بسمه تعالی

1. بسمه تعالی عنوان سمینار: کنترل تراوش درسدبتنی با استفاده از پرده تزریق و دیوار آب بند استاد مدرس: جناب آقای دکتر غفوری ارائه دهنده: محسن حسین پور

2. مقدمه • دیوار آب بند • پرده تزریق

4. بررسی دیوار آب بند اهداف عمومی ساخت دیوار آب بند آزمایشهای ژئوتکنیکی موثر بر دیوار آب بند بررسی روابط هیدرولیکی دیوار آب بند نحوه اجرای دیوار آب بند مصالح مورد استفاده در دیوار آب بند ماشین آلات مورد استفاده برای اجرای دیوار آب بند

5. اهداف ساخت دیوار آب بند • کاهش تراوش • کاهش خطر آب شستگی • کاهش گرادیان هیدرولیکی • کاهش فشار برخاست (uplift) • خالی نشدن تدریجی خاک زیر پی سد

6. آزمایشهای ژئوتکنیکی لازم • آزمایش لوژن :برای سنگها بیشتر به کار می رود. • آزمایش لوفران:جهت اندازه گیری نفوذ پذیری در رسوبات دانه ای

7. لوژن (1933) اولین کسی بود که میزان نفوذ پذیری سنگها را در شالوده سد معرفی نمود. یک لوژن عبارت است از یک لیتر آب تزریقی در یک متر چاه در یک دقیقه تحت فشار bar10

8. روش آزمایش لوژن لوله ای متصل به پمپ به داخل مقطع فرستاده می شود که بالای آن کنتور آب و گیج فشارسنج متصل است.ابتدا با فشار کم مقطع تا ثابت شدن میزان تراوش به حالت اشباع در می آید.سپس میزان جریان آب طی فاصله های زمانی 5 دقیقه اندازه گیری می شود تا این که اختلاف بین دو اندازه گیری کمتر از 10% میزان جریان اندازه گیری شود.با افزایش فشار مرحله قبل تکرار می شود و در نهایت با کاهش فشار مشابه حالت افزایش فشار آزمایش ادامه می یابد. Q(lit/min) p(atm) L(m) T(min) N=10Q/PLT

9. قضاوت براساس عدد لوژن یک لوژن:تقریبا غیر قابل نفوذ است و اصلا به تزریق نیازی نیست. ده لوژن:عمل تزریق باید اجرا شود.در اغلب موارد معیار تزریق همین عدد است. صد لوژن:مناطق دارای درزه های خیلی زیاد و اغلب باز وبزرگ

10. روش آزمایش لوفران به دو صورت زیر: • لوله گذاری در کف مقطع گمانه • در طول مقطعی از گمانه c:ثابت شبکه جریان/ q:دبی جریان/h:هد آب/A:سطح مقطع آزمایش K=cq/hA

11. استفاده ازنتایج نفوذپذیری برای تحلیل تراوش و تزریق براساس معیار لوژن با کسب نتایج زیر شالوده باید تزریق شود. • در سدهای کوچکتراز 30 متروN>3Lu • در سدهای بزرگتر از 30 متر و N>1Lu برای سازه های مرتفع در شرایط نامناسب زمین شناسی بررسی موارد زیر الزامی است. • فشار برخاست روی سطح شالوده سازه • اثر جریان آب بر پایداری شالوده ( امکان فرسایش درز و شکافهای پر شده) • مجموع فرار آب در سنگهای شالوده و اهمیت اقتصادی آن

12. بررسی روابط هیدرولیکی دیوار آب بند ارتفاع دیوار آب بند دیوار آب بند متشکل از یکسری مکعب مستطیل هم امتداد که ارتفاع آنها از فرمول زیر به دست می آید. H=h+s h:عمق لایه نفوذپذیر S:عمق نفوذ در لایه تحتانی تر(معمولا 10%عمق لایه نفوذ پذیر)

