سد ذخیره ای كریت طبس

سد ذخیره ای كریت در حوالی شهرستان طبس توسط شركت ساختمانی اویول احداث شده و در سال 1384 به بهره برداری رسید. هدف از اجرای این طرح تامین آب شرب و كشاورزی، مهار سیلاب و حفظ سد تاریخی كریت است. در متن حاضر، ویژگیهای سد و نكات اجرایی برخی از بخشهای آن تشریح می گردد .
موقعیت جغرافیایی و تاریخی
سد ذخیره ای كریت، با هدف تامین آب شرب شهرستان طبس و تامین آب كشاورزی و مهار سیلابها، در 56 كیلومتری جنوب شرق شهرستان طبس و در نزدیكی روستای چیروك احداث شده است. موقعیت این سد بر روی رودخانه كریت در نزدیكی محل سد قدیمی كریت انتخاب گردیده است. رودخانه كریت در جنوب شرقی شهرستان طبس جاری بوده و از ارتفاعات شتری سرچشمه گرفته و یكی از سرشاخه های رودخانه نمك كه به كویر (دق) روح مرغوم می ریزد، می باشد. مختصات جغرافیایی محل سد عبارتست از ’14 و ْ57 طول شرقی و ’26 و ْ33 عرض شمالی.
سد قدیمی كریت با مصالح بنایی (سنگ و ملات ساروج) مرتفع ترین سد قوسی باستانی در جهان است. بنابر اطلاعات و مدارك موجود، این سد بالغ بر 700 سال قدمت دارد. ارتفاع كل آن 50 متر می*باشد كه نیمی از آن، حدود 25 متر، در رسوبات مدفون مانده است. طول تاج در حدود 55 متر و پهنای سد در تراز تاج 120 سانتیمتر است. لازم به توضیح است كه به منظور جلوگیری از فرسایش و سهولت بازدید، پوشش بتنی و جانپناه بر باریكه ی تاج این سد، توسط سازنده سد بتنی، اجرا گردیده است. علیرغم انباشتگی رسوبات در پشت سد قدیمی، این سد تا قبل از احداث سد جدید، هرچند به میزان محدود، مورد بهره برداری قرار می گرفته است
1- مشخصات سد
سد جدید کریت از نوع بتنی بوده و بشكل تركیبی قوسی – وزنی طراحی شده است. از الزامات انتخاب این شكل برای سد، حفظ سد باستانی بصورت دست نخورده است. جناح راست سد بصورت وزنی و جناح چپ بصورت قوسی است. قسمت قوسی، از یك طرف به دیواره كوه تكیه دارد و از طرف دیگر به قسمت وزنی سد. بدیهی است پهنای قسمت تحتانی در قسمت قوسی، كمتر از قسمت وزنی است. در ناحیه اتصال، این دو قسمت بصورت تدریجی به یكدیگر تبدیل می شوند. ارتفاع تاج سد از پایین ترین نقطه فونداسیون 53 متر و طول تاج 345 متر است، حجم سنگبرداری و حفاری پی سد 40000 متر مكعب و حجم بتن بدنه سد و سازه های جانبی مجموعاً 120000 مترمکعب است. سازه*های جنبی سد، مشتمل بر سیستم انحراف آب، آبگیری و تخلیه تحتانی و سرریز می باشد .
2- روش اجرای بخشهای مختلف سد
2-1- پی كنی و سنگ برداری
برای رسیدن به ترازهای تعیین شده جهت اجرای پی سد، لازم است با استفاده از روشهای انفجاری نسبت به برداشت سنگ در محدوده مورد نظر اقدام گردد. با توجه به نزدیكی محدوده اجرای سد به سد قدیمی كریت و به منظور كاهش و یا حذف اثرات منفی ناشی از انفجار كه عمدتا به صورت شكستگیهای ناخواسته و پدید آمدن ترك و شكاف در پی و بستر بروز می كند، از روشهای انفجار كنترل شده، استفاده گردیده است.
استفاده از روشهای انفجار كنترل شده (smooth blasting)
نوع و مقدار مواد منفجره، آرایش هندسی چالها و فواصل زمانی انفجارها بگونه ای انتخاب گردید كه بیشترین سهم انرژی حاصل از انفجار، صرف جدا نمودن سنگ شود و حتی الامكان كمترین میزان به انرژی لرزه ای تبدیل گردد.
