گزارش كارآموزي مراحل اجراي يك سيكل كاري حفاری از ابتدا تا انتها

دسته بندي : فنی و مهندسی » عمران
گزارش كارآموزي مراحل اجراي يك سيكل كاري حفاري از ابتدا تا انتها در 22 صفحه ورد قابل ويرايش

در اين گزارش مراحل اجرايي يك سيكل كاري از ابتدا تا انتها مورد بررسي قرار خواهد گرفت
.
قرائت (نقشه برداري):

از جمله مسائلي كه توسط تيم نقشه برداري هدايت مي شود، هدايت حفاري مي‌باشد. از آنجايي كه اين تونل از دو طرف در دو سينه كاري جدا حفر شده در نتيجه از طريق عمليات دقيق نقشه برداري بايد پيش رفت تا در نهايت از هر دو طرف به يك قسمت برسيم. از ديگر وظايف اين گروه تعيين خط برش است كه در آن محدوده و با توجه به آن بايد عمليات حفاري صورت گيرد. روند تعيين اين خطبدين صورت است كه ابتدا دوربين (total station) را نسبت به محل توجيه كرده سپس بر مبناي آن و تعريفي كه از موقعيت تونل دارند موقعيت محدوده حفاري آناليز مي گردد و در نهايت از طريق اسپري هاي رنگي اين محدوده مشخص شده كه در مرحله بعدي چالهاي حفاري با توجه به قدرت آتشباري بايد در درون آن اجراء شده و سپس خرج‌گذاري و آتشباري صورت گيرد. كنترل اين محدوده قبل از مرحله نگهداري دوباره صورت مي گيرد كه تا در صورت انحراف آنرا اصلاح نمايند.
1- حفاري و آتشباري

با توجه به روش و الگوي طراحي شده جهت آتشباري (پيوست 1-1) عمليات حفاري چالهاي آتشباري با طول متر و قطر 51 ميلي متر با فواصل مشخص توسط دستگاه جامبودريل به روش ضربه‌اي- چرخشي صورت مي گيرد و در ادامه بعداز تخليه كليه پرسنل و تجهيزات از محل عمليات خرج گذاري و آتشباري به روش v.cut صورت مي پذيرد.

در اين روش از ديناميت اخگر و همچنين از كرتكس در چالهاي اطراف جهت آتشباري كنترل شده استفاده مي گردد، تا از بروز اضافه حفاري جلوگيري شود. در مرحله بعدي بعد از تهويه گازهاي سمي حاصل و كنترل محل توسط تيم آتشباري (جهت بررسي وجود يا عدم وجود چالهاي انفجاري عمل نكرده) در صورت وجود مناطق تخريب نشده از رود هدر استفاده مي گردد. البته مناطقي كه از لحاظ جنس جزء مناطق نرم باشند بدون عمليات آتشباري توسط رود هدر حفاري مي گردد. البته با توجه به تكتونيزه و ريزشي بودن منطقه بهتر بود كه از روش آتشباري استفاده نگردد و يا آنكه در نوع و روش آتشباري تجديد نظر نموده و از آتشباري كنترل شده به روش صحيحي استفاده گردد.
2- تهويه

با توجه به وجود گازهاي No2,Co2,Co و گرد زغال و گاز گريز و در مناطق زغال‌دار و همچنين وجود دو ده حاصل از ماشين آلات بارگيري و حمل و نقل تهويه اين تونل جزء مسائل عمده و اساسي مي باشد.

در تهويه اين تونل از تهويه دهشي استفاده شده كه در مسير تونل جهت كنترل افت فشار هوا از فن هاي كمكي استفاده شده كه در نهايت هوا از اين طريق به سينه كار منتقل شده تا در نهايت در برگشت و خروج هوا از دهانه تونل اين گازها و ذرات از تونل خارج گردد.

از مشكلاتي كه اين تهويه دارد عدم حمايت هواي خروجي مي باشد. بدين معني كه هواي آلوده تا نيمه تونل آمده و در آنجا بدليل افت فشار هوا باقي مي‌ماند. به نظر مي رسد با قرارگيري تهويه مكشي در آن ناحيه بتوان به خروج هواي آلوده كمك نمود.
3- بادگيري و حمل و نقل

جهت بارگيري ذرات خرد شده از لودر استفاده مي گردد تا از آن طريق ذرات سنگ را يا بصورت موقت در محلي دورتر از سينه كار انتقال داده تا موقتاً بقيه مراحل اجرايي صورت گيرد و در مرحله بعدي آنرا توسط كاميون به بيرون انتقال دهند و يا مستقيماً توسط لودر ذرات سنگ از سينه كار بارگيري شده و داخل كاميون انتقال داده شده تا به بيرون منتقل گردد.

از مشكلات اين بخش تحميل هزينه هاي تعميرات و نگهداري مي باشد كه با توجه به وضعيت بستر تونل و عدم رگلاژ مناسب اين هزينه ها افزايش مي يابد. اين وضعيت علاوه بر تحميل هزينه هاي مستقيم، هزينه هاي غيرمستقيمي را نيز به سيستم تحميل مي نمايد كه از آن جمله مي توان عدم حمل و نقل بموقع و افزايش زمان سيكل كاري حمل و نقل نام برد.
4- خدمات فني

در اين تونل جهت بكار اندازي پيكورو دستگاه stutcrete و هواي بعنوان سيال حفاري جامبودريل از هواي فشرده استفاده مي شود كه به همين علت از يك كمپرسور اطلس كپكو استفاده مي گردد. همچنين جهت تامين برق و روشنايي مورد نظر از يك ژنراتور استفاده مي گردد كه البته بعلت خراب بودن آن در حال حاضر از برق شهري استفاده مي گردد. در مسير تونل كابلهاي مخابراتي جهت تماس با جبهه كاري مشاهده مي شود كه در اكثر اوقات قطع مي باشد. در ادامه در پيوست (2-1) كليه تجهيزات ارائه مي گردد.
5- آبكشي

از آنجايي كه منطقه تونل امام زاده هاشم بطور كامل زير سطح ايستابي است قاعدتاً مساله انتقال آبهاي موجود در تونل نيز جزء مسائل اصلي است كه در صورت عدم كنترل آن كليه فعاليتهاي اجرايي را تحت الشعاع خود قرار مي دهد.

در اين تونل بعد از 10-20 متر پيش روي وجود آب مشاهده مي گردد كه جهت كنترل آن كه با پيشروي افزايش مي يابد حوضچه هايي احداث شده تا آب از طريق تلمبه هايي در آنها قرار دارند آب از سينه كار بصورت مرحله اي از هر حوضچه به حوضچه ديگر منتقل شده و در نهايت به بيرون از تونل انتقال يابد.

از مشكلاتي كه در اين مورد وجود دارد جايگيري نامناسب حوضچه ها و عدم استفاده از dich بصورت مقطعي و استفاده از نيروي ثقل خود آب جهت انتقال به هر حوضچه مي باشد كه عموماً باعث شده در فعاليت و حركت پرسنل و تجهيزات مشكلاتي بوجود آيد.
6- نگهداري

از عمده ترين مسائل مورد بررسي در تونل بررسي وضعيت نگهداري آن مي باشد. خصوصاً كه تونلهاي راه از لحاظ وضعيت نگهداري بايد از ضريب ايمني بالايي برخوردار باشد.

در اين مرحله بعد از لق گيري و با توجه به اطلاعات اوليه مكانيك سنگي و اطلاعات زمين شناسي روش و نوع نگهداري تعيين مي گردد كه در زير مفصلاً به هر يك مي پردازيم.
6-1) نگهداري از طريق Rock bolt (ميل مهار):

بعد از آنكه وضعيت و ساختار تكتونيكي لايه ها و وجود يا عدم وجود گوه در محل بررسي شد با توجه به شرايط فوق الذكر چالهايي عمود بر لايه (جهت دوختن لايه ها بهم) و نگهداري گوه هاي احتمالي حفر مي گردد كه بعد از آن عمليات تزريق (سيمان+ آب) بصورت خميري صورت گرفته كه در ادامه ميل مهارهاي مكانيكي با طول مشخص (عموماً 6متر) توسط نيروي فشاري حاصل از جام لودر به محل وارد مي‌گردد و در نهايت plate (صفحه bolt) مورد نظر نصب شد و پشت آنرا از طريق مهره مي بندند و جهت انتقال نيروي بهتر فضاي خالي بين plate را توسط گچ و سيمان پر مي كنند.

از بزرگترين مشكلات اين بخش اجراي نامناسب bolt مي باشد كه دليل آنرا مي‌توان عدم استفاده از اپراتور ماهر و فاصله افتادن بين مرحله حفر چالها و اجراي bolt (بدليل تكتونيزه بودن محل درصورتي كه بعداز حفر چالها bolt سريعاً اجراء نشود، چالها از ذرات سنگ پر شده و در هنگام اجراي bolt با مشكل مواجه خواهيم شد) دانست. از ديگر مشكلات اجراي چالهايي موازي لايه ها مي باشد كه از لحاظ علمي اجراي اينگونه bolt ها بي اثر مي باشد كه با رفع اين مشكلات تا حدود زيادي در هزينه هاي نگهداري نيز صرفه جويي مي شود.
6-2) نگهداري از طريق shatcrete (بتن پاشي):

در تمامي قسمتهاي اين تونل به جزء ماسه سنگ عمليات بتن پاشي بصورتي كه در زير مي آيد صورت مي پذيرد:

