مرجع تخصصی آب و فاضلاب

حفاری باز (Open-Cut): روشها، محاسبات، ساخت دستگاه، و شیوه اجرا

۱. روشهای اجرای حفاری باز

حفاری باز یک روش سنتی برای نصب یا تعمیر لوله ها و کابل ها با ایجاد یک ترانشه در سطح زمین است. این روش به دو دسته اصلی تقسیم میشود:

• حفاری دستی:

  • استفاده از ابزارهای ساده مانند بیل و کلنگ.

  • مناسب برای مناطق کوچک یا دسترسی محدود به ماشین‌آلات.

• حفاری مکانیزه:

  • استفاده از ماشین‌آلات سنگین مانند بیل مکانیکی (Excavator) یا بکهو لودر.

  • ایده‌آل برای پروژه‌های بزرگ و مسیرهای طولانی.

۲. محاسبات کلیدی

• محاسبۀ حجم خاکبرداری:
  V=L×W×D
  L=طول ترانشه، W=عرض ترانشه، D=عمق ترانشه

• پایداری دیواره‌های ترانشه:

  • زاویۀ شیب ایمن (Slope Angle):
    θ=tan⁡−1(H/B)
    H=عمق، B=عرض پایه

  • استفاده از سیستم‌های مهاربندی (Shoring): در صورت نیاز به دیواره‌های قائم.

• محاسبۀ زمان اجرا:
  T=V/R​
  R=نرخ خاکبرداری (مترمکعب در ساعت)

۳. ساخت دستگاه و تجهیزات

• بیل مکانیکی (Excavator):

  • ظرفیت: ۱–۱۰ مترمکعب در هر چرخه.

  • انواع: چرخ‌زنجیری (برای زمین‌های نرم) یا چرخ‌لاستیکی (برای آسفالت).

• لودر (Loader):

  • برای بارگیری خاک روی کامیون.

• سیستم‌های مهاربندی:

  • صفحه و ستون (Sheet Piling): برای دیواره‌های قائم.

  • هیدرولیک شورینگ (Hydraulic Shoring): برای ترانشه‌های عمیق.

• کمپکتور (Compactor):

  • برای متراکم‌کردن خاک پس از نصب لوله.

۴. شیوه اجرا

۱. بررسی اولیه و طراحی:

• مطالعات ژئوتکنیک برای تعیین نوع خاک و سطح آب زیرزمینی.

• طراحی عرض و عمق ترانشه با توجه به قطر لوله و نیازهای پروژه.

۲. آماده‌سازی محل:

• علامت‌گذاری مسیر ترانشه و تعیین محل انبار خاک.

• نصب علائم هشداردهنده و مسیرهای جایگزین برای ترافیک.

۳. خاکبرداری:

• شروع حفاری با بیل مکانیکی یا دستی.

• حمل خاک به خارج از محل با کامیون یا لودر.

۴. نصب لوله یا کابل:

• قراردادن لوله در ترانشه و اتصال قطعات (در صورت نیاز).

• استفاده از بالشتک ماسه‌ای برای پشتیبانی از لوله.

۵. پرکردن ترانشه:

• ریختن خاک بهصورت لایه‌لایه و متراکم‌کردن هر لایه با کمپکتور.

• بازگرداندن سطح زمین به حالت اولیه (در صورت نیاز).

۶. تست و بازرسی:

• تست فشار لوله (برای خطوط آب یا گاز).

• بازرسی بصری برای اطمینان از کیفیت اجرا.

۵. چالشها و راهکارها

• ریزش دیواره‌های ترانشه:

  • راهکار: استفاده از سیستم‌های مهاربندی یا کاهش شیب دیواره.

• تداخل با ترافیک شهری:

  • راهکار: اجرای پروژه در ساعات کم‌ترافیک یا ایجاد مسیرهای جایگزین.

• برخورد با موانع زیرزمینی (لوله‌ها یا کابل‌های قدیمی):

  • راهکار: بررسی دقیق نقشه‌های زیرزمینی قبل از شروع کار.

