מנהרת תשתיות - חיפה, חלק ב`

יזם: חברת יפה נוף, חיפה.

אדריכלות: רפי כרמי.

ניהול ופיקוח: פוירשטיין גזית מהנדסים.

קבלן מבצע: י.ו.נ.י.ת ביצועים.

תכנון: מרקוביץ – שאנן, מהנדסים יועצים.

מנהרת תשתיות, רח` העצמאות - חיפה, חלק א`.

...המשך

לצרכי תכנון השאיבה והשפלת מי התהום נגדיר כי הקרקע חולית לכל אורך החפירה. בפועל נגלה כי הקרקע אינה הומוגנית והתגלו סוגי קרקע שונים בקידוחי הניסיון. מבחינה טכנולוגית, מאפשר החול לבחור בשתי שיטות השאיבה שבחנתי וזאת על ידי שימוש בטכנולוגיות זמינות ומקובלות בהנדסה אזרחי. קידוח הבארות העמוקים יתבצע באמצעות מכונה לקידוח כלונסאות סטנדרטית (M-150 או M-250) ובשימוש בתמיסת פולימר לייצוב הקדח (שימוש בתמיסת בנטונייט לייצוב הקדח - סביר שתסתום את פתחי המשאבות) .

לגבי השיטה השנייה (בארות רדודים) החדרת ה WELLPOINTS תתבצע בעבודת ידיים והיא מתאפשרת בקלות בקרקע חולית ובעומק התכנון הנדרש (ראה פרק "תכנון מערך שאיבת בארות רדודים") .

תכנון מערך שאיבה בבארות עמוקים

שיטת העבודה

במסגרת שאיבת מי תהום מבארות עמוקים, נבצע קידוחים עמוקים ונוריד משאבות טבולות לבסיס הקידוח כשדיפון הקידוח ייעשה באמצעות צינורות (P.V.C או דומיהם). הקידוח ייעשה באמצעות מכונת קידוח ושימוש בתמיסת פולימר למניעת התמוטטות הבור. מיקום הקידוחים יהיה משני צידי החפירה המתוכננת ובמרחק כזה שיבטיח את הורדת מפלס מי התהום בהתאם לתכנון .

תכנון מערך שאיבת בבארות רדודים (WELLPOINTS)

שיטת העבודה

למעשה זוהי שיטת ניקוז בה מפלס מי התהום מושפל נקודתית, סביב גוף יונק, בהתאם לרדיוס השפעה הקשור לעוצמת היניקה של המשאבה. רצף של גופים יונקים (="סיכות") וחפיפה בין רדיוסי ההשפעה של כל אחד מהם, יצור את השפלת מי תהום לעומק נדרש.

* הפריסה בפרויקט זה נבחרה להיעשות במפלס אחד מאחר והמטרה היא להוריד את מפלס פני המים עד לגובה של 7- מטרים מתחת לגובה הכביש הקיים פעולה שתוכל להתבצע מהחדרת " סיכות " למפלס העליון בלבד .

הסבר על הטכנולוגיה

ה"סיכה" היא למעשה צינור בקוטר "2 המוחדר באמצעות לחץ מים גבוה - לקרקע החולית. אורך הסיכה ייקבע לפי גובה ההשפלה המתוכננת , בהתחשב באופי שכבות הקרקע (אין אפשרות לחדור קרקעות שאינן חוליות) וביכולת לספק מים בלחץ גבוה כך שתתאפשר החדרת הסיכה לעומק הדרוש. בפרויקט שלנו נדרוש החדרת סיכה עד לכ 1.5 מטר מתחת לתחתית החפירה (ראה הסבר בהמשך).

אילוסטרציה

ייצוב חפירה

בהמשך לדו"ח יועץ הקרקע , חתך אופייני מלמד כי לכל עומק החפירה נמצאות שכבות חול המסווגות ע"פ AASHTO כ – A-3 ולפי השיטה האחידה כ – SP . הקוהוזביות של החול = 0 וזווית החיכוך בין הגרגרים נמדדה כ 30 מעלות, כלומר בהיעדר חומר מקשר בין גרגרי החול - לא נוכל לייצב את דפנות החפירה ונאלץ לתמוך בחפירה באמצעים מכאניים.

חברת "י.ו.נ.י.ת ביצועים" המבצעת את הפרויקט הציעה שיטה של תמיכת המדרון באמצעות מערכת דיפון של חברת LTW הגרמנית (לקריאה נוספת ראה http://www.ltw-verbau.de/english/fr_eng_start.htm).

אילוסטרציה

טכניקה זו מאפשרת חפירה בטוחה לעומק הנדרש ותמיכת המדרון באמצעות טפסות מודולאריות ייעודיות. הטפסות מושחלות אל תוך זקיפים בצמוד לדופן החפירה ונתמכות באמצעות קורות שחוצות את מפתח החפירה כך שלא מתאפשרת תזוזה יחסית ביניהן ונוצר חלל עבודה המאפשר את המשך עבודות בתוך החפירה ואת הנחת האלמנטים. לאחר שהושלמה מלאכת הרכבת האלמנטים ובתום מכלול העבודות - נשלפות התמוכות.

