پاورپوینت سد سنگریز با رویه بتنی


سد سنگریز با رویه بتنی
CFRD

سد سنگریزه اى با پوسته بتنى(CFRD) سدهای سنگریز در دسته بندی سدها از نظر نوع مصالح، از سدهای خاکی محسوب می شوند که در اغلب موارد با یک لایه نفوذناپذیر از مصالح مختلف پوشیده می شود که امروزه از بتن استفاده بیشتری می شود. اگر این رویه یا لایه نفوذناپذیر از بتن باشد به این نوع سدها به اختصار CFRD گویند و اگر رویه آسفالتی باشد BFRD می گویند. این نوع سدها در مقابل زلزله مقاومند. و به علت عدم وجود لایه های ریزدانه در ساختار سد، امکان وقوع پدیده فرسایش داخلی وجود ندارد. . در ایران هم سد سیاه بیشه و سد نرماشیر(نساء)از این نوع می باشند.

در CFRD ها اگر از قطعات سنگی سالم، مقاوم و با دانه بندی خوب تشکیل یافته و در لایه های با ضخامت نسبتاً کم به خوبی متراکم شود ، میزان نشست آن بسیار محدود است. در ضمن نشست در سدهای سنگریزه ای میزان نشست نباید از H0/005 بیشتر باشد.
در سدهای سنگریز بدنه اصلی سد از قطعات سنگی تشکیل می شود و معمولا بجای استفاده از هسته نفوذناپذیر از رویه نفوذ ناپذیر در سطح شیبدار بالادست استفاده می شود. این رویه می تواند از مصالح مختلف از جمله آسفالت، مصالح قیری و ژئوممبرین ها و یا صفحات فلزی و مهمتر و متداولتر از همه از بتن استفاده می شود.

بهترین شرایط برای احداث سدهای سنگریز با رویه بتنی ، هنگامی است که بستر رودخانه دارای پی سنگی جهت ساخت کف بند پاشنه ( محلی که رویه بتنی به سنگ پی متصل می شود)، باشد.
اجزای یک سد :CFRD بدنه اصلی سد رویه نفوذناپذیر کف بند پاشنه سیستم زهکشی و فیلتر

بدنه سد :
از قطعات سنگی درشت و ریز با ابعاد مختلف و با خاصیت زهکشی آزاد ساخته می شوند.
اجرای این بدنه ها ممکن است بصورت ریختن لایه ها و متراکم کردن آنها صورت بگیرد و یا به صورت ریخته شدن بدون لایه بندی مصالح باشد.
مصالح بدنه باید کیفیت مقاومتی خوبی داشته باشد و با دارا بودن نفوذ پذیری بالا، بسرعت زهکش شوند. و اگر این ویژگی را نداشته باشند باید یک سیستم زهکشی مستقل طراحی شود.
مصالح نباید در تماس با آب دچار نرم شدگی، تغییر حجم یا تخریب شوند.

انتخاب مصالح سنگى باید با دقت صورت گیرد تا از نشست پیش بینى نشده در زمان آبگیرى جلوگیرى شود. از خرده سنگ یا شن خوب دانه بندى شده ) با امکان زهکشى) معمولاً در کشورهاى توسعه یافته استفاده مى شود. رفتارنشست به مشخصات تغییر شکل پذیرى مصالح خاکریز نیز بستگى دارد.
شیب بدنه: با توجه به درشت بودن مصالح و کیفیت بالای آنها شیب بدنه حدوداً 34-37 درجه می باشد (در جهت افق 1/3 و 1/5 و در جهت قائم 1 ). در مواردی که کیفیت مصالح نامناسب و سنگ پی ضعیف باشد و یا از هسته نفوذناپذیر استفاده شود از شیبهای ملایمتری استفاده می کنند.

رویه بتنی :
معمولا رویه بتنی بصورت نوارهای قائم که توسط درز از هم جدا شدند،اجرا می شوند. برای سدهای با ارتفاع کم تا متوسط (حدود 100 متر)، ضخامت رویه بتنی را حدودا 25-30 سانت در نظر می گیرند. در سدهای مرتفع تر، ضخامت کمی بیشتر است و متناسب با ارتفاع افزایش می یابد. و از رابطه تجربی زیر نیز استفاده می شود: t = 0/3+ 0/003 H
تجربیات نشان داده که رویه با ضخامت کمتر دارای انعطاف پذیری بیشتر و کمتر دچار ترک خوردگی می شوند.