در شكل های زیر دو روش انفجار كنترل شده گوه*ای و موازی نشان داده شده است. درصورتیكه توده سنگ مورد نظر برای حفاری لبه آزادی نداشت، از روش گوه*ای بعنوان اولین جبهه كاری استفاده می*شد. پس از ایجاد لبه های آزاد با استفاده از روش موازی، كار ادامه می یافت. ارقام درج شده در كنار هر چال ترتیب انفجار را نشان می*دهند .
ایجاد مانع در مقابل انتشار امواج از روش پیش شكافت (pre-split blasting) و ناحیه ضربه خور (buffer blasting)
این دو روش به منظور جلوگیری از انتشار امواج ناشی از انفجار بكار رفته و مانع از ایجاد تخریب*های ناخواسته گردیده است.
در روش پیش شكافت، قبل از آتشكاری اصلی و در پیرامون محدوده مورد نظر شكافهایی ایجاد گردید كه موجب انعكاس امواج شده و از خروج آنها از محدوده مورد نظر جلوگیری می نمود. این شكافها با حفر چالهای نزدیك به هم و انفجار همزمان آنها با مواد منفجره اندك ایجاد می شدند
در روش ضربه خور ناحیه ای ایجاد می شد كه با جذب ضربات ناشی از انفجار موجب استهلاك انرژی ارتعاشی امواج می گردید. برای ایجاد این ناحیه یك سری چال با فاصله كم حفر شده؛ سپس مواد منفجره با چگالی و مقدار كم درون این چالها قرار گرفته و بطور متوالی بین چالهای اصلی و مرزی منفجر شده است.
انتخاب روش انفجار با توجه به فاصله از سد قدیمی
با توجه به كاهش اثرات تخریبی نسبت افزایش فاصله از محل انفجار، محدوده عملیاتی بر حسب فاصله از سد قدیمی به سه ناحیه تقسیم شد.
ناحیه با فاصله زیاد؛ انفجارهای انجام شده در این ناحیه ارتعاش هایی در سازه ایجاد كرد كه در حد مجاز ایمنی قرار می گرفت. در این ناحیه بدون نیاز به كنترل های خاص انفجار، عملیات حفاری انجام می یافت.
ناحیه با فاصله متوسط؛ در این ناحیه لازم بود تا عملیات انفجار به روشهای كنترل شده
(smooth blasting) انجام گرفته و مقدار و نوع مواد منفجره بگونه ای انتخاب شود كه ارتعاشهای ایجاد شده در سازه از حد مجاز فراتر نرود. در صورت لزوم در این ناحیه موانع انتشار امواج (به روشهای ذكر شده) ایجاد می گردد.
ناحیه با فاصله كم؛ در این ناحیه تعداد چالها زیاد و مواد منفجره مصرفی بسیار اندك بود. به منظور كاهش انرژی لرزه ای دهانه چالها بسته نمی شد. در این حالت انفجار فقط موجب ترك خوردن سنگها شده و جدا كردن آنها از توده سنگ باید بصورت دستی انجام می گردید. با توجه به بازدهی كم عملیات در این ناحیه این امكان بود كه چالهایی با فواصل كم حفر كرده و از مواد منبسط شونده (مانند كتراك) برای ایجاد شكاف در توده سنگ استفاده نمود.
2-2- پرده آب بند
جهت كاهش گرادیان هیدرولیكی زیر پی سد و كاهش ضریب نفوذ پذیری در پی و جناحین، پرده آب بند در سرتاسر محور سد ایجاد گردد. تزریق پرده آب بند موجب بهبود كیفیت سنگ از نظر تحكیمی نیز گردید. عمق پرده آب بند معمولا تا قسمتی از توده سنگی در نظر گرفته شد كه آزمایش نفوذ پذیری در قطعات لوژن 1 را نتیجه بدهد.
ایجاد پرده آب بند از طریق عملیات حفاری و گمانه زنی و تزریق دوغاب سیمان با فشار مناسب جهت آب بندی و پركردن درزه ها، شكافها و فواصل خالی در عمق پی انجام شده است.
