مقدمه
با افزایش استفاده از ماشینهای حفار تونل (TBM) سپری در پروژههای زیرزمینی، اهمیت آببندی این تونلها که معمولاً به صورت غیر زهکش طراحی میشوند، بیش از پیش شده است. نشت آب از درزهای اتصال سگمنتهای بتنی میتواند به مشکلات جدی در کارایی و پایداری تونل منجر شود. یکی از رایجترین روشهای آببندی، استفاده از نوارهای آببند واتراستاپ هیدروفیلی است که در تماس با آب متورم شده و درز را میبندد. در برخی پروژهها، به ویژه در شرایط سخت، از دو لایه موازی این آببند (آرایش دورگه) برای افزایش قابلیت اطمینان استفاده میشود. این پژوهش به ارزیابی تجربی عملکرد آببندی این واتراستاپها در آرایشهای تکلایه و دو لایه، تحت تأثیر خطاهای متداول اجرایی میپردازد.
روش تحقیق
هدف اصلی، مقایسه عملکرد آببندی در دو حالت تکلایه و دو لایه و بررسی کارایی استفاده از لایه اضافی بود. برای شبیهسازی شرایط واقعی، دو خطای اجرایی رایج در نصب سگمنتها در نظر گرفته شد:
فاصله (Gap): ایجاد شکاف یا فاصله بین دو سگمنت مجاور.
جابهجایی (Offset): جابهجایی یا عدم همراستایی دو لبه سگمنت.
آببند مورد استفاده از نوع واتراستاپ هیدروفیلی با ابعاد ۲۰ × ۴ میلیمتر بود. یک دستگاه آزمایش فشار آب طراحی شد که قابلیت ایجاد فشار تا ۲۰ بار و تنظیم پارامترهای «فاصله» (۰ تا ۵ میلیمتر) و «جابهجایی» (۰ تا ۱۰ میلیمتر) را داشت. آزمایش به این صورت انجام شد که پس از نصب واتراستاپ در آرایش تک یا دو لایه، فشار آب به تدریج از ۱ بار افزایش مییافت و در هر مرحله، وجود نشت بررسی میشد. این روند تا رسیدن به فشار ۲۰ بار یا مشاهده نشت ادامه مییافت.
نتایج آزمایشها
نتایج کلیدی آزمایشهای انجامشده به شرح زیر است:
آرایش تکلایه:
با فاصله ۳ میلیمتر، واتراستاپ در تمامی مقادیر جابهجایی (حتی تا ۱۰ میلیمتر) تا فشار ۲۰ بار مقاوم بود و نشتی رخ نداد.
با فاصله ۴ میلیمتر، در حالت جابهجایی ۷ میلیمتر نشتی در فشار ۸ بار، و در جابهجایی ۱۰ میلیمتر نشتی در فشار ۷ بار رخ داد.
با فاصله ۵ میلیمتر، حتی در حالت جابهجایی صفر نیز نشتی در فشار کم (۱ بار) اتفاق افتاد.
آرایش دو لایه:
با فاصله ۳ میلیمتر، عملکردی کاملاً مشابه آرایش تکلایه داشت و در تمام جابهجاییها تا ۲۰ بار مقاوم بود.
با فاصله ۴ میلیمتر، در حالت جابهجایی ۷ میلیمتر نشتی در فشار ۱۲ بار، و در جابهجایی ۱۰ میلیمتر نشتی در فشار ۱۰ بار رخ داد.
با فاصله ۵ میلیمتر و جابهجایی صفر، مشابه حالت تکلایه، نشتی در فشار ۱ بار مشاهده شد.
تحلیل نتایج آزمایش
مقایسه نتایج دو حالت، نکات مهمی را نشان میدهد:
عدم تفاوت معنادار عملکرد: به طور کلی، عملکرد آببندی در آرایش دو لایه نسبت به آرایش تکلایه بهبود چشمگیری نشان نداد. در هر دو حالت، حد آستانه تحمل خطاها تقریباً یکسان بود.
حساسیت به پارامتر فاصله: عامل تعیینکننده اصلی در عملکرد آببند، پارامتر فاصله (Gap) بود. در هر دو آرایش، افزایش فاصله بیش از ۳ یا ۴ میلیمتر (بسته به میزان جابهجایی) به سرعت منجر به کاهش مقاومت در برابر فشار آب و ایجاد نشت میشود. این نشاندهنده حساسیت بالای واتراستاپ هیدروفیلی به وجود شکاف است.
تحمل بهتر جابهجایی: هر دو آرایش، تحمل نسبتاً خوبی در برابر پارامتر جابهجایی (Offset) از خود نشان دادند. به طوری که با فاصله مناسب (۳ میلیمتر)، حتی جابهجایی تا ۱۰ میلیمتر نیز مشکلی ایجاد نکرد.
نتیجهگیری نهایی
بر اساس این پژوهش تجربی، میتوان نتیجه گرفت:
استفاده از آرایش دو لایه واتراستاپ هیدروفیلی، به خودی خود منجر به افزایش قابلیت اطمینان یا تحمل خطاهای اجرایی نمیشود. عملکرد آن در برابر تغییرات فاصله و جابهجایی، مشابه حالت تکلایه است.
محدودیت اصلی واتراستاپهای هیدروفیلی مورد آزمایش، حساسیت شدید به افزایش فاصله بین سگمنتها است. کنترل دقیق این پارامتر در حین اجرا از اهمیت حیاتی برخوردار است.
این نوع واتراستاپ در برابر جابهجاییهای احتمالی، مقاومت به مراتب بهتری دارد.
بنابراین، به جای تکیه بر استفاده از لایه اضافی (که هزینه و پیچیدگی اجرا را افزایش میدهد)، تأکید اصلی باید بر دقت اجرا و کنترل کیفیت نصب سگمنتها، به ویژه برای جلوگیری از ایجاد فاصله بیش از حد مجاز باشد. این نتیجه در چارچوب شرایط، ابعاد و نوع خاص واتراستاپ بهکار رفته در این مطالعه معتبر است و تعمیم آن به همه انواع محصولات نیازمند بررسیهای
منبع:
Waterproofing performance evaluation according to the number of layer for shield TBM segment hydrophilic rubber waterstop
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association. 31 January 2020. 47-58
https://doi.org/10.9711/KTAJ.2020.22.1.047
برای آشنایی بیشتر با واتراستاپ هیدروفیلی، اطلاع از قیمت و خرید محصول وارد لینک زیر شوید:
ورود به صفحه محصول واتراستاپ هیدروفیلی