بتن مورد استفاده باید غیر قابل نفوذ و بادوام باشد.و عموماً مقاومت فشاری حدود 20 مگاپاسکال کفایت می کند.
سیستم درزبندی رویه می توانددر دو جهت به فاصله 12 تا 18 متر انجام گیرند، ولی بهتر است در نزدیکی محیط رویه این فاصله کمتر باشد. به منظور جلوگیری از ترک خوردگی ناشی از تغییرات حرارتی، معمولا رویه های بتنی به میزان حدود 0/5 در صد سطح مقطع عرضی در دو جهت مسلح می شوند.
از آنجا که سیستمهای درز بندی محل نشت آب می باشند، لازم است که با استفاده از نوارهای آب بندی مناسب، نشت آب را کنترل کرد. که این نوارها ممکن است از جنس مس، فولاد ضد زنگ، لاستیک و پی وی سی باشند.

کف بند پاشنه: عرض کف بندها معمولا بین 1/20 تا 1/30 ارتفاع آب و حداقل 3 متر می باشد. ضخامت آن نیز حدود 30-40 سانت و یا کمتر می باشند. قبل از ریختن کف بند پاشنه لازم است که سطح سنگ توسط جت آب کاملاً تمیز شودتا اتصال بین بتن و سنگ بصورت کامل انجام شود. لایه کف بند پاشنه معمولا برای جلوگیری از بیرون زدن ملات تزریق و بلند شدن، توسط میلگرد های قائم به سنگ پی دوخته می شوند.
از دیگر رویه هایی که در CFRD کاربرد دارند رویه آسفالتی است که دارای انعطاف پذیری بیشتر، قدرت تحمل نشستهای زیاد بدون امکان ایجاد ترک خوردگی و عدم نیاز به درزبندی می باشد. که در این بین مواردی همچون کیفیت مصالح و ضخامت لایه ها و شیب لازم بدنه برای اجرای این رویه باید رعایت گردد.

1- رویه بتنی در صورت بروز نشت، دچار فرسایش نمی شود، از این رو در این حالت همانند هسته های رسی مسئله فرسایش داخلی وجود نخواهد داشت.
2- معمولا هزینه اجرای رویه بتنی کمتر از هسته رسی همراه با فیلترهای مربوطه است، زیرا غالبا مصالح مورد نیاز از خارج از منطقه وارد می شوند که دارای هزینه است.
مزایای CFRD نسبت به سدهای مشابه با هسته رسی:

3- عرض قاعده کوچکتر در سدهای سنگریز موجب کاهش طول تونلهای انحراف، لوله های انتقال آب به پایین دست و سرریز می شود. این امر هزینه های اجرایی سد را کاهش می دهد.

4- در نقاطی که معمولا اقلیم مرطوب و فصل بارندگی طولانی است، اجرای عملیات خاکی هسته رسی غالبا با مشکل مواجه است ، از این رو در این مناطق استفاده از CFRD ها ارجح است.

5- در سدهای با رویه بتنی ، احتمال وقوع پدیده شکست هیدرولیکی بسیار کم است .

6- بازرسی عینی و مداوم رویه بتنی بالادست در طول عمر آن امکانپذیر است و در صورت بروز مشکل ، قابل کنترل و تعمیر است.

معایب CFRD:
2- در صورت وجود خاک ریزدانه مناسب و مصالح مطلوب جهت اجرای فیلتر در محل ممکن است هسته رسی ارزانتر تمام شود.
1- معمولا عمر رویه بتنی در شیب بالا دست نسبت به هسته رسی داخل بدنه سد کمتر است. زیرا رویه بتنی در معرض تغییرات عوامل نامساعد بیرونی (تغییرات دمایی مثل گرما و سرما، یخبندان، امواج، واکنش های شیمیایی، بارندگی و غیره ) قرار دارد.
3- تجربیات بدست آمده تا کنون بر مبنای استفاده از رویه بتنی در سدهای با ارتفاع متوسط 160 متر بوده، در حالی که سدهای با هسته رسی تا ارتفاع 300 متر یا بیشتر نیز به اجرا در آمده است.
4- در صورت کاربرد رویه بتنی برای سدهای با ارتفاع خیلی زیاد ، امکان ایجاد تغییر شکلهای جدید و افزایش خطر بروز ترک در رویه ها را در نظر داشت.

استاد : مهندس یگانه دانشجو: بهنام امامی
آذر 87