسب.

3- پایداری مناسب.

4- پایین بودن درصد ماسه.

گل روان را می‌توان از بنتونیت یا رس به علاوه بنتونیت درست کرد. خصوصیات گل روان تازه باید با استانداردهای مندرج در جدول (7-2) مطابقت نماید.

1- Slurry

جدول 7- 2- خصوصیات گل روان1

 PH ضخامت کیک (mm) مقاومت ژل پس از 10 دقیقه

(mg/cm3)

تلفات در اثر فیلتره شدن(cm3) چگالی (gr/cm3)

ویسکوزیته به روش

قیف مارش (S)

7 تا10 <3 60 تا 75 <30 04/1 تا 10/1 32 تا 50

رس مورداستفاده برای تهیه گل روان باید دارای شاخص خمیری بزرگتر از 40 (PI > 40 ) و درصد دانههای رس (میلی متر d < 0.005) کم‌تر از 50 درصد (50%<) باشد. بنتونیت مورداستفاده نیز باید پودر طبیعی از رس با مبنای مونتموریلونیت سدیمی از نوع وایومینگ مطابق مشخصات API-13A برای مصالح حفاری چاه‌ها باشد. به علاه در مورد رس و بنتونیت باید تجزیه شیمیایی و فیزیکی و تعیین مواد معدنی متشکله به عمل آید. نسبت اکسید سیلیکون (سیلیس) و تری اکسید (آلومین) باید بین 3 تا 4 باشد.

خصوصیات زیر برای گل روان باید در مراحل مختلف آزمایش شود:

- برای تشخیص خصوصیات تهیه گل روان از رس و بنتونیت، از جمله درصد مواد کلوییدی، چگالی، درصد ماسه، پایداری، درصد لزجت (ویسکوزیته)، دورریز آب، نیروی مماس استاتیکی (مقاومت ژل) ضخامت کیـک وPH بایـد تحـت نظـارتمشاورآزمایش شود.

- لزجت (ویسکوزیته )، چگالی و درصد ماسه گل روان تازه تهیه‌شده یا بازیابی شده برای استفاده مجدد در گمانـه، قبـل ازبتن‌ریزی باید تحت نظارت مشاور آزمایش شود.

- آزمایش خصوصیات گل روان باید به‌وسیله آزمایشگاه تخصصی مجهز به تجهیزات موردنیاز آزمایش انجـام شـود. روش آزمایش و وسایل مربوط باید بر اساس مشخصات تعیین‌شده برای آزمایش گل حفـاری یـا مطـابق نظـر مهنـدس نـاظر انتخاب شود.

- کیفیت آب مورداستفاده در تهیه گل روان باید به‌وسیله آزمایشگاه، آزمایش شده و مشخص گردد که آیا اثرات نـامطلوبدر کیفیت گل روان خواهد داشت یا نه. در صورت غیراستاندارد بودن آب، پیمانکار باید اقدامات لازم را جهـت تأمین آب مناسب به عمل آورد. روش و مدت مخلوط کردن گل روان بر اساس آزمایش تعیین می‌شود. گل روان نگهداری شـده درحوضچه ذخیره باید قبل از استفاده مخلوط شود تا خصوصیات تعیین‌شده آن حفظ گردد.

- ریختن آب به روی گل روان در داخل ترانشه حفاری شده برای احداث پرده آب بند مجاز نیست. درمـدت توقـف حفـاریترانشه، گل روان داخل آن، باید به‌طور مرتب مخلوط شود.

- گل روان باید برای استفاده مجدد تصفیه و بازیابی شود. برای کار باید از وسایلی مثل الک ویبره، رولور 2، کانال جریـان و حوضچه ترسیب استفاده کرد.

1- آزمایش‌ها مطابق استاندارد زیر انجام می‌گیرد:

"Recommended Practice Standard Procedure for Field testing Water based Drilling Fluids.

"America Petroleum Institute Recommended Practice 13B-1, June 1, 1990".

