«

»

Comportarea in timp a sistemului de drenaj permanent pentru constructii de mare adancime

Share

La S.N. Constanta au fost reali­zate doua docuri uscate cu lungimea utila de 360 m si latimea de 58 m si respectiv 48 m destinate constructiei si reparatiei de nave de pana la 150.000 tdw.

Cele doua docuri sunt despartite printr-un mol central de 17,60 m latime. Suprafata de lucru pe radierul docurilor se gaseste la 10 m sub nivelul marii. Docurile sunt separate de bazinul portuar, printr-o poarta metalica rabatabila cu latimea la partea superioara de 5,0 m si inaltimea de 15,90 m fixata in radierul capului docului prin doua articulatii. În functie de necesitati, docurile pot fi compartimentate pe lungime prin porti intermediare (fig.1 si 2).

 

CONSIDERENTE HIDROGEOLOGICE

Terenul de sub radier, de formatie sarmatiana, este constituit dintr-un strat de calcar granular, putin permeabil, de aproximativ 17 m grosime. Sub acesta se gaseste un strat de calcar cochilifer cu goluri de dizol­vare foarte permeabil, asezat pe un strat de creta practic impermeabil, ce formeaza un orizont al carui nivel variaza intre cota -28 si -30 m.

Studiile hidrogeologice efectuate pentru elaborarea proiectului, au permis sa se estimeze ca debitul total de apa care s-ar putea infiltra prin roca la nivelul de 12 m, pe toata suprafata radierului, de peste 45.000 mp, nu ar depasi 500 mc/ora.

 

SOLUTIA CONSTRUCTIVA ADOPTATA

Solutia constructiva adoptata pentru corpul docurilor, a fost aceea a radierului elastic din beton armat de 2,0 m grosime cu sistem drenant. Cu ajutorul acestuia este eliminata subpresiunea apei infiltrate prin terenul de fundatie, prin captare si descarcare in doua galerii prevazute la partea inferioara a molului central, care conduc apa la statia de pompare instalata la capul docului (fig. 2).

Solutia constructiva a radierului cu sistem drenant, desi necesita cheltuieli permanente de exploatare pentru evacuarea debitelor infiltrante, este mai avantajoasa fata de un radier masiv, de cca 8 m grosime, care sa echilibreze subpresiunea apei dar si care ar conduce la cheltuieli initiale mult mai mari.

Sistemul drenant este alcatuit dintr-un strat de piatra sparta monogranulara (40-50 mm) de 20 cm grosime si cate 28 tuburi colectoare f 250 mm dispuse transversal la echidistanta de 12 m, care debu­seaza in galeriile molului central.

Corpul docurilor este impartit in lung prin rosturi definitive in sectii de 24 m lungime. În sens transversal, este prevazut un rost longitudinal definitiv care separa radierul de molul central. La partea superioara a bajoaierelor si molului central sunt amplasate canalele tehnologice pentru retelele de utilitati si accesoriile pentru manevra navelor.

 

MASURI DE REDUCERE A INFILTRATIILOR iN INCINTA

Amplasamentul docurilor gasin­du-se intr-un bazin portuar dezafectat, cu adancime de aproximativ 10 m, incinta de lucru a fost inchisa printr-un batardou construit la intrarea in bazin si apoi uscata prin epuismente. Pentru a face posibila punerea la uscat a incintei de lucru, in vederea executarii excavatiilor generale s-a executat un ecran din pereti mulati, denumit ulterior de suprafata, in jurul amplasamentului docurilor la distante de la 40 la 50 m de bajoaiere.

Pe conturul docului, de la nivelul radierului pana la stratul de creta, a fost reali­zat un ecran impermeabil. Din motive tehnologice, ecranul a fost executat din beton pana la cota -22 m iar, in continuare, sub forma unui voal de injectii de ciment.