13. طول وضخامت دیوار آب بند طول دیوار بستگی به هسته سد در محل پی دارد وبرای هر سد مقدار مشخص دارد. ضخامت آب بند تابع موارد زیر است. • ضریب نفوذپذیری بتن پلاستیک • گرادیان هیدرولیکی بحرانی • ضریب اطمینان طراحی (بین 3 تا4) • نقاط فوقانی بالادست دیوار آب بند که گرادیان هیدرولیکی زیادی در آن جا وجود دارد. t=ΔH/is Fs=is/icr icr:گرادیان هیدرولیکی بحرانی بتن پلاستیک از روی آزمایش نمونه ها is:گرادیان هیدرولیکی به وجود آمده در ساختگاه Fs:ضریب اطمینان (بین 3 تا4) ΔH:حداکثر هد آب در تراز مورد نظر

14. اجرای دیوار آب بند • اجرا به روش پیوسته • اجرا به روش گسسته • اجرا به روش شمع زنی (overlapingvertical piles) • اتصال دیوار آب بند به بدنه سد • اتصال دیوار آب بند به لایه نفوذ ناپذیر • عملیات بتن ریزی

15. روش پیوسته ویژگی • استفاده از مصالح برداشته شده برای تهیه بتن • حفظ فاصله بین حفاری و تزریق بتن در حد مناسب

16. روش گسسته • فاصله زمانی باید طوری باشد که بتن به مقاومت حدود 0.5 تاkg/cm2 15برسد و آن قدر زیاد نباشد که یکپارچگی پانلهای اولیه و ثانویه در خطرقرار گیرد.

17. روش شمع زنی

18. اتصال دیوار آب بند به بدنه سد • نفوذ دیوار آب بند تا طول مشخص در هسته نفوذپذیر و متراکم کردن خاک اطراف دیوار

19. اتصال دیوار آب بند به لایه نفوذ ناپذیر برای این منظور از تزریق دوغاب بنتونیتی با سیمان به پیرامون محل اتصال استفاده می شود. از قبل لوله هایی در بتن کار می گذارند و سپس از محل لوله ها گمانه هایی حفر می کنند و بعد عملیات تزریق اجرا می شود و از لوله های ترمی درون بتن تازه و عملیات تزریق از طریق آن، کار اتصال شروع می شود. روش کار

20. عملیات بتن ریزی • پر کردن ترانشه در حین حفاری با استفاده از دوغاب بنتونیت برای جلوگیری از ریزش دیواره ها • عملیات شستشوی درون پانل • انتقال بتن پلاستیک با استفاده از تراک میکسر به محل بتن ریزی وبتن ریزی با روش لوله ترمی

21. مصالح مورد استفاده در دیوار آب بند • عمده ترین مصالح برای دیوار آب بند بتن پلاستیک می باشد. علت استفاده از بتن پلاستیک: • کاهش تراوش • کاهش خطر آب شستگی • کاهش گرادیان هیدرولیکی • کاهش فشار برخاست • خالی نشدن تدریجی خاک زیر پی سد

22. ماشین آلات حفاری

25. پرده تزریق • هدف از پرده تزریق آن است که همه مسیرهای با نفوذپذیری زیاد،قطع و آب بندی شودو در منطقه مورد تزریق از نفوذپذیری کاسته شده و از امکان تمرکز زه زیاد جلوگیری شود. • تا حد ممکن باید یک دیوار یکپارچه وپیوسته حاصل شود. • به اندازه کافی عریض باشد و کف آن به لایه های با نفوذپذیری کمتر برسد.

26. انواع تزریقات • تزریق پرده آب بند:حفر یک یا دو ردیف گمانه های عمیق در سنگ و تزریق آنها برای ایجاد یک پرده پیوسته غیرقابل نفوذ • تزریق تحکیمی:عبارت است از حفر چالهایی در سنگ با یک الگوی منظم در زیر و اطراف سازه ها برای کاهش نفوذپذیری و بهبود کیفیت سنگ • تزریق تماسی:عبارت است از تزریق در کنتاکت سنگ وبتن؛یعنی در 5متر بالایی گمانه های تزریق تحکیمی در سد قوسی • تزریق درزهای انقباضی:عبارت است ازتزریق دوغاب سیمانی یا ملات اپوکسی درون درزهای انقباضی عمودی سد قوسی