2- Revolver

 بهسازی

ب- بتن پلاستیک

مشخصات بتن پلاستیک مورداستفاده در هر طرح بنا به ویژگی‌های آبرفت مجاور و الزامات موردنظر طراح، طراحی‌شده و در مشخصات فنی خصوصی گنجانده می‌شود. این مشخصات شامل مقاومت فشاری، آبگذری و ضریب برجهندگی بتن پلاستیک خواهد بود.

بتن پلاستیک با استفاده از تراک مخلوطکن به محل بتنریزی منتقل می‌شود. بتن‌ریزی با روش لوله ریزش 1 یا لوله خرطومی انجام می‌شود.

هنگامی‌که بتن در زیر گل روان به‌وسیله لوله خرطومی (ترمی) و روش پایین به بالا ریخته می‌شود، بتن پلاستیک باید دارای کارایی خوب بوده و افت2 آن بین 18 تا 22 سانتی‌متر باشد و حداکثر اندازه دانههای شن آن بیش از 2 سانتی‌متر نباشد.

برای تهیه بتن با مشخصات بالا پیشنهاد می‌شود که مقدار مناسبی افزودنی به آن اضافه شود. نوع ومقدار افزودنی باید با انجام آزمایش مشخص گردد.

برای سهولت برآورد مصرف انواع مصالح مختلف در تهیه بتن پلاستیک و تعیین نسبت اختلاط برای اولین آزمایش بتن، نسبت‌های زیر پیشنهاد می‌گردد:

150 – 250 کیلوگرم سیمان:

1500 -1800کیلوگرم شن و ماسه (شن ریزتر از 4/3 اینچ):

20-60 کیلوگرم بنتونیت:

 3/2-1/7 نسبت آب به سیمان:

پیمانکار باید از طریق ساخت نمونهها و انجام آزمایش‌های لازم بر روی بتن پلاستیک، نسبت مناسب مصالح مختلف را به نحوی بدست آورد تا با معیارهای مندرج در این مشخصات فنی عمومی و مشخصات فنی خصوصی طرح مطابقت داشته باشد.

به‌منظور تولید بتن پلاستیک، ابتدا آب و بنتونیت در مخلوط کن‌های کلوییدی به‌خوبی مخلوط می‌گردد و در سیلوهای ویژه به مدت حداقل یک شبانهروز گردش مییابد. از این پس روند تولید خودکار است.

گل بنتونیت با سیمان مخلوط می‌شود و مخلوط حاصل در محل بچینگ با سنگدانهها و شن و ماسه مخلوط می‌گردد.

سیمان، شن و ماسه، آب، افزودنی‌ها و… باید مطابق مشخصات ASTM باشد. سیمان پرتلند مصرفی مطابق استاندارد ASTM C150 باشد و نوع آن باید توسط مهندس ناظر به پیمانکار ابلاغ شود.

ج- قیر

قیر باید دارای مشخصات زیر باشد:

45- 55 درجه سانتی‌گراد نقطه نرمش:

حداقل 100 سانتی‌متر قابلیت انبساط در 25 درجه سانتی‌گراد:

 %99/5 قابلیت انحلال:

100. (100 گرم، 1/0 میلی متر) نفوذ (در 25 درجه سانتی‌گراد):

1- Tremie

2- Slump

7- 1- 4-3- مشخصات اجرایی دیواره آب بند

اسناد طرح شامل نقشه‌ها، برش طولی و برش‌های عرضی، جزییات فنی (مانند جزییات اتصال دیواره با قسمت‌های مختلف سد) از سوی مهندس ناظر به پیمانکار اعلام می‌شود و برنامه و روش اجرای پیمانکار باید قبلاً به تائید مهندس ناظر برسد.

مصالح مورداستفاده مانند بتن، گل روان، میلگردها و ... باید آزمایش شده و در صورت بروز اختلاف بین نتایج آزمایش و مشخصات طرح، اصلاحات لازم باید انجام شود. به‌هرحال تطابق کیفیت مصالح مصرفی با مندرجات این مشخصات فنی، مشخصات فنی خصوصی و دستورالعمل‌های کارگاهی جزو مسوولیتهای پیمانکار است.

