آسیب های وارده برسد ونیز نوع سیستم باربری سد بر نحوه وتعیین نوع ترمیم ها بسیار تاثیر گذار است.میزان خسارت بسته به عمق زمین لرزه فاصله کانونی وشدت زلزله وتعداد وشدت پس لرزه ها بستگی دارد.به عنوان مثال درژانويه سال 1990 زلزله رودبار-منجيل يكى از فجايع ويرانگر لرزه اى در منطقه درياى خزر بود.

كه در نتيجه آن شهر منجيل كاملاً ويران شد. مركز زمين لرزه شهر منجيل و عمق آن   km19وشدت آن 7/7MS= عمده تكان ها در اثر گسل فعال بطول km80 بود و همچنين چندين پس لرزه با شدت هاى بيش از 6 اتفاق افتاد.

آمارثبت شده از زلزله مولفه افقى حداكثر شتاب زلزله(PGA)  62/0g، 65/0 g و مولفه قائم آن g52/0 در محل سد بوده است.  

·      ایمنی لرزه ای:

به طور کلی ایمنی لرزه ای به فاکتورهای زیر وابسته است. (1)

1) ایمنی سازه ای: توان در پایداری نیروی لرزه ای بدون خسارت، توانایی جذب نیروهای بزرگ لرزه ای به وسیله تغییر شکل الاستیک (باز شدن ترکها ودرزها در بتن سد، تغییر مکان گره ها در ترکهای فنداسیون ومشخصات تغییر شکلهای الاستیک در مصالح حجیم) پایداری لغزشی و واژگونی و... .

2) بازبینی ایمنی: توان تجهیزاتی برای سنجش حرکت فنداسیون وسد، به ویژه مشاهده و بازرسی بعد از زلزله اطلاعات ، آنالیز وتشریح ایمنی در مقابل پس لرزه ها و غیره.

3) ایمنی عملیاتی: قوانین انحرافی و عملیاتهای راهبردی برای فاز پس لرزه.

4) نقشه های اضطراری: خطر آب ، نقشه برداری سیل، وطرح تخلیه ، دستیابی به ایمنی در سد ومخزن بعد از زلزله قوی در پایین ترین تراز مخزن وغیره.

  

·      طبقه ایمنی سدها :

موریسون و همکاران (2003) روشی را برای طبقه بندی  در بیش از 90 سد بتنی  در اسکاتلند توسعه دادند. برای طبقه بندی ریسک و پتانسیل خسارت در پایین دست در نظر گرفته شد. یک سیستم سازه ای برای محاسبه شاخص آسیب پذیری سازه سد که با محاسبه معین می شود. فاکتورهای اصلی برای تعریف آسیب پذیری لرزه ای عبارتنداز:

·        ارتفاع سد

·        PGA در سایت سد

·        نوع سد – بعلاوه سازگاری با فاکتورهای ریسک برای یک سد ویژه

·        موقعیت فنداسیون سد

·        عمر و موقعیت سد

این روابط برای طبقه بندی سدهای بزرگ و کوچک استفاده می شود. (1)

 

روش هاى تعميرات سد :

 

·        تزريق رزين اپوكسى:

. براى تزريق درزها و ترك ها از ماده اى تركيبى از رزين اپوكسى مايع و فيلرمی باشد. اين ماده تركيبى قابليت چسبندگى به دو وجه مرطوب بتن ترك خورده حتى در دماى پايين را دارد. عمليات، توسط حفارى گمانه هاى اكتشافى-تحقيقاتى در هرقسمت وجه بالادست باید انجام شود  تا مشخصات

و محل جز به جز ترك ها و درزها مشخص شود.

برای مثال در سد سفید رود برآورد هاى اوليه توسط آزمايش نشت آب وجود 80 ترك را در سد اثبات كرد كه متعاقباً توسط تزريق رزين اپوكسى ترميم شدند. تعمير 34 ترك مشاهده شده در 34 درز اجرايى بطور هم زمان انجام پذيرفت. براى تزريق درزها و ترك ها از ماده اى با نام تجارى رودار(Rodur) استفاده شده بود كه خود تركيبى از رزين اپوكسى مايع و فيلر غير آلى است. اين ماده تركيبى قابليت

چسبندگى به دو وجه مرطوب بتن ترك خورده حتى در دماى پايين را دارد. عمليات، توسط حفارى

گمانه هاى اكتشافى-تحقيقاتى در هركدام از پايه ها و به موازات وجه بالادست آغاز شد تا مشخصات

و محل جز به جز ترك ها و درزها مشخص شود

آزمايشات فشار آب در هر 2متر از درزهاى اجرايى و در ارتفاعات ميانى در صورت لزوم انجام پذيرفت.

