چکیده

مقدمه

آب بند و انواع آن

آشنایی

مهندسان برای کاستن از احتمال گسیختگیها ناشی از عملکرد آب زیرزمین، همواره درصدد اند تا بخش در حال حفاری راآبکشیو خشک نمایند. البته باید توجه داشت که کنترل نیروهای ناشی از نشت آب هم می‌تواندبه همان اندازه در جلوگیری از گسیختگی موثر واقع شود. روشهای متنوعی را که برایکنترل نشت و فرار آب زیرزمینی وجود دارد، می‌توان به سه دسته عمده تقسیم کرد کهعبارتند از: آب بندها و موانع،سیستمهایآبکشی،زهکشها، صافی‌ها (فیلترها).

آب بندها و موانعی را که بر سر راه جریان آب ایجادمی‌شود، می‌توان به سه دسته آسترها و پوششها، دیوارها و تزریق تقسیم کرد.

آسترها و پوششها

آسترها و پوششها به صورت لایه‌ای نفوذ ناپذیر اجرامی‌شوند و دارای انواع زیراند:

تعبیه ورقه‌ای ازرسکه در بستر دریاچه (به سمتسراب)ایجاد می‌شود و وظیفه آن افزایش مسیرافقی جریان آب در زیر زمین و در نتیجه کاهش فشار آب و میران نشت آن در پاشنه پایابسد است.

یک لایه (آستر) رسی یا پلاستیکی که برای جلوگیری از فرار آب از مخزن یا نشتسیالات از حمل تجمع زباله‌ها اجرا می‌شود.

دیوارها Walls

بسیار متنوع بوده و مهمترین انواع آن را به نحو زیر می‌توانخلاصه کرد.

دیوار خاکی متراکم شده

این دیوارها می‌توانند به عنوان یک خاکریز همگنبرای سد، به صورت یک هسته در داخل سد یا ترانشه‌ای در پی سد، که هسته آن با رس پرشده باشد، اجرا شوند.

دیواره های بتنی

این نوع دیوار معمولا در حفاری پی ها یا به عنوان پوششداخل تونلها، مخصوصا در جاهایی که جلوگیری دایم از نفوذ آب لازم باشد، بکارمی‌روند. در سدها برای جلوگیری از فرار آب از زیر سد، دیوار بتنی قایمی را ازپایینترین قسمت سد تا لایه‌های نفوذ ناپذیر احداث می‌کنند.

دیوار با شمعهای صفحه‌ای

این نوع دیوار، که با راندن شمعهای صفحه‌ای بهداخل خاک ایجاد می‌شود، موقعی از کارایی خوبی برخوردار است که قفل و بست بین صفحاتکامل باشد و این مسئله‌ای است که در زمینهای دارایقلوه سنگو قطعات درشت تر یا حاوی مواتعدیگر به خوبی امکان پذیر نیست. با افزایش طول شمعها، امکان خم شدن آنها در خلالراندن وجود دارد. این نوع دیوار تا حدی می‌تواند از نفوذآبجلوگیری کند. این دیوار را معمولا برای نگاهداری دیواره بخشهای حفاری شده بکارمی‌برند. در خاکهای با زهکشی آزاد، دیوار باید همراه با یک سیستم آبکشی باشد تافشار جانبی وارده از زمین و آب به دیوار شمعی کاهش یابد.

دیوارهای گلی

دیوارهای گلی و ترانشه‌های پر شده از گل به عنوان عاملیکارآمد برای جلوگیری از نشت آب در پی سدها، حفاریهای باز،حفاری تونلهاو سیستمهای کنترل آلودگی، روزبه روز مصرف بیشتری پیدا می‌کنند. روش احداث این دیوارها به جز در تونلها، به اینترتیب است که ابتدا یک ترانشه حفر می‌شود و برای اینکه دیوارهایی ترانشه در طولحفاری ریزش نکند، داخل آن را با گل روانی از بنتونیت پر می‌کنند. در پایان حفرترانشه، این گل روان با موادی که بتواند یک دیوار دایمی و نسبتا غیرقابل تراکم ونفوذ ناپذیر را بسازد، تعویض می‌شود.