معیارهای فنی و مشخصات مصالح ساختمانی از قبیل، حداقل مقاومت فشاری تک محوری، مدول الاستیسیته و حداکثر نفوذپذیری بتن ، شاخص خمیری و درصد دانههای رس ، نوع سیمان مصرفی، نقطه نرمش، قابلیت انبساط (در 2 درجه سانتی‌گراد) قابلیت انحلال و نفوذ (در 25 درجه سانتی‌گراد) قیر در مشخصات فنی خصوصی یا دستورالعمل‌های کارگاهی مشخص می‌شود.

در تمام فرایند اجرای دیواره آببند و در هر مرحله از ساخت دیواره، مهندس ناظر خصوصیات مصالح مورداستفاده را کنترل می‌نماید. مرحله جدید تنها پس از کنترل و تائید کیفیت مرحله قبلی توسط مهندس ناظر می‌تواند آغاز شود. مجوز کتبی مهندس ناظر که حاکی از تائید مرحله قبل باشد، جهت شروع مرحله بعد الزامی است.

زمانبارگذاری بر دیواره آب بند (حداقل زمان مجاز برای حرکت ماشین‌آلات در نزدیکی دیواره آب بند) نباید کم‌تر از یک هفته باشد. به همین دلیل عبور و مرور ماشین‌آلات سنگین و عملیات خاک‌ریزی و تراکم خاک در هفته اول پس از اجرای دیواره ممنوع است. عملیات با وسایل دستی و سبک با تشخیص مهندس ناظر مجاز خواهد بود.

الف- ترانشه زنی

محور و رقوم دیوار آب بند باید به‌وسیله نقشهبرداری از نقاط مبنا طبق شرایط تعیین‌شده در نقشه‌ها و مشخصات فنی کنترل شود.

ماشین‌آلات اصلی لازم برای حفر ترانشه باید شرایط و مشخصات زیر را دارا باشند:

- مطابقت با شرایط تعیین‌شده توسط مشخصات خصوصی و دستورات مهندس ناظر

- ظرفیت کافی و مطلوب برای شل کردن و خردنمودن و برداشتن مصالح پی

- سهولت و ایمنی در بهره‌برداری و قابلیت انعطاف در تغییر وضعیت

- کنترل عمود بودن و قابلیت اندازه‌گیری دقیق انحراف از خط عمود به‌طور رضایت بخش ازنظر مهندس ناظر (در هـر دوجهت عمود بر محور ترانشه و موازی با محور ترانشه).

دستگاه‌های حفاری که معمولاً از نوع ضربهای، بیل نوک منقاری1 و هیدروفرز می‌باشد، باید به تائید مهندس ناظر برسد. برای حفاری گمانههای اصلی باید از دستگاه حفاری ضربهای با سیم فولادی و انواع مختلف سرمتههای قوی استفاده شود. در ترانشه‌های بین گمانههای اصلی باید از بیل نوک منقاری با ظرفیت کافی برای شل کردن، خرد نمودن و برداشت مصالح پی استفاده گردد. سایر

1- Clamshell

 دستگاهها و وسایل کمکی برای برداشت مؤثر مصالح پی باید تهیه شود. معمولاً به دلیل حفاری سریعتر، دقت بیش‌تر و کنترل بهتر، از دستگاه هیدروفرز استفاده می‌شود.

رقوم بالاترین قسمت ترانشه باید طوری انتخاب شود که بتوان گل روان تلف شده، هرزآب و لجن تلف شده را به راحتی دفع نمود.

قبل از حفاری، برای جلوگیری از فروریختن و انجام عمل هدایت، دیوار هادی ترانشه باید در قسمت بالای ترانشه نصب یا احداث شود. ارتفاع این دیواره توسط مهندس ناظر اعلام می‌شود. این دیوار هادی باید به‌صورت عمود، پایدار و در وضعیت صحیح نصب شود. هر دو طرف آن باید به‌صورت لایه لایه خاک‌ریزی و کاملاً متراکم گردد. فاصله بین دیوارهای هادی نیز باید همان‌طور که توسط مهندس ناظر به پیمانکار اعلام می‌شود، اجرا گردد.