تراز ارتفاعى درزهاى اجرايى، به ترتيب 25/260 ،25/267 ،25/272هستند و تراز تاج برابر 25/276مترنسبت به درياى آزاد مى باشد. گمانه هاى حفر شده براى تزريق، با در نظر گرفتن فاصله ميان آنها طورى طراحى شده بودند كه بعد از انجام تزريق ترك ها محل مناسبى براى قرار گرفتن مهارهاى عبورى باشد. فشار تزريق در موقعيت ترك بين 6 تا 10 مگاپاسكال و فاصله گمانه ها بين 1تا 2 متر بود. بررسى چاله هاى حفر شده و مغزه هاى گرفته شده از ترك هاى متقاطعى كه بعداً تزريق

شده اند نشان مى دهد كه اين مغزه گيرى ها تمام خرابى هاى بوجود آمده در اثر زلزله كه با چسب

رزين ترميم شده را پوشش داده است. پيمانكار سد سفيدرود متوجه شد كه تركها باهم تفاوت دارند و

شبيه به آن دسته از تركهايى كه در معرض تنش هاى زلزله قرار داشته، نبوده است. مقدار زياد

تنش هاى برشى در اثر زلزله منجر به بروز ترك هاى عميق و در جهات مختلف شده بود كه براحتى

قابل تشخيص بود.

·      عمليات پس تنيدگى:

 

اهداف: هدف از تعمير و مقاوم سازى يك سد ترك خورده عبارتست از:

1-افزايش مقاومت لغزشى سطوح ترك خورده

2- بهبود و افزايش پايدارى لغزشى و واژگونى در بخش فوقانى و در تراز ارتفاعى بالاتر

طرح عمليات پس تنيدگى با اعمال نيروى كششى 100 مگا نيوتن در هر يك از پايه هاى 8 تا 23

و نيروى 50 مگاپاسكال براى پايه هاى 5 تا 7 و 24 تا 27 آغاز گرديد. با اعمال اين نيرو در درزهاى

اجرايى برش خورده، انتظار مى رود كه مقدار مقاومت برشى در درزها ى بين بلوك هايى كه در زمان

زلزله حركت كرده، به حالت اول بازگردد. به علت كاركرد خوب مهارهاى رشته اى بافته شده و ظرفيت

باربرى بالا (4/8مگا نيوتن) در سيستم مهاربندى از اين مهارها نيز استفاده شد.

 12يا 6 مهار بترتيب درهر پايه مورد نياز بود تا نيروى طراحى تأمين شود (شكل 7)ضريب اطمينان لغزشى با نصب 12 مهار پس كشيده اندكى بيشتر از 1 در زمان بزرگترين زلزله قابل باور وبا بيشترين شتاب زمين لرزه

G(PGA)71/0 پيش بينى مى شود. لازم به ذكر است كه با نصب 6 مهار ضريب اطمينان لغزشى

حدود 65/0 تأمين مى شود. براساس تحليل ديناميكى خطى-الاستيك وg  71/0pga=  برای قسمت بالاتر از سد (در جهت های بالا وپایین ) شتاب استاتیکی معادل 84/1g محاسبه شده است.

به منظور آناليز پايدارى لغزشى، شتاب استاتيكى معادل حدود 60 ٪ بيشترين شتاب، در نظر گرفته شده

است. در مناطق گره(تغيير شيب در پايين دست)، مهارهاى پس تنيده باعث يك تنش قائم اضافى

تقريباً 8/0 مگاپاسكال مى شود. انتظار مى رود كه تنش هاى كششى از 5 مگاپاسكال در اين ناحيه

بيشتر شود. با اين حال، پايدارى ديناميكى قسمت جدا شده بالاى سد بطور اساسى افزايش يافت.

نوعى از طرح مهاربندى براى همه پايه ها بصورت مهار مايل بين° 5/6و °5/21و عمود به صفحه

محور سد(شكل 7) در نظر گرفته شد. هدف، توزيع نيروى مهارها در سراسر بدنه سد بود. به منظور نصب مهارها و كشيدن آنها در زمان تراز ماكزيمم مخزن عمليات مهاربندى در دوفاز انجام پذيرفت: در فاز اول نصب 6 مهار در هر يك از پايه هاى 5تا 26 كه جمعاً 132 مهار پس تنيده مى شد،102مهار باقى مانده متعاقباً در فاز دوم نصب گرديد .

 

.