در مرحله اول يك لايه آستر به ضخامت 5-1 سانتي متر اجراء شده و بعد از مش‌بندي روي آن يك لايه ديگر به ضخامت 5-15 سانتي متر اجراء مي گردد. در اين روش از بتن پاشي نوع خشك استفاده شده كه بعلت نداشتن اپراتور ماهر داراي پرت زيادي كه البته با تغيير زاويه و فشار و فاصله پاشش و استفاده از بتن پاشي تر اين مشكل تا حدود زيادي حل مي گردد. وجود گرد و خاك زياد نيز از معايب بتن پاشي خشك مي باشد. براساس محاسباتي كه صورت گرفته مناطق بتن پاشي شده 2-3 سال پايدار مي ماند و در اين فرصت بايد Lining نهايي صورت پذيرد. تركيبات shatcrete مصرفي به قرار زير است:

سيمان؛ 400kg شن: 1900kg آب: 150-160lit

زودگير و روان كننده: sigunit 1% طبق كاتالوگ

مقاومت فشاري تركيب فوق برابر مي باشد.
6-3) نگهداري از طريق قاب فولادي (آرك سه تكه):

در برخي مناطق كه از لحاظ پايداري ضعيف تر از مناطق ديگر مي باشد علاوه بر bolt و shatcrete از قابهاي سه تكه نيز استفاده مي گردد. از جمله اين مناطق را مي‌توان مناطقي كه داراي شرايط برگشت لايه-وجود گسل در تونل- مناطق آماس‌پذير رس و شيل و مناطق شديد آتكتونيزه نام برد كه در اين مناطق بعد از اعمال bolt در صورت لزوم و shatcrete از قابهاي فولادي سه تكه بشكل آرك استفاده شده كه داراي 15 plate*15 سانتي مترمربع مي باشد و بعد از كارگذاري و استفاده از ميلگردهاي Q32 بعنوان‌ آرماتور و همچنين مش بندي پشت آن عمليات پر كردن پشت فضاي اين قابها صورت مي گيرد كه يا از طريق گوني حاوي پوكه معدني و يا از طريق بتن ريزي صورت مي پذيرد. عمليات پر كردن فضاي پشت آرك ها بسيار مهم مي‌باشد زيرا كه وظيفه انتقال نيرو از سقف بلاواسطه به قاب را بعهده داشته كه در صورت عدم اجراي نامناسب (خصوصاً فضاي خالي گسترده و حجيم) حتي با مشكل ريزش و خوابيدن تونل در آن منطقه مواجه خواهيم شد.
6-4) نگهداري و پيش روي از طريق روش forpoling:

در اين روش كه مخصوص مناطق ريزشي مثل مناطق آبرفتي و شديداً تكتونيزه مي‌باشد كه از مته هايي كه به لوله هاي حفاري منفذدار متصل است استفاده مي گردد كه ضمن حفاري با الگوي چتري در تاج تونل اين لوله ها جايگزين شده و در ادامه عمليات تزريق دوغاب سيماني از اين لوله هاي حفاري صورت گرفته كه در نهايت چتري بتني را در تاج تونل ايجاد مي كند و در مرحله بعدي مي توانيم با حفاري و پيش‌روي در آن مقطع مشكل ريزش فضاي بالاي تونل را برطرف‌نماييم.(پيوست 3-1)

از جمله مسائلي كه در اين روش بايد به آن توجه شود اجراي الگوي صحيح مي‌باشد كه در بازده نهايي بسيار تأثير خواهد داشت.
6-5) نگهداري نهايي از طريق Lining بتني مسلح:

بعد از آنكه نگهداري هاي موقت تونل كه در قبل آمد صورت گرفت و عمليات احداث تونل بصورت نيم مقطع صورت گرفت در ادامه عمليات تعويض تونل و كف برداري آن انجام شده كه در نهايت با انتقال قالب فولادي هيدروليكي و فيكس كردن آن عمليات Lining صورت مي گيرد كه در زير بطور مفصل به آن مي پردازيم.
6-5-1) انتقال قالب هيدروليكي:

جهت انتقال اين قالب كه بصورت تمام مقطع و نيم مقطع آن استفاده مي شود ابتدا مسير حركت كاملاً صاف شده و سپس صفحه هاي فولادي يا تخته هاي چوبي در مسير قرار گرفته و بر روي آن تير آهن I شكل قرار مي گيرد و در ادامه كفشكها بر روي اين تيرآهن ها قرار گرفته و سپس از طريق سيم بكسل‌هاي قوي و توسط بولدزر اين قالب را مي كشند و در منطقه مورد نظر مستقر مي نمايند.
3-4- سنگهاي تشكيل دهنده

سنگهاي سازنده محدوده تونل از نظر طرز تشكيل جزو سنگهاي رسوبي دريائي بشمار مي آيند و لايه بندي منظم دارند. اين سنگها در دورانهاي كامبرين- دونين- كربونيفر- ترياس و ژوراسيك تشكيل يافته اند و در شرايط فعلي بصورت چين خورده و در برخي نقاط كمي دگرگونه شده در سطح زمين رخنمون دارند.