۶. مزایای حفاری باز

• سادگی اجرا: نیاز به فناوری‌های پیچیده ندارد.

• هزینۀ پایین: برای پروژه‌های کوچک و متوسط مقرون‌به‌صرفه است.

• انعطاف‌پذیری: امکان نصب انواع لوله و کابل با قطرهای مختلف.

۷. معایب حفاری باز

• تخریب سطح زمین: اختلال در ترافیک و محیط زیست.

• زمان اجرای طولانی: نسبت به روش‌های بدون حفاری.

• محدودیت در مناطق شهری: به‌دلیل تراکم زیرساخت‌ها.

۸. کاربردهای اصلی

• نصب خطوط آب، فاضلاب، گاز، و کابل‌های برق.

• تعمیر یا تعویض لوله‌های فرسوده در مناطق کم‌تراکم.

حفاری باز به‌عنوان یک روش ساده و قابل اعتماد، برای پروژه‌هایی که محدودیت‌های فنی یا مالی دارند، مناسب است. با این حال، در مناطق شهری یا پروژه‌های بزرگ، روش‌های بدون حفاری (مانند HDD یا میکروتونلینگ) ترجیح داده می‌شوند.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب

نکات مشترک لوله گذاری

 چکیده:

شامل تحویل، بارگیری ، حمل و باراندازی مصالح لوله گذاری مانند لوله، اتصالیها، متعلقات ، شیرها ومصالح حفاظت لوله، نصب ، آزمایش و راه اندازی خطوط لوله آب، فاضلاب، آب باران و آبهای سطحی است.

استانداردها و مراجع

•      استانداردهای فنی مصالح تحویلی کارفرما

     مصالح لوله گذاری و مصالح حفاظت لوله توسط کارفرما با رعایت استانداردهای مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران( (ISIRI  و سایر استانداردهای معتبر و مورد قبول، تأمین و به پیمانکار تحویل داده خواهد شد.

 مصالح، ماشین آلات و ابزار

•      مشخصات فنی اجرای کار

     مشخصات فنی اجرای کامل لوله گذاری شامل تحویل، بارگیری وحمل مصالح، نصب و آزمایش و راه اندازی خطوط لوله آب، آب باران و فاضلاب خواهد بود.

• تهیه، تأمین و به کارگیری نیروی انسانی، ماشین آلات و ابزار کار و همچنین تأمین مصالح مورد نیاز به منظور اجرای کامل لوله گذاری (به جز مواردی که درتعهد کارفرما است)، آزمایش و راه اندازی و نگهداری عملیات انجام شده تا زمان تحویل موقت درتعهد و به عهده پیمانکار خواهد بود.
• تهیه لوله ها، اتصالی ها، متعلقات، شیرها و مصالح حفاظت لوله ها کلاً به عهده کارفرما است.

پی سازی و بستر سازی

• خاک انتخابی : خاک انتخابی یا خاک مرغوب برای بسترسازی یا خاکریزی اطراف و روی لوله، باید:

   با دانه بندی مناسب باشد.

   عاری از مواد کلوخه ای رسی، مواد آلی، خاکهای یخ زده و عاری از شاخه و ریشه درختان باشد.

  خاکهای ریزدانه با50< LL برای لوله های قابل انعطاف خصوصاً لوله های پلاستیک مناسب نیست.

• از تنوع دانه بندی مصالح در یک ترانشه لوله گذاری اجتناب شود و از مصالح با یک نوع دانه بندی استفاده شود.
• مصالح دانه بندی شده باید مقاوم در برابر تخریب ناشی از نفوذ آبهای زیرزمینی بوده و با توجه به رطوبت و تراکم مورد نظر و به منظور حداکثر باربری بستر به نحو مطلوب ریخته و کوبیده شود.
• مصالح با دانه بندی مناسب با حداقل فضای منفذی حداکثر باربری را تأمین خواهد نمود.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب