بررسي ترك ها در بتن لاينينگ كانال هاي انتقال آب در استان آذربايجان غربي

 

بررسي ترك ها در بتن لاينينگ كانال هاي انتقال آب در استان آذربايجان غربي

اكبر چرب گو ، توحيد چرب گو

1- كارشناس ارشد ،زمين شناسي تكتونيك

 2- دانشجوي كارشناسي ارشد، زمين شناسي مهندسي، دانشگاه آزاد اسلامي واحد اهر

 

چكيده

 امروزه انتقال آب براي مصارف مختلف به نقطه  هدف، جزء لاينفكي از پيشرفت در كشور هاي توسعه يافته و يا در حال توسعه مي باشد .حال اين انتقال چه توسط لوله هاي مخصوص اين كار و يا چه توسط كانال هاي بتني ايجاد شده باشد،  معايب و مشكلاتي را به همراه دارد.

در استان آذربايجان غربي به موازات افزايش احداث و بهره برداري از سدها جهت برآورده ساختن  نيازهاي استان در بخش آب شرب  و كشاورزي ، ملزوم به استفاده از كانال هاي بتني براي انتقال آب به مخزن و يا از مخزن به نقطه  هدف مي باشد .در اين راستا ساخت اينگونه كانال ها در استان  طي دهه اخير روند صعودي چشمگيري را به خود داشته است.

سوالات تحقيق:

بررسی علل و عوامل سبب ايجاد ترك در بتن لاينينگ كانال ها ، همچنين چگونگي ممانعت از ایجاد و يا  به حداقل رساندن  از افزایش آنها را مي توان از مسائل مهم اين بررسي دانست .

روش تحقیق:

در این مقاله با مطرح نمودن روش هايي از جمله چگونگي اختلاط بتن و  شرايط مناسب اين كار و ... را به همراه مثال هاي ملموس، مطرح  نموده و روش هايي را براي بهره گيري  مشاوران و پيمانكاران پيشنهاد شده است  .

نتیجه گیری:

با توجه به وجود پروژه های سد سازی گسترده در سطح استان و  وجود شبکه وسیع كانال هاي بتني این سدها در گسترۀ وسیعی از استان و نظر به اینکه استان آذربايجان  غربی یک استان مهم در بخش کشاورزی می باشد و تأمین آب از ملزومات  توسعه آن و صنایع وابسته  می باشد بررسی  و کنترل عواملی که در تخریب این شریانهای حیاتی در سطح استان موثرند کاملا  لازم به نظر مي رسد .

كلمات كليدي: بتن لاينينگ،كانال هاي انتقال آب ، ترك ، آذربايجان غربي

 پیشنهاد می‌کنیم محصول واتراستاپ را هم بررسی کنید.

1. مقدمه

امروزه با پيشرفت بهره گيري از مصالح و ماشين آلات در اجراي پروژه هاي عمراني ، ترک هاي ايجاد شده  در بتن لاينينگ كانال هاي انتقال آب ، از مسائل بسیار مهم و قابل بررسی بوده كه  در تمامی کانالهای انتقال آب  و زهکشی معمولا  قابل مشاهده می باشد . بررسی علل و عوامل سبب آن، همچنين ممانعت از ایجاد و يا  به حداقل رساندن  افزایش آنها  براي اخذ  نتيجه بهتر  از دغدغه های اساسي  تمامی ناظرین و مشاورین و حتی پیمانکاران مجری این طرح ها می باشد.

با توجه به میزان میانگین بارندگی دراز مدت در استان آذربايجان غربي كه در حدود  385 میلی متر بوده و همچنين  وجود  منابع آبی گسترده  و فراوان در اين بخش  و  وجود  زمینهای مستعد قابل کشت  در تمام نقاط استان، احداث سدها و کانالهای آبیاری و زهشکی را كه  درحدود 13 سد در حال بهره برداری و 12 سد درحال اجرا را به همراه  شبکه ای گسترده و وسيع  از کانال ها را مي طلبد ،توجيح مي سازد .  با توجه به شرایط آب و هوایی منطقه که  در تقسيم بندي ها جزء مناطق سردسیر کشور لحاظ گرديده   و دورۀ سرما نسبت به مناطق دیگر کشور طولانی تر می باشد، اهميت بررسی و مطالعه موارد فوق و چگونگي جلوگيري  از ايجاد  شکستگیها و ترکها  را ،جهت  حفظ و صیانت از این رگهای حیاتی   دو چندان مي نمايد . با توجه به اينكه اين استان يكي از قطب هاي كشاورزي كشور محسوب ميشود  بوجود آمدن نقص یا ایجاد یک نارسایی در اينگونه كانال ها  باعث بوجود آمدن مشکلات فراواني شده ، كه علاوه بر آن اتلاف منابع مالی زيادي را نيز در پي خواهد داشت  .