تشكيلات سنگي اين ناحيه از نظر سني- جنس سنگها- لايه بندي و ضخامت واحدهاي سنگي به انواع مختلف بشرح زير قابل تقسيم بندي است و گسترش آنها روي نقشه زمين شناسي و مقطع طولي تكتونيكي با علائم و رنگهاي مختلف مشخص شده است.

بين ترانشه ورودي و كيلومتر 800+2 زمين بخش ورودي تونل از سنگهاي ژوراسيك زيرين (لياس) كه به سازند شمشك (Js) معروف است تشكيل يافته است. سنگهاي ژوراسيك زيرين عمدتاً از تناوب سنگهاي شيلي- شيستي تيره رنگ- شيل ذغالي- ماسه سنگ شيلي- ماسه سنگ كوارتزيتي و رگه و لايه هاي كم ضخامت ذغال تشكيل يافته است. سنگهاي شيلي و شيستي ظريف لايه هستند ولي ضخامت ماسه سنگهاي شيلي و كوارتزيتي تا 5/1 متر مي رسد. سنگهاي شيلي و شيستي و ماسه سنگها بطور متناوب رسوبگذاري شده اند. ضخامت هر يك از واحدها در سنگهاي شيلي و شيستي تا 15 متر و در ماسه سنگها به 6 متر مي رسد. البته در بين هر يك از واحدهاي سنگي رگه و لايه هائي از واحدهاي سنگي ديگر وجود دارد. سطوح لايه‌ها بدليل اثر فشارهاي تكتونيكي اكثراً موجي است ولي برخي از آنها نيز سطوح كاملاً صاف دارند.

سنگهاي شيلي و شيستي عمدتاً از كانيهاي رسي و سيلتي و ماسه سنگها از كانيهاي كوارتز و دانه هاي سنگي تشكيل شده اند و در آنها مقداري كانيهاي فرعي ديگر يافت مي شود.

در بخشهاي زيرين سازند شمشك (در محدوده كيلومتر 250+2 و 800+2) سنگهاي شيلي و شيستي فراوانتر از ماسه سنگها مي باشد و در داخل آنها رگه و لايه هاي ذغالي اكثراً ناخالص بطور ميان لايه اي ديده مي شود. ضخامت لايه هاي ذغالي كمتر از 70 سانتيمتر است وعموماً فرسوده شده مي باشند. از بررسي سنگهاي ژوراسيك چنين نتيجه گيري بعمل مي آيد كه آنها از نظر ليتولوژي در بخشهاي مختلف كم و بيش مشابه مي باشند و اختلاف اصلي آنها در افزايش و كاهش ضخامت واحدهاي سنگي و ميزان مواد شيلي و شيستي و ماسه سنگي است. با توجه به اين پديده سنگهاي ژوراسيك در نقشه و مقطع طولي زمين شناسي به 5 زون تقسيم بندي شدند. البته با توجه به تبديل تدريجي يك توده سنگي به توده سنگي ديگر مرز بين واحدها تقريبي و ضخامت لايه ها بعلت ضخامت كم تعداد زياد در مقطع طولي شماتيك است. نماي نزديك سنگهاي ژوراسيك در شكلهاي 16-17 و 18 مشاهده مي شود.

زون 1 حدود 60 درصد از سنگهاي شيلي- شيستي تيره رنگ و حدود 40 درصد از ماسه سنگ شيلي و ماسه سنگ دانه ريز كوارتزيتي تشكيل يافته و محدوده آن در نقشه و مقطع طولي مشخص شده است. زون 2 حدود 50 درصد سنگهاي شيلي- شيستي و 50 درصد ماسه سنگ شيلي و كوارتزيتي دارد. در اين بخش ضخامت واحدهاي شيلي و شيستي تا 10 متر و ضخامت ماسه سنگها تا 5 متر مي رسد.

در زون 3 حدود 70 درصد ماسه سنگ كوارتزيتي و 30 درصد سنگ شيلي و شيستي همراه با شيلهاي ذغالي ظاهر مي گردد. در اين بخش ضخامت واحدهاي سنگي تا 6 متر مي رسد. در زون 4 حدود 80 درصد ماسه سنگ سيلتي كوارتزيتي و 20 درصد سنگ شيل و شيست هاي متورق ديده مي شود و ضخامت واحدهاي ماسه سنگي تا 6 متر و ضخامت واحدهاي شيلي و شيستي كمتر از 5/1 متر است.