دستگاه حفاری باید بر روی لایههای متراکم شده شن و ماسه یا پی مقاوم با سطح منظم و یکنواخت قرارداده شود. ضخامت سکوی شن و ماسه باید به میزانی باشد که فشار وارده بر هسته رسی از ظرفیت باربری مجاز آن تجاوز نکند. در جریان حفاری، جدار ترانشه باید پایدار نگه داشته شود.

پیمانکار باید همواره انحراف جدار حفاری از وضعیت قائم را کنترل نموده تا در صورت لزوم با حفاری اضافی در جدار ترانشه تصحیحات لازم را به عمل آورد. بدین ترتیب از ایجاد مانع در بلند کردن و پایین بردن دستگاه‌های حفاری در ترانشه یا مواردی مانند گیرکردن دستگاه‌های حفاری در ترانشه جلوگیری می‌شود. به‌هرحال در صورت بروز چنین حوادثی پیمانکار باید اقدامات لازم را برای ادامه مناسب کار به عمل آورد.

پیمانکار باید کاملاً مواظب نواحی بسیار تراوا در درون ترانشه باشد. درصورت مشاهده نشت گل روان، علت آن باید بررسی شده و اقدام لازم برای جلوگیری از نشت آن انجام گیرد و به‌طور هم‌زمان گل روان جایگزین در ترانشه تأمین گردد، به‌طوری‌که سطح گل حفاری در ترانشه در وضعیت اولیه تثبیت شود. بدین منظور، لازم است همواره ذخیره گل روان حداقل دو برابر حجم کلیه قسمت‌هایی باشد که حفاری گردیده ولی بتن‌ریزی نشده‌اند. در صورت وجود دورریز زیاد گل روان باید ترانشه به سرعت با مصالح دانه ای، گل روان، بنتونیت ، ماسه یا مواد زائد حاصل از حفاری پرگردد. پس از پایدارسازی ترانشه و بررسی علل دورریز گل روان باید اقدامات لازم جهت شروع مجدد حفاری در شرایط ایمن به عمل آید. در چنین مواردی ممکن است تزریق نواحی بسیار تراوا لازم گردد.

در جریان حفاری، آب تلف شده و نیز تلفات گل روان و لجن باید بموقع جبران شود تا از تأثیر منفی آن در بازده کار و ریزش دیوار ترانشه جلوگیری گردد.

در هنگام حفاری، باید حفاری ترانشه را به‌طور مرتب کنترل نموده و مسایل و مشکلاتی را که ممکن است پیش آمده باشد، رفع کرد.

در فرایند حفاری، عمق و تغییرات لایهها باید یادداشت شود و در صورت روبه رو شدن با تغییر لایهها، اقدام لازم و مؤثر برای جلوگیری از انحراف حفاری به عمل آید.

دیوار ترانشه باید صاف و قائم نگهداری شود. انحراف مجاز در هر دو جهت به موازات و عمود بر محور ترانشه توسط مهندس ناظر اعلام می‌شود. در صورت افزایش انحراف از حد مجاز، پیمانکار باید اقدامات لازم را برای تضمین ضخامت طراحی‌شده دیوار به عمل آورد.

در روش حفاری با ماشین حفار »بیل نوک منقاری«1 نوع ارتباط بین دو ترانشه باید دقیقا توسط مهندس ناظر مشخص گردد.

پس از اتمام ترانشه ها، باید کیفیت کار شامل محل، عمق، عرض ترانشهها و انحراف آن‌ها به‌طور کامل کنترل شود. همچنین پس از پایان حفاری و قبل از بتنریزی باید ترانشه تمیز شود، گل روان درون آن با گل روان تازه جایگزین شود. برای تمامی موارد بالا و شروع مرحله بعدی باید تائید مهندس ناظر اخذ شود.