عمليات حفارى: كلاً 234 گمانه با طول كلى 9450 متر براى محل نصب مهارها حفر شد. همه

عمليات حفارى با استفاده از دستگاه حفار دورانى انجام شد. در شكل(8)عمليات حفارى و پس تنيدگى

نشان داده شده است كه تصوير بالاچپ: حفارى يك گمانه توسط ماشين حفارى ، بالاراست: عريض

كردن دهانه گمانه براى قرار گرفتن سر مهارها و اجراى بالشتك بتنى و نصب صفحه فولادى، پايين

چپ: ماشين مهار كش برروى شاسى چرخ زنجيرى، پايين راست: مهاربندى انجام شده در فاز (1)به

تعداد 132 تاندون با 4/8 مگانيوتن بار كاربردى مى باشد.

 

روند حفر يك گمانه براى نصب مهار شامل مراحل زير است:

1- حفر گمانه به قطر 278 ميليمتر و به عمق 2متركه بعداً در دهانه اين چاله بالشتك بتن مسلح درجا

و صفحه فلزى نصب مى شود.

2- حفر گمانه به قطر 254 ميليمتر و به عمق كامل.

3- آزمايش نفوذ آب به گمانه براى تشخيص درز و ترك. فقط 5 چاله در پايه 27 احتياج به تزريق و

حفارى مجدد داشت به علت اينكه ميزان نشت در سطح مشترك بتن و فونداسيون بيش از حد بود.

4- تميز كردن كامل چاله از نخاله و مواد سست توسط دميدن با فشار هوا و آب. بازرسى هم ترازى

بطور تصادفى توسط شيب سنج دو آكسه نتايج رضايت بخشى را نشان داده است چرا كه عمق و شيب

دقيق حفارى ها از اهميت بسيارى برخوردار است.

 

عمليات مهاربندى و آزمايشات مصالح

: نوع مهارهاى نصب شده در سد سفيدرود متشكل از 54 رشته موازى است و مشخصات اصلى آن عبارت است از

: (الف)مشخصات رشته ها:

1-7رشته سیم فولادی بافته شده با نمره270 منطبق بر ASTM A416-86

2-قطر اسمى2/15 ميليمتر

3-مساحت اسمى سطح مقطع 140 ميليمتر مربع

4- بار شكست مينيمم  PN=260.71KN

5- نيروى مينيمم در 1٪ انبساط(تسليم)6/234 كيلونيوتن  (0.9PN=)

6-سستى بعد از1000 Hes  درC 20⁰ و7/0PN= ،حداکثر 2% می باشد.

(ب) مشخصات ميله مهار:

1-Vu=14,078 kN=   حداقل بار شكست

2-VG=8,400kN(=0.6 Vu): بار كاربردى

در دهانه گمانه يك صفحه اتصال به ابعاد 620*620*90 ميليمترى قرار دارد كه بار را به بالشتك, . بتنى مسلح در جا اجراشده و به ابعاد2/1*2/1 متر و عمق 1متر انتقال مى دهد

سر مهارها VSL و از نوع E6-55 یاER-55  است که نوع ER با پیچ به نیرو سنج متصل می شود. هر كدام از رشته ها در رأس توسط بست گوه اى مهار شده است. مهار هاى در انتها صلب شده بار را از 54 رشته غير پوشيده ، به بتن مجاور انتقال مى دهد كه چسبندگى بين آنها توسط تزريق سيمان بصورت درجا تأمين مى شود. طول چسبندگى 12 متر است. در طول آزاد مهارى رشته ها روغنكارى شده و هركدام توسط يك لوله پلى اتيلنى سنگين با قطر5/18، 5/16 ،پوشيده مى شود. نصب مهارها توسط ماشين آلات چرخ زنجيرى انجام پذيرفت. (شکل 8)همه 54 رشته مهار در يك زمان توسط جك هيدروليك كششى، تنيده شدند تا نيروى كششى حداكثر5/12مگانيوتن در مهارها ايجاد شود.

همه مصالح مورد استفاده براى كارهاى معمول بايستى آزمايش شود. آزمايش فولاد پس كشيده

مهارها، بتن و تزريق در شرايط رطوبت بايد انجام پذيرد. هر كدام از 234 مهار در معرض بار معيار و

تغيير شكل قرار گرفته و با گذر زمان بررسى شد. نيروى هر مهار توسط جك در حين اعمال كشش

اندازه گيرى شود. نيروى متوسط مهار 9537كيلونيوتن اندازه گيرى شده است. بطور متوسط هر 2

مهار در هر پايه با وسايل هشداردهنده مجهز شدند. اندازه گيرى نيرو پس از عمليات پس كشيدن بعد

از 5 روز، يك ماه بعد و پس از آن بر طبق برنامه ثابت انجام پذيرفت. بيشترين كاهش در نيروى مهار

بعد از دوره زمانى سه ماهه 78/1 ٪ بود. عمليات مهاربندى، از حفارى تا پس تنيده كردن 234 مهار و

پايان پذيرفتن كار 5 ماه بطول انجاميد.