سد ذخيره اي كريت طبس

چکیده :
سد ذخيره اي كريت در حوالي شهرستان طبس توسط شركت ساختماني اويول احداث شده و در سال 1384 به بهره برداري رسيد. هدف از اجراي اين طرح تامين آب شرب و كشاورزي، مهار سيلاب و حفظ سد تاريخي كريت است. در متن حاضر، ويژگيهاي سد و نكات اجرايي برخي از بخشهاي آن تشريح مي گردد .
موقعيت جغرافيايي و تاريخي
سد ذخيره اي كريت، با هدف تامين آب شرب شهرستان طبس و تامين آب كشاورزي و مهار سيلابها، در 56 كيلومتري جنوب شرق شهرستان طبس و در نزديكي روستاي چيروك احداث شده است. موقعيت اين سد بر روي رودخانه كريت در نزديكي محل سد قديمي كريت انتخاب گرديده است. رودخانه كريت در جنوب شرقي شهرستان طبس جاري بوده و از ارتفاعات شتري سرچشمه گرفته و يكي از سرشاخه هاي رودخانه نمك كه به كوير (دق) روح مرغوم مي ريزد، مي باشد. مختصات جغرافيايي محل سد عبارتست از ’14 و ْ57 طول شرقي و ’26 و ْ33 عرض شمالي.
سد قديمي كريت با مصالح بنايي (سنگ و ملات ساروج) مرتفع ترين سد قوسي باستاني در جهان است. بنابر اطلاعات و مدارك موجود، اين سد بالغ بر 700 سال قدمت دارد. ارتفاع كل آن 50 متر مي‌باشد كه نيمي از آن، حدود 25 متر، در رسوبات مدفون مانده است. طول تاج در حدود 55 متر و پهناي سد در تراز تاج 120 سانتيمتر است. لازم به توضيح است كه به منظور جلوگيري از فرسايش و سهولت بازديد، پوشش بتني و جانپناه بر باريكه ي تاج اين سد، توسط سازنده سد بتني، اجرا گرديده است. عليرغم انباشتگي رسوبات در پشت سد قديمي، اين سد تا قبل از احداث سد جديد، هرچند به ميزان محدود، مورد بهره برداري قرار مي گرفته است
1- مشخصات سد
سد جديد کريت از نوع بتني بوده و بشكل تركيبي قوسي – وزني طراحي شده است. از الزامات انتخاب اين شكل براي سد، حفظ سد باستاني بصورت دست نخورده است. جناح راست سد بصورت وزني و جناح چپ بصورت قوسي است. قسمت قوسي، از يك طرف به ديواره كوه تكيه دارد و از طرف ديگر به قسمت وزني سد. بديهي است پهناي قسمت تحتاني در قسمت قوسي، كمتر از قسمت وزني است. در ناحيه اتصال، اين دو قسمت بصورت تدريجي به يكديگر تبديل مي شوند. ارتفاع تاج سد از پايين ترين نقطه فونداسيون 53 متر و طول تاج 345 متر است، حجم سنگبرداري و حفاري پي سد 40000 متر مكعب و حجم بتن بدنه سد و سازه هاي جانبي مجموعاً 120000 مترمکعب است. سازه‌هاي جنبي سد، مشتمل بر سيستم انحراف آب، آبگيري و تخليه تحتاني و سرريز مي باشد . شكل 1: پلان سد و مخزن
2- روش اجراي بخشهاي مختلف سد
2-1- پي كني و سنگ برداري
برای رسيدن به ترازهاي تعيين شده جهت اجراي پي سد، لازم است با استفاده از روشهاي انفجاري نسبت به برداشت سنگ در محدوده مورد نظر اقدام گردد. با توجه به نزديكي محدوده اجراي سد به سد قديمي كريت و به منظور كاهش و يا حذف اثرات منفي ناشي از انفجار كه عمدتا به صورت شكستگيهاي ناخواسته و پديد آمدن ترك و شكاف در پي و بستر بروز مي كند، از روشهاي انفجار كنترل شده، استفاده گرديده است.
استفاده از روشهاي انفجار كنترل شده (smooth blasting)
نوع و مقدار مواد منفجره، آرايش هندسي چالها و فواصل زماني انفجارها بگونه اي انتخاب گرديد كه بيشترين سهم انرژي حاصل از انفجار، صرف جدا نمودن سنگ شود و حتي الامكان كمترين ميزان به انرژي لرزه اي تبديل گردد.
در شكل هاي زير دو روش انفجار كنترل شده گوه‌اي و موازي نشان داده شده است. درصورتيكه توده سنگ مورد نظر براي حفاري لبه آزادي نداشت، از روش گوه‌اي بعنوان اولين جبهه كاري استفاده مي‌شد. پس از ايجاد لبه هاي آزاد با استفاده از روش موازي، كار ادامه مي يافت. ارقام درج شده در كنار هر چال ترتيب انفجار را نشان مي‌دهند .
شكل2: مقطع كلي در روش انفجار كنترل شده (smooth blasting) گوه اي
شكل 3: آرايش چالها و توالي انفجار در روش انفجار كنترل شده (smooth blasting) موازي، در اين حالت سطح توده سنگ لبه آزاد دارد. اين لبه آزاد بعد از انجام انفجار به روش گوه اي ايجاد مي گردد.
ايجاد مانع در مقابل انتشار امواج از روش پيش شكافت (pre-split blasting) و ناحيه ضربه خور (buffer blasting)
اين دو روش به منظور جلوگيري از انتشار امواج ناشي از انفجار بكار رفته و مانع از ايجاد تخريب‌هاي ناخواسته گرديده است.
در روش پيش شكافت، قبل از آتشكاري اصلي و در پيرامون محدوده مورد نظر شكافهايي ايجاد گرديد كه موجب انعكاس امواج شده و از خروج آنها از محدوده مورد نظر جلوگيري مي نمود. اين شكافها با حفر چالهاي نزديك به هم و انفجار همزمان آنها با مواد منفجره اندك ايجاد مي شدند
در روش ضربه خور ناحيه اي ايجاد مي شد كه با جذب ضربات ناشي از انفجار موجب استهلاك انرژي ارتعاشي امواج مي گرديد. براي ايجاد اين ناحيه يك سري چال با فاصله كم حفر شده؛ سپس مواد منفجره با چگالي و مقدار كم درون اين چالها قرار گرفته و بطور متوالي بين چالهاي اصلي و مرزي منفجر شده است.
انتخاب روش انفجار با توجه به فاصله از سد قديمي
با توجه به كاهش اثرات تخريبي نسبت افزايش فاصله از محل انفجار، محدوده عملياتي بر حسب فاصله از سد قديمي به سه ناحيه تقسيم شد.
ناحيه با فاصله زياد؛ انفجارهاي انجام شده در اين ناحيه ارتعاش هايي در سازه ايجاد كرد كه در حد مجاز ايمني قرار مي گرفت. در اين ناحيه بدون نياز به كنترل هاي خاص انفجار، عمليات حفاري انجام مي يافت.
ناحيه با فاصله متوسط؛ در اين ناحيه لازم بود تا عمليات انفجار به روشهاي كنترل شده
(smooth blasting) انجام گرفته و مقدار و نوع مواد منفجره بگونه اي انتخاب شود كه ارتعاشهاي ايجاد شده در سازه از حد مجاز فراتر نرود. در صورت لزوم در اين ناحيه موانع انتشار امواج (به روشهاي ذكر شده) ايجاد مي گردد.
ناحيه با فاصله كم؛ در اين ناحيه تعداد چالها زياد و مواد منفجره مصرفي بسيار اندك بود. به منظور كاهش انرژي لرزه اي دهانه چالها بسته نمي شد. در اين حالت انفجار فقط موجب ترك خوردن سنگها شده و جدا كردن آنها از توده سنگ بايد بصورت دستي انجام مي گرديد. با توجه به بازدهي كم عمليات در اين ناحيه اين امكان بود كه چالهايي با فواصل كم حفر كرده و از مواد منبسط شونده (مانند كتراك) براي ايجاد شكاف در توده سنگ استفاده نمود.
2-2- پرده آب بند
جهت كاهش گراديان هيدروليكي زير پي سد و كاهش ضريب نفوذ پذيري در پي و جناحين، پرده آب بند در سرتاسر محور سد ايجاد گردد. تزريق پرده آب بند موجب بهبود كيفيت سنگ از نظر تحكيمي نيز گرديد. عمق پرده آب بند معمولا تا قسمتي از توده سنگي در نظر گرفته شد كه آزمايش نفوذ پذيري در قطعات لوژن 1 را نتيجه بدهد.
ايجاد پرده آب بند از طريق عمليات حفاري و گمانه زني و تزريق دوغاب سيمان با فشار مناسب جهت آب بندي و پركردن درزه ها، شكافها و فواصل خالي در عمق پي انجام شده است.