Întrucat stratul de calcar granular de sub radierul docurilor, supus subpresiunii apei cantonata in stratul de calcar cochilifer, se gasea intr-o stare de echilibru limita in cazul in care nivelul piezometric al apei subterane este la nivelul marii, s-au prevazut 116 puturi de descarcare controlata pana la cota -19 m, puturi situate la echidistanta de 12 m, de-a lungul laturilor docului uscat la baza bajoaierelor si in cele doua galerii din molul central (fig. 3).

 

MASURATORI ALE INFILTRATIILOR SI PRESIUNILOR

Debitul infiltrat

Dupa restabilirea echilibrului hidrologic in jurul docurilor s-a constatat ca debitul total infiltrat a scazut in timp si este de 200 mc/ora, din care 150 mc/ora din drenajul orizontal al corpului docurilor, 30 mc/ora din drenajul de la capul docurilor si 20 mc/ora din puturile de descarcare controlata. Pe suprafata docului de reparatii s-a infiltrat un debit de 135 mc/ora (75%), de pe cea de constructii 45 mc/ora (25%).

Din cele 29 tuburi care debu­seaza in galeria din nord (-11,3 m) curg numai 19 (65%), iar in galeria sud din 28 curg 13 (46%). La capul docurilor, in galeria de la cota -15,0 m, din 5 tuburi de la camera de constructii curg doua, iar din 4 tuburi provenind de la camera de reparatii curg tot doua. În total curg numai 55%. Debitul este de cca 1 l/s.

Din aceste tuburi sunt pline cu nisip 27 in docul de constructii, 14 in docul de reparatii si toate la capul docului.

Apa are un gust salciu, ceea ce inseamna ca provine din infiltratii de adancime si nu s-a creat o legatura cu bazinul portuar, care are apa sarata. Continutul de oxid de magneziu este de 0,05% respectiv 0,078% apropiindu-se de apa potabila (0,05% si 0,19%) si fiind mai mic decat cel al apei sarate (0,05% si 0,19%).

Presiunea apei infiltrate

Presiunile inregistrate si directia curentilor arata ca infiltratiile se produc in general pe conturul incintei (fig. 4).

Debitul care trebuie evacuat este relativ constant observand ca drenajul orizontal are o pondere de 90%, iar puturile numai 10% (fig. 5).

Infiltratiile sunt distribuite pe suprafata docului si apropierea de bazinul portuar dinspre nord, adancit local pentru instalarea unor docuri plutitoare conduce la infiltratii mai mari pe suprafata docului de reparatii (cca 80%) decat pe cea a docului de constructii (cca 20%).

Pentru reducerea subpresiunilor au fost executate 115 puturi din care: 28 in galeria docului de constructii (sud), 27 in galeria docului de reparatii (nord), 30 in camera de constructii si 30 in cea de reparatii.

În prezent functioneaza 57 puturi (50%), respectiv 6, (21%) in galeria de sud, 11 (40%) in galeria nord, 17 (57%) in camera de constructii si 23 (72%) in cea de reparatii.

Debitul este de cca 1 l/s (3,6 mc/ora).

Presiunile masurate in puturile din galeria sud variaza de la 0,1 la 0,4 atm, deci sub limita de 0,5 atm, admisa pentru aceasta zona, iar in galeria nord, de la 0,1 la 0,55 atm. Nivelul apei subterane in tuburile piezometrice din cele doua galerii nu depaseste cota -11,50 m, ceea ce arata ca drenul de sub radierul docurilor functioneaza corect.

Presiunile masurate la puturile de descarcare controlata din camerele docului au pana la 0,6 atm, depasind valoarea admisa sub radier de 0,4 atm, impunandu-se mentinerea deschisa a acestora.