 

2. گسترۀ کانالهای آبیاری و زهشکی در سطح استان

همانگونه که در مقدمه اشاره  گردید در سطح استان آذربایجان غربی در حدود 25 طرح سد همراه با شبکه های آبیاری و زهشکی وابسته به  آن وجود دارد  که برای نشان دادن اهميت  این شبکه ها صرفاًً   4 طرح بزرگ موجود در استان اشاره می گردد.(جدول شماره 1 و 2)

 

نام رود	محل جریان	مقصد	طول(کیلومتر)
زرینه رود	شاهین دژ- میاندوآب	دریاچه ارومیه	۲۳۰
زاب بریسو	پیرانشهر - سردشت	آبریز زاب	۲۱۸
رود ارس	مرز ماکو	رود کورا	-
رودخانه زنگمار	ماکو	رود ارس	۱۰۳
ساری سو	ماکو	رود ارس	۱۳۰
آق‌چای	چایپاره	ارس	۱۰۹
قطور چای	خوی	ارس	۱۴۵
مهاباد چای	مهاباد	دریاچه ارومیه	۹۲
ساروق چای	تکاب	زرینه‌رود	۶۶
آجرلو چای	شاهین دژ	زرینه‌رود	-
هاچه سو	شاهین دژ	زرینه‌رود	-
لیلان چای	ملکان - میاندوآب	زرینه‌رود	-
سیمینه‌رود	بوکان  میاندوآب	دریاچه ارومیه	۱۳۹
خلیفان	بوکان	سیمینه رود	-
زولاچای	سلماس	دریاچه ارومیه	۸۰
نازلوچای	ارومیه	دریاچه ارومیه	۹۲
شهرچای	ارومیه	دریاچه ارومیه	۷۲
باراندوزچای	ارومیه	دریاچه ارومیه	۶۷
گدارچای ‍	نقده	دریاچه ارومیه	۱۰۰
روضه جای	ارومیه	دریاچه ارومیه	۶۰
آواچار چای	پیرانشهر	آبریز زاب	۶۲
لاوین چای	پیرانشهر	آبریز زاب	۴۹
زاب گرژال	سردشت	آبریز زاب	۹۵

جدول 1- رودخانه هاي مورد مطالعه در استان  

 

آب قابل تنظیم سالیانه	نام رودخانه	شهرستان	عنوان سد	ردیف
۹۴	خارج بستر گدارچای	نقده	سد حسنلو	۱
۰/۴۵	ده گرجی (گدار)	اشنویه	سد ده گرجی اشنویه	۲
۱۳۲/۵	زولا چای	سلماس	سد زولا	۳
۵۱/۸	ساروق (قره قیه)	تکاب	سد ساروق (گوگردچی)	۴
۱۹۹	شهرچای	ارومیه	سد شهرچای	۵
۶۰۵	زرینه رود	بوکان	سد شهید کاظمی  (زرینه رود)	۶
۰/۸	باداملو	میانداب	سد قوریچای میاندوآب	۷
۱۹۷/۸	مهاباد	مهاباد	سد مهاباد	۸
۳/۱	هاچه سو	شاهیندژ	سد هاچه سو	۹
۱/۷۹	کانسپی	سرو	سد کانسپی	۱۰
۰/۱۴	قوشخانه	تکاب	سد قوشخانه	۱۱
۳	خارج بستر ساری سو	ماکو	سد دانالو	۱۲
-	-	سلماس	سد دریک	13

جدول 1- سدهاي   بهره برداري شده به همراه آب قابل تنظيم ساليانه در استان آذربايجان غربي

 

1-2شهید قنبری:

این سد بر روی رودخانه ساری سو در شهرستان ماکو در حال احداث می باشد كه سطحي بالغ بر 500 هكتار از زمين هاي اطراف را با حدود 120 كيلومتر كيلومتر كانال بتني تحت پوشش قرار خواهد داد.همچنین این سد دارای کانالی به طول 5/3 کیلومتر بوده كه  جهت انتقال آب از سد برای تغذیه نهر هاي  سنتی موجود در دشت ماکو طراحي گرديده است .

2-2-سد چپر آباد:

این سد که بر روی سر شاخه های رود گدار چای جهت تأمین آب کشاورزی منطقه پیرانشهر تا نقده در حال احداث می باشد   فقط دارای 2/96 کیلومتر کانال اصلی می باشد که با زیر شاخه های خود جهت آبیاری 36000 هکتار از اراضی مورد استفاده خواهد  بود.