27. پارامترهای طراحی پرده تزریق عمق و طول گمانه ها تعداد ردیف گمانه های پرده آب بند تعداد سری گمانه های پرده آب بند عوامل موثر در طراحی پرده تزریق • میزان نفوذ پذیری تکیه گاهها و پی سد • مشخصات ژئوتکنیکی درزه و شکافها • ناپیوستگیهای توده سنگ منطقه • نفوذ پذیری لایه های مختلف سنگ در طول پرده تزریق و درمناطق دارای گسل

28. عمق پرده تزریق • برای نخستین بار لوژن موارد زیر را ارائه داد. سدهای با ارتفاع بیشتر از 30متر عمق پرده تزریق به نفوذپذیری کمتر از یک لوژن برسد. سدهای با ارتفاع کمتر از 30 متر عمق پرده تزریق به نفوذ پذیری کمتر از 3 لوژن برسد. این معیار براساس تجربه های به دست آمده در سدهای مختلف محدودکننده بوده و گاها هزینه های زیادی به پروژه تحمیل می کند.

29. ؟=آب توسط زه چه مقدار ارزش دارد پر ارزش است قابل صرف نظر کردن هزینه تزریق زیاد است آیا از فرسایش شالوده باید جلوگیری شود؟ 2-3 lu 1lu خیر بله 3 lu نوع سد سدهای خاکی همه انواع سدهای بتنی که در فونداسیون زهکش دارند تعداد ردیفهای گمانه=1 تعداد ردیفهای گمانه>3 با هسته عریض با هسته کم عرض 5-3 lu 5-7 lu تعداد ردیفهای گمانه=1 تعداد ردیفهای گمانه >3 تعداد ردیفهای گمانه=1 تعداد ردیفهای گمانه>3 5-7 lu 7-10 lu 7-5lu 3-5 lu

30. تعداد ردیفهای گمانه پرده تزریق عوامل موثر نوع سد نوع ومشخصات سنگ پی میزان نفوذپذیری توده سنگ وضعیت درزه و شکافها و ناپیوستگیهای منطقه مواد پرکننده درزه ها میزان فرسایش پذیری توده سنگ برای اجرای پرده تزریق حداقل یک ردیف گمانه ضروری است.

33. در موارد زیر ضخامت پرده تزریق باید به چند ردیف گمانه افزایش یابد • در محدوده زیر پی سد به دلیل گرادیان بالای فشار هیدرواستاتیک بالا دست و پایین دست • نفوذپذیری زیاد سنگ در تکیه گاهها • در جاهایی که حفظ آب مخزن اهمیت زیادی دارد. • در مورد سد خاکی در پی سد باید ضخامت پرده تزریق زیاد باشد.

34. تعداد سری گمانه های پرده تزریق تعداد سری گمانه های پرده تزریق

35. عملیات حفاری • حفر گمانه های اکتشافی • حفرگمانه های پرده تزریق • حفر گمانه های کنترل • حفر گمانه های تزریق تحکیمی • مغزه گیری • آزمایش فشار آب (لوژن)

36. نکات کلی در عملیات حفاری • رواداری موقعیت گمانه ها در هر جهت 3% فاصله بین دو گمانه مجاورو رواداری شیب گمانه 2 درجه تعیین می گردد. • آب مورد استفاده در حفاری باید عاری از مواد شیمیایی مضربرای گیرش و پایداری دوغاب به صورت محلول یا معلق باشد. • استفاده از گریس و سایر مواد جهت روغنکاری میله حفاری مجاز نیست. • پس از اتمام عملیات حفاری گمانه باید با آب تمیز تحت فشار شسته و مواد اضافی حاصل از حفاری از داخل گمانه تخلیه شود و سپس دهانه گمانه با گذاشتن درپوش موقت تا زمان تزریق بسته شود.