دیوار دیافراگمی

بتنی نوع سازه دایمی است که توسط تکنیک ترانشه‌های حاویگل روان ایجاد می‌شود. به این منظور قطعه‌ای از ترانشه تا عرض 7 متر را تا عمقدلخواه حفر می‌کنیم. در مرحله بعد یک شبکه (جوشن) فولادی پیش ساخته به داخل آنرانده می‌شود. در کلیه مراحل حفاری و راندن شبکه فولادی، ترانشه توسط گل روانی کهداخل آن ریخته می‌شود، از ریزش محفوظ می‌ماند. در مرحله بعد گل روان توسطبتنجایگزین می‌شود و پس از گرفتن بتن، قطعه بعدی اجرا می‌شود.

دیوارهای یخی

این دیوارها که با یخ زدن بخشی از زمین اشباع شده ایجادمی‌شوند به عنوان عامل موقتی در جلوگیری از نشت آب در حفاریهای باز، تونلها وشفتها مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روش بیش از همه در رسوبات ضخیم ماسه‌ای ولایه‌ای اشباع شده و یا در جاهایی که مواد سازنده گل روان ممکن است منابع آب راآلوده سازد، بکار می‌رود. از دیوارهایی یخی سالهاست که در معادن و برای احداثچاههایی قایم (شفتها) تا عمق 300 متر استفاده شده است.

این روش پرهزینه ووقتگیر است و معمولا یک تاخیر 6 ماهه در کار را باعث می‌شود. علاوه بر آن باید دقتزیادی در اجرای آن بشود. زیرا حتی یک جریان کوچک آب از میان دیوار به داخل بخشحفاری شده می‌تواند فاجعه آمیز باشد. بر اثر یخ زدن ممکن است تورم قابل ملاحظه‌اینیز در خاکهای سطحی اطراف ساختگاه بوجود آید که پس از آب شدن یخها می‌تواند بافروریزش زمین همراه شود. مقدار تورم و فروریزش متعاقب آن وابسته به نوع مواد واقعدر نزدیک سطح زمین است.

تزریق

ماشین آلات تزریق

قالب لوله ای
اگر تولید لوله یا پروفیل های توخالی مورد نظر باشد، یک عدد میل مغزی متناسب با پروفیل در داخل قالب قرار داده می شود در اینجا میل مغزی خطوط داخلی پروفیل توخالی و قسمت دهانه خطوط خارجی را شکل می دهد. هر دو قطعه با هم تحت نام نازل مشخص و مجرای خروجی مورد نیاز را ایجاد می کنند.

میل مغزی از طریق نگهدارنده میل مغزی با پوسته و دهانه مرتبط است. متناسب با نوع مواد از نگهدارنده پل مانند میل مغزی و یانگهدارنده صفحه مشبک میل مغزی استفاده می شود. در هر دو نگهدارنده مواد خروجی از اسکترودر به تعداد کم یا زیاد دسته های مواد تقسیم می شوند که بعدا باید به یکدیکر جوش خورده و یک دسته همگن را ایجاد کنند. عمل فوق وظیفه قسمت انتهایی قالب است. باانتخاب یک سطح مقطع معین فشاری در مواد ایجاد می شود که هم جوشی هر کی از دسته ها را امکان پذیر می سازد. بخشی از تنش های برشی موجود در ناحیه رکابی انتهایی خنثی می شود.
اکر میل مغزی مرغک در قسمت پیشانی پوسته بسته شود، باید مذاب از سمت جانبی تغذیه شود.