Antrenarea de nisip

Scurgerea permanenta a apei a condus in timp la unele eroziuni ale calcarului si antrenari de material necoeziv sub forma de nisip. Acest nisip este uniform, conform curbei granulometrice (fig. 6). Din aceasta rezulta un diametru mediu al parti­culelor de cca 0,20 mm, valorile extreme fiind de 0,08 mm si 0,5 mm, iar gradul de neuniformitate Un = d60/d10 = 1,50.

Nisipul este de natura cuartoasa, avand in compozitia chimica bioxid de siliciu (96%), oxid de calciu (1,61%) si oxid de magneziu (0,48%).

Natura nisipului provenind din drenul orizontal este similara cu aceea provenind din puturile de descarcare controlata, ceea ce conduce la concluzia ca sursa este aceeasi, respectiv din calcare.

Nisipul este provenit din straturile inferioare ale terenului de fundare prin antrenarea lui de catre curentul de apa care circula prin fisurile calcarului, apoi prin betonul monogra­nular si drenul orizontal din piatra sparta calcaroasa monogranulara (50-70 mm).

Cantitatea de nisip dupa cca 35 de ani de exploatare a ajuns la cca 20,0 t/an din care 14,0 t din docul de constructii si 6,0 t din docul de reparatii.

Aceasta reprezinta o turbiditate medie de cca 12 mg/1.000 t. De asemenea, din volumul total de calcar granular se estimeaza ca pana in prezent (cca 20 ani) a fost antrenata o cantitate de nisip de cca 260 mc, care reprezinta cca 1‰ din volumul stratului de calcar.

Daca incercam sa repartizam cantitatea de nisip antrenat cu debi­tele inregistrate, rezulta ca turbiditatea variaza intre 30 mg/1.000 mc la zona docului de reparatii si
5 mg/1.000 mc la cea a docului de constructii.

 

MASURI PENTRU REDUCEREA VOLUMULUI DE NISIP ANTRENAT

Exploatarea in continuare a docurilor uscate presupune evacua­rea permanenta a cca 200,0 mc/h de apa. Este necesar ca nisipul antrenat de acest debit sa reprezinte o cantitate cat mai redusa pentru a nu conduce in timp la marirea porozitatii calcarului si in consecinta la cres­terea debitului evacuat, respectiv a presiunii la capul puturilor de descarcare controlata.

Solutii tehnice care sa limiteze antrenarea de nisip

Pentru a impiedica antrenarea nisipului fin, se prevede ca la capatul fiecarui tub care debuseaza in galeria molului central sa fie prevazut un filtru invers. Acesta va fi realizat sub forma unui element cilindric cu diametrul de cca. 18 cm si lungimea de 150 cm, care are in exterior un element geotextil permeabil, nisip mare, pietris si piatra sparta in interior.

Elementul filtrant se introduce in tubul de evacuare a apei, urmarind ca sa nu existe un spatiu liber fata de peretele tubului.

 

Înlocuirea unor puturi filtrante de descarcare controlata

Dupa o perioada de functionare de cca 35 ani s-a constatat degradarea unor puturi prin colmatare si ruginire, care trebuie practic refacute prin inlocuire.

Pentru aceasta se prevede demontarea capului superior si apoi reforarea gaurii verticale. Pentru alegerea instalatiei de foraj se are in vedere ca filtrul care se extrage este format dintr-o teava metalica perforata f 108 x 4 mm si o sarma care o infasoara, ceea ce impune adop­tarea unei tehnologii specifice si a unei sape corespunzatoare.

Dupa executia forajului, in gaura realizata se reface putul filtrant.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 47 – aprilie 2009

 

Autor:
prof. dr. ing. Romeo Ciortan – S.C. IPTANA S.A. Bucuresti, membru corespondent al Academiei de Stiinte Tehnice



Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Share

Permanent link to this article: http://www.revistaconstructiilor.eu/index.php/2009/04/04/comportarea-in-timp-a-sistemului-de-drenaj-permanent-pentru-constructii-de-mare-adancime/

Lasă un răspuns

Adresa de email nu va fi publicata.