3-2-سد مخزنی آق چای

این سد بر روي رودخانه آق چاي و در حوضه آبريز ارس در حال احداث بوده تا با احداث آن آب كشاورزي دشتهاي نازك و قره ضياالدين تامين گردد كه  6/55 کیلومتر کانال اصلی و 16 کیلومتر کانال درجه یک و 220 کیلومتر زهکش درجه یک و دو از مشخصات شبكه آن بوده   که با بهره برداری از آنها 21300 هکتار از اراضی پوشش  داده خواهد شد .

. 4-2- سد مخزنی زولا

این سد بر روی رودخانه زول احداث گردیده و شبکه آبیاری و زهکشی آن در حدود 30300 هکتار از اراضی شهرستان سلماس رادر بر می گیرد.

 

3. عوامل ایجاد ترک و نوع ترک هاي  حاصل از آن

با در نظر گرفتن عوامل مسبب بروز ترک در لاینینگ کانال و  ارتباط آن با نوع ترک  مي توان بطور کلی به  دو دسته عامل  اشاره نمود  که البته هر یک از دو عامل فوق خود متأثر از دیگر فاکتور هایی هستند که در  مجموع باعث بروز پدیده فوق می گردند.

1-3-کیفیت بتن مصرفی

1-1-1:نوع سیمان و تأثیر آن بر بروز ترک:

اغلب  تیپ سیمان مصرفی در طول گستره ای از یک  پروژه کانال یکنواخت مي باشد مگر در مناطق خاص با شرایط خاص، اما منبع تأمین سیمان مصرفی نيز بسیار مهم  مي باشد. در اکثر مواقع علارغم یکنواخت بودن تیپ سیمان مصرفي  مختصات شیمیایی آنها تا حدی با یکدیگر متفاوت می باشد.دقت در نحوۀ اثر گذاری ترکها در بروز ترکها در طول لاینینگ و استفاده از تجربیات مشاهده ای در انواع سیمانها ما را در استفاده از سیمان مناسب راهنمایی خواهد کرد.خمیر سیمان در اثر از دست دادن آب خود در داخل یک بتن دچار یک انقباض می گردد که این انقباض در اصطلاح مسبب ایجاد یک جمع شدگی خمیری می شود که این جمع شدگی باعث بروز ترکهایی نسبتا عمیق به موازات هم با فاصله نزدیک کمتر ا ز1 میلی متر در طول لاینینگ می شود.چنانچه از دست دادن آب در بتن بطور یکنواخت و به آرامی انجام می گیرد مي توان گفت  در آن صورت هیچگونه ترکی در بتن که ناشی از دست دادن آب باشد را مشاهده نخواهیم بود (با صرف نظر از دیگر عوامل مسبب ایجاد ترک)از جمله عواملی که در کنترل میزان خروج آب از بتن مؤثر اند می توان به اختلاف دمای محیط و بتن و همچنین وجود یا عدم وجود جریان هوا در اطراف و داخل کانال و از همه مهمتر میزان رطوبت نسبی هوا دانست.مفید ترین عملی که جهت به حداقل رساندن این عامل مقدور می باشد استفاده از پوشش هاي عایق در سطح بتن بلافاصله پس از اتمام عملیات بتن ریزی و همچنین بالا بردن رطوبت نسبی سطح بتن می باشد که در اكثر کارگاهها این عمل هر چند بسيار ابتدايي  اما با پهن کردن لایه نايلوني در سطح بتن کانال انجام می گیرد.