در حالت طبیعی بهتر این بود كه حفاری و تزریق قسمت پی اول انجام شود تا به تبع آن اجرای بتن بدنه از پایین ترین قسمت شروع گردد؛ ولی به لحاظ اینكه كار حفاری و تزریق در جناح راست تقریباً آماده انجام بوده و در قسمت پی با توجه به تداخل با رسوب برداری کف و سنگ برداری طرفین سد قدیمی، هنوز اجرای عملیات حفاری و تزریق میسر نبود، انجام عملیات از جناح راست شروع و متعاقبا در جناح چپ پی ادامه یافت. در این طرح با توجه به جنس زمین كه سنگی است تزریقات از پایین به بالا انجام گردید. در توده سنگ پی سد کریت لایه ها و قطعات كوارتز و سیلیس به چشم می*خورد كه كار حفاری را تحت تاثیر قرار می داد و تجهیز لازم متناسب با حفاری در این سنگها صورت پذیرفت.
جهت كنترل و تعیین شرایط كیفی تزریق در سنگ از گمانه های كنترل استفاده شد. این گمانه*ها در منطقه مورد نظر بصورت مایل و حداقل 5 تا 10 متر عمیق تر از عمق پرده آب بند و محدوده تحكیم یافته حفر می*گردید. با توجه به آثار سیمان در مغزه ها می توان كیفیت تزریق را مورد مطالعه و سنجش قرار داد.
2-3- دال بتنی زیر پی
در توده سنگ بستر زیر پی سد و در عمیق ترین ناحیه آن شكافی V شكل وجود دارد كه حاصل فرسایش در طی دوران گذشته است و در دوره بهره برداری از سد تاریخی، بتدریج با رسوبات آبرفتی انباشته شده است. حفاریهای مطالعاتی و آزمایشها نشان دادند كه تراكم رسوبات در این ناحیه به حدی است كه می توان با تزریق مناسب، آنرا كاملا تحكیم و آب بند نمود. از اینرو طرح سد به گونه ای در نظر گرفته شد كه رسوبات شكاف مذكور به روش فوق اصلاح شده و یك دال بتنی ضخیم بعنوان پی سد در این قسمت، روی آن اجرا گردد.
2-4- اجرای بدنه سد
یك مشكل اصلی در اجرای سازه های بتنــی حجیم، كنترل یا حذف ترك خوردگی حرارتی و در مورد سازه های آبی، نشتی درزهای ساخت است. به دلیل وجود حجمهای بزرگ بتن، گرمای ناشی از هیدراته شدن سیمان نسبت به دیگر موارد بتن سازه ای مشكلات بیشتری ایجاد می كند و اتخاذ برخی تدابیر برای محدود ساختن افزایش دما برروی قالب بندی تاثیر حیاتی دارد. دمای بتــن به ویژه در آب و هوای گرمتر باید در زمان بتن ریزی و هیدراتاسیون به روشهای زیر در كمترین حد حفظ شود: استفاده از سیمان كم حرارت، استفاده از نرمـه خاكستر آتشفشانی یا پوزولان دیگری به جای بخشی از سیمان، سرد سازی، تكنیكهای عمل آوری ویژه و استفاده از قالبهای فولادی گرما - پراكنشی. مراحل، پلان و ترتیب بتن ریزی بلوكها به گونه ای انتخاب شده است كه گرمای حاصل به طور مناسبی كنترل شود. علاوه بر آن، این نكته نیز مورد توجه قرار گرفته است كه بین بلوكها اختلاف ارتفاع زیاد ایجاد نشود تا بارگذاری روی پی بتدریج و بصورت یكنواخت انجام گیرد. بطور كلی اختلاف ارتفاع بلوكها هنگام بتن ریزی به گونه*ای انتخاب می*گردد، كه هم شرایط بتن ریزی تسهیل گردد و هم قالب بندی سطوح درز به حداقل ممكن كاهش یابد. باز كردن قالبها نیز طوری برنامه ریزی شده است كه از ایجاد شوكهــای حرارتی كه به ترك خوردگی سطح بتن منجر می گردد، جلوگیری شود.
2-4-1- قالب بندی مراحل بتن ریزی
متداول ترین روش برای تعدیل جمع شدگی و گرمای ناشی از هیدراتاسیون در سازه بتنی حجیم، محدود كردن ارتفاع مراحل بتن ریزی است. در این سد ارتفاع بلوكها 2.5 متر در نظر گرفته شده است.