37. انواع گمانه ها • گمانه های مرحله اول پرده تزریق (گمانه های اکتشافی) • گمانه های کنترل • گمانه های تزریق تحکیمی

38. گمانه های اکتشافی از این گمانه ها اطلاعات زیر حاصل می شود. • تدقیق و تطبیق عمق • فاصله و جهت گمانه های تزریق • روشهای تزریق و زمین شناسی پی

39. گمانه های کنترل • به منظور ارزیابی کفیت عملیات تزریق حفر می گردند. • معمولا به روش دورانی همراه با نمونه گیری ممتد حفر می گردند. • عمق این گمانه ها حداقل 5 متر بیشتر از عمق گمانه های تزریق و قطر آنها mm76 است. • محل گمانه های کنترل طبق نظر شخص طراح و بر مبنای تجزیه و تحلیل نتایج حفاری و آزمایشهای نفوذپذیری مشخص می شود.

40. گمانه های تزریق تحکیمی • گمانه های تزریق تحکیمی به قطر حداقل mm56 و عمق بین 5 تا 30 متر به دو روش دورانی و ضربه ای می تواند اجرا شود.

41. مغزه گیری

42. انواع روشهای تزریق • روش صعودی (از پایین به بالا) بالارو • روش یک قطعه ای (تمام عمق)

43. روش صعودی • در این روش ابتدا گمانه تا عمق نهایی حفاری و شستشو و سپس قطعه های متوالی از پایین به بالا به ترتیب زیر تزریق می شود. • بستن پکر در ابتدای قطعه مورد نظر • آزمایش فشار آب • تزریق دوغاب • برداشتن پکر

44. جزئیات روش صعودی • به دلیل عدم توانایی در ارزیابی روند تزریق نسبت به عمق در اندازه تغییر فشار انعطاف پذیری لازم را ندارد. • این روش عمدتا برای شرایط سنگ قوی که امکان ریزش دیواره وجود ندارد مناسب است. • معمولا گمانه های سری دوم و سوم با این روش تزریق می شوند. • روش ارزانی است.

45. روش یک قطعه ای (تمام عمق) • استفاده در گمانه های کم عمق پرده تزریق و پرده تحکیمی • حفاری گمانه تا عمق نهایی • شستشوی گمانه • آزمایش فشارآب • بستن پکر در دهانه گمانه • تزریق یکباره در تمام طول گمانه گامهای اجرا

46. مصالح دوغاب تزریق • سیمان • ماسه برای کاهش مصرف سیمان و گرانروی استفاده می شود. • آب تمیز و فاقد هرگونه آلودگی • بنتونیت رس حاوی کلسیت؛کوارتز و فلدسپات • رزینها برای افزایش نفوذپذیری 1-زودگیرها سرعت ژله شدگی مخلوط دوغاب مواد افزودنی را افزایش می دهد.(سیلیکات سدیم) 2-روان کننده ها افزایش روان شوندگی و نفوذپذیری دوغاب

47. طرح اختلاط • انتخاب طرح اختلاط مناسب به مشخصات توده سنگ منطقه بستگی دارد. • برای تزریق درز و شکافهای عریض استفاده از دوغاب سیمان همراه با ماسه توصیه می شود. • افزایش میزان نفوذپذیری دوغاب • افزایش نسبت آب به سیمان • کاهش مقاومت وپایداری دوغاب • به عنوان قانون کلی در شروع عملیات تزریق نباید مخلوط دوغاب رقیق تر از1c)/3w) انتخاب شود.

48. ماشین آلات حفاری و تزریق اولین گام در انتخاب ماشین آلات مطالعه در مورد زمین شناسی و ویژگیهای ژئوتکنیکی ساختگاه پروژه و شرایط محیطی از قبیل محدودیت فضای کار و وجود امکانات و تسهیلات ؛آب و برق است.

49. دیامک 262 • برای حفاریهای سطحی و زیر زمینی • از سه بخش واحد حفاری؛پانل کنترل و واحد تولید نیروی محرکه تشکیل شده است.

50. دیامک 252 • برای فعالیتهای معدنی و عملیات ساختمانی • نسبت به دیامک 262 از قابلیت جابه جایی سریعتر برخوردار بوده • با نیروی برق یا دیزل کار می کند • بر روی پانل کنترل،گیجها و فرمانهای کنترل فشارآب،فشار پشت سرمته و شیرهای هدایت آب برای شستشوی گمانه و سرمته تعبیه شده است.