2-1-3:تأثیر مصالح مصرفی بر بروز ترک

استفاده از یک طرح اختلاط مناسب در هر سازه ای   مهمترین و حساسترین موردی است که از نظر كارفرما ،مشاور و مجري طرح دنبال مي گردد .طرح اختلاط عمدتا توسط کارشناسان دوره دیده و مجرب آزمایشگاهی تهیه می گردد با یک سری مقادیر کاملا مشخص و با استفاده از مصالحی که از دپوی یا معدن مورد استفاده در پروژه بدست مي آيد ولی در حین اجرا به دلیل تفاوت در نوع لایه های رسوب گذاری در معدن و حمل و جابجایی توسط ماشین الات عمدتا مصالح به همان تمیزی و یکدستی مورد استفاده در طرح اختلاط نمی باشد.بطور مثال وجود خاک رس در سطح دانه ها ی مصالح، باعث ممانعت از بهم چسبیدن دانه های بتن و سیمان بهم می شود علاوه بر خاک رسدار ذرات سیلت(جدا از تفاوت ساختاری ای که در ذرات رس سیلت وجود دارد) نیز که همان ذرات عبوری از الک نمره 200 می باشد نیز عامل مهمي در بوجود آمدن ناپيوستگي ها در اجزائ بتن مي شود كه بهترين راهكار جهت كنترل اين عامل  استفاده از آزمایش ارزش  ماسه ای در طول میکس بتن و ممانعت از استفاده مصالحی است که دارای se کمتر از 75 باشند در اين ميان  مصالح شن درشت و ریز قابل استفاده نمي باشد  بنابراین تمیز کردن و شست وشوی مصالح درشت دانه می تواند عامل مناسبی در کاهش میزان ذرات رس باشد علاوه بر تأثیر ذرات رس در کیفیت بتن کیفیت خود ذرات و توانایی آنها در تحمل تغییرات حجمی بتن و همچنین تغییرات شیمیایی نیز بسیار مهم است بطور مثال مصالحی از جنس ماد ستون یا شیل و یا سنگهای آهکی بويژه قطعات تراورتن  تأثیر بسزایی در کاهش کیفیت بتن و بطبع ایجاد ترک و فرسایش در طول لاینینگ می شود که این فرسایش به شکل ورقه و رقه شدن سطح بتن و جدا شدن سنگدانه ها از بتن و یا ترکهای نا منظم ولی عمیق در بتن لاینینگ نمود پیدا می کند.

3-1-3-ارتباط مقاومت فشاري

ارتباط مقاومت فشاری نمونه های اخذ شده در حین بتن ریزی و ترکهاي  بوجود آمده در حین انجام عملیات بتن ریزی نمونه هایی از بتن در حال اجرا اخذ می شود که يا از نوع مکعبی یا استوانه ای می باشد و برای تعیین کیفیت تنها این نمونه ها تحت  آزمایش فشاری قرار می گیرند.هرچند با توجه به اینکه در هنگام جریان یافتن در داخل کانال فشار زیادی به بتن وارد می شود ولی باید به این مسئله نیز دقت داشت که در ایجاد ترکهای حاصل در طول لاینینگ بیشتر عوامل تنشهای کششی موثرند و عوامل فشارشی چندان ارتباطی با این ترکها ندارند بررسی ها نشان داده است که علارغم اینکه بتن مصرفی دارای مقاومت فشاری مناسب جهت استفاده در لاینینگ می باشد و بطور معمول(B =200Kg/cmz)اما همین بتن ها در طول خود حاوی تعداد فروانی ترک می باشند.

2-3-تأثیرات دمایی

1-2-3- دمای محیط در حین بتن ریزی

بررسي هاي  انجام گرفته در طول لاینینگها بيانگر اختلاف در میزان بروز ترک در بتن های است که در فصول مختلف و بطبع دماهای مختلف ریخته شده است.بیشترین میزان ترک ها در بتن هایی مشاهده شده است که در تابستان و در دمای محیطی بیشتر اجرا شده است دمای محيط بدو طریق می تواند باعث ایجاد ترک در طول لاینینگ شود اولین دلیل همان مبحث تبخیر سطحی آب موجود در داخل بتن و خمیره سیمان است که به دلیل دمای محيطی بالا میزان آب تبخیری از سطح بتن با روندی تندتر رخ می دهد و این تبخیر سریع باعث بوجود آمدن ترکهایی می شود که در اصطلاح ناشی از جمع شدگی خمیری می باشند که در قسمت مربوط به نوع سیمان و تأثیر آن بر بروز ترک ذکر گردید.اما دومین عامل موثر در بروز ترک در طول لاینینگ که مرتبط با دمای محیط است اجرای پروژه بر روی بستر خاکی در فصول مختلف است.چنانچه اجرای عملیات خاکریزی و زیرسازی در دمای محیطی بالا(فصل تابستان)انجام گیرد سطح خاکریزی که بتن لاینینگ بر روی آن قرار می گیرد میزان رطوبت بیشتری را  جذب مي كند (هرچند در زمان اجرا دارای درصد کوبیدگی نسبی مناسبی هم باشد که با آزمایش دانسيته در محل سنجیده شده است ) با توجه به اینکه مصالح استفاده شده در خاکریزی حاوی رس فراوان است این لایه کاملا خشک شده و پس از اجرا و انجام عملیات بتن ریزی همین لایه خشک در فصل بارندگی میزانی آب جذب نموده و نظر به خاصیت توری در خاکهای رسی تا حد نا چیزی متورم می گردد که همین تورم جزئی باعث بروز پدیده ایجاد ترک در طول لاینینگ می شود.این ترکها در ضخامت کلی بتن لاینینگ مشاهده می گردد یعنی کاملا عمیق بوده و تا لبه های پانل نیز ادامه می یابد.