به جز در مرحله اول بتن ریزی پی، قالب های مــورد استفاده از نوع طره ای پشت بند دار است. مراحل بتن ریزی مستلزم قابلیت استفاده مجدد از قالبها بطور متعدد است؛ از اینرو قالبها از فولاد ساخته می شوند تا در برابر بارهای وارده و در طول زمان استفاده مكرر خود، پایداری نشان دهنــد. در این قالبها از جك بعنوان پشت بند استفاده شده است. این جك ها علاوه بر تنظیم نمودن قالب به هنگام نصب، از حركات آن به بیرون نیز به هنگام بتن ریزی جلو گیری می نمایند. در پشت قالب پیاده روهای پیش*بینی گردیده است كه نصب قالب و همچنین رفت و آمد عوامل اجرایی را امكان پذیر نماید. قالب ها با مهارهایی كه از قبل در بتن نصب می گردد به بلوك پایینمحكم می شوند.
سریعترین چرخه بتن ریزی مجاز در كارهای بتنی حجیم مستلزم باز كردن و برپایی مجدد قالبها در عرض 24 تا 48 ساعت پس از تكمیل یك مرحله بتن ریزی و تكمیل مرحله بتن ریزی بعدی در عرض 72 ساعت است. تحت چنین شرایطی لوازم مهار قالب باید در بتنی عمل كنند كه مقاومت فشاری یا پیوستگی آن 15 در صد مقاومت 28 روزه است. حتی زمانی كه بین مراحل بتن ریزی متوالی 5 روز فاصله وجود دارد، بتن كم سیمان كه مستلزم استفاده از لوازم نگهداری ویژه ای در قالبها است تا برای حمایت قالبها مرحله بتن ریزی بعدی مقاومت كافی ایجاد كنند.
2-4-2- بتن ریزی
در هر مرحله بعد از آماده شدن قالب، واتر استاپ، نصب لوله های پس سرمایش (post-cooling)، نصب لوله های تزریق و نصب ابزار دقیق و كنترل نقشه بردار و اخذ مجوز بتن ریزی، یك لایه ملات ماسه و سیمان اجرا گردید. ملاتی كه بدین ترتیب ریخته می شود به منظور یكپارچه كردن بتن قدیم و جدید و همچنین آب بندی بین بلوك های بتن است.
بعد از پخش یك لایه ملات ماسه و سیمان، بتن اصلی با مشخصات طرح اختلاط مصوب ساخته و در محل آماده شده برای اینكار ریخته می شود. روش بتن ریزی بدین طریق است كه اولا" بتن ریزی پیوسته اجرا شده و از قطع بتن به هر دلیل بایستی جلوگیری شود تا درز سرد بوجود نیاید. برای بالابردن كیفیت، با ویبره های قوی متناسب با حجم بتن و دانه بندی، ویبره زده می شود. بدیهی است، به همان میزان كه كم ویبره زدن باعث پایین آمدن مقاومت می*گردد، ویبره بیش از حد نیز باعث جدا شدن دانه ها می*شود. از ریختن بتن در یكجا خودداری شده و بتن در لایه های 50 سانتیمتری ریخته شده است.
بعد از اتمام بتن ریزی و صاف كردن سطح بتن و پس از اتمام زمان گیرش، سطح بتن با واتر جت شسته شده و یك سطح مضرس جهت بتن ریزی مرحله بعد آماده می شود.
بعد از هر مرحله، عمل آوری (curing) بتن برای مدت حداقل سه روز متوالی انجام شده است. برای این منظور از فواره هایی كه روی سطح بتن قرار می گرفتند استفاده می شد.
2-4-3- تزریق درزهای انقباض
به منظور یكپارچه كردن بدنه سد، در بین بلوك های مختلف سد لوله هایی بمنظور تزریق دوغاب سیمان نصب شده است كه روی آنها در فواصلی كه مشخصات فنی تعیین كرده كلاپه هایی نصب تعبیه شده است. بعد از اتمام بتن ریزی سد، از روی سد و از داخل گالری ها نسبت به تزریق دوغاب طبق مشخصات فنی اقدام می گردد. زمان و شرایط تزریق از اهمیت خاصی برخوردار است و به گونه ای انتخاب شده است كه، فرآیند هیدراتاسیون تمام شده و حداكثر انقباض در بلوك های بتن بوجود آمده باشد. این كار به صورت همزمان در درزها انجام شده بطوریكه از حركات افقی بلوك ها جلوگیری شود.