هوای فشرده که از طریق سوراخ وسطی قالب دمیده می شود، مواد مصنوعی- که هنوز نرم است- را به جداره داخلی یک لوله کالیبر کنده که با آب خنک می شود فشار داده، اندازه و شکل دقیق پروفیل را می سازد

قالب های بادی برای قطعات توخالی
قطعات توخالی از مواد مصنوعی ترموپلاست با قالب های بادی تولید می شوند. قطعات اولیه مورد نیاز بیشتر مستقیماً پس از ساخت در حالت گرم وارد قالب بادی شده و به وسیله هوای فشرده دمیده می شوند. در آنجا مواد مصنوعی روی جداره داخلی قالب نشسته و به این ترتیب به شکل مورد نظر در می آید. پس از انجماد ترموپلاست در قالب سرد شده قالب می تواند باز و قطعه کار از آن خارج شود.
هر یک از روش ها در نحوه تولید قطعه اولیه تفاوت دارند. اکثر قطعات توخالی از جنس مواد مصنوعی به روش های بادی زیر تولید می شوند:
• قالبهای بادی اکستروژن
• قالبهای بادی غوطه وری و
• قالبهای بادی تزریقی.
از این سه روش قالبهای بادی اکستروژن جزو مهمترین روش ها است. با این روش قطعات توخالی در محدوده حجمی 1 cm3-10cm3 تولید می شوند. قالب های بادی غوطه وری و تزریقی بالعکس به تولید قطعات با شکل های نسبتاً ساده مثلا قطعات بسته بندی کوچک محدود می شوند.
قالبهای بادی اسکتروژن
قطعه اولیه مورد نیاز برای قالب های بادی با یک اسکترودر به شکل یک قطعه شیلنگ تولید می شوند. این قطعه شیلنگ در قالب بادی قرار داده می شود. موقع بسته شدن قالب، شیلنگ در نقاطی که تمام محیط اولیه مصرف نمی شود، به وسیله قالب لهیده شده و جوش می خورد. سپس شیلنگ از طریق یک میل مغزی دمش، دمیده شده و بدین ترتیب شکل محفظه قالب را به خود می گیرد.
پس از انجماد مواد ترموپلاست در قالب خنک شده، قالب باز و قطعه کار از آن خارج می شود. بسته به ساختمان قالب باید زائده اضافی گلوئی یا کف قطعه کار بعداً بریده شود.
به دلایل اقتصادی ماشین های تولید شیلنگ ها بیشتر با دستگاه های دمش ترکیب شده و روند کاری به طور خودکار کنترل می شود. ازانجا که سرد شدن قطعه کار در قالب بادی مدت معینی طول می کشد، با استفاده از دو قالب بادی جایگزین شونده متناوب، توان ماشین افزایش می یابد.
قالب های بادی غوطه ور
در قالب های بادی غوطه ور قطعه اولیه با آغشته کردن آن به میل مغزی دمش تولید می شود. به این منظور میل مغزی دمش که یک قالب فکی گلویی در انتهای بالایی آن وجود دارد در یک محفظه غوطه وری که با مواد مصنوعی خمیری پر شده، غوطه ور می شود. قالب فکی گلویی به وسیله یک پیستون که در محفظه غوطه وری نصب شده، با مذاب پر می شوند.
موقع خروج میل مغزی دمش از محفظه غوطه وری، با کنترل سرعت پیشروی پیستون، میل مغز دمش با ضخامت مورد نظر پوشش شده، بدین معنی که سرعت کم پیستون، لایه نازک و سرعت زیاد پیستون لایه ضخیم میل مغزی دمش را سبب می شود. در پایان میل مغزی دمش پوشش شده در قسمت انتهایی از مواد اضافی قیچی شده و به ایستگاه دمش منتقل می شود. در آنجا که لایه پوشش میل مغزی به عنوان جسم توخالی مورد نظر دمیده می شود. با این روش اجسام توخالی بدون هر گونه زایده و درز جوش به دست می آید.