2-2-3- تغیيرات دمایی داخل بتن

انجام فعل و انفعالات شیمیایی در داخل بتن که ناشی از هیدراتاسیون سیمان می باشد باعث بوجود آمدن حرارت در داخل سازه بتنی می شود.این حرارت باعث انبساط در اجراء بتن می گردد و این انبساط تا زمانیکه دمای حاصل از هیدراتاسیون سیمان وجود دارد ادامه دارد تا زمانیکه این واکنش به انتهای زمان حرارت زایی خود برسد پس از آن با هم دما شدن بتن با محیط خود، از جمله خاک بستر و هوای اطراف روند انبساط   کندتر شده و در نهایت مجددا شروع به انقباض می نماید.بتن دارای خاصیت انتقالی دمایی پایین می باشد یعنی سرعت امکان کاهش یا افزایش دما در کل سازه مقدور نمی باشد مگر اینکه سازه بسیار کوچک باشد.همین خاصیت عدم انتقال سریع دما در بتن باعث ایجاد اختلاف دما در سطوح خارجی بتن لاینینگ(همه سطح در ارتباط با هوا و هم سطح مرتبط با خاک)با درون بتن باعث ایجاد ترک در بتن می گردد که خود ناشی از مقاومت پایین کششی بتن می باشد مثال عین این رفتار با سرعت عمل بیشتر در ریختن آب داغ در لیوان سرد قابل مشاهده است.

 

4- نتیجه گیری

با توجه به وجود پروژه های سد سازی گسترده در سطح استان و  وجود شبکه وسیع كانال هاي بتني  این سدها در گسترۀ وسیعی از استان و نظر به اینکه استان آذربايجان  غربی یک استان مهم در بخش کشاورزی می باشد و تأمین آب از ملزومات  توسعه آن و صنایع وابسته  می باشد بنابراین بررسی کنترل عواملی که در تخریب این شریانهای حیاتی در سطح استان موثرند کاملا لازم مي باشد ازين رو .آشنایی با عوامل ذکر گردیده توسط ناظرین مقیم در پروژه ها و پیمانکاران مجری طرح می تواند تأثیر بسزایی در به حداقل رساندن این ترکها در طول کانالها در پروژه های مختلف داشته باشد  تا با افزایش طول عمر این شبکه ها  و كاهش صرف هزینه کمتر جهت نگهداری آنها از اتلاف سرمایه ملی جلوگیری نمود .

 پیشنهاد می‌کنیم محصول آب بندی بتن را هم بررسی کنید.

5- منابع و ماخذ

1-  هماریان ، حسین ،زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک ،  انتشارات دانشگاه تهران ، چاپ پنجم ،1387.

2- دیلمیقانی ،صمد، تکنولوژی بتن ،انتشارات دانشگاه تبریز،چاپ دوم، 1373.

3- حامی، احمد ،مصالح ساختمانی،انتشارات دانشگاه تهران،چاپ بیستم،1388.

4 -T.A.HARRISON, Early-age thermal crack control in concrete, CIRIA Report 91, pp, 48(construction Industry Research and Information Association 2004)

Considering crack in lining concrete of

water canals in the  West Azerbaijan

Akbar. Charbgo¹,  Tohid. Charbgo ²

1. MA , Geology Science
2. MA Student, Engineering Geology, Islamic Azad University ,Ahar

ABSTRACT
 Today, water supply for various purposes to the point of aim, an integral part of development in developing countries or in developing is. What are the transport tubes for by this act, or what was created by the canal is concrete, and disadvantages problems has.
As in the West Azerbaijan province increased construction and operation of dams to meet water needs in the province, and agriculture; utilities to use the concrete channel for transferring water from the reservoir or tank is a point target. In this regard, Construction of these canals in the province ascending trend during recent decades has been remarkable to his.

RESEARCH INQUERIES

Causes and factors causing cracks in the concrete lining of canals, as well as how to prevent or minimize the creation of them can increase the important issues of study, he said.

RESEARCH METHOD

The article discussed ways including how to make concrete mixing and working conditions and the ... Along with tangible examples, and suggested ways for utilization of consultants and contractors have been proposed.

CONCLUSION

Considering the existence of massive dam construction projects at the provincial level and the existence of a broad network of channel concrete dams in the wide range of comments to the province and a province of West Azerbaijan province in the agricultural sector is important and providing water supplies and industrial development review and control is dependent on factors in the destruction of this vital artery in the province effective seems quite necessary.

Key Words

concrete lining, water canals, crack, West Azerbaijan .