در حالت طبيعي بهتر اين بود كه حفاري و تزريق قسمت پي اول انجام شود تا به تبع آن اجراي بتن بدنه از پايين ترين قسمت شروع گردد؛ ولي به لحاظ اينكه كار حفاري و تزريق در جناح راست تقريباً آماده انجام بوده و در قسمت پي با توجه به تداخل با رسوب برداری کف و سنگ برداری طرفين سد قديمی، هنوز اجراي عمليات حفاري و تزريق ميسر نبود، انجام عمليات از جناح راست شروع و متعاقبا در جناح چپ پی ادامه يافت. در اين طرح با توجه به جنس زمين كه سنگي است تزريقات از پايين به بالا انجام گرديد. در توده سنگ پی سد کريت لايه ها و قطعات كوارتز و سيليس به چشم مي‌خورد كه كار حفاري را تحت تاثير قرار مي داد و تجهيز لازم متناسب با حفاري در اين سنگها صورت پذيرفت.
جهت كنترل و تعيين شرايط كيفي تزريق در سنگ از گمانه هاي كنترل استفاده شد. اين گمانه‌ها در منطقه مورد نظر بصورت مايل و حداقل 5 تا 10 متر عميق تر از عمق پرده آب بند و محدوده تحكيم يافته حفر مي‌گرديد. با توجه به آثار سيمان در مغزه ها مي توان كيفيت تزريق را مورد مطالعه و سنجش قرار داد.
شكل 4: نحوه آرايش پرده آب بند در زير پي سد
2-3- دال بتني زير پي
در توده سنگ بستر زير پي سد و در عميق ترين ناحيه آن شكافي V شكل وجود دارد كه حاصل فرسايش در طي دوران گذشته است و در دوره بهره برداري از سد تاريخي، بتدريج با رسوبات آبرفتي انباشته شده است. حفاريهاي مطالعاتي و آزمايشها نشان دادند كه تراكم رسوبات در اين ناحيه به حدي است كه مي توان با تزريق مناسب، آنرا كاملا تحكيم و آب بند نمود. از اينرو طرح سد به گونه اي در نظر گرفته شد كه رسوبات شكاف مذكور به روش فوق اصلاح شده و يك دال بتني ضخيم بعنوان پي سد در اين قسمت، روي آن اجرا گردد.
2-4- اجراي بدنه سد
يك مشكل اصلي در اجراي سازه هاي بتنــي حجيم، كنترل يا حذف ترك خوردگي حرارتي و در مورد سازه هاي آبي، نشتي درزهاي ساخت است. به دليل وجود حجمهاي بزرگ بتن، گرماي ناشي از هيدراته شدن سيمان نسبت به ديگر موارد بتن سازه اي مشكلات بيشتري ايجاد مي كند و اتخاذ برخي تدابير براي محدود ساختن افزايش دما برروي قالب بندي تاثير حياتي دارد. دماي بتــن به ويژه در آب و هواي گرمتر بايد در زمان بتن ريزي و هيدراتاسيون به روشهاي زير در كمترين حد حفظ شود: استفاده از سيمان كم حرارت، استفاده از نرمـه خاكستر آتشفشاني يا پوزولان ديگري به جاي بخشي از سيمان، سرد سازي، تكنيكهاي عمل آوري ويژه و استفاده از قالبهاي فولادي گرما - پراكنشي. مراحل، پلان و ترتيب بتن ريزي بلوكها به گونه اي انتخاب شده است كه گرماي حاصل به طور مناسبي كنترل شود. علاوه بر آن، اين نكته نيز مورد توجه قرار گرفته است كه بين بلوكها اختلاف ارتفاع زياد ايجاد نشود تا بارگذاري روي پي بتدريج و بصورت يكنواخت انجام گيرد. بطور كلي اختلاف ارتفاع بلوكها هنگام بتن ريزي به گونه‌اي انتخاب مي‌گردد، كه هم شرايط بتن ريزي تسهيل گردد و هم قالب بندي سطوح درز به حداقل ممكن كاهش يابد. باز كردن قالبها نيز طوري برنامه ريزي شده است كه از ايجاد شوكهــاي حرارتي كه به ترك خوردگي سطح بتن منجر مي گردد، جلوگيري شود.
2-4-1- قالب بندي مراحل بتن ريزي
متداول ترين روش براي تعديل جمع شدگي و گرماي ناشي از هيدراتاسيون در سازه بتني حجيم، محدود كردن ارتفاع مراحل بتن ريزي است. در اين سد ارتفاع بلوكها 2.5 متر در نظر گرفته شده است.