מהלך העבודה להתקנת מערכת דיפון

1. חפירת מסד - חפירה זו נועדה לאפשר לבסס במדויק את תחתית הדיפון והיא למעשה העוגן והתוואי למודל הדיפון בקטע העבודה המסוים. החפירה ויישור השטח יאפשרו את התקנת עמודי התמיכה ומסגרות הדיפון בקלות וללא פגיעה בתשתיות ובמטרדים מיידיים אחרים. באופן כללי, נחפור כ 0.5-0.7 מטרים כך שנחצה את שכבת המילוי ושתית הכביש הקיים.

2. מדידה וסימון - לאחר שסיימנו את חפירת ויישור המסד, יכנס המודד ויסמן את גבולות הדיפון - בדגש על כך שלא יתגלו סטיות שישפיעו על המשך התקנת הדיפון, לכל אורך קטע העבודה. סימון מדויק של תוואי המודולים והמנהרה חשובים לאין ערוך בפרויקט זה מאחר והתקנה לא מדויקת של הדיפון ו\או תוואי המנהרה בקטע עבודה מסוים ישפיעו ישירות על המשך התוויית המנהרה. בכדי לצמצם במידת האפשר את הסטיות שהוזכרו לעיל יכנס המודד בכל פעם מחדש ויסמן כל קטע עבודה – בנפרד.

3. לוחות תמיכה (Shoring plates) - בתום מלאכת המדידה והסימון, יוחדר לקרקע לוח התמיכה הראשון (באמצעות המחפר הזחלי) וכ 20 – 40 ס"מ בתוך הקרקע (או עד ייצובו העצמאי). לאחר מכן ימוקם הלוח הנגדי (המקביל) ומפאת משקלו – ימשיך גם הוא לעמוד על צידו. בשלב הבא יימדדו שוב המרכזים של הלוחות כך שנהיה בטוחים שלא הוזזו מציר הדיפון המיועד.

4. מסילות החלקה (Sliderails) - בשלב הנ"ל ימוקמו עמודי המסגרת (בהתאם לסימון המודד) ויוחדרו לקרקע על ידי המחפר הזחלי (מתאפשר בקלות בקרקע חולית) כשלוחות התמיכה מוחלקים על מסילות ייעודיות בדופן העמוד (ראה תמונה). שוב נוודא שהמרחק בין לוחות התמיכה אכן נשאר מקביל ובמפתח המתוכנן – ונעבור לשלב הבא.

5. תומכות (Bracing) - לאחר הצבת הפלטות ומדידה שהן ממוקמות במיקומם, נקשור את זוג העמודים הבא (שחוברו ביניהם מראש ע"י התומכות) - לזרוע המחפר . המחפר יניף את העמודים מעל מיקומם המיועד והפועלים מכוונים ומשחילים את מסילות העמודים לתוך פלטות התמיכה שהוצבו במיקומם ומחכות במקומם (ההשחלה מתבצעת במסילות החיצוניות של העמודים).

6. לחיצת מסילות ההחלקה ולוחות התמיכה - בתחתית העמודים והפלטות קיימת סכין שתפקידה לאפשר נעיצה קלה של העמוד\פלטה בקרקע כך שתתאפשר יציבות הרכיב. לכן לאחר השהמודול עומד במקום 2 הפלטות וזוג העמודים עם התומכות נלחץ וננעץ את העמודים והפלטות לתוך הקרקע על מנת שיהיו יציבים כאשר נחפור מתחת לעמודים והפלטות וכך תתאפשר העמקת החפירה (ראה תמונה מצורפת).

7. חפירת המודול - לאחר שהמודול הותקן במקום יציב ונעוץ בקרקע המחפר מתחיל לחפור בתוך המודול ומעמיק את החפירה. זרוע המחפר הזחלי מאפשרת למפעיל להגיע לבסיס החפירה כמעט ללא קושי או שדה ראיה מצומצם.

8. השחלת פלטת תמיכה חיצונית - בשלב מסויים, עם התקדמות החפירה, יש צורך לתמוך את החלקים העליונים של החפירה, בשלב זה נשחיל לתוך המסילה החיצונית בעמוד את פלטת התמיכה העליונה כך שיוצר רצף דיפון לכל עומק התעלה.

9. פירוק הדיפון - פעולת פירוק הדיפון מתבצעת בהדרגה ועם סיום העבודה בקטע העבודה (בתום המילוי החוזר). בשלב ראשון המחפר ישלוף את לוחות התמיכה וזאת לאחר שנרתמו בשרשרת ל"אוזניים" ייעודיות הממוקמות בראש הלוח ולאחר מכן את העמודים.

תמונות מן השטח
כחול - אלמנטים טרומיים של המנהרה
אדום - דיפון החפירה

לירן לוין

לירן לוין. מייסד - שותף בקבוצת CivilEng יליד שנת 1975, נולד בנהריה ומתגורר ברעננה.

בוגר הפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית בטכניון משנת 2006 לתואר .B.Sc בהנדסה אזרחית, עובד כמנהל פרוייקט (תדהר בנייה, עץ השקד, סיון ביצוע, א.ארנסון).

בנוסף לעבודה כשכיר, הרקע המשפחתי ובעיקר בשל האהבה הגדולה למקצוע, הקים עם אייל לוין בתחילת שנת 2009 את קבוצת CivilEng - שהפכה במהרה למקום המפגש ול'בית הקפה' של אנשי המקצוע בענף הבנייה.

liran@civileng.co.il