به جز در مرحله اول بتن ريزي پي، قالب هاي مــورد استفاده از نوع طره اي پشت بند دار است. مراحل بتن ريزي مستلزم قابليت استفاده مجدد از قالبها بطور متعدد است؛ از اينرو قالبها از فولاد ساخته مي شوند تا در برابر بارهاي وارده و در طول زمان استفاده مكرر خود، پايداري نشان دهنــد. در اين قالبها از جك بعنوان پشت بند استفاده شده است. اين جك ها علاوه بر تنظيم نمودن قالب به هنگام نصب، از حركات آن به بيرون نيز به هنگام بتن ريزي جلو گيري مي نمايند. در پشت قالب پياده روهاي پيش‌بيني گرديده است كه نصب قالب و همچنين رفت و آمد عوامل اجرايي را امكان پذير نمايد. قالب ها با مهارهايي كه از قبل در بتن نصب مي گردد به بلوك پايين محكم مي شوند.
سريعترين چرخه بتن ريزي مجاز در كارهاي بتني حجيم مستلزم باز كردن و برپايي مجدد قالبها در عرض 24 تا 48 ساعت پس از تكميل يك مرحله بتن ريزي و تكميل مرحله بتن ريزي بعدي در عرض 72 ساعت است. تحت چنين شرايطي لوازم مهار قالب بايد در بتني عمل كنند كه مقاومت فشاري يا پيوستگي آن 15 در صد مقاومت 28 روزه است. حتي زماني كه بين مراحل بتن ريزي متوالي 5 روز فاصله وجود دارد، بتن كم سيمان كه مستلزم استفاده از لوازم نگهداري ويژه اي در قالبها است تا براي حمايت قالبها مرحله بتن ريزي بعدي مقاومت كافي ايجاد كنند.
2-4-2- بتن ريزي
در هر مرحله بعد از آماده شدن قالب، واتر استاپ، نصب لوله هاي پس سرمايش (post-cooling)، نصب لوله هاي تزريق و نصب ابزار دقيق و كنترل نقشه بردار و اخذ مجوز بتن ريزي، يك لايه ملات ماسه و سيمان اجرا گرديد. ملاتي كه بدين ترتيب ريخته مي شود به منظور يكپارچه كردن بتن قديم و جديد و همچنين آب بندي بين بلوك هاي بتن است.
بعد از پخش يك لايه ملات ماسه و سيمان، بتن اصلي با مشخصات طرح اختلاط مصوب ساخته و در محل آماده شده براي اينكار ريخته مي شود. روش بتن ريزي بدين طريق است كه اولا" بتن ريزي پيوسته اجرا شده و از قطع بتن به هر دليل بايستي جلوگيري شود تا درز سرد بوجود نيايد. براي بالابردن كيفيت، با ويبره هاي قوي متناسب با حجم بتن و دانه بندي، ويبره زده مي شود. بديهي است، به همان ميزان كه كم ويبره زدن باعث پايين آمدن مقاومت مي‌گردد، ويبره بيش از حد نيز باعث جدا شدن دانه ها مي‌شود. از ريختن بتن در يكجا خودداري شده و بتن در لايه هاي 50 سانتيمتري ريخته شده است.
بعد از اتمام بتن ريزي و صاف كردن سطح بتن و پس از اتمام زمان گيرش، سطح بتن با واتر جت شسته شده و يك سطح مضرس جهت بتن ريزي مرحله بعد آماده مي شود.
بعد از هر مرحله، عمل آوري (curing) بتن براي مدت حداقل سه روز متوالي انجام شده است. براي اين منظور از فواره هايي كه روي سطح بتن قرار مي گرفتند استفاده مي شد.
2-4-3- تزريق درزهاي انقباض
به منظور يكپارچه كردن بدنه سد، در بين بلوك هاي مختلف سد لوله هايي بمنظور تزريق دوغاب سيمان نصب شده است كه روي آنها در فواصلي كه مشخصات فني تعيين كرده كلاپه هايي نصب تعبيه شده است. بعد از اتمام بتن ريزي سد، از روي سد و از داخل گالري ها نسبت به تزريق دوغاب طبق مشخصات فني اقدام مي گردد. زمان و شرايط تزريق از اهميت خاصي برخوردار است و به گونه اي انتخاب شده است كه، فرآيند هيدراتاسيون تمام شده و حداكثر انقباض در بلوك هاي بتن بوجود آمده باشد. اين كار به صورت همزمان در درزها انجام شده بطوريكه از حركات افقي بلوك ها جلوگيري شود.
منابع:
- اسناد قرارداد سد ذخيره اي كريت طبس، مشخصات فني سد
- گزارش هاي پيشرفت فيزيكي پروژه طي سالهاي 1380 الي 1383، دفتر فني كارگاه سد كريت
- تكنولوژي اجرايي سد كريت، 1380، دفتر فني شركت ساختماني اويول
برگرفته از سایت انجمن بتن ایران